Atomera переписывает правила GaN-на-кремнии: паразитный заряд снижен на порядок

Когда я впервые услышал про подход Atomera к GaN-на-кремнии, отнёсся с осторожным интересом. Слишком часто нам обещали, что GaN-on-Si догонит GaN-на-карбиде-кремния по RF-характеристикам. Но данные, которые они показали сейчас, заставляют присмотреться всерьёз.

Проблема известна давно. Высокопроизводительные RF GaN-устройства делают на карбиде кремния — дорого и плохо масштабируется. Кремний дёшев, даёт большие пластины и совместим со стандартным производством, но исторически не дотягивал по характеристикам из-за паразитных потерь в канале на высоких частотах. Atomera своей технологией Mears Silicon Technology (MST) утверждает, что закрывает этот разрыв, давая ещё и исключительную линейность. А это прямой путь к недорогим GaN-решениям для 5G, будущих 6G и прочей высокочастотной электроники.

Мостафа Эмам, основатель компании Incize (специалисты по характеризации полупроводников), комментирует: последние GaN-on-Si устройства Atomera показали снижение паразитного заряда интерфейса более чем на порядок. RF-характеризация первых MST-образцов подтверждает значительное снижение потерь. Но самое интересное — результаты на большом сигнале. Лучшие образцы демонстрируют выдающуюся линейность вплоть до режимов высокой мощности, приближаясь к уровням, характерным для продвинутых RF SOI-технологий.

Как это работает? Технологи вводят тонкий, модифицированный кислородом слой вблизи поверхности кремниевой пластины. Это создаёт более благоприятную платформу для роста GaN, блокирует диффузию примесей и улучшает качество кристалла на интерфейсе GaN/кремний — именно там, где, собственно, возникала проблема.

Цифры впечатляют. Более чем 10-кратное снижение заряда паразитного канала. При эталонной входной мощности 30 мВт линейность в 1000 раз лучше, чем у референсной GaN-on-Si пластины. И преимущество сохраняется вплоть до 10 Вт входной мощности — это уже реальные рабочие режимы.

Скотт Бибо, директор Atomera, называет это фундаментальным изменением экономики GaN. Если технология дойдёт до массового лицензирования, мы можем увидеть передел рынка: производительность, близкая к GaN-on-SiC, на значительно более дешёвой и масштабируемой кремниевой платформе.