Kuva: IVWorksin insinööri kalibroi plasmalähteen käyttöönottoa varten tuotantomittakaavan hybridi-MBE-järjestelmässä, joka tukee korkeaa tasaisuutta ja korkealaatuista GaN-epitaksiaalista kasvua.
Etelä-Korean Daejeonissa sijaitsevan IVWorks Co Ltd:n omaa reGaN-selektiivistä uudelleenkasvuteknologiaa hyödyntävä galliumnitridistä (GaN) valmistettu suuren elektroniliikkuvuuden transistori (HEMT) on maailman ensimmäinen GaN-transistori, joka saavuttaa maksimaalisen värähtelytaajuuden (fmaks) yli 700 GHz. Tämä osoitettiin 45 nm:n GaN HEMT -laitteella, jonka kehitti professori Dae-hyun Kimin tutkimusryhmä Kyungpookin kansallisen yliopiston elektroniikkatekniikan tiedekunnassa. Laite esiteltiin 18. kesäkuuta 2026 IEEE/JSAP Symposiumissa, joka käsitteli VLSI-teknologiaa ja -piirejä Honolulussa, Havaijilla, Yhdysvalloissa.
Tutkimusryhmä valmisti GaN-transistorin, jonka porttipituus oli 45 nm, ja saavutti ennätyksellisen f-arvon.maks742 GHz:n taajuus luo uuden vertailukohdan GaN-transistoriteknologian radiotaajuussuorituskyvylle. Laite saavutti myös ennätyksellisen 497 GHz:n keskitaajuusmetriikan (favg), joka on tähän mennessä korkein raportoitu arvo millekään GaN-transistoriteknologialle. Nämä tulokset osoittavat, että GaN-puolijohteilla on riittävä suorituskyky kilpailukykyä jopa erittäin korkeataajuisilla alueilla ja ne voivat toimia käyttökelpoisena alustana tulevaisuuden alle terahertsin ja terahertsin elektronisille järjestelmille, IVWorks sanoo.
Vaikka indiumfosfidi (InP) -pohjaiset transistorit ovat pitkään hallinneet alle terahertsin taajuusaluetta poikkeuksellisten elektroninsiirto-ominaisuuksiensa ansiosta, niiden suhteellisen alhainen läpilyöntijännite rajoittaa lähtötehoa ja järjestelmän skaalautuvuutta. GaN-transistorit puolestaan tarjoavat ainutlaatuisen yhdistelmän suurta läpilyöntisähkökenttää, suurta tehotiheyttä ja erinomaista lämpökestävyyttä, mikä tekee niistä houkuttelevia ehdokkaita seuraavan sukupolven korkeataajuus- ja suuritehosovelluksiin. Erittäin korkeataajuisen suorituskyvyn saavuttaminen GaN:lla on kuitenkin edelleen merkittävä haaste. Näiden rajoitusten voittamiseksi tutkimusryhmä käytti edistynyttä 45 nm:n porttiprosessia ja optimoitua laitearkkitehtuuria korkeataajuisen suorituskyvyn maksimoimiseksi.
Keskeinen mahdollistaja oli IVWorksin oma reGaN-selektiivinen uudelleenkasvuteknologia. IVWorksin yksinomaan kehittämä reGaN kasvattaa selektiivisesti uudelleen voimakkaasti seostettua n-tyypin GaN:ia lähde- ja nielualueilla, mikä vähentää merkittävästi kosketusresistanssia. Tässä tutkimuksessa tutkimuskumppanina IVWorks osoitti väitetysti erinomaisen prosessin tasaisuuden koko 4-tuumaiselle kiekolle ja saavutti erinomaisen toistettavuuden. Lisäksi yritys alensi uudelleenkasvun rajapinnan resistanssia (Rint) arvoon 0,027 Ω-mm, mikä lähestyy vastaavalla kantajapitoisuudella saavutettavaa teoreettista rajaa.
”Tämä tutkimus vie GaN HEMT-transistorien radiotaajuussuorituskyvyn rajat uudelle tasolle ja osoittaa GaN-puolijohteiden potentiaalin erittäin korkeataajuisissa sovelluksissa esittelemällä maailman ensimmäisen GaN HEMT-transistorin, jonka h-arvo ylittää 700 GHz”, sanoo professori Dae-hyun Kim. ”Tutkimus on erityisen merkittävä onnistuneena esimerkkinä teollisuuden ja akateemisen maailman yhteistyöstä, jossa yhdistyvät teollisuuden edistyneet epitaksiaalisen kasvatus- ja uudelleenkasvuteknologiat yliopiston laite- ja piiritutkimuksen asiantuntemukseen”, hän lisää.
”Tämän saavutuksen pohjalta aiomme kiihdyttää entisestään seuraavan sukupolven GaN-elektronisten laitteiden kehitystä terahertsitaajuussovelluksiin 6G-viestinnässä ja edistyneissä puolustusteknologioissa.”
IVWorksin mukaan saavutus korostaa entisestään GaN-teknologian kasvavaa potentiaalia laajentua perinteisen radiotaajuus- ja tehoelektroniikan ulkopuolelle uusiin alle terahertsin ja terahertsin sovelluksiin, kuten 6G-viestintään, edistyneisiin tutkajärjestelmiin, satelliittiviestintään ja seuraavan sukupolven puolustuselektroniikkaan.
”reGaN on ydinteknologia, joka on jo läpäissyt laatutestin suuressa valimossa ja otettu käyttöön massatuotannossa”, sanoo IVWorksin toimitusjohtaja Young-kyun Noh. ”Tämä saavutus osoittaa, että hybridi-MBE-pohjainen reGaN-alustamme ei ole ainoastaan valmistusvalmis, vaan myös keskeinen mahdollistava teknologia seuraavan sukupolven alle terahertsin ja terahertsin GaN-elektroniikalle”, hän lisää. ”Olemme ylpeitä voidessamme nähdä IVWorksin teknologian myötävaikuttavan maailman johtavaan tutkimusvirstanpylvääseen.”
Julkaisun aika: 06.07.2026