Afbeelding: Een IVWorks-ingenieur kalibreert een plasmabron voor gebruik in een hybride MBE-systeem op productieschaal, ter ondersteuning van zeer uniforme en hoogwaardige GaN-epitaxiale groei.
Een galliumnitride (GaN) high-electron-mobility transistor (HEMT) met de gepatenteerde reGaN selectieve hergroeitechnologie van IVWorks Co Ltd uit Daejeon, Zuid-Korea, is 's werelds eerste GaN-transistor die een maximale oscillatiefrequentie (f) heeft bereikt.max) die de 700 GHz overschrijdt. Dit werd aangetoond met een 45 nm GaN HEMT-apparaat, ontwikkeld door het onderzoeksteam van professor Dae-hyun Kim aan de faculteit Elektronicatechniek van de Kyungpook National University, en werd onthuld op 18 juni tijdens het IEEE/JSAP Symposium on VLSI Technology & Circuits 2026 in Honolulu, Hawaï, VS.
Het onderzoeksteam fabriceerde een GaN-transistor met een poortlengte van 45 nm en behaalde een record fmaxvan 742 GHz, waarmee een nieuwe maatstaf voor RF-prestaties in GaN-transistortechnologie werd gevestigd. Het apparaat behaalde ook een recordgemiddelde frequentiemeting (favg) van 497 GHz, de hoogste waarde die tot nu toe is gerapporteerd voor welke GaN-transistortechnologie dan ook. Deze resultaten tonen aan dat GaN-halfgeleiders voldoende concurrentievermogen bezitten, zelfs in het ultrahoge frequentiegebied, en een geschikt platform kunnen vormen voor toekomstige elektronische systemen in het sub-terahertz- en terahertzbereik, aldus IVWorks.
Hoewel transistors op basis van indiumfosfide (InP) al lange tijd het sub-terahertz frequentiegebied domineren vanwege hun uitzonderlijke elektronentransporteigenschappen, beperkt hun relatief lage doorslagspanning het uitgangsvermogen en de schaalbaarheid van het systeem. GaN biedt daarentegen een unieke combinatie van een hoog doorslagveld, een hoge vermogensdichtheid en een uitstekende thermische robuustheid, waardoor het een aantrekkelijke kandidaat is voor de volgende generatie hoogfrequente en hoogvermogenstoepassingen. Het bereiken van ultrahoge frequenties met GaN is echter een aanzienlijke uitdaging gebleven. Om deze beperkingen te overwinnen, heeft het onderzoeksteam een geavanceerd 45nm gateproces en een geoptimaliseerde apparaatarchitectuur toegepast om de hoogfrequente prestaties te maximaliseren.
Een belangrijke factor was de gepatenteerde reGaN-technologie van IVWorks voor selectieve hergroei. Deze technologie, exclusief ontwikkeld door IVWorks, zorgt voor selectieve hergroei van sterk gedoteerd n-type GaN in de source- en drain-gebieden, waardoor de contactweerstand aanzienlijk wordt verlaagd. Als co-onderzoekspartner in deze studie demonstreerde IVWorks naar eigen zeggen een uitstekende procesuniformiteit over de gehele 4-inch wafer en behaalde een uitzonderlijke reproduceerbaarheid. Bovendien verlaagde het bedrijf de interfaceweerstand van de hergroei (R).int) tot 0,027 Ω-mm, waarmee de theoretisch haalbare limiet bij de corresponderende ladingsdragerconcentratie wordt benaderd.
"Dit onderzoek verlegt de grenzen van de RF-prestaties van GaN HEMT's naar een nieuw niveau en toont het potentieel van GaN-halfgeleiders voor ultra-hoogfrequente toepassingen aan door 's werelds eerste demonstratie van een GaN HEMT met een h van meer dan 700 GHz", aldus professor Dae-hyun Kim. "De studie is bijzonder waardevol als succesvol voorbeeld van samenwerking tussen industrie en academische wereld, waarbij geavanceerde epitaxiale groei- en hergroeitechnologieën uit de industrie worden gecombineerd met de expertise van de universiteit op het gebied van apparaat- en circuitonderzoek", voegt hij eraan toe.
"Voortbouwend op deze prestatie willen we de ontwikkeling van de volgende generatie GaN-elektronica verder versnellen, gericht op terahertz-frequentietoepassingen voor 6G-communicatie en geavanceerde defensietechnologieën."
IVWorks stelt dat deze prestatie het groeiende potentieel van GaN-technologie verder onderstreept, waardoor deze technologie niet alleen toepasbaar is op traditionele RF- en vermogenselektronica, maar ook op opkomende sub-terahertz- en terahertz-toepassingen, zoals 6G-communicatie, geavanceerde radarsystemen, satellietcommunicatie en de volgende generatie defensie-elektronica.
“reGaN is een kerntechnologie die al de kwaliteitskwalificatie bij een grote gieterij heeft doorstaan en is goedgekeurd voor massaproductie”, aldus Young-kyun Noh, CEO van IVWorks. “Deze prestatie toont aan dat ons op Hybrid-MBE gebaseerde reGaN-platform niet alleen klaar is voor productie, maar ook een cruciale technologie is voor de volgende generatie sub-terahertz- en terahertz-GaN-elektronica”, voegt hij eraan toe. “We zijn er trots op dat de technologie van IVWorks bijdraagt aan een baanbrekende onderzoeksmijlpaal.”
Geplaatst op: 06-07-2026