Slika: Inženir podjetja IVWorks kalibrira vir plazme za uporabo v hibridnem sistemu MBE v proizvodnem obsegu, ki podpira visoko enakomernost in visokokakovostno epitaksialno rast GaN.
Tranzistor iz galijevega nitrida (GaN) z visoko mobilnostjo elektronov (HEMT), ki vključuje lastniško tehnologijo selektivne ponovne rasti reGaN podjetja IVWorks Co Ltd iz Daejeona v Južni Koreji, je postal prvi GaN tranzistor na svetu, ki je dosegel največjo frekvenco nihanja (fmaksimum) presega 700 GHz. To je bilo dokazano z 45nm GaN HEMT napravo, ki jo je razvila raziskovalna ekipa profesorja Dae-hyuna Kima na Šoli za elektroniko Nacionalne univerze Kyungpook, in je bila predstavljena 18. junija na simpoziju IEEE/JSAP o tehnologiji in vezjih VLSI leta 2026 v Honoluluju na Havajih v ZDA.
Raziskovalna ekipa je izdelala GaN tranzistor z dolžino vrat 45 nm in dosegla rekordno fmaksimum742 GHz, kar postavlja nov standard za RF zmogljivost v tehnologiji GaN tranzistorjev. Naprava je dosegla tudi rekordno povprečno frekvenčno metriko (favg) 497 GHz, kar je doslej najvišja zabeležena vrednost za katero koli tehnologijo GaN tranzistorjev. Ti rezultati kažejo, da imajo GaN polprevodniki zadostno konkurenčno zmogljivost tudi v ultra visokofrekvenčnem režimu in lahko služijo kot izvedljiva platforma za prihodnje podteraherčne in teraherčne elektronske sisteme, pravi IVWorks.
Čeprav so tranzistorji na osnovi indijevega fosfida (InP) zaradi svojih izjemnih lastnosti prenosa elektronov že dolgo prevladovali v subteraherčnem frekvenčnem režimu, njihova relativno nizka prebojna napetost omejuje izhodno moč in skalabilnost sistema. Nasprotno pa GaN ponuja edinstveno kombinacijo visokega prebojnega električnega polja, visoke gostote moči in odlične toplotne robustnosti, zaradi česar so privlačni kandidati za visokofrekvenčne in visokozmogljive aplikacije naslednje generacije. Vendar pa doseganje ultra visokofrekvenčne zmogljivosti z GaN ostaja velik izziv. Da bi premagali te omejitve, je raziskovalna skupina uporabila napreden 45nm proces vrat in optimizirala arhitekturo naprave za maksimiranje visokofrekvenčne zmogljivosti.
Ključni dejavnik je bila lastniška tehnologija selektivne ponovne rasti reGaN podjetja IVWorks. ReGaN, ki ga je izključno razvilo podjetje IVWorks, selektivno ponovno raste močno dopiran GaN tipa n v izvornem in odtočnem območju, kar znatno zmanjša kontaktno upornost. Kot soraziskovalni partner v tej študiji je IVWorks dokazal tisto, kar naj bi bila odlična enakomernost procesa po celotni 4-palčni rezini, in dosegel izjemno ponovljivost. Poleg tega je podjetje zmanjšalo upornost površine ponovne rasti (Rint) na 0,027 Ω-mm, s čimer se približuje teoretični meji, ki jo je mogoče doseči pri ustrezni koncentraciji nosilcev.
»Ta raziskava dvigne meje zmogljivosti radiofrekvenčnih GaN HEMT-jev na novo raven in s prvo predstavitvijo GaN HEMT-ja na svetu s h, ki presega 700 GHz, dokazuje potencial GaN polprevodnikov za ultravisokofrekvenčne aplikacije,« pravi profesor Dae-hyun Kim. »Študija je še posebej pomembna kot uspešen primer sodelovanja med industrijo in akademskimi krogi, ki združuje napredne tehnologije epitaksialne rasti in ponovne rasti iz industrije s strokovnim znanjem univerze na področju raziskav naprav in vezij,« dodaja.
»Na podlagi tega dosežka načrtujemo nadaljnjo pospešitev razvoja elektronskih naprav GaN naslednje generacije, namenjenih teraherčnim frekvencam za komunikacije 6G in napredne obrambne tehnologije.«
IVWorks pravi, da dosežek še dodatno poudarja naraščajoči potencial tehnologije GaN za širitev preko tradicionalne radiofrekvenčne in močnostne elektronike v novejše podteraherčne in teraherčne aplikacije, vključno s komunikacijami 6G, naprednimi radarskimi sistemi, satelitskimi komunikacijami in obrambno elektroniko naslednje generacije.
»reGaN je ključna tehnologija, ki je že prestala kvalifikacijo kakovosti v veliki livarni in je bila sprejeta za množično proizvodnjo,« pravi izvršni direktor podjetja IVWorks, Young-kyun Noh. »Ta dosežek dokazuje, da naša platforma reGaN, ki temelji na hibridni MBE, ni le pripravljena za proizvodnjo, temveč je tudi ključna tehnologija za naslednjo generacijo GaN elektronike v subteraherčnih in teraherčnih frekvencah,« dodaja. »Ponosni smo, da tehnologija IVWorks prispeva k vodilnemu raziskovalnemu mejniku na svetu.«
Čas objave: 6. julij 2026