Paveikslėlis: „IVWorks“ inžinierius kalibruoja plazmos šaltinį, skirtą diegti gamybinio masto hibridinėje MBE sistemoje, užtikrinančioje didelį vienodumą ir aukštos kokybės GaN epitaksinį augimą.
Galio nitrido (GaN) didelio elektronų judrumo tranzistorius (HEMT), kuriame integruota patentuota „IVWorks Co Ltd“ (Tedžonas, Pietų Korėja) selektyvaus atauginimo technologija „reGaN“, tapo pirmuoju pasaulyje GaN tranzistoriumi, pasiekusiu maksimalų virpesių dažnį (fmaks.) viršija 700 GHz. Tai buvo pademonstruota naudojant 45 nm GaN HEMT įrenginį, kurį sukūrė profesoriaus Dae-hyun Kim tyrimų komanda Kyungpook nacionalinio universiteto Elektronikos inžinerijos mokykloje ir kuris buvo pristatytas birželio 18 d. IEEE/JSAP VLSI technologijos ir grandinių simpoziume Honolulu, Havajuose, JAV.
Mokslininkų komanda pagamino GaN tranzistorių su 45 nm užtūros ilgiu ir pasiekė rekordinį fmaks.742 GHz dažnis, nustatantis naują GaN tranzistorių technologijos radijo dažnių (RF) našumo standartą. Įrenginys taip pat pasiekė rekordinį 497 GHz vidutinio dažnio metriką (favg) – tai didžiausia iki šiol pranešta vertė bet kuriai GaN tranzistorių technologijai. Šie rezultatai rodo, kad GaN puslaidininkiai pasižymi pakankamu našumu net ir itin aukštų dažnių režimu ir gali būti perspektyvi platforma būsimoms subterahercų ir terahercų elektroninėms sistemoms, teigia „IVWorks“.
Nors indžio fosfido (InP) pagrindu pagaminti tranzistoriai dėl išskirtinių elektronų pernašos savybių jau seniai dominuoja subterahercų dažnių režime, jų santykinai maža pramušimo įtampa riboja išėjimo galią ir sistemos mastelio keitimą. Priešingai, GaN siūlo unikalų didelio pramušimo elektrinio lauko, didelio galios tankio ir puikaus šiluminio atsparumo derinį, todėl jie yra patrauklūs kandidatai naujos kartos aukšto dažnio ir didelės galios taikymams. Tačiau itin aukšto dažnio našumo pasiekimas naudojant GaN išliko dideliu iššūkiu. Siekdama įveikti šiuos apribojimus, tyrėjų komanda panaudojo pažangų 45 nm vartų procesą ir optimizavo įrenginio architektūrą, kad maksimaliai padidintų aukšto dažnio našumą.
Svarbiausias veiksnys buvo patentuota „IVWorks“ selektyvaus atauginimo technologija „reGaN“. Išskirtinai „IVWorks“ sukurta „reGaN“ selektyviai ataugina stipriai legiruotą n tipo GaN šaltinio ir santakos srityse, žymiai sumažindama kontaktinę varžą. Kaip šio tyrimo bendrapartnerė, „IVWorks“ pademonstravo, kaip teigiama, puikų proceso vienodumą visoje 4 colių plokštelėje ir pasiekė išskirtinį atkuriamumą. Be to, įmonė sumažino atauginimo sąsajos varžą (Rint) iki 0,027 Ω-mm, artėjant prie teorinės ribos, pasiekiamos esant atitinkamai krūvininkų koncentracijai.
„Šis tyrimas pakelia GaN HEMT tranzistorių radijo dažnių našumo ribas į naują lygį ir parodo GaN puslaidininkių potencialą itin aukštų dažnių taikymuose, pirmą kartą pasaulyje pademonstruojant GaN HEMT tranzistorių, kurio h dažnis viršija 700 GHz“, – sako profesorius Dae-hyun Kim. „Šis tyrimas yra ypač reikšmingas kaip sėkmingas pramonės ir akademinės bendruomenės bendradarbiavimo pavyzdys, derinantis pažangias epitaksinio augimo ir atauginimo technologijas iš pramonės su universiteto patirtimi įrenginių ir grandinių tyrimuose“, – priduria jis.
„Remdamiesi šiuo pasiekimu, planuojame dar labiau paspartinti naujos kartos GaN elektroninių prietaisų, skirtų terahercų dažnio taikymams 6G ryšiui ir pažangioms gynybos technologijoms, kūrimą.“
„IVWorks“ teigia, kad šis pasiekimas dar labiau pabrėžia augantį GaN technologijos potencialą plėstis už tradicinės radijo dažnių ir galios elektronikos ribų į besiformuojančias subterahercų ir terahercų taikymo sritis, įskaitant 6G ryšį, pažangias radarų sistemas, palydovinį ryšį ir naujos kartos gynybos elektroniką.
„reGaN yra pagrindinė technologija, kuri jau praėjo kokybės kvalifikaciją didelėje liejykloje ir buvo pritaikyta masinei gamybai“, – sako „IVWorks“ generalinis direktorius Young-kyun Noh. „Šis pasiekimas rodo, kad mūsų hibridinio MBE pagrindu sukurta „reGaN“ platforma yra ne tik paruošta gamybai, bet ir pagrindinė technologija, leidžianti kurti naujos kartos subterahercų ir terahercų GaN elektroniką“, – priduria jis. „Didžiuojamės matydami, kad „IVWorks“ technologija prisideda prie pasaulyje pirmaujančio tyrimų etapo.“
Įrašo laikas: 2026 m. liepos 6 d.