Imec، بيلجيم جي تحقيق ۽ جدت جو مرڪز، پيش ڪيو آهي پهريون فنڪشنل GaAs-based heterojunction bipolar transistor (HBT) ڊوائيسز 300mm Si تي، ۽ CMOS-compatible GaN-based ڊوائيسز 200mm Si تي mm-wave ايپليڪيشنن لاءِ.
نتيجا ظاهر ڪن ٿا III-V-on-Si ۽ GaN-on-Si ٻنهي جي صلاحيت کي CMOS-مطابقت رکندڙ ٽيڪنالاجيون جيئن 5G ايپليڪيشنن لاءِ آر ايف فرنٽ-اينڊ ماڊلز کي فعال ڪرڻ لاءِ.اهي گذريل سال جي IEDM ڪانفرنس (ڊسمبر 2019، سان فرانسسڪو) ۾ پيش ڪيا ويا ۽ IEEE CCNC (10-13 جنوري 2020، لاس ويگاس).
وائرليس ڪميونيڪيشن ۾، 5G سان گڏ ايندڙ نسل جي طور تي، اتي وڌيڪ آپريٽنگ فريڪوئنسيز ڏانهن ڌڪيو ويو آهي، ڪنجسٽ ٿيل ذيلي 6GHz بينڊز کان mm-wave بينڊز (۽ اڳتي) ڏانهن.انهن mm-wave بئنڊز جو تعارف مجموعي طور تي 5G نيٽ ورڪ انفراسٽرڪچر ۽ موبائيل ڊوائيسز تي اهم اثر پيو.موبائيل سروسز ۽ فڪسڊ وائرليس رسائي (FWA) لاءِ، هي ترجمو ڪري ٿو وڌندڙ پيچيده فرنٽ-اينڊ ماڊلز جيڪي سگنل موڪلين ٿا انٽينا ڏانهن ۽ ان کان.
mm-wave frequencies تي هلائڻ جي قابل ٿيڻ لاءِ، RF فرنٽ-اينڊ ماڊلز کي گڏ ڪرڻو پوندو تيز رفتار (10Gbps ۽ ان کان وڌيڪ ڊيٽا جي شرح کي چالو ڪرڻ) کي اعليٰ پيداوار واري طاقت سان.ان کان علاوه، موبائل هٿيارن ۾ انهن جي عمل درآمد انهن جي فارم فيڪٽر ۽ طاقت جي ڪارڪردگي تي اعلي مطالبن کي رکي ٿو.5G کان سواءِ، اهي گهرجون پوريون نه ٿيون ڪري سگھجن ٿيون اڄ جي جديد ترين RF فرنٽ-اينڊ ماڊلز سان جيڪي عام طور تي مختلف ٽيڪنالاجيز تي ڀروسو ڪن ٿيون ٻين جي وچ ۾ GaAs-based HBTs پاور ايمپليفائرز لاءِ - ننڍا ۽ قيمتي GaAs سبسٽراٽس تي وڌا ويا.
"5G کان اڳتي ايندڙ نسل جي RF فرنٽ-اينڊ ماڊلز کي چالو ڪرڻ لاءِ، Imec CMOS-compatible III-V-on-Si ٽيڪنالاجي کي ڳولي ٿو"، نادين ڪولارٽ چوي ٿو، Imec ۾ پروگرام ڊائريڪٽر."Imec ٻين CMOS-بنياد سرڪٽس (جهڙوڪ ڪنٽرول سرڪٽي يا ٽرانسيور ٽيڪنالاجي) سان گڏ فرنٽ-اينڊ اجزاء (جهڙوڪ پاور ايمپليفائر ۽ سوئچز) جي گڏيل انضمام کي ڳولي رهيو آهي، قيمت ۽ فارم فيڪٽر کي گهٽائڻ، ۽ نئين هائبرڊ سرڪٽ ٽوپولاجيز کي چالو ڪرڻ لاء. ڪارڪردگي ۽ ڪارڪردگي کي حل ڪرڻ لاء.Imec ٻن مختلف رستن جي ڳولا ڪري رهيو آهي: (1) سي تي InP، 100GHz کان مٿانهون mm-wave ۽ تعدد کي نشانو بڻائڻ (مستقبل 6G ايپليڪيشنون) ۽ (2) GaN-based ڊوائيسز Si تي، ٽارگيٽ ڪرڻ (پهرين مرحلي ۾) هيٺين ايم ايم-موج. بينڊ ۽ ايڊريسنگ ايپليڪيشنن کي اعلي طاقت جي کثافت جي ضرورت ۾.ٻنھي رستن لاءِ، اسان ھاڻي حاصل ڪيو آھي پھريون فنڪشنل ڊيوائسز جو واعدو ڪندڙ ڪارڪردگيءَ جي خصوصيتن سان، ۽ اسان انھن جي آپريٽنگ تعدد کي وڌيڪ وڌائڻ لاءِ طريقن جي نشاندهي ڪئي آھي.
فنڪشنل GaAs/InGaP HBT ڊوائيسز جيڪي 300mm Si تي وڌا ويا آهن انهن کي InP-based ڊوائيسز جي فعال ڪرڻ جي پهرين قدم طور ظاهر ڪيو ويو آهي.3x106cm-2 threading dislocation density هيٺان عيب کان پاڪ ڊيوائس اسٽيڪ حاصل ڪئي وئي آئي ايم سي جي منفرد III-V نانو-ريج انجنيئرنگ (NRE) عمل کي استعمال ڪندي.ڊيوائسز ريفرنس ڊيوائسز جي ڀيٽ ۾ ڪافي بھتر ڪم ڪن ٿيون، جن ۾ GaAs ٺھيل Si substrates سان strain relaxed buffer (SRB) تہن سان.ايندڙ قدم ۾، وڌيڪ متحرڪ InP-based ڊوائيسز (HBT ۽ HEMT) ڳوليا ويندا.
مٿي ڏنل تصوير 300mm Si تي هائبرڊ III-V/CMOS انضمام لاءِ NRE اپروچ ڏيکاري ٿي: (a) نانو-خندق ٺهڻ؛خرابيون تنگ خندق واري علائقي ۾ پکڙيل آهن؛(b) NRE استعمال ڪندي HBT اسٽيڪ جي واڌ ۽ (c) HBT ڊوائيس انضمام لاء مختلف ترتيب جا اختيار.
ان کان علاوه، 200mm Si تي CMOS-مطابقت رکندڙ GaN/AlGaN-بنياد ڊوائيسز ٽن مختلف ڊوائيس آرڪيٽيڪچرز - HEMTs، MOSFETs ۽ MISHEMTs جي مقابلي ۾ ٺاهيا ويا آهن.اهو ڏيکاريو ويو آهي ته MISHEMT ڊوائيسز ٻين ڊوائيس جي قسمن کي ڊوائيس جي اسپيبلبلٽي ۽ شور جي ڪارڪردگي جي لحاظ کان اعلي فريڪوئنسي آپريشن لاء بهتر ڪن ٿا.50/40 جي چوڌاري fT/fmax جي چوٽي ڪٽ آف تعدد 300nm دروازي جي ڊيگهه لاءِ حاصل ڪئي وئي، جيڪا ڄاڻايل GaN-on-SiC ڊوائيسز جي مطابق آهي.اضافي دروازي جي ڊيگهه اسڪيلنگ کان علاوه، پهريون نتيجا AlInN سان هڪ رڪاوٽ مواد جي طور تي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر ڪرڻ جي صلاحيت ڏيکاري ٿو، ۽ ان ڪري، ڊوائيس جي آپريٽنگ فریکوئنسي کي گهربل ايم ايم-موج بينڊ تائين وڌايو.
پوسٽ جو وقت: 23-03-21