Billede: En IVWorks-ingeniør kalibrerer en plasmakilde til implementering i et hybrid MBE-system i produktionsskala, hvilket understøtter høj ensartethed og epitaksial vækst af GaN af høj kvalitet.
En galliumnitrid (GaN) højelektronmobilitetstransistor (HEMT), der inkorporerer den proprietære reGaN-selektive genvækstteknologi fra IVWorks Co Ltd i Daejeon, Sydkorea, er blevet verdens første GaN-transistor, der opnår en maksimal oscillationsfrekvens (fmaks) der overstiger 700 GHz. Dette blev demonstreret gennem en 45 nm GaN HEMT-enhed udviklet af professor Dae-hyun Kims forskerteam på School of Electronics Engineering ved Kyungpook National University og blev afsløret den 18. juni på 2026 IEEE/JSAP Symposium on VLSI Technology & Circuits i Honolulu, Hawaii, USA.
Forskerholdet fremstillede en GaN-transistor med en gatelængde på 45 nm og opnåede en rekordhøj fmakspå 742 GHz, hvilket sætter en ny benchmark for RF-ydeevne i GaN-transistorteknologi. Enheden opnåede også en rekordgennemsnitlig frekvensmåling (favg) på 497 GHz, den højeste værdi, der hidtil er rapporteret for nogen GaN-transistorteknologi. Disse resultater viser, at GaN-halvledere besidder tilstrækkelig ydeevnekonkurrenceevne, selv i ultrahøjfrekvensområdet, og kan tjene som en levedygtig platform for fremtidige elektroniske systemer på subterahertz og terahertz, siger IVWorks.
Mens indiumphosphid (InP)-baserede transistorer længe har domineret subterahertz-frekvensområdet på grund af deres exceptionelle elektrontransportegenskaber, begrænser deres relativt lave gennembrudsspænding udgangseffekten og systemets skalerbarhed. I modsætning hertil tilbyder GaN en unik kombination af et højt gennembrudselektrisk felt, høj effekttæthed og fremragende termisk robusthed, hvilket gør dem attraktive kandidater til næste generations højfrekvente og højeffektsapplikationer. At opnå ultrahøjfrekvensydeevne med GaN har dog forblevet en betydelig udfordring. For at overvinde disse begrænsninger anvendte forskerholdet en avanceret 45 nm gate-proces og optimeret enhedsarkitektur for at maksimere højfrekvensydeevnen.
En central drivkraft var IVWorks' proprietære reGaN selektive genvækstteknologi. ReGaN, der er udviklet eksklusivt af IVWorks, genvækker selektivt stærkt doteret n-type GaN i source- og drain-regionerne, hvilket reducerer kontaktmodstanden betydeligt. Som medforskningspartner i dette studie demonstrerede IVWorks, hvad der hævdes at være fremragende procesuniformitet på tværs af hele 4-tommer waferen, og opnåede enestående reproducerbarhed. Desuden reducerede virksomheden genvækstgrænseflademodstanden (Rint) til 0,027Ω-mm, hvilket nærmer sig den teoretiske grænse, der kan opnås ved den tilsvarende bærerkoncentration.
"Denne forskning flytter RF-ydeevnegrænserne for GaN HEMT'er til et nyt niveau og demonstrerer potentialet for GaN-halvledere til ultrahøjfrekvente applikationer gennem verdens første demonstration af en GaN HEMT med en h på over 700 GHz," siger professor Dae-hyun Kim. "Undersøgelsen er særligt meningsfuld som et vellykket eksempel på samarbejde mellem industri og akademia, der kombinerer avancerede epitaksiale vækst- og genvækstteknologier fra industrien med universitetets ekspertise inden for enheds- og kredsløbsforskning," tilføjer han.
"Med udgangspunkt i denne præstation planlægger vi yderligere at accelerere udviklingen af næste generations GaN-elektroniske enheder målrettet terahertz-frekvensapplikationer til 6G-kommunikation og avancerede forsvarsteknologier."
IVWorks siger, at præstationen yderligere understreger GaN-teknologiens voksende potentiale til at udvide sig ud over traditionel RF- og effektelektronik til nye subterahertz- og terahertz-applikationer, herunder 6G-kommunikation, avancerede radarsystemer, satellitkommunikation og næste generations forsvarselektronik.
"reGaN er en kerneteknologi, der allerede har bestået kvalitetskvalifikation på et stort støberi og er blevet taget i brug til volumenproduktion," siger IVWorks' administrerende direktør Young-kyun Noh. "Denne præstation viser, at vores Hybrid-MBE-baserede reGaN-platform ikke kun er produktionsklar, men også en vigtig muliggørende teknologi til næste generations subterahertz- og terahertz-GaN-elektronik," tilføjer han. "Vi er stolte af at se IVWorks' teknologi bidrage til en verdensførende forskningsmilepæl."
Opslagstidspunkt: 06. juli 2026