Imec, বেলজিয়ান গবেষণা এবং উদ্ভাবন কেন্দ্র, 300mm Si-এ প্রথম কার্যকরী GaAs-ভিত্তিক হেটেরোজাংশন বাইপোলার ট্রানজিস্টর (HBT) ডিভাইস এবং CM-ওয়েভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 200mm Si-এ CMOS-সামঞ্জস্যপূর্ণ GaN-ভিত্তিক ডিভাইস উপস্থাপন করেছে।
ফলাফলগুলি 5G অ্যাপ্লিকেশনের বাইরে RF ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলিকে সক্ষম করার জন্য CMOS-সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রযুক্তি হিসাবে III-V-on-Si এবং GaN-on-Si উভয়েরই সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে৷তারা গত বছরের IEDM সম্মেলনে (ডিসেম্বর 2019, সান ফ্রান্সিসকো) উপস্থাপিত হয়েছিল এবং IEEE CCNC (10-13 জানুয়ারী 2020, লাস ভেগাস) এ ব্রডব্যান্ডের বাইরে ভোক্তা যোগাযোগ সম্পর্কে Imec-এর মাইকেল পিটার্সের একটি মূল প্রেজেন্টেশনে প্রদর্শিত হবে।
ওয়্যারলেস কমিউনিকেশনে, পরবর্তী প্রজন্ম হিসাবে 5G-এর সাথে, উচ্চতর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিগুলির দিকে একটি ধাক্কা রয়েছে, যা ঘনবসতিপূর্ণ সাব-6GHz ব্যান্ড থেকে মিমি-ওয়েভ ব্যান্ডের দিকে (এবং এর বাইরে) চলে যাচ্ছে।এই মিমি-ওয়েভ ব্যান্ডগুলির প্রবর্তন সামগ্রিক 5G নেটওয়ার্ক অবকাঠামো এবং মোবাইল ডিভাইসগুলিতে একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে।মোবাইল পরিষেবা এবং ফিক্সড ওয়্যারলেস অ্যাক্সেস (FWA) এর জন্য, এটি ক্রমবর্ধমান জটিল ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলিতে অনুবাদ করে যা অ্যান্টেনায় এবং থেকে সংকেত পাঠায়।
মিমি-ওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে সক্ষম হওয়ার জন্য, আরএফ ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলিকে উচ্চ আউটপুট শক্তির সাথে উচ্চ গতির (10Gbps এবং এর বাইরে ডেটা-রেট সক্ষম করে) একত্রিত করতে হবে।উপরন্তু, মোবাইল হ্যান্ডসেটে তাদের বাস্তবায়ন তাদের ফর্ম ফ্যাক্টর এবং পাওয়ার দক্ষতার উপর উচ্চ চাহিদা রাখে।5G এর বাইরে, আজকের সবচেয়ে উন্নত RF ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলির সাথে এই প্রয়োজনীয়তাগুলি আর অর্জন করা যায় না যেগুলি সাধারণত পাওয়ার এম্প্লিফায়ারগুলির জন্য GaAs-ভিত্তিক HBT-গুলির মধ্যে বিভিন্ন প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে - ছোট এবং ব্যয়বহুল GaAs সাবস্ট্রেটে জন্মে৷
"5G এর বাইরে পরবর্তী প্রজন্মের RF ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলিকে সক্ষম করতে, Imec CMOS-সামঞ্জস্যপূর্ণ III-V-on-Si প্রযুক্তি অন্বেষণ করে", Imec-এর প্রোগ্রাম ডিরেক্টর নাদিন কোলায়ের্ট বলেছেন৷“Imec অন্যান্য CMOS-ভিত্তিক সার্কিটগুলির (যেমন কন্ট্রোল সার্কিটরি বা ট্রান্সসিভার প্রযুক্তি) সাথে ফ্রন্ট-এন্ড উপাদানগুলির (যেমন পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং সুইচ) সহ-একীকরণের দিকে নজর দিচ্ছে, যাতে খরচ এবং ফর্ম ফ্যাক্টর কমানো যায়, এবং নতুন হাইব্রিড সার্কিট টপোলজি সক্ষম করা যায়৷ কর্মক্ষমতা এবং দক্ষতা সম্বোধন করতে।Imec দুটি ভিন্ন রুট অন্বেষণ করছে: (1) Si তে InP, 100GHz (ভবিষ্যৎ 6G অ্যাপ্লিকেশন) এর উপরে মিমি-তরঙ্গ এবং ফ্রিকোয়েন্সি লক্ষ্য করে এবং (2) Si-তে GaN-ভিত্তিক ডিভাইস, নিম্ন মিমি-তরঙ্গকে লক্ষ্য করে (প্রথম পর্যায়ে) উচ্চ শক্তি ঘনত্ব প্রয়োজন ব্যান্ড এবং অ্যাড্রেসিং অ্যাপ্লিকেশন.উভয় রুটের জন্য, আমরা এখন প্রতিশ্রুতিশীল কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য সহ প্রথম কার্যকরী ডিভাইসগুলি পেয়েছি, এবং আমরা তাদের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি আরও উন্নত করার উপায়গুলি চিহ্নিত করেছি।"
কার্যকরী GaAs/InGaP HBT ডিভাইসগুলি 300mm Si-এ উত্থিত হয়েছে, যা InP-ভিত্তিক ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করার দিকে প্রথম পদক্ষেপ হিসাবে প্রদর্শিত হয়েছে।ইমেকের অনন্য III-V ন্যানো-রিজ ইঞ্জিনিয়ারিং (NRE) প্রক্রিয়া ব্যবহার করে 3x106cm-2 থ্রেডিং ডিসলোকেশন ঘনত্বের নীচে একটি ত্রুটি-মুক্ত ডিভাইস স্ট্যাক পাওয়া গেছে।স্ট্রেন রিলাক্সড বাফার (SRB) স্তর সহ Si সাবস্ট্রেটে তৈরি GaAs সহ ডিভাইসগুলি রেফারেন্স ডিভাইসের তুলনায় যথেষ্ট ভাল পারফর্ম করে।পরবর্তী ধাপে, উচ্চ-গতিশীলতা InP-ভিত্তিক ডিভাইস (HBT এবং HEMT) অন্বেষণ করা হবে।
উপরের চিত্রটি 300mm Si-তে হাইব্রিড III-V/CMOS ইন্টিগ্রেশনের জন্য NRE পদ্ধতি দেখায়: (a) ন্যানো-ট্রেঞ্চ গঠন;ত্রুটিগুলি সংকীর্ণ পরিখা অঞ্চলে আটকা পড়ে;(b) NRE ব্যবহার করে HBT স্ট্যাক বৃদ্ধি এবং (c) HBT ডিভাইস ইন্টিগ্রেশনের জন্য বিভিন্ন লেআউট বিকল্প।
তাছাড়া, 200mm Si-তে CMOS-সামঞ্জস্যপূর্ণ GaN/AlGaN-ভিত্তিক ডিভাইসগুলি তিনটি ভিন্ন ডিভাইস আর্কিটেকচার - HEMTs, MOSFETs এবং MISHEMTs-এর সাথে তুলনা করে তৈরি করা হয়েছে।এটি দেখানো হয়েছিল যে MISHEMT ডিভাইসগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশনের জন্য ডিভাইসের পরিমাপযোগ্যতা এবং শব্দ কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে অন্যান্য ডিভাইসের ধরনকে ছাড়িয়ে যায়।300nm গেট দৈর্ঘ্যের জন্য প্রায় 50/40 fT/fmax-এর পিক কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়া গেছে, যা রিপোর্ট করা GaN-on-SiC ডিভাইসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।আরও গেট দৈর্ঘ্য স্কেলিং ছাড়াও, বাধা উপাদান হিসাবে AlInN-এর সাথে প্রথম ফলাফলগুলি কার্যক্ষমতা আরও উন্নত করার সম্ভাবনা দেখায় এবং তাই, প্রয়োজনীয় মিমি-ওয়েভ ব্যান্ডগুলিতে ডিভাইসের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করে।
পোস্টের সময়: 23-03-21