CEA-Leti開發兼容CMOS的8英寸GaN-on-Si射頻工藝

作者 | 發布日期 2023 年 12 月 15 日 17:49 | 分類 射頻

據報道,近日,CEA Tech下屬研究所Leti已開發出一種與CMOS無塵室兼容的8英寸硅基氮化鎵(GaN-on-Si)工藝技術,既能保持半導體材料的高性能,成本又低于現有的碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)技術。

該研究所在IEDM 2023會議的一場演講中表示,目前用于電信或雷達的GaN高電子遷移率晶體管 (HEMT) 技術采用的是小型GaN-on-SiC襯底,需要在專用無塵室中進行處理。

值得注意的是,用于生長GaN層的高性能SiC襯底非常昂貴,而且只有相對較小的尺寸。而該研發項目在CMOS兼容的無塵室中相繼開發了直徑為8英寸和12英寸的GaN-on-Si,旨在以降低襯底成本,并從現有的高性能無塵室設施中獲益。

圖片來源:拍信網正版圖庫

因此,在功率密度方面,CEA-Leti的GaN-on-Si技術在28 GHz的性能正逐步超越GaN-on-SiC技術。

CEA-Leti 科學家 Erwan Morvan表示,這項研究的目標是通過與8英寸CMOS兼容的GaN-on-Si技術,在約30GHz下達到現有最先進的GaN HEMT性能,并與GaN-on-SiC技術競爭。

Erwan Morvan認為,與CMOS兼容的8英寸硅基SiN/AlN/GaN MIS-HEMT技術在5G/6G基礎設施、衛星通信、無人機探測雷達或地球觀測等應用中潛力較大。利亞這項技術制作的器件,在保持高功率密度、高效率、重量輕和結構緊湊的同時,還能降低設備成本。
據悉,這項工作中開發的器件專為射頻放大器和開關而設計,可用于30GHz左右的這些應用。

雖然這項工藝技術的可靠性測試才剛剛開始,但 CEA-Leti 將在這一領域持續開展研發工作,包括提高其 MIS-HEMT 晶體管的原始輸出功率和效率,集成其改進的工藝模塊以提高器件性能并將工作頻率提高到100GHz以上,以及在12英寸硅晶片上實現芯片的3D集成。(集邦化合物半導體Zac編譯)

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