Kép: Egy IVWorks mérnök kalibrál egy plazmaforrást egy gyártási méretű hibrid MBE rendszerben való telepítéshez, amely nagyfokú egyenletességet és kiváló minőségű GaN epitaxiális növekedést támogat.
Egy gallium-nitrid (GaN) nagy elektronmobilitású tranzisztor (HEMT), amely a dél-koreai Daejeonban található IVWorks Co Ltd. saját fejlesztésű reGaN szelektív újranövekedési technológiáját tartalmazza, a világ első GaN tranzisztorává vált, amely maximális oszcillációs frekvenciát (fmax) meghaladja a 700 GHz-et. Ezt egy 45 nm-es GaN HEMT eszközzel demonstrálták, amelyet Dae-hyun Kim professzor kutatócsoportja fejlesztett ki a Kyungpook Nemzeti Egyetem Elektronikai Mérnöki Karán, és amelyet június 18-án mutattak be a 2026-os IEEE/JSAP VLSI Technológia és Áramkörök Szimpóziumon Honoluluban, Hawaii államban, az Egyesült Államokban.
A kutatócsoport egy 45 nm-es kapuhosszúságú GaN tranzisztort épített, és rekord f értéket ért el.max742 GHz-es frekvenciát ért el, ami új mércét állít fel a GaN tranzisztortechnológia rádiófrekvenciás teljesítménye terén. Az eszköz rekordnak számító 497 GHz-es átlagos frekvenciametrikát (favg) is elért, ami a GaN tranzisztortechnológiák esetében a mai napig a legmagasabb jelentett érték. Az IVWorks szerint ezek az eredmények azt mutatják, hogy a GaN félvezetők még az ultramagas frekvenciájú tartományban is kellően versenyképes teljesítménnyel rendelkeznek, és életképes platformként szolgálhatnak a jövőbeli szubterahertzes és terahertzes elektronikus rendszerek számára.
Míg az indium-foszfid (InP) alapú tranzisztorok régóta uralják a szubterahertzes frekvenciatartományt kivételes elektronszállítási tulajdonságaik miatt, viszonylag alacsony letörési feszültségük korlátozza a kimeneti teljesítményt és a rendszer skálázhatóságát. Ezzel szemben a GaN a nagy letörési elektromos tér, a nagy teljesítménysűrűség és a kiváló hőállóság egyedülálló kombinációját kínálja, így vonzó jelöltek a következő generációs nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű alkalmazásokhoz. Az ultramagas frekvenciás teljesítmény elérése azonban GaN-nal továbbra is jelentős kihívást jelent. Ezen korlátozások leküzdésére a kutatócsoport egy fejlett 45 nm-es kapueljárást és optimalizált eszközarchitektúrát alkalmazott a nagyfrekvenciás teljesítmény maximalizálása érdekében.
A kulcsfontosságú tényező az IVWorks saját fejlesztésű reGaN szelektív újranövesztési technológiája volt. Az IVWorks által kizárólagosan kifejlesztett reGaN szelektíven újranöveszti az erősen adalékolt n-típusú GaN-t a forrás- és nyelőzónákban, jelentősen csökkentve az érintkezési ellenállást. A tanulmányban társkutató partnerként az IVWorks bizonyította, hogy a teljes 4 hüvelykes ostyán kiváló folyamategyenletességet biztosít, és kiemelkedő reprodukálhatóságot ér el. Továbbá a cég csökkentette az újranövesztés határfelületi ellenállását (Rint) 0,027 Ω-mm-re, ami megközelíti a megfelelő töltéshordozó-koncentrációnál elérhető elméleti határt.
„Ez a kutatás új szintre emeli a GaN HEMT-ek rádiófrekvenciás teljesítményhatárait, és a GaN félvezetők ultranagyfrekvenciás alkalmazásokban rejlő lehetőségeit demonstrálja a világ első, 700 GHz-et meghaladó h-jú GaN HEMT-jének bemutatásán keresztül” – mondja Dae-hyun Kim professzor. „A tanulmány különösen jelentős, mivel sikeres példája az ipar és az akadémiai szféra közötti együttműködésnek, amely ötvözi az ipar fejlett epitaxiális növekedési és regrowth technológiáit az egyetem eszköz- és áramkörkutatási szakértelmével” – teszi hozzá.
„Erre az eredményre építve azt tervezzük, hogy tovább gyorsítjuk a következő generációs GaN elektronikus eszközök fejlesztését, amelyek a terahertz frekvenciájú alkalmazásokat célozzák meg a 6G kommunikáció és a fejlett védelmi technológiák számára.”
Az IVWorks szerint az eredmény tovább hangsúlyozza a GaN technológia növekvő potenciálját, amely túlmutat a hagyományos rádiófrekvenciás és teljesítményelektronikán, és a feltörekvő szubterahertzes és terahertzes alkalmazásokon, beleértve a 6G kommunikációt, a fejlett radarrendszereket, a műholdas kommunikációt és a következő generációs védelmi elektronikát.
„A reGaN egy olyan alapvető technológia, amely már megfelelt a minőségi minősítésen egy nagy öntödében, és amelyet tömeggyártásra is átvettek” – mondja az IVWorks vezérigazgatója, Young-kyun Noh. „Ez az eredmény azt bizonyítja, hogy a hibrid-MBE alapú reGaN platformunk nemcsak gyártáskész, hanem kulcsfontosságú alaptechnológia a következő generációs szubterahertzes és terahertzes GaN elektronikában” – teszi hozzá. „Büszkék vagyunk arra, hogy az IVWorks technológiája hozzájárul egy világelső kutatási mérföldkőhöz.”
Közzététel ideje: 2026. július 6.