Imec, xarunta cilmi baarista iyo hal-abuurka Belgian, ayaa soo bandhigtay qalabkii ugu horreeyay ee shaqeynaya GaAs-ku-saleysan heterojunction transistor-ka laba-cirifoodka (HBT) ee 300mm Si, iyo CMOS-ku-habboon aaladaha GaN-ku-saleysan ee 200mm Si loogu talagalay codsiyada mowjadaha mm.
Natiijooyinku waxay muujinayaan kartida III-V-on-Si iyo GaN-on-Si labadaba sida tignoolajiyada ku habboon CMOS si ay awood ugu siiso qaybaha hore ee RF wixii ka baxsan codsiyada 5G.Waxaa lagu soo bandhigay shirkii IEDM ee sannadkii hore (Dec 2019, San Francisco) waxaana lagu soo bandhigi doonaa soo bandhigida muhiimka ah ee Imec's Michael Peeters oo ku saabsan isgaarsiinta macaamiisha ka baxsan IEEE CCNC (10-13 Jan 2020, Las Vegas).
Isgaadhsiinta bilaa-waayirka ah, ee leh 5G jiilka soo socda, waxaa jira riixid xagga soo noqnoqoshada hawlqabadka sare, iyada oo laga guurayo xadhkaha cidhiidhiga ah ee sub-6GHz una sii jeeda xadhkaha-mm-mowjadaha (iyo wixii ka dambeeya).Soo bandhigida xadhkaha mowjadaha mm-mm waxay saamayn wayn ku leeyihiin guud ahaan kaabayaasha shabakada 5G iyo aaladaha mobilada.Adeegyada moobilka iyo Helitaanka Wireless-ka go'an (FWA), tani waxay u tarjumeysaa unugyo-dhamaadka hore oo sii adag oo u soo dira calaamada anteenada.
Si loo awoodo in lagu shaqeeyo mawjadaha mm-mowjadaha, qaybaha hore ee RF waa inay isku daraan xawaaraha sare (oo awood u siinaya heerarka xogta 10Gbps iyo wixii ka baxsan) oo leh awood sare oo wax soo saar leh.Intaa waxaa dheer, ku dhaqangelintooda taleefannada gacanta waxay ku dhejiyaan baahiyo badan qaabkooda iyo hufnaanta awoodda.Marka laga soo tago 5G, shuruudahan laguma gaadhi karo qaybaha hore ee RF ee maanta ugu horumarsan kuwaas oo sida caadiga ah ku tiirsan noocyo kala duwan oo tignoolajiyada kala duwan iyo kuwa kale ee GaAs-ku-salaysan HBT ee cod-weyneyaasha awooda - oo lagu koray substrates GaAs yar yar oo qaali ah.
"Si aad awood ugu yeelatid jiilka soo socda ee RF-ga hore ee ka baxsan 5G, Imec wuxuu sahamiyaa CMOS-ku-xiran tignoolajiyada III-V-on-Si", ayay tiri Nadine Collaert, maamulaha barnaamijka Imec."Imec waxay eegaysaa isku-dhafka qaybaha hore ee hore (sida korantada korantada iyo furayaasha) iyo wareegyada kale ee CMOS ku salaysan (sida xakamaynta wareegga ama tignoolajiyada transceiver), si loo yareeyo qiimaha iyo qaabka qaabka, iyo awood u yeelashada qaababka cusub ee wareegga wareegga. si wax looga qabto waxqabadka iyo hufnaanta.Imec waxa uu sahaminayaa laba waddo oo kala duwan: (1) InP on Si, bartilmaameedka mm-mowjadda iyo soo noqnoqoshada ka sarreeya 100GHz (codsiyada 6G mustaqbalka) iyo (2) Qalabka GaN ku salaysan ee Si, beegsanaya (wajiga koowaad) mm-wave hoose xargaha iyo wax ka qabashada codsiyada u baahan cufnaanta awoodda sare.Labada dariiqba, waxaan hadda helnay qalabkii ugu horreeyay ee shaqeynaya oo leh astaamo waxqabad oo rajo leh, waxaanan aqoonsannay siyaabo lagu sii wanaajiyo inta jeer ee ay shaqeeyaan. "
Aaladaha GaAs/InGaP HBT ee shaqaynaya ee ku koray 300mm Si ayaa lagu muujiyey inay tahay talaabadii ugu horreysay ee xagga karti-siinta aaladaha ku saleysan InP.Xirmada qalabka aan cilad lahayn ee ka hooseeya 3x106cm-2 dunta kala leexashada cufnaanta ayaa lagu helay iyadoo la adeegsanayo habka IEC ee u gaarka ah III-V nano-ridge engineering (NRE).Aaladuhu waxay si aad ah uga fiican yihiin aaladaha tixraaca, iyadoo GaAs lagu sameeyay Si substrates oo leh lakabyo dabacsan oo dabacsan (SRB).Talaabada xigta, aaladaha InP-ku-salaysan dhaqdhaqaaqa sare (HBT iyo HEMT) waa la sahamin doonaa.
Sawirka kore wuxuu muujinayaa habka NRE ee isku dhafka III-V/CMOS ee 300mm Si: (a) samaynta nano-trench;cilladuhu waxay ku xayiran yihiin gobolka jeexjeexyada cidhiidhiga ah;(b) Kobaca xidhmada HBT iyadoo la isticmaalayo NRE iyo (c) kala doorarka qaabaynta ee isku dhafka qalabka HBT.
Waxaa intaa dheer, CMOS-ku habboon GaN/alGaN-ku-salaysan aaladaha 200mm Si ayaa la sameeyay iyadoo la barbardhigayo saddex qalab oo qalabeed oo kala duwan - HEMTs, MOSFETs iyo MISHEMTs.Waxaa la muujiyay in aaladaha MISHEMT ay ka sarreeyaan noocyada qalabka kale marka loo eego cabbirka qalabka iyo waxqabadka buuqa ee hawlgalka soo noqnoqda ee sarreeya.Soo noqnoqoshada ugu sarreysa ee fT/fmax ee ku dhawaad 50/40 ayaa la helay 300nm dhererka albaabka, kaas oo waafaqsan aaladaha GaN-on-SiC ee la soo sheegay.Ka sokow cabbirka dhererka albaabka dheeraadka ah, natiijooyinka ugu horreeya ee AlInN oo ah walxaha xannibaadda waxay muujinayaan suurtagalnimada in lagu sii wanaajiyo waxqabadka, oo markaa, kordhiso inta jeer ee hawlgalka qalabka ilaa xargaha hir-mm ee loo baahan yahay.
Waqtiga boostada: 23-03-21