Investigadores europeos al frente de la tecnología de semiconductores
Europa no deja de crecer en el ámbito de los circuitos integrados para labores de comunicación, imagen y radar que funcionan a altas frecuencias. Como muestra, un equipo del imec (Interuniversitair Micro-Electronica Centrum Vzw, Bélgica) acaba de presentar el dispositivo «fT/fMAX 245/450 GHz SiGe:C heterojunction bipolar transistor (HBT)» (transistor bipolar de heterounión). Este sofisticado dispositivo permitirá el empleo de circuitos de bajo consumo, onda milimétrica y alto volumen en aplicaciones de radar para automoción. El estudio recibió fondos del proyecto DOTFIVE («Hacia una tecnología bipolar de heterounión de silicio-germanio de 0,5 terahercios»), financiado con 9,7 millones de euros mediante el tema «Tecnologías de la información y la comunicación» del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea. Los dispositivos HBT son básicos para que los circuitos de silicio de onda milimétrica penetren en el espacio comprendido entre los 300 gigahercios y los 10 terahercios. Permiten utilizar sistemas de imagen mejorada para fines de seguridad, médicos y científicos, según los investigadores. El equipo afirmó que los dispositivos HBT son muy rápidos y presentan una arquitectura completamente autoalineada, es decir, que el emisor, la base y la región del colector están autoalineados. Además permiten optimizar el perfil de dopado del colector. La diferencia de los SiGe:C HBT, en comparación con los dispositivos III-V-HBT, radica en la combinación que presentan de alta densidad e integración de bajo coste, que a su vez les otorga una adaptabilidad mejor a aplicaciones de consumo. Los investigadores afirman que estos tipos de dispositivos de alta velocidad podrían encontrar nuevos ámbitos de aplicación. Son capaces de funcionar a altas frecuencias con una disipación de potencia menor, en aplicaciones que precisen un impacto reducido de procesos y variaciones de temperatura y voltaje a frecuencias menores para aumentar la fiabilidad del circuito, afirma en un comunicado el grupo perteneciente al imec. Para garantizar el cumplimiento de los requisitos de velocidad ultraalta, los SiGe:C HBT precisan ampliar la escala del rendimiento del dispositivo. De manera general, los perfiles finos de dopado del subcolector son considerados necesarios para esta ampliación. Los dopantes del colector se introducen normalmente al principio del proceso y por lo tanto quedan expuestos al balance térmico del proceso de fabricación. De este modo resulta más complicado ubicar con precisión el colector en la masa. Los investigadores del imec señalaron que la utilización in situ de un dopante de arsénico durante el crecimiento simultáneo del «pedestal del subcolector» (sub-collector pedestal) y de la base SiGe:C les permitió introducir una región del colector fina, bien controlada y poco dopada cerca de la base y una transición acortada hasta el colector muy dopado sin necesidad de complicar el proceso en mayor medida. Todo lo anterior permitió aumentar de forma significativa el rendimiento general del HBT. En dispositivos de alto voltaje inicial se alcanzaron valores fMAX máximos por encima de los 450 GHz, un BVCEO de 1,7 V y una transición acortada desde el punto de saturación hasta la región activa en la curva de salida IC-VCE. Según los investigadores, los valores de capacitancia de la base del colector no aumentaron demasiado incluso a pesar de someter el perfil dopante del subcolector a una intensa variación de la escala. Afirmaron que la ganancia de corriente queda definida en una media cercana a los 400. La corriente de túnel de la base del emisor, visible en valores bajos de VBE, también está limitada. El proyecto DOTFIVE, dirigido por STMicroelectronics SA (Francia), reunió a investigadores e industriales de Bélgica, Alemania, Francia e Italia.Para más información, consulte: imec: http://www2.imec.be/be_en/home.html DOTFIVE: http://www.dotfive.eu/
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Bélgica