Europejczycy kontynuują swoją misję doskonalenia komunikacji, obrazowania i radiolokacyjnych układów scalonych, poprzez umożliwienie pracy w wysokich częstotliwościach. Przykładem jest zespół z Interuniversitair Micro-Electronica Centrum Vzw (imec) w Belgii, który zaprezentował niedawno "heterozłączowy tranzystor bipolarny (HBT) fT/fMAX 245/450 GHz SiGe:C". To zaawansowane urządzenie ułatwi wykorzystywanie przyszłych wielkoobjętościowych układów fal milimetrowych małej mocy w samochodowych zastosowaniach radiolokacyjnych. Badania zostały dofinansowane z projektu DOTFIVE (W kierunku krzemowo-germanowej heterozłączowej technologii bipolarnej 0,5 teraherca), który otrzymał 9,7 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.
Urządzenia HBT odgrywają zasadniczą rolę we wspomaganiu krzemowych układów fal milimetrowych w penetrowaniu tego, co nazywane jest luką terahercową (THz). Umożliwiają zdaniem naukowców funkcjonowanie udoskonalonych systemów obrazowania do zastosowań w ochronie bezpieczeństwa, medycynie i nauce.
Zespół twierdzi, że urządzenia HBT są bardzo szybkie i posiadają w pełni samocentrującą się architekturę: samocentrowanie obszaru emitera, bazy i kolektora. Są w stanie umożliwić wdrożenie zoptymalizowanego profilu domieszkowania kolektora - dodają naukowcy. Różnica między SiGe:C HBT a urządzeniami III-V-HBT polega na tym, że łączą one wysoką gęstość z niskonakładową integracją. Dzięki temu lepiej nadają się do zastosowań konsumenckich.
Naukowcy twierdzą, że tego typu szybkobieżne urządzenia mogą również otworzyć nowe obszary zastosowań. Potrafią pracować z bardzo wysokimi częstotliwościami przy niższych stratach mocy lub znaleźć zastosowanie tam, gdzie wymagany jest zredukowany wpływ procesu czy mniejsze wahania napięcia i temperatury przy niższych częstotliwościach dla większej niezawodności układu - czytamy w oświadczeniu grupy imec.
Aby spełnić wymagania ultrawysokiej prędkości, zaawansowane urządzenia SiGe:C HBT wymagają dodatkowego rozbudowania urządzenia. Najczęściej do takiej rozbudowy konieczne okazują się cienkie profile domieszkowania subkolektora. Domieszki półprzewodnikowe kolektora są zwykle wprowadzane na początku procesu technologicznego, a przez to są wystawione na oddziaływanie całkowitego budżetu cieplnego w procesie. Z tego powodu trudniej jest uzyskać precyzyjne ustawienie zakrytego kolektora.
W swoim oświadczeniu naukowcy z grupy imec podkreślają, że przeprowadzenie na miejscu domieszkowania arsenem w czasie jednoczesnego rozwoju postawy subkolektora i bazy SiGe:C umożliwiło im wprowadzenie zarówno cienkiego, dobrze kontrolowanego, nisko domieszkowanego obszaru kolektora blisko podstawy, jak również gwałtowną przemianę w wysoko domieszkowany kolektor bez dalszego komplikowania procesu.
To przełożyło się na znaczący wzrost ogólnej wydajności urządzenia HBT - szczytowe wartości fMAX powyżej 450 GHz są uzyskiwane w urządzeniach o wysokim napięciu początkowym, BVCEO na poziomie 1.7 V i gwałtownym przejściu od nasycenia do aktywnego obszaru na krzywej wyjścia IC-VCE. Zdaniem naukowców kolektorowe wartości pojemnościowe nie ulegają znacznemu wzrostowi, nawet przy agresywnym skalowaniu profilu domieszkowania subkolektora. Twierdzą, że aktualne wzmocnienie jest dobrze zdefiniowane ze średnią około 400. Emiterowy prąd tunelowy, widzialny przy niskich wartościach VBE, jest również ograniczony.
Projekt DOTFIVE, realizowany pod kierunkiem grupy STMicroelectronics SA z Francji, zgromadził naukowców i przedsiębiorców z Belgii, Francji, Niemiec i Włoch.
Ukryj panel
