次々世代のトランジスタ「シーケンシャルCFET」でシリコンの限界を突破（後編）：福田昭のデバイス通信（315） imecが語る3nm以降のCMOS技術（18）（2/2 ページ）

[福田昭，EE Times Japan]

パワー応用と高周波応用に適したGaNのnチャンネルMOS

　もう1件は、ボトム側がnチャンネルGaN（窒化ガリウム）MOSFET、トップ側がpチャンネルSi MOSFETとなっている。こちらも直径が300mmのSiウエハーを貼り合わせて製造した。GaNチャンネル層は、半絶縁性のSiウエハーにバッファ層を介してエピタキシャル成長させた。

ボトム側がnチャンネルGaN（窒化ガリウム）MOSFET、トップ側がpチャンネルSi MOSFETのシーケンシャルCFET（構造図）。出典：intelが2019年12月に国際学会IEDMで発表した論文「3D Heterogeneous Integration of High Performance High-K Metal Gate GaN NMOS and Si PMOS Transistors on 300mm High-resistivity Si Substrate for Energy-Efficient and Compact Power Delivery, RF(5G and beyond) and SoC Applications」（論文番号17.3）から（クリックで拡大）

試作したシーケンシャルCFETの断面を電子顕微鏡で観察した画像。ビアを介して上下のトランジスタを接続している。出典：intelが2019年12月に国際学会IEDMで発表した論文「3D Heterogeneous Integration of High Performance High-K Metal Gate GaN NMOS and Si PMOS Transistors on 300mm High-resistivity Si Substrate for Energy-Efficient and Compact Power Delivery, RF(5G and beyond) and SoC Applications」（論文番号17.3）から（クリックで拡大）

　パワー向けでは、シリコン（Si）MOSFETと比べ、GaN MOSFETはオン抵抗が約4分の1に下がることを確かめた（逆耐圧20Vで比較）。電圧レギュレーターをSiに比べて小型化できるとする。

　高周波向けでは、Si/SOIトランジスタに比べてGaNトランジスタは電力付加効率（PAE）が約20ポイント向上した（動作周波数は25GHz〜30GHz）。ミリ波の第5世代（5G）移動体通信システムの小型化に寄与する。

（次回に続く）

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