低成本Si基GaN微电子学的新进展

进入21世纪后,宽禁带半导体GaN微电子学发展迅速,SiC基GaN微电子学已成为微波电子学的发展主流,且正在向更高频率和更高功率密度的新一代GaN微波功率器件发展。为了降低成本,Si基GaN微电子学应运而生,在5G通信、电动汽车等绿色能源应用发展的带动下,Si基GaN微电子学已进入产业化快速发展阶段。介绍了Si基GaN微电子学在射频Si基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)新器件结构、工艺与可靠性,Si基GaN HEMT单片微波集成电路(MMIC),Si基E模功率GaN HEMT结构设计,大尺寸Si基GaN HEMT工艺,Si基GaN功率开关器件的可靠性,Si基GaN功率变换器的单片集成和高频开关Si基GaN器件的应用创新等工程化、产业化方面的最新技术进展。分析和评价了低成本Si基GaN微电子学工程化和产业化的发展态势。     

低成本Si基GaN微电子学的新进展(续)

进入21世纪后,宽禁带半导体GaN微电子学发展迅速,SiC基GaN微电子学已成为微波电子学的发展主流,且正在向更高频率和更高功率密度的新一代GaN微波功率器件发展。为了降低成本,Si基GaN微电子学应运而生,在5G通信、电动汽车等绿色能源应用发展的带动下,Si基GaN微电子学已进入产业化快速发展阶段。介绍了Si基GaN微电子学在射频Si基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)新器件结构、工艺与可靠性,Si基GaN HEMT单片微波集成电路(MMIC),Si基E模功率GaN HEMT结构设计,大尺寸Si基GaN HEMT工艺,Si基GaN功率开关器件的可靠性,Si基GaN功率变换器的单片集成和高频开关Si基GaN器件的应用创新等工程化、产业化方面的最新技术进展。分析和评价了低成本Si基GaN微电子学工程化和产业化的发展态势。     

硅基毫米波共面波导可缩放神经网络模型

随着微电子工艺技术的发展,硅基CMOS器件的截止频率已经达到毫米波频段,使硅基微波单片集成电路实现成为可能。因此,建立硅基毫米波频段共面波导结构模型使准确设计硅基微波单片集成电路成为必要。文章提出了一种基于神经网络技术的共面波导结构(CPW)毫米波可缩放模型,采用3层神经网络结构,根据共面波导的测试结果,用神经网络来学习其物理变量和测试的相应S参数空间映射关系。仿真与测试结果比较表明:基于神经网络方法建立的毫米波共面波导可缩放模型对不同几何参数CPW能够快速和准确地给出对应的CPW的S参数结果。     

微波功率管壳封装

本文论述了微波功率器件和单片集成电路封装的重要性，及其工作原理、关键技术、封装材料的选择、管壳制造和密封技术、可靠性及结论。     

硅基异质集成技术发展趋势与进展

目前主流的异质集成技术有单片异质外延生长、外延层转移和小芯片微米级组装。硅基异质集成主要是指以硅材料为衬底集成异质材料(器件)所形成的集成电路技术。它首先在军用微电子研究中得到重视,并逐渐在民用领域扩展。硅基异质集成技术正处于芯片级集成向晶体管级集成的发展初期,已有关于晶体管级和亚晶体管级集成的报道。本文重点研究了单片三维集成电路(3D SoC)、太赫兹SiGe HBT器件、超高速光互连封装级系统(SiP)、单片集成电磁微系统等硅基异质集成技术前沿,展现了硅基异质集成技术的发展趋势,及其在军用和民用通信、智能传感技术发展中所具有的重要意义。     

砷化镓超高速电路用SI-GaAs材料——Ⅰ.砷化镓超高速电路发展概况;Ⅱ,砷化镓晶体管的基本特性

SI—GaAs(半绝缘砷化镓)材料是研制GaAs VHSIC((超高速集成电路)和MMIC(单片微波集成电路)的重要的衬底材料,SI—GaAs晶片的质量对GaAs集成电路的性能和成品率有很重要的影响。 离子注入掺杂(在SI—GaAs中形成有源层、欧姆接触层、电阻层等),是制造GaAs集成电路的关键工艺。由于GaAs(具有一定极性的Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体)与Si(非极     

中国正进行广泛而扎实的微波半导体研究

中华人民共和国的工程师们正在微波技术领域内进行广泛的研究,即从生长自已的砷化镓单晶到制造出低噪声场效应晶体管,从制造微波混合集成电路一直到单片砷化镓集成电路.     

第二届微波集成电路及工艺学术交流会简况

<正> 全国第二届微波集成电路及工艺学术交流会与新材料、新器件、新设备展示会于1988年11月10日至15日在福建省泉州市召开,六十多个单位的代表84人,进行了微波集成电路设计与研制的学术交流。 大会报告反映了微波集成电路设计和工艺发展的新趋向,代表半导体集成电路高新技术的砷化镓微波单片电路和片式微波元件受到人们的注意。南京电子器件研究所报告的“微波单片集成电路设计中的一些考虑”和“单片电路、场效应管生产技术和成品率”两个题目,介绍了下一代微波产品的概貌,并追溯技术演进历史,论述了设计概貌和制备特征。单片电路完全立足于半导体工艺,可以实现良好性能、合理的成品率与可接受的价格三者结合。胡南山所作的报告“片式元件及其在微波集成电路中的应用”综述了片式元件从低频发展到高频应用的现代技术趋向,其优点是使电路简化,成本降低,更加适合微波电路大量生产与推广应用,必将推动混合集成电路的设计和制备向片式形态发展。     

发展氮化镓集成电路的考虑

介绍了氮化镓微电子器件的优势和现状。提出将GaNHEMT作为微波器件用于混合微波集成电路(MIC)和微波单片集成电路(MMIC),在射频输出功率、器件优值等方面,均具有明显优点,并列举了成功的例子。为了加快发展MMIC,必须解决好几个关键问题,即提高材料质量和尺寸,完善制造工艺,克服器件电流下降、增益过早饱和与射频输出功率退化等现象。     

资讯书坊

单片射频微波集成电路技术与设计单片射频微波集成电路技术与设计内容提要:RFIC和MMIC技术为许多微波/毫米波通信、雷达、传感等系统提供了关键的核心元器件。     

Si_(1-x)Ge_x材料和双极型器件的进展

Ｓｉ１－ｘＧｅｘ材料具有许多优良的性质,高质量的应变外延层可以把能带工程的概念引入到Ⅳ族器件之中。外延Ｓｉ１－ｘＧｅｘ基区的异质结双极型晶体管（ＨＢＴ）获得了优良的性能,并且,其具有可以同硅工艺兼容的优点,把Ｓｉ１－ｘＧｅｘ同Ｓｉ集成的ＢｉＣＭＯＳ工艺取得了很大的发展,已经达到了工业应用的水平。Ｓｉ１－ｘＧｅｘ工艺的发展,电路速度的提高,也促进了微波集成电路的进步,提高了ＳｉＭＭＩＣ的应用频段。从目前的发展现状来看,已经达到了在射频（ＲＦ）通信中广泛应用的阶段。     

Internally matched, ultralow DC power consumption CMOS amplifier for L-band personal communications

An internally matched, extremely low operation voltage amplifier monolithic microwave integrated circuit (MMIC) has been implemented in a 0.35-/spl mu/m silicon-on-insulator (SOI) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology for L-band personal communications. At 1.6 GHz the MMIC amplifier has a gain of 6.4 dB and a noise figure of 4.8 dB at a drain voltage of 0.6 V and a current of 2 mA. The MMIC amplifier exhibits a Gain/Power quotient as high as 5.33 dB/mW, which we believe is the highest recorded for Si CMOS MMIC technology.     

延续摩尔定律的新材料——应变Si

介绍了应变Si材料的需求背景和必要性.阐述了在MOS器件中使用衬底致双轴应变后器件性能的改善,在总结了与工艺致单轴应变相比衬底致双轴应变的不足以及工艺致单轴应变的优势之后,讲述了基于SiGe源漏和基于双应力线的两种工艺致单轴应变技术及其对MOS器件性能的提高.简单介绍了国际上近年来对应变Si材料与器件的研究发展状况和应变Si技术达到的各种水平,以及国内对应变Si的研究状况,并对应变Si技术的使用优势和应用前景做了简单分析.     

Three-dimensional MMIC technology for low-cost millimeter-waveMMICs

This paper highlights the key advantages of the three-dimensional (3-D) MMIC technology in the millimeter-wave frequency band and describes recently developed compact 3-D MMICs on GaAs and Si substrates. The 3-D MMIC technology offers high integration levels, compactness, simple design procedures, and short fabrication turn-around time, resulting in millimeter-wave MMICs at greatly reduced cost. This paper also proposes a new methodology for MMIC development based on 3-D/multilayer MMIC technology that accelerates the cost reduction of millimeter-wave MMICs. The new technology achieves compact and highly integrated millimeter-wave MMICs that are extremely cost effective     

Highly integrated three-dimensional MMIC technology applied tonovel masterslice GaAs- and Si-MMICs

A novel three-dimensional (3-D) masterslice monolithic microwave integrated circuit (MMIC) is presented that significantly reduces turnaround time and cost for multifunction MMIC production. This MMIC incorporates an artificial ground metal for effective selection of master array elements on the wafer surface, resulting in various MMIC implementations on a master-arrayed footprint in association with thin polyimide and metal layers over it. Additionally, the 3-D miniature circuit components of less than 0.4 mm² in size provide a very high integration level. To clearly show the advantages, a 20-GHz-band receiver MMIC was implemented on a master array with 6×3 array units including a total of 36 MESFETs in a 1.78×1.78 mm area. Details of the miniature circuit components and the design, closely related to the fabrication process, are also presented. The receiver MMIC exhibited a 19-dB conversion gain with an associated 6.5-dB noise figure from 17 to 24 GHz and an integration level four times higher than conventional planar MMICs. This technology promises about a 90% cost reduction for MMIC because it can be similarly applied to large-scale Si wafers with the aid of an artificial ground     

硅基TFT有源矩阵液晶显示技术

介绍了薄膜晶体管（ＴＦＴ）,特别是ｐ－Ｓｉ（多晶硅）ＴＦＴ矩阵寻址液晶显示器的工作原理、结构、特点、制作工艺和电学特性,对器件参数的选择进行了分析     

GaAs微波单片集成电路(MMIC)的可靠性研究

本文介绍了GaAs MMIC的可靠性研究与进展，重点介绍了工艺表征工具（TCV）、工艺控制监测（PCM）和统计工艺控制（SPC）等实现产品高质量、高可靠性和可重复性的可靠性保障技术，为国内GaAs MMIC可靠性研究提供了新的思路。     

W及以上波段MMIC放大器的研究进展

在阐述W及以上波段MMIC放大器性能的基础上,回顾了以InP HEMT MMIC放大器为主流技术的W及以上波段MMIC放大器的研究进展,介绍了基于InP HBT、GaAs MHEMT和SbHEMT的MMIC放大器的研制水平,指出目前研制的W及以上波段MMIC放大器的应用领域,突显其在MMIC高端技术领域的重要性.针对欧美国家在该领域飞速发展而我国处于相对劣势的现状,对我国研发W及以上波段MMIC放大器提出初步建议.     

一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源

介绍了一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源,给出了系统组成与工作原理,提供了其主要部件W频段固态Gunn驱动源、W频段波导-微带转换器、主放大器芯片基本性能及实验测试结果。该固态毫米波源工作频率94 GHz,输出连续波功率大于300 mW,线性增益10 dB,附加效率(PAE)大于16%。在W频段固态毫米波源研制过程中,其单片微波集成电路(MMIC)功率放大器半导体材料选择经历了GaAs、InP到GaN演变,结果清楚表明, W频段毫米波源的GaN MMlC功率放大器输出功率、增益、效率、高温性能要优于其他固态MMIC功率放大器性能。 W频段大功率固态GaN MMlC技术将在毫米波领域带来新的技术革命和应用。     

2–8 GHz 8-W Power Amplifier MMIC Developed Using MSAG MESFET Technology

Design approach and test data for a two-octave bandwidth HPA developed using GaAs based multifunction self aligned gate metal semiconductor field effect transistor with multilevel plating monolithic microwave integrated circuit (MMIC) technology are presented. A low loss matching design technique was used in the development of a two-stage power amplifier. The broadband amplifier has exhibited 8 W power output and better than 16% PAE over the 2.0-8.0 GHz frequency range. To our knowledge, these results represent the state-of-the-art in output power for multi-octave S/C-band power MMIC amplifiers.