Photo : Un ingénieur d'IVWorks calibre une source de plasma en vue de son déploiement dans un système MBE hybride à l'échelle de la production, permettant une croissance épitaxiale de GaN de haute uniformité et de haute qualité.
Un transistor à haute mobilité électronique (HEMT) en nitrure de gallium (GaN) intégrant la technologie exclusive de repousse sélective reGaN d'IVWorks Co Ltd de Daejeon, en Corée du Sud, est devenu le premier transistor GaN au monde à atteindre une fréquence d'oscillation maximale (fmax) dépassant 700 GHz. Ceci a été démontré grâce à un dispositif HEMT GaN de 45 nm développé par l'équipe de recherche du professeur Dae-hyun Kim à l'École d'ingénierie électronique de l'Université nationale de Kyungpook et dévoilé le 18 juin lors du symposium IEEE/JSAP 2026 sur la technologie et les circuits VLSI à Honolulu, Hawaï, États-Unis.
L'équipe de recherche a fabriqué un transistor GaN avec une longueur de grille de 45 nm et a atteint un record de fmaxAvec une fréquence de 742 GHz, ce dispositif établit une nouvelle référence en matière de performances RF pour la technologie des transistors GaN. Il a également atteint une fréquence moyenne record (favg) de 497 GHz, la valeur la plus élevée jamais enregistrée pour une technologie de transistor GaN. Selon IVWorks, ces résultats démontrent que les semi-conducteurs GaN offrent des performances compétitives même dans le domaine des ultra-hautes fréquences et peuvent constituer une plateforme viable pour les futurs systèmes électroniques sub-térahertz et térahertz.
Bien que les transistors à base de phosphure d'indium (InP) dominent depuis longtemps le domaine des fréquences sub-térahertz grâce à leurs propriétés exceptionnelles de transport d'électrons, leur tension de claquage relativement faible limite la puissance de sortie et l'évolutivité des systèmes. À l'inverse, le GaN offre une combinaison unique de champ électrique de claquage élevé, de forte densité de puissance et d'excellente robustesse thermique, ce qui en fait un candidat de choix pour les applications haute fréquence et haute puissance de nouvelle génération. Cependant, l'obtention de performances à très haute fréquence avec le GaN demeure un défi majeur. Pour surmonter ces limitations, l'équipe de recherche a utilisé un procédé de gravure de grille avancé de 45 nm et optimisé l'architecture du dispositif afin de maximiser les performances à haute fréquence.
Un élément clé de cette réussite a été la technologie de recroissance sélective reGaN, une technologie exclusive d'IVWorks. Développée exclusivement par IVWorks, reGaN permet la recroissance sélective de GaN de type n fortement dopé dans les régions de source et de drain, réduisant ainsi considérablement la résistance de contact. En tant que partenaire de recherche dans cette étude, IVWorks a démontré une excellente uniformité de procédé sur l'ensemble de la plaquette de 4 pouces et a obtenu une reproductibilité remarquable. De plus, l'entreprise a réduit la résistance d'interface de recroissance (Ri).int) à 0,027Ω-mm, approchant la limite théorique atteignable à la concentration de porteurs correspondante.
« Ces travaux de recherche repoussent les limites de performance RF des transistors HEMT GaN et démontrent le potentiel des semi-conducteurs GaN pour les applications à très haute fréquence grâce à la première démonstration mondiale d'un transistor HEMT GaN avec un facteur de qualité (hc) supérieur à 700 GHz », déclare le professeur Dae-hyun Kim. « Cette étude est particulièrement significative car elle illustre parfaitement la réussite de la collaboration entre l'industrie et le monde universitaire, en combinant les technologies de pointe de croissance et de recroissance épitaxiales issues de l'industrie avec l'expertise de l'université en matière de recherche sur les dispositifs et les circuits », ajoute-t-il.
« Forts de ce succès, nous prévoyons d'accélérer encore le développement de dispositifs électroniques GaN de nouvelle génération destinés aux applications à fréquence térahertz pour les communications 6G et les technologies de défense avancées. »
IVWorks affirme que cette réalisation souligne une fois de plus le potentiel croissant de la technologie GaN pour s'étendre au-delà des applications RF et de puissance traditionnelles vers des applications émergentes sub-térahertz et térahertz, notamment les communications 6G, les systèmes radar avancés, les communications par satellite et l'électronique de défense de nouvelle génération.
« La technologie reGaN est une technologie fondamentale qui a déjà passé avec succès les tests de qualification de qualité d'une fonderie majeure et a été adoptée pour la production en série », déclare Young-kyun Noh, PDG d'IVWorks. « Cette réussite démontre que notre plateforme reGaN basée sur l'épitaxie par jets moléculaires hybride (MBE) est non seulement prête pour la production, mais aussi une technologie clé pour l'électronique GaN sub-térahertz et térahertz de nouvelle génération », ajoute-t-il. « Nous sommes fiers de voir la technologie d'IVWorks contribuer à une étape majeure de la recherche mondiale. »
Date de publication : 6 juillet 2026