Obrázek: Technik ze společnosti IVWorks kalibruje plazmový zdroj pro nasazení v hybridním systému MBE v produkčním měřítku, což podporuje vysoce uniformní a vysoce kvalitní epitaxní růst GaN.
Tranzistor s vysokou mobilitou elektronů (HEMT) z nitridu galia (GaN) využívající patentovanou technologii selektivního opětovného růstu reGaN od společnosti IVWorks Co Ltd z jihokorejského Daejeonu se stal prvním GaN tranzistorem na světě, který dosáhl maximální oscilační frekvence (fmaximum) přesahující 700 GHz. To bylo demonstrováno pomocí 45nm GaN HEMT zařízení vyvinutého výzkumným týmem profesora Dae-hyuna Kima na Fakultě elektronického inženýrství Národní univerzity Kyungpook a bylo představeno 18. června na sympoziu IEEE/JSAP 2026 o technologii a obvodech VLSI v Honolulu na Havaji v USA.
Výzkumný tým vyrobil GaN tranzistor s délkou hradla 45 nm a dosáhl rekordní f...maximum742 GHz, čímž se stanovil nový standard pro výkon rádiových vf technologií GaN tranzistorů. Zařízení také dosáhlo rekordní průměrné frekvence (favg) 497 GHz, což je dosud nejvyšší hodnota zaznamenaná pro jakoukoli technologii GaN tranzistorů. Tyto výsledky ukazují, že polovodiče GaN mají dostatečnou výkonnostní konkurenceschopnost i v ultravysokofrekvenčním režimu a mohou sloužit jako životaschopná platforma pro budoucí subterahertzové a terahertzové elektronické systémy, uvádí IVWorks.
Ačkoli tranzistory na bázi fosfidu india (InP) dlouho dominovaly subterahertzovému frekvenčnímu režimu díky svým výjimečným vlastnostem elektronového transportu, jejich relativně nízké průrazné napětí omezuje výstupní výkon a škálovatelnost systému. Naproti tomu GaN nabízí jedinečnou kombinaci vysokého průrazného elektrického pole, vysoké hustoty výkonu a vynikající tepelné odolnosti, což z nich činí atraktivní kandidáty pro vysokofrekvenční a výkonové aplikace nové generace. Dosažení ultravysokofrekvenčního výkonu s GaN však zůstává významnou výzvou. Aby výzkumný tým překonal tato omezení, použil pokročilý 45nm hradlový proces a optimalizoval architekturu zařízení pro maximalizaci vysokofrekvenčního výkonu.
Klíčovým faktorem byla patentovaná technologie reGaN pro selektivní regeneraci materiálu od společnosti IVWorks. ReGaN, vyvinutý exkluzivně společností IVWorks, selektivně regeneruje silně dopovaný GaN typu n v oblastech zdroje a odtoku, čímž výrazně snižuje kontaktní odpor. Jakožto spoluvýzkumný partner v této studii společnost IVWorks prokázala údajně vynikající uniformitu procesu v celém 4palcovém waferu a dosáhla vynikající reprodukovatelnosti. Firma dále snížila odpor rozhraní regenerace (Rcelé číslo) na 0,027 Ω-mm, což se blíží teoretickému limitu dosažitelnému při odpovídající koncentraci nosičů.
„Tento výzkum posouvá limity vysokofrekvenčního výkonu GaN HEMT tranzistorů na novou úroveň a demonstruje potenciál GaN polovodičů pro ultravysokofrekvenční aplikace prostřednictvím první demonstrace GaN HEMT tranzistoru na světě s h přesahujícím 700 GHz,“ říká profesor Dae-hyun Kim. „Studie je obzvláště významná jako úspěšný příklad spolupráce mezi průmyslem a akademickou obcí, kombinující pokročilé technologie epitaxního růstu a regeneračního růstu z průmyslu s odbornými znalostmi univerzity ve výzkumu součástek a obvodů,“ dodává.
„V návaznosti na tento úspěch plánujeme dále urychlit vývoj elektronických zařízení GaN nové generace zaměřených na terahertzové frekvence pro 6G komunikaci a pokročilé obranné technologie.“
Společnost IVWorks uvádí, že tento úspěch dále zdůrazňuje rostoucí potenciál technologie GaN pro rozšíření za hranice tradiční vysokofrekvenční a výkonové elektroniky do nově vznikajících subterahertzových a terahertzových aplikací, včetně komunikace 6G, pokročilých radarových systémů, satelitní komunikace a obranné elektroniky nové generace.
„reGaN je klíčová technologie, která již prošla kvalifikací kvality ve velké slévárně a byla přijata pro hromadnou výrobu,“ říká generální ředitel společnosti IVWorks, Young-kyun Noh. „Tento úspěch dokazuje, že naše platforma reGaN založená na hybridní MBE je nejen připravena pro výrobu, ale také klíčovou technologií pro subterahertzovou a terahertzovou GaN elektroniku nové generace,“ dodává. „Jsme hrdí na to, že technologie IVWorks přispívá k významnému milníku ve výzkumu.“
Čas zveřejnění: 6. července 2026