Imec, બેલ્જિયન સંશોધન અને નવીનતા હબ, 300mm Si પર પ્રથમ કાર્યાત્મક GaAs-આધારિત હેટરોજંકશન બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર (HBT) ઉપકરણો અને 200mm Si પર CMOS-સુસંગત GaN-આધારિત ઉપકરણો mm-વેવ એપ્લિકેશન્સ માટે રજૂ કર્યા છે.
પરિણામો 5G એપ્લીકેશનથી આગળ RF ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલ્સને સક્ષમ કરવા માટે CMOS-સુસંગત તકનીકો તરીકે III-V-on-Si અને GaN-on-Si બંનેની સંભવિતતા દર્શાવે છે.તેઓ ગયા વર્ષની IEDM કોન્ફરન્સ (ડિસેમ્બર 2019, સાન ફ્રાન્સિસ્કો)માં રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા અને IEEE CCNC (10-13 જાન્યુઆરી 2020, લાસ વેગાસ) ખાતે બ્રોડબેન્ડ ઉપરાંત ગ્રાહક સંચાર વિશે Imecના માઈકલ પીટર્સ દ્વારા મુખ્ય રજૂઆતમાં દર્શાવવામાં આવશે.
વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશનમાં, આગામી પેઢી તરીકે 5G સાથે, ગીચ સબ-6GHz બેન્ડ્સમાંથી mm-વેવ બેન્ડ્સ (અને તેનાથી આગળ) તરફ આગળ વધીને ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીઝ તરફ દબાણ છે.આ એમએમ-વેવ બેન્ડની રજૂઆતથી સમગ્ર 5G નેટવર્ક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર અને મોબાઈલ ઉપકરણો પર નોંધપાત્ર અસર પડે છે.મોબાઇલ સેવાઓ અને ફિક્સ્ડ વાયરલેસ એક્સેસ (FWA) માટે, આ વધુને વધુ જટિલ ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલમાં ભાષાંતર કરે છે જે એન્ટેના પર અને તેમાંથી સિગ્નલ મોકલે છે.
એમએમ-વેવ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરવા માટે સક્ષમ થવા માટે, આરએફ ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલોને ઉચ્ચ આઉટપુટ પાવર સાથે હાઇ સ્પીડ (10Gbps અને તેનાથી વધુના ડેટા-રેટને સક્ષમ કરીને) જોડવું પડશે.વધુમાં, મોબાઇલ હેન્ડસેટમાં તેમના અમલીકરણથી તેમના ફોર્મ ફેક્ટર અને પાવર કાર્યક્ષમતા પર ઉચ્ચ માંગ રહે છે.5G ઉપરાંત, આ આવશ્યકતાઓ આજના સૌથી અદ્યતન RF ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલ્સ સાથે પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી જે સામાન્ય રીતે પાવર એમ્પ્લીફાયર માટે GaAs-આધારિત HBTs - નાના અને ખર્ચાળ GaAs સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવતી વિવિધ તકનીકો પર આધાર રાખે છે.
“5G થી આગળના નેક્સ્ટ જનરેશનના RF ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલોને સક્ષમ કરવા માટે, Imec CMOS-સુસંગત III-V-on-Si ટેક્નોલોજીની શોધ કરે છે”, Imec ના પ્રોગ્રામ ડિરેક્ટર, Nadine Collaert કહે છે.“Imec અન્ય CMOS-આધારિત સર્કિટ (જેમ કે કંટ્રોલ સર્કિટરી અથવા ટ્રાન્સસીવર ટેક્નોલોજી) સાથે ફ્રન્ટ-એન્ડ ઘટકો (જેમ કે પાવર એમ્પ્લીફાયર અને સ્વીચો) ના સહ-સંકલન પર વિચાર કરી રહી છે, જેથી ખર્ચ અને ફોર્મ ફેક્ટર ઘટાડવા અને નવા હાઇબ્રિડ સર્કિટ ટોપોલોજીને સક્ષમ કરવા કામગીરી અને કાર્યક્ષમતાને સંબોધવા માટે.Imec બે અલગ-અલગ રૂટની શોધ કરી રહ્યું છે: (1) Si પર InP, 100GHz (ભવિષ્ય 6G એપ્લીકેશન) ઉપરની mm-તરંગો અને ફ્રીક્વન્સીઝને લક્ષ્યાંકિત કરે છે અને (2) Si પર GaN-આધારિત ઉપકરણો, (પ્રથમ તબક્કામાં) નીચલા mm-તરંગોને લક્ષ્ય બનાવે છે. ઉચ્ચ પાવર ડેન્સિટીની જરૂર હોય તેવા બેન્ડ્સ અને એડ્રેસિંગ એપ્લિકેશન્સ.બંને માર્ગો માટે, અમે હવે આશાસ્પદ પ્રદર્શન લાક્ષણિકતાઓ સાથે પ્રથમ કાર્યકારી ઉપકરણો પ્રાપ્ત કર્યા છે, અને અમે તેમની ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીઝને વધુ વધારવાની રીતો ઓળખી કાઢી છે."
300mm Si પર ઉગાડવામાં આવેલા કાર્યાત્મક GaAs/InGaP HBT ઉપકરણોને InP-આધારિત ઉપકરણોની સક્ષમતા તરફના પ્રથમ પગલા તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે.Imec ની અનન્ય III-V નેનો-રિજ એન્જિનિયરિંગ (NRE) પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને 3x106cm-2 થ્રેડિંગ ડિસલોકેશન ડેન્સિટી સાથે ખામી-મુક્ત ઉપકરણ સ્ટેક મેળવવામાં આવ્યું હતું.સ્ટ્રેઈન રિલેક્સ્ડ બફર (SRB) સ્તરો સાથે Si સબસ્ટ્રેટ્સ પર બનાવાયેલ GaAs સાથે, ઉપકરણો સંદર્ભ ઉપકરણો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે સારું પ્રદર્શન કરે છે.આગળના પગલામાં, ઉચ્ચ ગતિશીલતા InP-આધારિત ઉપકરણો (HBT અને HEMT) ની શોધ કરવામાં આવશે.
ઉપરની છબી 300mm Si પર હાઇબ્રિડ III-V/CMOS એકીકરણ માટે NRE અભિગમ દર્શાવે છે: (a) નેનો-ટ્રેન્ચ રચના;ખામીઓ સાંકડી ખાઈ પ્રદેશમાં ફસાયેલી છે;(b) NRE નો ઉપયોગ કરીને HBT સ્ટેક વૃદ્ધિ અને (c) HBT ઉપકરણ એકીકરણ માટે વિવિધ લેઆઉટ વિકલ્પો.
વધુમાં, 200mm Si પર CMOS-સુસંગત GaN/AlGaN-આધારિત ઉપકરણોને ત્રણ અલગ-અલગ ઉપકરણ આર્કિટેક્ચર - HEMTs, MOSFETs અને MISHEMTs સાથે સરખાવીને બનાવટ કરવામાં આવ્યા છે.તે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે MISHEMT ઉપકરણો ઉચ્ચ-આવર્તન કામગીરી માટે ઉપકરણ માપનીયતા અને અવાજની કામગીરીની દ્રષ્ટિએ અન્ય ઉપકરણ પ્રકારો કરતાં આગળ છે.300nm ગેટ લંબાઈ માટે 50/40 આસપાસ fT/fmax ની પીક કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સીઝ મેળવવામાં આવી હતી, જે નોંધાયેલ GaN-on-SiC ઉપકરણો સાથે સુસંગત છે.આગળની ગેટ લંબાઈ સ્કેલિંગ ઉપરાંત, અવરોધ સામગ્રી તરીકે AlInN સાથેના પ્રથમ પરિણામો પ્રદર્શનમાં વધુ સુધારો કરવાની સંભાવના દર્શાવે છે, અને તેથી, ઉપકરણની ઓપરેટિંગ આવર્તનને જરૂરી mm-wave બેન્ડમાં વધારો કરે છે.
પોસ્ટ સમય: 23-03-21