Εικόνα: Ένας μηχανικός της IVWorks βαθμονομεί μια πηγή πλάσματος για ανάπτυξη σε ένα υβριδικό σύστημα MBE παραγωγικής κλίμακας, υποστηρίζοντας υψηλή ομοιομορφία και υψηλής ποιότητας επιταξιακή ανάπτυξη GaN.
Ένα τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (HEMT) από νιτρίδιο του γαλλίου (GaN), το οποίο ενσωματώνει την ιδιόκτητη τεχνολογία επιλεκτικής αναγέννησης reGaN της IVWorks Co Ltd στο Νταετζόν της Νότιας Κορέας, έγινε το πρώτο τρανζίστορ GaN στον κόσμο που πέτυχε μέγιστη συχνότητα ταλάντωσης (f...μέγιστο) που υπερβαίνει τα 700GHz. Αυτό αποδείχθηκε μέσω μιας συσκευής GaN HEMT 45nm που αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα του καθηγητή Dae-hyun Kim στη Σχολή Ηλεκτρονικής Μηχανικής στο Εθνικό Πανεπιστήμιο Kyungpook και παρουσιάστηκε στις 18 Ιουνίου στο Συμπόσιο IEEE/JSAP για την Τεχνολογία και τα Κυκλώματα VLSI 2026 στη Χονολουλού της Χαβάης, ΗΠΑ.
Η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε ένα τρανζίστορ GaN με μήκος πύλης 45nm και πέτυχε ρεκόρ f...μέγιστοτων 742 GHz, καθιερώνοντας ένα νέο σημείο αναφοράς για την απόδοση RF στην τεχνολογία τρανζίστορ GaN. Η συσκευή πέτυχε επίσης ένα ρεκόρ μέσης συχνότητας μετρικής (favg) 497 GHz, την υψηλότερη τιμή που έχει αναφερθεί μέχρι σήμερα για οποιαδήποτε τεχνολογία τρανζίστορ GaN. Αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι οι ημιαγωγοί GaN διαθέτουν επαρκή ανταγωνιστικότητα απόδοσης ακόμη και στο καθεστώς εξαιρετικά υψηλών συχνοτήτων και μπορούν να χρησιμεύσουν ως βιώσιμη πλατφόρμα για μελλοντικά ηλεκτρονικά συστήματα υπο-τεραχέρτζ και τεραχέρτζ, αναφέρει η IVWorks.
Ενώ τα τρανζίστορ που βασίζονται στο φωσφίδιο του ινδίου (InP) κυριαρχούν εδώ και καιρό στο καθεστώς συχνότητας υπο-τεραχέρτζ λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων μεταφοράς ηλεκτρονίων τους, η σχετικά χαμηλή τάση διάσπασης περιορίζει την ισχύ εξόδου και την επεκτασιμότητα του συστήματος. Αντίθετα, τα GaN προσφέρουν έναν μοναδικό συνδυασμό υψηλού ηλεκτρικού πεδίου διάσπασης, υψηλής πυκνότητας ισχύος και εξαιρετικής θερμικής ανθεκτικότητας, καθιστώντας τα ελκυστικά υποψήφια για εφαρμογές υψηλής συχνότητας και ισχύος επόμενης γενιάς. Ωστόσο, η επίτευξη απόδοσης εξαιρετικά υψηλής συχνότητας με GaN παρέμεινε μια σημαντική πρόκληση. Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια προηγμένη διαδικασία πύλης 45nm και βελτιστοποιημένη αρχιτεκτονική συσκευής για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης υψηλής συχνότητας.
Ένας βασικός παράγοντας που επέτρεψε την ανάπτυξη ήταν η ιδιόκτητη τεχνολογία επιλεκτικής αναγέννησης reGaN της IVWorks. Αναπτύχθηκε αποκλειστικά από την IVWorks, η reGaN αναγεννά επιλεκτικά GaN τύπου n με έντονες προσμίξεις στις περιοχές πηγής και αποστράγγισης, μειώνοντας σημαντικά την αντίσταση επαφής. Ως συνεργαζόμενος ερευνητής σε αυτή τη μελέτη, η IVWorks επέδειξε αυτό που θεωρείται εξαιρετική ομοιομορφία διεργασίας σε ολόκληρο το πλακίδιο των 4 ιντσών και πέτυχε εξαιρετική αναπαραγωγιμότητα. Επιπλέον, η εταιρεία μείωσε την αντίσταση της διεπαφής αναγέννησης (Rεσωτ.) σε 0,027Ω-mm, πλησιάζοντας το θεωρητικό όριο που μπορεί να επιτευχθεί στην αντίστοιχη συγκέντρωση φορέα.
«Αυτή η έρευνα ωθεί τα όρια απόδοσης RF των GaN HEMT σε νέο επίπεδο και καταδεικνύει τις δυνατότητες των ημιαγωγών GaN για εφαρμογές εξαιρετικά υψηλής συχνότητας μέσω της πρώτης παγκοσμίως επίδειξης ενός GaN HEMT με h που υπερβαίνει τα 700GHz», λέει ο καθηγητής Dae-hyun Kim. «Η μελέτη είναι ιδιαίτερα σημαντική ως ένα επιτυχημένο παράδειγμα συνεργασίας βιομηχανίας-ακαδημαϊκής κοινότητας, που συνδυάζει προηγμένες τεχνολογίες επιταξιακής ανάπτυξης και αναγέννησης από τη βιομηχανία με την εμπειρία του πανεπιστημίου στην έρευνα συσκευών και κυκλωμάτων», προσθέτει.
«Βασιζόμενοι σε αυτό το επίτευγμα, σχεδιάζουμε να επιταχύνουμε περαιτέρω την ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών GaN επόμενης γενιάς που στοχεύουν σε εφαρμογές συχνότητας terahertz για επικοινωνίες 6G και προηγμένες τεχνολογίες άμυνας».
Η IVWorks αναφέρει ότι το επίτευγμα υπογραμμίζει περαιτέρω τις αυξανόμενες δυνατότητες της τεχνολογίας GaN να επεκταθεί πέρα από τις παραδοσιακές ηλεκτρονικές συσκευές RF και ισχύος σε αναδυόμενες εφαρμογές υπο-τεραχέρτζ και τεραχέρτζ, συμπεριλαμβανομένων των επικοινωνιών 6G, των προηγμένων συστημάτων ραντάρ, των δορυφορικών επικοινωνιών και των ηλεκτρονικών συστημάτων άμυνας επόμενης γενιάς.
«Το reGaN είναι μια βασική τεχνολογία που έχει ήδη περάσει τον ποιοτικό έλεγχο σε ένα μεγάλο χυτήριο και έχει υιοθετηθεί για μαζική παραγωγή», λέει ο Διευθύνων Σύμβουλος της IVWorks, Young-kyun Noh. «Αυτό το επίτευγμα καταδεικνύει ότι η πλατφόρμα reGaN που βασίζεται σε Hybrid-MBE δεν είναι μόνο έτοιμη για κατασκευή, αλλά και μια βασική τεχνολογία για την ηλεκτρονική GaN επόμενης γενιάς υπο-τεραχέρτζ και τεραχέρτζ», προσθέτει. «Είμαστε περήφανοι που βλέπουμε την τεχνολογία IVWorks να συμβάλλει σε ένα παγκοσμίως κορυφαίο ερευνητικό ορόσημο».
Ώρα δημοσίευσης: 06 Ιουλίου 2026