Mynd: Verkfræðingur hjá IVWorks kvarðar plasmagjafa fyrir uppsetningu í framleiðsluskala Hybrid MBE kerfi, sem styður við mikla einsleitni og hágæða GaN epitaxial vöxt.
Gallíumnítríð (GaN) smári með mikla rafeindahreyfanleika (HEMT) sem notar einkaleyfisvarna reGaN sértæka endurvaxtartækni IVWorks Co Ltd í Daejeon í Suður-Kóreu hefur orðið fyrsti GaN smári í heimi til að ná hámarks sveiflutíðni (fhámark) sem fer yfir 700 GHz. Þetta var sýnt fram á með 45 nm GaN HEMT tæki sem þróað var af rannsóknarteymi prófessors Dae-hyun Kim í rafeindaverkfræðideild Kyungpook National University og var kynnt 18. júní á IEEE/JSAP ráðstefnunni 2026 um VLSI tækni og rafrásir í Honolulu á Hawaii í Bandaríkjunum.
Rannsóknarteymið smíðaði GaN smári með 45nm hliðlengd og náði metfjölda fhámarkupp á 742 GHz, sem setur nýtt viðmið fyrir RF-afköst í GaN smáratækni. Tækið náði einnig met meðaltíðnimælingu (favg) upp á 497 GHz, sem er hæsta gildi sem greint hefur verið frá til þessa fyrir nokkurn GaN smáratækni. Þessar niðurstöður sýna að GaN hálfleiðarar búa yfir nægri samkeppnishæfni jafnvel á mjög háum tíðnisviðum og geta þjónað sem raunhæfur vettvangur fyrir framtíðar rafeindakerfi á undir-terahertz og terahertz, segir IVWorks.
Þó að smárar sem byggja á indíumfosfíði (InP) hafi lengi verið ráðandi á tíðnisviðinu undir terahertz vegna einstakra eiginleika sinna til flutnings rafeinda, þá takmarkar tiltölulega lág bilunarspenna þeirra úttaksafl og sveigjanleika kerfisins. Aftur á móti býður GaN upp á einstaka blöndu af miklu bilunarrafsviði, mikilli aflþéttleika og framúrskarandi hitaþoli, sem gerir þá að aðlaðandi frambjóðendum fyrir næstu kynslóð hátíðni- og aflsforrita. Hins vegar hefur það verið veruleg áskorun að ná fram afköstum á mjög hátíðni með GaN. Til að sigrast á þessum takmörkunum notaði rannsóknarhópurinn háþróaða 45nm hliðferli og fínstillti tækjaarkitektúr til að hámarka afköst hátíðni.
Lykilþáttur í endurvaxtartækni IVWorks, reGaN, var eingöngu þróuð af IVWorks og endurræktar mjög mikið n-gerð GaN í uppruna- og frárennslissvæðum, sem dregur verulega úr snertiviðnámi. Sem samstarfsaðili í þessari rannsókn sýndi IVWorks fram á það sem talið er vera framúrskarandi ferlisjöfnuður yfir alla 4 tommu skífuna og náði framúrskarandi endurtekningarhæfni. Ennfremur minnkaði fyrirtækið viðmótsviðnám endurvaxtar (Rheild) í 0,027Ω-mm, sem nálgast fræðilegt mörk sem hægt er að ná við samsvarandi burðarþolsþéttni.
„Þessi rannsókn færir RF-afköst GaN HEMT-smásjáa á nýtt stig og sýnir fram á möguleika GaN hálfleiðara fyrir hátíðniforrit með fyrstu sýnikennslu í heiminum á GaN HEMT með tíðni sem fer yfir 700 GHz,“ segir prófessor Dae-hyun Kim. „Rannsóknin er sérstaklega mikilvæg sem farsælt dæmi um samstarf atvinnulífsins og háskólasamfélagsins, þar sem sameinast háþróaða tækni fyrir vöxt og endurvöxt epitaxial frá atvinnulífinu við sérþekkingu háskólans í rannsóknum á tækjum og rafrásum,“ bætir hann við.
„Með þessum árangri að leiðarljósi ætlum við að flýta enn frekar fyrir þróun næstu kynslóðar GaN rafeindabúnaðar sem miðar að terahertz-tíðniforritum fyrir 6G fjarskipti og háþróaða varnartækni.“
IVWorks segir að þessi árangur undirstriki enn frekar vaxandi möguleika GaN-tækni til að víkka út fyrir hefðbundna RF- og aflrafmagnstækni yfir í nýjar undir-terahertz og terahertz notkunarmöguleika, þar á meðal 6G fjarskipti, háþróuð ratsjárkerfi, gervihnattasamskipti og næstu kynslóð varnarrafmagns.
„reGaN er kjarnatækni sem hefur þegar staðist gæðapróf hjá stórri verksmiðju og hefur verið tekin upp í stórframleiðslu,“ segir Young-kyun Noh, forstjóri IVWorks. „Þessi árangur sýnir að reGaN pallur okkar, sem byggir á Hybrid-MBE, er ekki aðeins tilbúinn til framleiðslu heldur einnig lykiltækni fyrir næstu kynslóð GaN rafeindatækni á undir-terahertz og terahertz tíðnisviði,“ bætir hann við. „Við erum stolt af því að sjá IVWorks tækni leggja sitt af mörkum til leiðandi rannsóknaráfanga í heiminum.“
Birtingartími: 6. júlí 2026