GaAs基通孔刻蚀的崩边形成机理研究

在砷化镓(GaAs)集成无源器件(Integrated Passive Device, IPD)的制作工艺中,通孔刻蚀是一道重要环节。蚀刻孔边缘的GaAs会被蚀刻,由此引发崩边并对器件性能及可靠性造成不利影响。本文中,用于通孔蚀刻的GaAs厚度不小于200 μm,通孔边缘没有被蚀刻的痕迹,以实现金属导线的平滑连接。采用光阻和金属来充当掩膜,有效解决了单一光阻因厚度过高而变形或者厚度薄导致GaAs衬底被蚀刻的问题。通过优化工艺,在光阻厚度为32 μm、金属掩膜厚度为0.5 μm、金属蚀刻时间为60 s以及感应耦合等离子体(Inductively Couple Plasma, ICP)蚀刻4000 s的条件下,得到了孔深为200 μm且通孔边缘平整的形貌。分析了 GaAs 崩边形成的主要原因与机理,并通过优化工艺解决了200 μm通孔的崩边问题,从而提高了器件性能及可靠性。     

GaAs通孔刻蚀微掩模形成机理研究

通孔刻蚀是GaAs制造工艺的重要环节,通过通孔刻蚀工艺实现GaAs背面和正面金属导通互连。在通孔刻蚀工艺中,微掩模的形成对器件性能及可靠性产生不利影响。微掩模将阻碍GaAs刻蚀,形成柱状堵孔以及侧壁聚合物等,造成后续背面金属接触不良、粘附不牢,进而影响通孔接触电阻、电感等关键参数,最终影响器件性能及可靠性。分析了GaAs微掩模形成的主要原因和形成机理,通过工艺优化解决了通孔刻蚀堵孔及侧壁聚合物等问题,从而提高了器件性能及可靠性。     

影响室分无源器件质量的关键要素总结与分析

针对室内分布系统中的无源器件,从其工作原理、作用、材质、加工工艺等方面分析影响其质量的因素。通过对无源器件存现网使用过程中所出现问题的排查,介绍了目前无源器件现网使用情况以及器件的性能走势和现网的网络质量,研究了器件的重要指标对网络质量的影响,分析了器件由于制造工艺、使用材质的茸别导致对网络质量产生不同影响的原因,通过实验证实必须从提高器件性能入手,严把厂家供货质量关,在使用高性能无源器件的基础上进行规范施工才能从根本上解决无源器件对网络质量产生不良影响的问题。     

提高背面通孔成品率

一、概况 十三所一专部承担多项国家GaAs分立器件与单片集成电路的研制与生产任务,军工产品质量第一,创用户满意是我们的宗旨。背面孔刻蚀工艺是军标生产线的背面工艺之一,由于通孔质量的不稳定,直接影响了器件及单片电路性能,降低了我们承担的许多国防重点工程中的器件及单片电路的成品率,同时也严重影响了经济效     

GaN功率MMIC背面通孔工艺优化及可靠性分析

介绍了改进GaN功率MMIC背面通孔工艺的相关方法,并对通孔进行了可靠性方面的测试与分析。通过优化机械研磨的方法,减薄圆片至75μm左右,保持片内不均匀性在4%以内;利用ICP对基于SiC衬底的GaN功率MMIC进行了背面通孔工艺的优化,减少了孔底的柱状生成物。随后的可靠性测试测得圆片通孔的平均电阻值为6.3 mΩ,平均电感值为17.2 nH;对通孔样品在0.4 A工作电流175°C节温下进行了工作寿命试验,200 h后通孔特性无明显退化。     

基于弯曲波纹基片集成等离子波导的带通滤波器设计

文中提出一种基于弯曲波纹基片集成人工等离子激元波导（BCSIPW）的微波带通滤波器（MBF）结构。通过在基片集成波导（SIW）的顶层和底层蚀刻阵列槽,实现具有低截止频率和高截止频率的人工表面等离子体激元模式（SSPPs）。同时,通过在基片集成波导顶层采用两排1 4弯曲短截线代替金属通孔,避免基板集成波导的金属通孔加工。为验证所设计结构的性能,设计一种BCSIPW带通滤波器。仿真和测试结果表明,该滤波器的通带范围为9～11.5 GHz,带内回波损耗≤-12.5 dB,插入损耗≤2.5 dB。BCSIPW结构具有集成度高、加工方便等优点,在微波器件及组件中具有良好的应用前景。     

多层集成三维微波结构的全波分析

本文基于三维频域有限差分法(FDFD)建立了多层微波集成无源电路及互连结构的全波分析通用软件.对一些典型的无源器件,例如微带滤波器和通孔的S参数的全波分析结果与有关文献对比一致,验证了该方法的正确性.在结构离散化过程中采用了非均匀网格剖分并且在网格截断边界上联合采用了三种吸收边界条件,以最大限度地压缩形成的稀疏矩阵的阶数.对稀疏矩阵方程采用压缩存储技术和快速迭代解法,以有效地减少所需内存和计算时间.     

基于高阻硅的毫米波IPD 滤波器研究

5G 通信迫切需要毫米波集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD),要求该类器件低成本、高性能。基于高阻硅(High Resistivity Silicon, HRS)工艺设计并加工了一款四阶交叉耦合毫米波微带滤波器,基于测试结果和有耗耦合矩阵理论反提取得到四阶滤波器谐振器的真实无载品质因素。进而对高阻硅基的毫米波工艺参数(例如,损耗角正切)进行修正,利用电磁仿真软件进行验证;分析了金属粗糙度对于滤波器损耗的影响。修正后的模型仿真结果和测试结果吻合较好,验证了修正后毫米波段高阻硅基参数的有效性,为芯片级毫米波无源器件的设计提供了支撑。     

基于3-D打印技术的新型微波/毫米波无源波导器件

综述了近年来基于多种3-D打印工艺的微波直至太赫兹频段无源波导器件的发展研究现状,并介绍了作者所在小组研制的多个基于立体光刻3-D打印工艺的滤波器(包括基于新型高Q值单模和双模球形腔体谐振器的X频段带通滤波器以及基于裂缝波导和紧凑片上结构的W频段带通滤波器).这些滤波器射频性能的测量与仿真结果吻合良好.与相同形状的铜制器件相比,采用非金属材料的3-D打印器件的重量减轻了80%以上,并保持了优良的射频性能.     

0.5μm AlGaN/GaN HEMT及其应用

报道了采用I线步进光刻实现的76.2 mm SiC衬底0.5μm GaN HEMT.器件正面工艺光刻均采用了I线步进光刻来实现,背面用通孔接地.栅脚介质刻蚀采用一种优化的低损伤RIE刻蚀方法实现了60°左右的侧壁倾斜角,降低了栅脚附近峰值电场强度,提高器件性能和可靠性.研制的GaN HEMT器件fT为15 GHz,fm...     

使用SEM分析GaAs MMIC制作中的通孔工艺问题

背面通孔是ＧａＡｓＭＭＩＣ制造工艺中的一个重要步骤。通路孔在接地灵活性和减少接地电感方面比其它接地方法更具优越性[1] 。背面通孔的形貌和大小将会对后面的工艺产生很大的影响。因此 ,使用ＳＥＭ对背面通孔工艺进行研究变得尤为重要。样品制备样品正面用高温蜡粘在蓝宝石衬底上 ,背面蒸30 0ｎｍ的镍 ,作为掩膜。背面通孔在ＰｌａｓｍａＴｈｅｒｍ790平板型ＲＩＥ中进行 ,通孔结束后 ,背面金属化 ,背面电镀。将样品从通孔的中间位置切开 ,用双面胶带纸将样品粘在特制的样品台上。样品制作好后 ,选择 15ｋＶ高压 ,在不同放大倍数下 ,用…     

具有隐埋电镀热沉结构用于高性能MMIC的大功率GaAs FET

报道了一种称作“先进的ＳＩＶＦＥＴ”的ＦＥＴ结构（先进的源区通孔ＦＥＴ）。“ＳＩＶＦＥＴ”（源区通孔ＦＥＴ）是一种新型的ＦＥＴ，其每个源电极都通过通孔与４０μｍ厚的背面电镀热沉金属相连接地，以达到减小源寄生电感的目的。为了获得低的热阻，芯片厚度要小达３０μｍ。“先进的ＳＩＶＦＥＴ”的改进结构包含了一种选择隐埋ＰＨＳ（电镀热沉）用以代替背面的厚金层。在这种ＦＥＴ中，由于有源层在器件工作时会产生热量，     

L波段350W AlGaN/GaN HEMT器件研制

基于高纯半绝缘碳化硅衬底,采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺生长了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料.室温下霍尔测试结果表明,外延层二维电子气迁移率为1 950cm2/ (V·s),方块电阻为350 Ω,电阻均匀性为3％.通过优化工艺降低了欧姆接触电阻,提高了器件工作效率.采用源场板结合栅场板的双场板技术和增大源漏间距,提高了器件击穿电压.优化了背面减薄和背面通孔技术,提高了器件散热能力.采用阻抗匹配技术提升了芯片阻抗.最终采用预匹配技术和金属陶瓷封装技术成功制作50 mm栅宽的AlGaN/GaNHEMT器件.直流测试结果表明,器件击穿电压高达175 V.微波测试结果表明,在50 V工作电压、1.3 GHz下,器件输出功率达350 W,功率附加效率达81％,功率增益大于13 dB.     

利用MEMS技术制作MMIC的三维电容电感和滤波器

随着信息时代的发展,对于无线通信设备中的一些外接的分立元件的微型化、低功耗及可携带性提出了更高的要求。现在通常采用单片微波集成电路(MMIC)技术来制作微波电路器件。传统的MMIC技术制作电路的特点是:用半绝缘材料(GaAs)作绝缘衬底;将衬底的背面金属化,且作为地。但是MMIC技术也存在其不可避免的缺点:由于GaAs的成本较高,使得采用MMIC技术制作的微波器件的成本也比较高;当频率大于12GHz后,器件必须用通孔才能做到与地充分接触,而且毫米波通过通孔使电路性能变差;还有采用MMIC技术制作的无源器件的面积占到了整个器     

基于GaAs背孔工艺监控研究

在GaAs背孔工艺制作中,通孔良率影响着后续溅镀、电镀金属层与正面金属互联,在该道关键制程中缺乏有效的监控方法。在背孔工艺中,采用FIB、SEM的方式对ICP蚀刻后的晶圆进行裂片分析,这无疑大大增加了研发成本,裂片分析也仅仅是当前晶圆的通孔良率,且分析孔洞数量有限,本身存在局限。提出在晶圆正面依次沉积Si3N4/PI/Si3N4=600 nm/1.6μm/800 nm,采用ICP蚀刻,蚀刻气体为Cl2/BCl3,在光学显微镜(OM)20倍率下便可观察到晶圆正面第一特征蚀刻通孔印记和印记尺寸较原始尺寸单边大10μm的第二通孔特征,该监控方式节省研发成本且统计良率直观,可及时反馈通孔良率,监控产品的可靠性、可再现性。     

一种近似芯片级尺寸的小型化微带点频滤波器

射频滤波器作为具备信号筛选功能的射频器件,对现代通信系统而言具有举足轻重的地位。随着通信技术的不断更新迭代,要求射频滤波器具有小型化以及低成本的特点。目前,利用半导体工艺可制作尺寸极小且性能佳的芯片级滤波器,但研发成本普遍过高。文中使用薄膜工艺,通过对滤波器的结构、材料、性能指标进行综合考量,设计了一款适用于点频源、跳频源模块中使用的微带点频滤波器。通过仿真软件HFSS进行建模仿真并对加工工艺进行误差分析,成功得到了一款通带在12 GHz±15 MHz的微带点频滤波器,其尺寸为2.5 mm×3.5 mm×0.127 mm。测试结果表明,性能曲线达到设计指标,成功验证了设计的可行性。     

蚀刻设备的现状与发展趋势

概述了蚀刻技术与设备的现状,针对32nm技术节点器件制程对蚀刻设备在双重图形蚀刻、高k/金属栅材料、金属硬掩膜及进入后摩尔时代三维封装的通孔硅技术(TSV)方面挑战,介绍了蚀刻设备的发展趋势。     

一种无通孔LTCC带通滤波器的设计与实现

基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术,设计仿真了一种无通孔LTCC带通滤波器,该滤波器采用单层平行耦合微带线代替传统叠层电感,通过外部端电极互联各电路层,实现无通孔设计。根据仿真结果,采用LTCC工艺制备了0805封装尺寸的无通孔带通滤波器。结果表明:测量结果与仿真数据基本相符,滤波器中心频率为2.45 GHz。该滤波器适用于日益小型化的移动通信设备。     

Ku波段基片集成波导带通滤波器的设计

设计了一款基于基片集成波导的ku波段卫星通信的带通滤波器。描述了位于SIW内部的金属通孔的等效电路模型,并分析通孔直径、位置等关键参数对滤波器性能的影响。针对基于中心位置的SIW带通滤波器带宽较窄的问题,提出偏置金属通孔SIW带通滤波器的设计方法,从而增大滤波器的带宽。并通过对改进后的基片集成波导带通滤波器的仿真,验证了设计的正确性和方法的有效性。     

“无源互调测试技术与标准研讨会”在杭州召开

随着通信产业的迅猛发展,人们对通信网络的性能、容量、服务质量等提出了越来越高的要求。但在通信设备的生产及网络建设过程中,特别是无源器件如天线、电缆、滤波器、连接器、双工器等的生产和安装过程中,由于联接不畅、生产工艺水平不过关、器件和材料存在非线性特征等,当多个频率的载波信号通过无源器件时,都会在一定程度上产生无源互调干扰,从而影响系统的容量和质量。当前,在有些通信系统中出现网络性能降低的现象,其中一个潜在的原因是无源互调功率电平过高,干扰了接收机的正常工作。