ภาพ: วิศวกรของ IVWorks กำลังปรับเทียบแหล่งกำเนิดพลาสมาเพื่อนำไปใช้ในระบบ Hybrid MBE ระดับการผลิต ซึ่งช่วยให้ได้การเติบโตของผลึก GaN แบบเอพิแทกเซียที่มีความสม่ำเสมอสูงและคุณภาพสูง
ทรานซิสเตอร์ความคล่องตัวสูงของอิเล็กตรอน (HEMT) ที่ทำจากแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ซึ่งใช้เทคโนโลยีการปลูกผลึกใหม่แบบเลือกเฉพาะ reGaN ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของบริษัท IVWorks Co Ltd จากเมืองแดจอน ประเทศเกาหลีใต้ ได้กลายเป็นทรานซิสเตอร์ GaN ตัวแรกของโลกที่บรรลุความถี่การสั่นสูงสุด (f)สูงสุด) เกิน 700GHz สิ่งนี้ได้รับการสาธิตผ่านอุปกรณ์ GaN HEMT ขนาด 45nm ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยของศาสตราจารย์แดฮยอน คิม จากคณะวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติคยองพุก และเปิดตัวเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน ในงานประชุมวิชาการ IEEE/JSAP Symposium on VLSI Technology & Circuits ประจำปี 2026 ที่เมืองโฮโนลูลู รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา
ทีมวิจัยได้สร้างทรานซิสเตอร์ GaN ที่มีความยาวเกต 45 นาโนเมตร และประสบความสำเร็จในการทำลายสถิติสูงสุดด้วยความถี่ 742 GHz ทำให้เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับประสิทธิภาพ RF ในเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ GaN อุปกรณ์นี้ยังทำสถิติค่าเฉลี่ยความถี่ (favg) ที่ 497 GHz ซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่รายงานมาจนถึงปัจจุบันสำหรับเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ GaN ใดๆ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสารกึ่งตัวนำ GaN มีประสิทธิภาพที่แข่งขันได้ดีแม้ในย่านความถี่สูงมาก และสามารถใช้เป็นแพลตฟอร์มที่ใช้งานได้จริงสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์ซับเทราเฮิร์ตซ์และเทราเฮิร์ตซ์ในอนาคต IVWorks กล่าว
แม้ว่าทรานซิสเตอร์ที่ใช้สารประกอบอินเดียมฟอสไฟด์ (InP) จะครองตลาดในย่านความถี่ต่ำกว่าเทราเฮิร์ตซ์มานานแล้ว เนื่องจากคุณสมบัติการขนส่งอิเล็กตรอนที่ยอดเยี่ยม แต่แรงดันพังทลายที่ค่อนข้างต่ำของ InP นั้นจำกัดกำลังเอาต์พุตและความสามารถในการขยายระบบ ในทางตรงกันข้าม แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) มีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ ได้แก่ สนามไฟฟ้าพังทลายสูง ความหนาแน่นของกำลังสูง และความทนทานต่อความร้อนที่ดีเยี่ยม ทำให้ GaN เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับแอปพลิเคชันความถี่สูงและกำลังสูงในอนาคต อย่างไรก็ตาม การบรรลุประสิทธิภาพความถี่สูงพิเศษด้วย GaN ยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ ทีมวิจัยได้ใช้กระบวนการผลิตเกตขั้นสูงขนาด 45 นาโนเมตรและปรับโครงสร้างอุปกรณ์ให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความถี่สูงให้สูงสุด
ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ประสบความสำเร็จคือเทคโนโลยีการปลูกผลึกซ้ำแบบเลือกเฉพาะ reGaN ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ IVWorks เทคโนโลยี reGaN ที่พัฒนาขึ้นโดย IVWorks แต่เพียงผู้เดียวนี้ จะปลูกผลึก GaN ชนิด n ที่มีการเจือจางสูงในบริเวณแหล่งกำเนิดและระบายประจุอย่างเลือกเฉพาะ ทำให้ลดความต้านทานการสัมผัสได้อย่างมาก ในฐานะพันธมิตรในการวิจัยร่วมในงานวิจัยนี้ IVWorks ได้แสดงให้เห็นถึงความสม่ำเสมอของกระบวนการที่ยอดเยี่ยมทั่วทั้งเวเฟอร์ขนาด 4 นิ้ว และบรรลุความสามารถในการทำซ้ำที่โดดเด่น นอกจากนี้ บริษัทฯ ยังลดความต้านทานของส่วนต่อประสานการปลูกผลึกซ้ำ (R) ได้อีกด้วยอินท์) ถึง 0.027 Ω-mm ซึ่งเข้าใกล้ขีดจำกัดทางทฤษฎีที่สามารถทำได้ที่ความเข้มข้นของตัวนำไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน
ศาสตราจารย์แดฮยอน คิม กล่าวว่า “งานวิจัยนี้ผลักดันขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ RF ของ GaN HEMT ไปสู่ระดับใหม่ และแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของสารกึ่งตัวนำ GaN สำหรับการใช้งานความถี่สูงพิเศษ ผ่านการสาธิตครั้งแรกของโลกของ GaN HEMT ที่มีค่า h เกิน 700GHz” เขากล่าวเสริมว่า “การศึกษานี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในฐานะตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของการทำงานร่วมกันระหว่างภาคอุตสาหกรรมและสถาบันการศึกษา โดยผสมผสานเทคโนโลยีการเติบโตและการเจริญเติบโตซ้ำของเอพิแทกเซียขั้นสูงจากภาคอุตสาหกรรมเข้ากับความเชี่ยวชาญของมหาวิทยาลัยในการวิจัยอุปกรณ์และวงจร”
“จากความสำเร็จนี้ เราวางแผนที่จะเร่งพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ GaN รุ่นใหม่ที่มุ่งเป้าไปที่การใช้งานความถี่เทราเฮิร์ตซ์สำหรับการสื่อสาร 6G และเทคโนโลยีป้องกันประเทศขั้นสูง”
IVWorks กล่าวว่าความสำเร็จนี้เน้นย้ำถึงศักยภาพที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยี GaN ในการขยายขอบเขตไปไกลกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ RF และกำลังไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ไปสู่การใช้งานในย่านความถี่ซับเทราเฮิร์ตซ์และเทราเฮิร์ตซ์ที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ รวมถึงการสื่อสาร 6G ระบบเรดาร์ขั้นสูง การสื่อสารผ่านดาวเทียม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านการป้องกันประเทศรุ่นใหม่
“reGaN เป็นเทคโนโลยีหลักที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพจากโรงงานผลิตชิปชั้นนำ และได้รับการนำไปใช้ในการผลิตจำนวนมากแล้ว” Young-kyun Noh ซีอีโอของ IVWorks กล่าว “ความสำเร็จนี้แสดงให้เห็นว่าแพลตฟอร์ม reGaN ที่ใช้ Hybrid-MBE ของเราไม่เพียงแต่พร้อมสำหรับการผลิตเท่านั้น แต่ยังเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยให้เกิดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ GaN รุ่นใหม่ในย่านความถี่ซับเทราเฮิร์ตซ์และเทราเฮิร์ตซ์” เขากล่าวเสริม “เรารู้สึกภาคภูมิใจที่ได้เห็นเทคโนโลยีของ IVWorks มีส่วนช่วยในความก้าวหน้าด้านการวิจัยระดับโลก”
วันที่โพสต์: 6 กรกฎาคม 2569