הדבקת מעגלי III-V לסיליקון מספקת ביצועי תדרים גבוהים ששימושיים פוטנציאלית לתקשורת מהדור הבא
למרות שטכנולוגיית הסלולר דור 5 עדיין לא היכתה שורש באופן מלא ברחבי העולם כתקן של התקשורת הסלולרית, החוקרים כבר מדמים לעצמם את הסלולר דור 6. השלב הבא הזה מצריך תדרי רדיו גבוהים בתחום של כמה מאות גיגה-הרץ, בהשוואה לסביבות 75 עד 150 גה”צ בדור 5. מכשירים עם תדרי עבודה גבוהים יותר יוכלו להשתמש בחלקים חדשים של ספקטרום הרדיו ויאפשרו להעביר יותר נתונים מהר יותר, וזה יאפשר, לדוגמה, הורדה מהירה יותר של סרטים ב-HD.
כדי להגיע לשם, קבוצת מדענים בקוריאה הדרומית ניסתה לשלב את קלות הייצור של סיליקון עם ביצועי התדרים הגבוהים של מוליכים למחצה מורכבים. הם ערמו ביחד מעגלים העשויים משני סוגי החומרים האלה בהתקן שכבתי עם ביצועי שיא מבחינת תדרי הרדיו.
סיליקון, המשמש כבר שנים לייצור מיליארדי שבבי מחשב, תמיד היה הכי זול וקל לייצור. אבל קשה לייצר מעגלי סיליקון שיגיעו לתדרי רדיו (RF) גבוהים. מוליכים מורכבים III-V, הנקראים כך בגלל מקומם בטבלה המחזורית, כגון אינדיום גאליום ארסנייד (InGaAs) יכולים להגיע לתדרים הגבוהים יותר האלה בגלל המהירות שבה אלקטרונים יכולים לנוע בתוכם.
אחת האפשרויות היא לייצר את מעגלי ה-RF – החלקים של מכשיר שמשדרים וקולטים אותות – מחומרי III-V ואת המעגלים האחרים מסיליקון. אבל יש בעיה לייצר את שני הסוגים באותו שבב, כי סריגי הגבישים של החומרים לא מתאימים, ולגדל אותם ביחד יוצר לחץ על השבב.
במקום לייצר את המעגלים האלה על אותו מצע, איניונג קוון מהמכון הקוריאני לחקר אנרגיה אטומית, סנגהיון רים מהמכון הקוריאני המתקדם למדע וטכנולוגיה ועמיתיהם ייצרו טרנזיסטורי RF עשויים מ-InGaAs בנפרד והדביקו אותם מעל מעגלי הסיליקון. החוקרים יצרו את מעגלי הסיליקון וה-RF כשהתחילו מפרוסת סיליקון ופרוסת אידיום פוספיד, בהתאמה. באמצעות שכבה דיאלקטרית של סיליקון דו-חמצני מעל מעגלי הסיליקון, הצוות הצליח ליצור סיכוך שמונע הפרעות הדדיות בין זרמים משתי הפרוסות. שכבה של אלומיניום חמצני על הסיליקון הדו-חמצני משמשת כדבק בין רכיבי הסיליקון וה-RF.
