Vijesti iz industrije: IVWorksova reGaN tehnologija omogućuje prvi GaN HEMT od 742 GHz

Slika: Inženjer tvrtke IVWorks kalibrira izvor plazme za primjenu u hibridnom MBE sustavu proizvodnih razmjera, podržavajući visokoujednačen i visokokvalitetan epitaksijalni rast GaN-a.

Tranzistor visoke pokretljivosti elektrona (HEMT) od galijevog nitrida (GaN) koji uključuje vlastitu tehnologiju selektivnog ponovnog rasta reGaN tvrtke IVWorks Co Ltd iz Daejeona u Južnoj Koreji postao je prvi GaN tranzistor na svijetu koji je postigao maksimalnu frekvenciju oscilacija (f_maksimum) koji prelazi 700 GHz. To je demonstrirano putem 45nm GaN HEMT uređaja koji je razvio istraživački tim profesora Dae-hyun Kima na Fakultetu elektroničkog inženjerstva Nacionalnog sveučilišta Kyungpook, a predstavljen je 18. lipnja na IEEE/JSAP simpoziju o VLSI tehnologiji i sklopovima 2026. u Honoluluu na Havajima, SAD.

Istraživački tim izradio je GaN tranzistor s duljinom vrata od 45 nm i postigao rekordnu f_maksimumod 742 GHz, postavljajući novi standard za RF performanse u GaN tranzistorskoj tehnologiji. Uređaj je također postigao rekordnu prosječnu frekvencijsku metriku (favg) od 497 GHz, što je do sada najviša zabilježena vrijednost za bilo koju GaN tranzistorsku tehnologiju. Ovi rezultati pokazuju da GaN poluvodiči posjeduju dovoljnu konkurentnost performansi čak i u ultra-visokofrekventnom režimu i mogu poslužiti kao održiva platforma za buduće subterahercne i terahercne elektroničke sustave, kaže IVWorks.

Iako su tranzistori na bazi indijevog fosfida (InP) dugo dominirali subterahercnim frekvencijskim režimom zbog svojih iznimnih svojstava prijenosa elektrona, njihov relativno nizak probojni napon ograničava izlaznu snagu i skalabilnost sustava. Nasuprot tome, GaN nudi jedinstvenu kombinaciju visokog probojnog električnog polja, visoke gustoće snage i izvrsne toplinske robusnosti, što ih čini atraktivnim kandidatima za visokofrekventne i visokoenergetske primjene sljedeće generacije. Međutim, postizanje ultravisokih frekvencija s GaN-om i dalje je značajan izazov. Kako bi prevladali ta ograničenja, istraživački tim koristio je napredni 45nm proces vrata i optimizirao arhitekturu uređaja kako bi maksimizirao visokofrekventne performanse.

Ključni pokretač bila je IVWorksova vlasnička tehnologija selektivnog ponovnog rasta reGaN. Razvijen isključivo od strane IVWorksa, reGaN selektivno ponovno raste jako dopirani GaN n-tipa u izvornim i odvodnim područjima, značajno smanjujući kontaktni otpor. Kao ko-istraživački partner u ovoj studiji, IVWorks je pokazao ono što se smatra izvrsnom ujednačenošću procesa na cijeloj pločici od 4 inča i postigao izvanrednu ponovljivost. Nadalje, tvrtka je smanjila otpor na granici ponovnog rasta (R_cijelo) na 0,027 Ω-mm, približavajući se teorijskoj granici koja se može postići pri odgovarajućoj koncentraciji nosioca.

„Ovo istraživanje pomiče granice RF performansi GaN HEMT-ova na novu razinu i pokazuje potencijal GaN poluvodiča za ultravisokofrekventne primjene kroz prvu svjetsku demonstraciju GaN HEMT-a s h većim od 700 GHz“, kaže profesor Dae-hyun Kim. „Studija je posebno značajna kao uspješan primjer suradnje industrije i akademske zajednice, kombinirajući napredne tehnologije epitaksijalnog rasta i ponovnog rasta iz industrije sa stručnošću sveučilišta u istraživanju uređaja i sklopova“, dodaje.

„Nadovezujući se na ovo postignuće, planiramo dodatno ubrzati razvoj GaN elektroničkih uređaja sljedeće generacije usmjerenih na terahercne frekvencije za 6G komunikacije i napredne obrambene tehnologije.“

IVWorks kaže da ovo postignuće dodatno naglašava rastući potencijal GaN tehnologije da se proširi izvan tradicionalne RF i energetske elektronike u nove subterahercne i terahercne primjene, uključujući 6G komunikacije, napredne radarske sustave, satelitske komunikacije i obrambenu elektroniku sljedeće generacije.

„reGaN je ključna tehnologija koja je već prošla kvalifikaciju kvalitete u velikoj ljevaonici i usvojena je za masovnu proizvodnju“, kaže izvršni direktor IVWorksa, Young-kyun Noh. „Ovo postignuće pokazuje da naša reGaN platforma temeljena na hibridnom MBE-u nije samo spremna za proizvodnju, već i ključna tehnologija za sljedeću generaciju subterahercne i terahercne GaN elektronike“, dodaje. „Ponosni smo što vidimo da IVWorksova tehnologija doprinosi vodećoj svjetskoj istraživačkoj prekretnici.“