Nozares jaunumi: IVWorks reGaN tehnoloģija nodrošina pirmo 742 GHz GaN HEMT

Attēls: IVWorks inženieris kalibrē plazmas avotu izvietošanai ražošanas mēroga hibrīdajā MBE sistēmā, atbalstot augstu vienmērīgumu un augstas kvalitātes GaN epitaksiālo augšanu.

Gallija nitrīda (GaN) augstas elektronu mobilitātes tranzistors (HEMT), kurā iestrādāta Tedžonas (Dienvidkoreja) uzņēmuma IVWorks Co Ltd patentētā reGaN selektīvās ataugšanas tehnoloģija, ir kļuvis par pasaulē pirmo GaN tranzistoru, kas sasniedz maksimālo svārstību frekvenci (f_maks) pārsniedz 700 GHz. Tas tika demonstrēts, izmantojot 45 nm GaN HEMT ierīci, ko izstrādāja profesora Dehjuna Kima pētnieku komanda Kjonpukas Nacionālās universitātes Elektronikas inženierijas skolā, un tā tika atklāta 18. jūnijā 2026. gada IEEE/JSAP simpozijā par VLSI tehnoloģiju un shēmām Honolulu, Havaju salās, ASV.

Pētnieku komanda izgatavoja GaN tranzistoru ar 45 nm vārtu garumu un sasniedza rekordlielu f_maks742 GHz, nosakot jaunu RF veiktspējas etalonu GaN tranzistoru tehnoloģijā. Ierīce sasniedza arī rekordlielu vidējās frekvences metriku (favg) 497 GHz, kas ir augstākā līdz šim ziņotā vērtība jebkurai GaN tranzistora tehnoloģijai. Šie rezultāti parāda, ka GaN pusvadītājiem ir pietiekama veiktspējas konkurētspēja pat īpaši augstas frekvences režīmā un tie var kalpot par dzīvotspējīgu platformu nākotnes subterahercu un terahercu elektroniskajām sistēmām, norāda IVWorks.

Lai gan indija fosfīda (InP) bāzes tranzistori jau sen dominē subterahercu frekvenču režīmā, pateicoties to izcilajām elektronu pārneses īpašībām, to relatīvi zemais sabrukšanas spriegums ierobežo izejas jaudu un sistēmas mērogojamību. Turpretī GaN piedāvā unikālu augsta sabrukšanas elektriskā lauka, augsta jaudas blīvuma un izcilas termiskās izturības kombināciju, padarot tos par pievilcīgiem kandidātiem nākamās paaudzes augstfrekvences un lieljaudas lietojumprogrammām. Tomēr īpaši augstas frekvences veiktspējas sasniegšana ar GaN joprojām ir bijis ievērojams izaicinājums. Lai pārvarētu šos ierobežojumus, pētnieku komanda izmantoja progresīvu 45 nm vārtu procesu un optimizēja ierīces arhitektūru, lai maksimāli palielinātu augstfrekvences veiktspēju.

Galvenais veicinātājs bija IVWorks patentētā reGaN selektīvās ataugšanas tehnoloģija. IVWorks ekskluzīvi izstrādātā reGaN selektīvi ataudzē stipri leģētu n-tipa GaN avota un noteces reģionos, ievērojami samazinot kontakta pretestību. Kā šī pētījuma līdzpētnieks IVWorks demonstrēja, kā apgalvots, izcilu procesa vienmērīgumu visā 4 collu vafelē un panāca izcilu reproducējamību. Turklāt uzņēmums samazināja ataugšanas saskarnes pretestību (R_int) līdz 0,027 Ω-mm, tuvojoties teorētiskajai robežai, ko var sasniegt pie atbilstošās nesēju koncentrācijas.

“Šis pētījums paceļ GaN HEMT RF veiktspējas robežas jaunā līmenī un demonstrē GaN pusvadītāju potenciālu īpaši augstas frekvences lietojumos, izmantojot pasaulē pirmo GaN HEMT demonstrāciju ar h, kas pārsniedz 700 GHz,” saka profesors Dehjuns Kims. “Pētījums ir īpaši nozīmīgs kā veiksmīgs nozares un akadēmiskās sadarbības piemērs, apvienojot nozares progresīvās epitaksiālās augšanas un ataugšanas tehnoloģijas ar universitātes pieredzi ierīču un shēmu pētniecībā,” viņš piebilst.

“Balstoties uz šo sasniegumu, mēs plānojam vēl vairāk paātrināt nākamās paaudzes GaN elektronisko ierīču izstrādi, kas paredzētas terahercu frekvences lietojumprogrammām 6G sakariem un progresīvām aizsardzības tehnoloģijām.”

IVWorks apgalvo, ka šis sasniegums vēl vairāk uzsver GaN tehnoloģijas pieaugošo potenciālu paplašināties ārpus tradicionālās RF un jaudas elektronikas, iekļaujot jaunus subterahercu un terahercu lietojumus, tostarp 6G sakarus, progresīvas radaru sistēmas, satelītu sakarus un nākamās paaudzes aizsardzības elektroniku.

“reGaN ir pamattehnoloģija, kas jau ir izturējusi kvalitātes kvalifikācijas pārbaudi lielā lietuvē un ir ieviesta masveida ražošanā,” saka IVWorks izpilddirektors Jangjuns Nohs. “Šis sasniegums parāda, ka mūsu uz hibrīd-MBE balstītā reGaN platforma ir ne tikai gatava ražošanai, bet arī galvenā tehnoloģija nākamās paaudzes subterahercu un terahercu GaN elektronikai,” viņš piebilst. “Mēs lepojamies, ka IVWorks tehnoloģija sniedz ieguldījumu pasaulē vadošā pētniecības pagrieziena punktā.”