ဘယ်လ်ဂျီယံ သုတေသနနှင့် တီထွင်ဆန်းသစ်မှုဆိုင်ရာ အချက်အချာဖြစ်သော Imec သည် 300mm Si တွင် ပထမဆုံး လုပ်ဆောင်နိုင်သော GaAs-based heterojunction bipolar transistor (HBT) ကိရိယာများနှင့် mm-wave အက်ပ်များအတွက် 200mm Si တွင် CMOS-compatible GaN-based စက်ပစ္စည်းများကို တင်ဆက်ထားပါသည်။
ရလဒ်များသည် 3-V-on-Si နှင့် GaN-on-Si နှစ်ခုလုံး၏ CMOS-သဟဇာတနည်းပညာများအဖြစ် 5G အပလီကေးရှင်းများထက်ကျော်လွန်သူများအတွက် RF front-end modules များကို ဖွင့်ပေးနိုင်သည့် အလားအလာကို ပြသသည်။၎င်းတို့ကို ပြီးခဲ့သည့်နှစ် IEDM ကွန်ဖရင့် (ဒီဇင်ဘာ 2019၊ ဆန်ဖရန်စစ္စကို) တွင် တင်ပြခဲ့ပြီး IEEE CCNC (10-13 ဇန်န၀ါရီ 2020၊ Las Vegas၊ Las Vegas) တွင် စားသုံးသူဆက်သွယ်ရေးဆိုင်ရာ Imec ၏ Michael Peeters ၏ အဓိကကျသော တင်ဆက်မှုတွင် ပါဝင်မည်ဖြစ်သည်။
ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် 5G သည် မျိုးဆက်သစ်အနေဖြင့် ရှုပ်ထွေးနေသော 6GHz လှိုင်းခွဲများမှ mm-wave bands (နှင့် ကျော်လွန်) သို့ ရွေ့လျားပြီး ပိုမိုမြင့်မားသော လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းများဆီသို့ တွန်းအားပေးမှုရှိပါသည်။ဤ mm-wave လှိုင်းများကို မိတ်ဆက်ခြင်းသည် 5G ကွန်ရက်အခြေခံအဆောက်အအုံနှင့် မိုဘိုင်းလ်စက်ပစ္စည်းများ၏ အလုံးစုံအပေါ် သိသာထင်ရှားသော သက်ရောက်မှုရှိသည်။မိုဘိုင်းဝန်ဆောင်မှုများနှင့် Fixed Wireless Access (FWA) အတွက်၊ ၎င်းသည် အင်တင်နာသို့ အချက်ပြမှုကို ပေးပို့သည့် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော ရှေ့ဆုံး မော်ဂျူးများအဖြစ် ဘာသာပြန်ပါသည်။
mm-wave frequencies များတွင် လည်ပတ်နိုင်စေရန်၊ RF front-end modules များသည် high speed (data-rates of 10Gbps နှင့် ထို့ထက်ကျော်လွန်သော data-rates များကို enable) မြင့်မားသော output power ဖြင့် ပေါင်းစပ်ရမည်ဖြစ်သည်။ထို့အပြင်၊ မိုဘိုင်းလ်ဟန်းဆက်များတွင် ၎င်းတို့၏ အကောင်အထည်ဖော်မှုသည် ၎င်းတို့၏ ပုံစံအချက်နှင့် ပါဝါထိရောက်မှုအပေါ် မြင့်မားသော တောင်းဆိုမှုများကို ဖြစ်စေသည်။5G အပြင်၊ သေးငယ်ပြီး ဈေးကြီးသော GaAs အလွှာများတွင် စိုက်ပျိုးထားသော အခြား GaAs-based HBTs များကြားတွင် မတူညီသော နည်းပညာအမျိုးမျိုးကို အားကိုးသည့် ယနေ့ခေတ်၏ အဆင့်မြင့်ဆုံး RF ရှေ့ဆုံး module များဖြင့် အဆိုပါလိုအပ်ချက်များကို မရနိုင်တော့ပါ။
“5G ထက်ကျော်လွန်သည့် မျိုးဆက်သစ် RF ရှေ့ဆုံး module များကို ဖွင့်ရန်အတွက် Imec သည် CMOS-compatible III-V-on-Si နည်းပညာကို ရှာဖွေသည်” ဟု Imec မှ ပရိုဂရမ်ဒါရိုက်တာ Nadine Collaert က ပြောကြားခဲ့သည်။"Imec သည် ကုန်ကျစရိတ်နှင့် form factor များကိုလျှော့ချရန်နှင့် hybrid circuit topologies အသစ်များကိုအသုံးပြုနိုင်စေရန်အတွက် အခြားသော CMOS-based circuit (ထိန်းချုပ်မှု circuitry သို့မဟုတ် transceiver နည်းပညာကဲ့သို့) နှင့် front-end အစိတ်အပိုင်းများ (ပါဝါအသံချဲ့စက်များနှင့် switches များ) ကို ပူးတွဲပေါင်းစပ်ရန် ရှာဖွေနေပါသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဖြေရှင်းရန်။Imec သည် မတူညီသောလမ်းကြောင်းနှစ်ခုကို ရှာဖွေနေသည်- (1) Si တွင် InP၊ 100GHz (အနာဂတ် 6G အပလီကေးရှင်းများ) နှင့် (2) Si ပေါ်ရှိ GaN-based စက်ပစ္စည်းများကို ပစ်မှတ်ထားပြီး (ပထမအဆင့်တွင်) အောက်မီလီမီတာလှိုင်းကို ပစ်မှတ်ထားခြင်းဖြစ်သည်။ မြင့်မားသောပါဝါသိပ်သည်းဆလိုအပ်သော bands များနှင့် application များကိုဖြေရှင်းခြင်း။လမ်းကြောင်းနှစ်ခုစလုံးအတွက်၊ ယခု ကျွန်ုပ်တို့သည် အလားအလာရှိသော စွမ်းဆောင်ရည်လက္ခဏာများရှိသော ပထမဆုံးသော လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ စက်ပစ္စည်းများကို ရရှိထားပြီး ၎င်းတို့၏ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းများကို ပိုမိုမြှင့်တင်ရန် နည်းလမ်းများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။"
300mm Si တွင် စိုက်ပျိုးထားသော Functional GaAs/InGaP HBT ကိရိယာများသည် InP-based ကိရိယာများ အသုံးပြုနိုင်ရေးအတွက် ပထမဆုံးခြေလှမ်းအဖြစ် သရုပ်ပြထားပါသည်။Imec ၏ထူးခြားသော III-V nano-ridge engineering (NRE) လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြု၍ 3x106cm-2 threading dislocation သိပ်သည်းဆအောက်ရှိသော ချို့ယွင်းချက်မရှိသော စက်စတက်တစ်ခုကို ရရှိခဲ့သည်။GaAs သည် Si substrate ပေါ်တွင် strain relaxed buffer (SRB) အလွှာများဖြင့် ဖန်တီးထားသည့် ကိရိယာများထက် များစွာသာလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်။နောက်တစ်ဆင့်တွင်၊ ပိုမိုမြင့်မားသော ရွေ့လျားနိုင်မှု InP-based စက်များ (HBT နှင့် HEMT) ကို စူးစမ်းလေ့လာပါမည်။
အထက်ပါပုံသည် 300mm Si တွင် hybrid III-V/CMOS ပေါင်းစပ်မှုအတွက် NRE ချဉ်းကပ်မှုကို ပြသသည်- (က) nano-trench formation;ချို့ယွင်းချက်များသည် ကျဉ်းမြောင်းသော ကတုတ်ကျင်းဒေသတွင် ပိတ်မိနေပါသည်။(ခ) NRE နှင့် (ဂ) HBT ကိရိယာ ပေါင်းစပ်မှုအတွက် မတူညီသော အပြင်အဆင် ရွေးချယ်မှုများကို အသုံးပြု၍ HBT အစုအဝေး ကြီးထွားမှု။
ထို့အပြင်၊ 200mm Si ပေါ်ရှိ CMOS-သဟဇာတဖြစ်သော GaN/AlGaN-based စက်ပစ္စည်းများကို HEMTs၊ MOSFETs နှင့် MISHEMTs သုံးခုကွဲပြားသော စက်ပစ္စည်းဗိသုကာလက်ရာများကို နှိုင်းယှဉ်ဖန်တီးထားပါသည်။MISHEMT ကိရိယာများသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်လုပ်ဆောင်မှုအတွက် စက်ပစ္စည်း၏ အရွယ်အစားနှင့် ဆူညံမှုစွမ်းဆောင်ရည်သတ်မှတ်ချက်များတွင် အခြားစက်ပစ္စည်းအမျိုးအစားများကို စွမ်းဆောင်ရည်ထက် သာလွန်ကြောင်း ပြသထားသည်။GaN-on-SiC စက်များနှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်သည့် 300nm ဂိတ်အရှည်များအတွက် 50/40 ဝန်းကျင် fT/fmax ၏ အထွတ်အထိပ်ဖြတ်တောက်မှုကြိမ်နှုန်းများကို ရရှိခဲ့သည်။နောက်ထပ် ဂိတ်အလျားကို ချဲ့ထွင်ခြင်းအပြင်၊ အတားအဆီးပစ္စည်းအဖြစ် AlInN ဖြင့် ပထမရလဒ်များက စွမ်းဆောင်ရည် ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်လာစေရန် အလားအလာကို ပြသပြီး ထို့ကြောင့် လိုအပ်သော mm-wave bands များအထိ စက်ပစ္စည်း၏ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းကို တိုးမြှင့်လိုက်ပါ။
ပို့စ်အချိန်- ၂၃-၀၃-၂၁