GaN-HEMT：通信効率を大幅向上！
Efficacité de communication grandement améliorée !
Stark verbesserte Kommunikationseffizienz!
Greatly improved communication efficiency!
大大提高了通信效率！
ー住友電工が開発。大容量・高速通信が可能ー
ー「GaNトランジスタ」・結晶の湾曲評価技術ー
住友電気工業：
５Ｇ後の、「大容量・高速通信向け高周波増幅器用」に、
ＧａＮトランジスタを開発した。
「通信機器のトランジスタを高出力・高周波化」し、データ伝送量を増やす。
ＧａＮ結晶トランジスタを開発：
- ＧａＮ結晶のＮ極性は、
- ゲート絶縁膜にハフニウム（Ｈｆ）由来の、
- 高耐熱高誘電材料を使用したトランジスタ。
ＧａＮ結晶で高出力・高周波化：
現在、ＧａＮ結晶では「Ｇａ極性が一般的」だ。
高出力・高周波化では「Ｎ極性による特性改善」が注目されていた。
Ｎ極性の特性：
Ｎ極性は「素子設計自由度が高く、漏れ電流を抑制できる」のだ。
Ｎ極性結晶
成長技術を改良しかし、「Ｎ極性結晶は異常成長部による凹凸」が発生しやすい。
そこで、「住友電工は結晶成長技術により凹凸をなくした」のだ。
ゲート電極バリアー
ゲート絶縁膜を製作素子設計では、
従来の半導体バリアー層に代わり、
「ゲート電極のバリアーとなる、良質なゲート絶縁膜」も必要だった。
ゲート絶縁膜
Ｈｆ系高耐熱高誘電材料ゲート絶縁膜に、
「Ｓｉトランジスタで使われるＨｆ系高耐熱高誘電材料」を初めて適用。
この結果、
「高誘電材料によるＮ極性結晶トランジスタ」で、良好な高周波特性を達成。
ニュースイッチ
ポスト5G：世界初のGaN-HEMTを開発
～高出力・高周波ニーズに対応する次世代情報通信実現に前進～
住友電工：
高品質N極性の結晶：
長年の結晶成長技術を活かし、「ヒロックの無い高品質なN極性の結晶」を実現した。
最先端のSiトランジスタ：
ゲート絶縁膜に、
Siトランジスタで使うハフニウム（Hf）系、高耐熱高誘電材料を適用。
高周波特性を実現：
高誘電材料を使用して、Ｎ極性結晶のトランジスタを完成。
良好な高周波特性を実現した（図３）
NEDOの委託事業：
日本のポスト5G情報通信システム向け、基盤強化研究開発事業の成果によるもの。
BCICTS(2022 IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium)、2022年10月17日に論文を発表する。
住友電工
https://sumitomoelectric.com/jp/press/2022/10/prs123
GaN-HEMT : Efficacité de communication grandement améliorée !
– Développé par Sumitomo Electric. Capable de communication haute capacité et haute vitesse
ー「Transistor GaN」・Technologie d’évaluation de la courbure du cristalー
Industries électriques de Sumitomo :
Pour les amplificateurs haute fréquence pour les communications à grande capacité et haut débit après la 5G,
Un transistor GaN a été développé.
Augmentez la quantité de transmission de données en augmentant la sortie et la fréquence des transistors dans les équipements de communication.
Transistor à cristal GaN développé :
La polarité N du cristal de GaN est
Dérivé de l’hafnium (Hf) dans le film isolant de grille,
Transistor utilisant une résistance élevée à la chaleur et un matériau diélectrique élevé.
Haut rendement et haute fréquence avec cristal GaN :
Actuellement, “la polarité Ga est courante” dans les cristaux de GaN.
L’attention a été portée sur “l’amélioration caractéristique par la polarité N” pour un rendement élevé et une fréquence élevée.
Caractéristiques de la polarité N :
La polarité N offre un haut degré de liberté dans la conception des éléments et peut supprimer le courant de fuite.
Cristal N-polaire
Technologie de culture améliorée
Cependant, “une irrégularité due à une croissance anormale de cristaux N-polaires” est susceptible de se produire.
Par conséquent, “Sumitomo Electric a éliminé les irrégularités en utilisant la technologie de croissance des cristaux.”
barrière d’électrode de grille
Fabrication de film isolant de portail
Dans la conception d’appareils,
Au lieu de la couche barrière semi-conductrice conventionnelle,
Un film isolant de grille de haute qualité qui agit comme une barrière pour l’électrode de grille était également nécessaire.
film isolant de portail
Haute résistance à la chaleur à base de Hf et matériaux diélectriques élevés
Dans le film isolant de grille,
Première application du “matériau à haute résistance thermique à base de Hf et à haut diélectrique utilisé dans les transistors Si”.
Par conséquent,
“Transistor à cristal N-polaire en matériau diélectrique élevé” atteint d’excellentes caractéristiques haute fréquence.
nouvel interrupteur
Post-5G : développer le premier GaN-HEMT au monde
-Avancement vers la réalisation de la communication d’informations de nouvelle génération qui répond aux besoins à haut rendement et à haute fréquence-
Sumitomo électrique :
Cristaux N-polaires de haute qualité :
En utilisant la technologie de croissance cristalline cultivée depuis de nombreuses années, nous avons obtenu des cristaux N-polaires de haute qualité sans buttes.
Transistors Si à la pointe de la technologie :
Dans le film isolant de grille,
Des matériaux à base d’hafnium (Hf), hautement résistants à la chaleur et hautement diélectriques, utilisés dans les transistors Si sont appliqués.
Atteint des caractéristiques haute fréquence :
Transistors à cristal N-polaire achevés utilisant des matériaux hautement diélectriques.
Atteint de bonnes caractéristiques à haute fréquence (Fig. 3)
Projets commandés par NEDO :
C’est le résultat du projet de recherche et développement visant à renforcer l’infrastructure du système de communication d’informations post-5G du Japon.
BCICTS (2022 IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium), présentera un article le 17 octobre 2022.
Sumitomo Électrique
GaN-HEMT: Stark verbesserte Kommunikationseffizienz!
– Entwickelt von Sumitomo Electric. Fähig zu hoher Kapazität und Hochgeschwindigkeitskommunikation
ー「GaN-Transistor」・Technologie zur Bewertung der Kristallkrümmungー
Sumitomo Electric Industries:
Für Hochfrequenzverstärker für Hochgeschwindigkeitskommunikation mit großer Kapazität nach 5G,
Ein GaN-Transistor wurde entwickelt.
Erhöhen Sie die Menge der Datenübertragung, indem Sie die Leistung und Frequenz von Transistoren in Kommunikationsgeräten erhöhen.
Entwickelter GaN-Kristalltransistor:
Die N-Polarität des GaN-Kristalls ist
Abgeleitet von Hafnium (Hf) im Gate-Isolierfilm,
Transistor mit hoher Hitzebeständigkeit und hochdielektrischem Material.
Hohe Leistung und Hochfrequenz mit GaN-Kristall:
Derzeit ist in GaN-Kristallen “Ga-Polarität üblich”.
Aufmerksamkeit wurde der “charakteristischen Verbesserung durch N-Polarität” für hohe Leistung und hohe Frequenz geschenkt.
Eigenschaften der N-Polarität:
Die N-Polarität hat einen hohen Freiheitsgrad beim Elementdesign und kann Leckströme unterdrücken.
N-polarer Kristall
Verbesserte Anbautechnologie
Es ist jedoch wahrscheinlich, dass eine “Unebenheit aufgrund eines abnormalen Wachstums von N-Polar-Kristallen” auftritt.
Daher „beseitigte Sumitomo Electric Unebenheiten durch den Einsatz von Kristallzüchtungstechnologie.“
Gate-Elektrodenbarriere
Herstellung eines Gate-Isolierfilms
Im Gerätedesign,
Anstelle der herkömmlichen Halbleiter-Sperrschicht
Außerdem war ein hochwertiger Gate-Isolierfilm erforderlich, der als Barriere für die Gate-Elektrode fungiert.
Gate-Isolierfolie
Hochhitzebeständige und hochdielektrische Materialien auf Hf-Basis
In der Gate-Isolierschicht,
Erste Anwendung von “Hf-basiertem Material mit hoher Hitzebeständigkeit und hoher Dielektrizitätskonstante, das in Si-Transistoren verwendet wird”.
Als Ergebnis,
“N-Polar-Kristalltransistor aus hochdielektrischem Material” erzielt hervorragende Hochfrequenzeigenschaften.
neuer Schalter
Post-5G: Entwicklung des weltweit ersten GaN-HEMT
-Fortschritt bei der Realisierung der Informationskommunikation der nächsten Generation, die Anforderungen an hohe Leistung und Hochfrequenz erfüllt-
Sumitomo Elektro:
Hochwertige N-Polar-Kristalle:
Durch den Einsatz einer über viele Jahre kultivierten Kristallzüchtungstechnologie haben wir hochwertige N-Polar-Kristalle ohne Hügelchen erreicht.
Hochmoderne Si-Transistoren:
In der Gate-Isolierschicht,
Auf Hafnium (Hf) basierende, hochhitzebeständige und hochdielektrische Materialien, die in Si-Transistoren verwendet werden, werden verwendet.
Erreicht Hochfrequenzeigenschaften:
Fertige N-Polar-Kristalltransistoren unter Verwendung hochdielektrischer Materialien.
Erzielte gute Hochfrequenzeigenschaften (Abb. 3)
NEDO Auftragsprojekte:
Dies ist das Ergebnis des Forschungs- und Entwicklungsprojekts zur Stärkung der Infrastruktur für Japans Post-5G-Informationskommunikationssystem.
BCICTS (2022 IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium), um am 17. Oktober 2022 einen Vortrag zu halten.
Sumitomo Electric