Imec, navenda lêkolîn û nûjeniyê ya Belçîkayê, ji bo sepanên pêlên mm-ya 300mm Si-yê 300mm Si-yê, û cîhazên GaN-based CMOS-ê li ser 200mm Si-yê yekem fonksîyonel ên transîstorên bipolar bipolar (HBT)-based GaAs-a fonksiyonel pêşkêşî kir.
Encam potansiyela hem III-V-on-Si û hem jî GaN-on-Si wekî teknolojiyên CMOS-lihevhatî ji bo çalakkirina modulên pêşîn ên RF-ê ji bo serîlêdanên 5G wêdetir destnîşan dikin.Ew di konferansa IEDM ya sala borî de (Kanûna 2019, San Francisco) hatin pêşkêş kirin û dê di pêşandanek sereke ya Imec's Michael Peeters de li ser pêwendiya xerîdar li derveyî bandbandê li IEEE CCNC (10-13 Çile 2020, Las Vegas) werin pêşandan.
Di pêwendiya bêtêlê de, digel 5G-ê wekî nifşê din, berbi frekansên xebitandinê yên bilindtir vekêşek heye, ku ji bandên bin-6GHz yên tevlihev berbi bandên pêlên mm-yê (û pê ve) diçin.Danasîna van bandên pêlên mm bandorek girîng li ser binesaziya tevayî ya tora 5G û cîhazên mobîl heye.Ji bo karûbarên desta û Gihîştina Wireless Fixed (FWA), ev tê wergerandin modulên pêşîn ên tevlihev ên ku îşaretê ji antenna û ji antenê re dişînin.
Ji bo ku karibin li frekansên pêlên mm-ê bixebitin, modulên pêşîn ên RF-ê neçar in ku leza bilind (rêjeyên daneyê yên 10 Gbps û pê ve çalak bike) bi hêza hilberîna bilind re bikin yek.Wekî din, pêkanîna wan di destikên desta de daxwazên mezin li ser faktora forma wan û karbidestiya hêza wan dixe.Ji 5G wêdetir, van hewcedarî nema dikarin bi modulên pêşkeftî yên herî pêşkeftî yên îroyîn ên RF-ê yên ku bi gelemperî xwe dispêrin cûrbecûr teknolojiyên cihêreng di nav yên din de HBT-yên bingehîn ên GaAs-ê ji bo amplifikatorên hêzê - ku li ser substratên GaAs yên piçûk û biha têne mezin kirin, bi dest bixin.
Nadine Collaert, derhênerê bernameyê li Imec, dibêje: "Ji bo ku modulên pêş-dawiya RF-yê ji 5G-yê wêdetir çalak bike, Imec teknolojiya III-V-on-Si-lihevhatî ya CMOS-ê vedikole.""Imec li hev-entegrasyona hêmanên paşîn (wek amplifikator û guhêrbar) bi çerxên din ên li ser bingeha CMOS-ê re (wek çerxa kontrolê an teknolojiya transceiver) digere, da ku lêçûn û faktora formê kêm bike, û topolojiyên nû yên çerxa hîbrid bike. ji bo karûbar û karbidestiyê çareser bikin.Imec du riyên cihêreng dikole: (1) InP li ser Si, pêla mm û frekansên li jor 100GHz (serîlêdanên 6G yên pêşerojê) û (2) cîhazên bingeha GaN-ê li ser Si-yê armanc dike, (di qonaxek yekem de) pêla mm-ya jêrîn hedef digire. bend û serîlêdanên ku hewcedariya wan bi dendika hêza bilind heye.Ji bo her du rêyan, me naha yekem cîhazên fonksiyonel ên bi taybetmendiyên performansa sozdar bi dest xistine, û me rêyên ku ji bo zêdekirina frekansên wan ên xebitandinê bêtir nas dikin."
Amûrên fonksîyonel GaAs / InGaP HBT ku li ser 300mm Si-yê mezin bûne wekî gava yekem berbi çalakkirina cîhazên InP-ê ve hatî destnîşan kirin.Bi karanîna pêvajoya yekta III-V endezyariya nano-rije (NRE) ya Imec-ê stûnek amûrek bêqisûr a ku ji 3x106cm-2 tîrêjê veqetandina tîrêjê jêrîn e, hate bidestxistin.Amûr ji cîhazên referansê pir çêtir performansa xwe dikin, digel ku GaAs li ser substratên Si bi qatên tampon rihetkirî (SRB) têne çêkirin.Di pêngavek paşîn de, dê cîhazên InP-based-lihevhatina bilind (HBT û HEMT) werin lêkolîn kirin.
Wêneya li jor nêzîkatiya NRE ji bo yekbûna hybrid III-V/CMOS li ser 300mm Si nîşan dide: (a) damezrandina nano-xendek;kêmasî di herêma xendeka teng de têne girtin;(b) Mezinbûna stûna HBT bi karanîna NRE û (c) vebijarkên cîhêreng ên ji bo entegrasyona cîhaza HBT.
Wekî din, cîhazên lihevhatî yên GaN/AlGaN-CMOS-ê yên li ser 200mm Si hatine çêkirin ku sê mîmarên cîhazên cihêreng berhev dikin - HEMT, MOSFET û MISHEMT.Hat destnîşan kirin ku cîhazên MISHEMT ji bo xebitandina frekansa bilind di warê pîvandina cîhazê û performansa dengî de ji celebên cîhazên din çêtir e.Frekansên qutkirina pez ên fT/fmax li dora 50/40 ji bo dirêjahiya deriyê 300nm, ku li gorî amûrên GaN-on-SiC hatine ragihandin, hatine bidestxistin.Ji bilî pîvandina dirêjahiya dergehê, yekem encamên bi AlInN wekî materyalek astengî potansiyela çêtirkirina performansê nîşan dide, û ji ber vê yekê, frekansa xebitandinê ya cîhazê li bendên pêlên mm-ya hewce zêde dike.
Dema şandinê: 23-03-21