2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用

全球网络流量急速增长，数据传输所需带宽和能源消耗也随之快速增加，传统电子信息互联架构已无法满足日益增长的带宽和节约能耗的需求。硅基光电子技术具有带宽高、能耗低并且可以利用成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术将光子集成电路和电子集成电路大规模集成在硅衬底上等优势，能满足下一代数据传输系统的迫切需求。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸，从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。文章介绍了硅基光电子集成技术的不同方案和最新进展，并展望了硅基光电子芯片结合2.5D/3D集成技术在数据通信、激光雷达、生化传感以及光计算等领域的应用前景。     

硅基毫米波雷达芯片研究现状与发展

毫米波雷达具备全天候复杂环境下的工作能力,在汽车雷达、智能机器人等方面有广泛的应用。同时,随着半导体技术的快速发展,硅基工艺晶体管的截止频率提升,硅基毫米波雷达成为研究热点,大量的工作从系统设计、电路设计等方面提高毫米波雷达的性能。该文从系统和核心电路等方面对硅基毫米波雷达芯片的研究现状和发展趋势进行综述。

     

硅基异构三维集成技术研究进展

为满足电子系统小型化高密度集成、多功能高性能集成、小体积低成本集成的需求,硅基异构集成和三维集成成为下一代集成电路的使能技术,成为当前和今后的研究热点.硅基三维集成微系统可集成化合物半导体、CMOS、MEMS等芯片,充分发挥材料、器件和结构的优势,使传统的高性能射频组件电路进入到射频前端芯片化,可集成不同节点的CPU、...     

硅深层刻蚀技术实现3D集成

3D互连要求制作硅直通孔的刻蚀设备具有很好的均匀性。同时要求晶圆间具有可重复性和高的生产率。     

毫米波硅基SiP模块设计

设计了一款采用硅基板作为载体的毫米波上变频微系统系统级封装(System in Package, SiP)模块。该模块利用类同轴硅通孔(Through-Silicon-Via, TSV)结构解决了毫米波频段信号在转接板层间低损耗垂直传输的问题。该结构整体采用四层硅基板封装,并在封装完成后对硅基射频SiP模块进行了测试。测试结果显示,在工作频段29～31 GHz之间,其增益大于27 dB,端口驻波小于1.4,且带外杂散抑制大于55 dB。该毫米波硅基SiP模块具有结构简单、集成度高、射频性能良好等优点,其体积不到传统二维集成结构的5%,实现了毫米波频段模块的微系统化,可广泛运用于射频微系统。     

一种硅基集成微晃动马达

本文介绍一种硅基集成微晃动马达．该微马达的制作工艺非常简单，主要包括四次光刻（共三块版）、两次ＬＰＣＶＤ多晶硅膜淀积和两次ＬＴＯＳｉＯ２膜淀积．微马达转子和定子由厚度为４．２μｍ的多晶硅膜形成，转子与定子之间的空气间隙为２．０—２．５μｍ，转子的半径为４０—５０μｍ．初步测量结果表明，微晃动马达的最低驱动电压为４９Ｖ，最高转速估计可达６００ｒｐｍ。     

新型硅基集成光隔离器的研究进展

光隔离器是保障光通信系统稳定运行的重要核心器件。目前,光通信器件在单个芯片上的集成是必然趋势,但光隔离器的集成仍然存在损耗高、隔离度差、集成工艺困难等诸多问题,复杂有源光通信器件片上集成的发展也因此受到了阻碍。概述了实现光隔离的几种有效方案,介绍了硅基集成光隔离器的最新研究进展,并对其未来的发展态势进行了展望。     

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。     

硅基异构集成模块金属互连失效分析

介绍了硅基三维异构集成模块金属互连失效的一种定位方法.通过分析集成模块的金属互连结构,采用介质层剥离、金刚刀裂片、磨削制样等预处理方法,结合聚焦离子束(FIB)、电子能谱(EDAX)等工具,实现了故障点的有效定位.介绍了三维集成模块金属互连失效的一种失效机理.通过对集成模块生产工艺的分析,以及对实验晶圆进行模拟去胶实验...     

毫米波硅基微机械屏蔽膜微带线和滤波器

介绍了一种屏蔽膜微带线,该型传输线为介质薄膜所支撑,周围为空气,并为金属面所屏蔽,具有可忽略不计的衬底损耗及色散效应,以及很小的辐射损耗。运用HFSS三维电磁场仿真软件对毫米波屏蔽膜微带线与滤波器进行了仿真设计,运用MEMS工艺在两层高阻硅衬底上进行了样品的研制。样品取得了良好的测试结果,其中屏蔽膜微带线插入损耗小于0.1dB/mm。     

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。     

赛灵思异构3D技术详解

继Virtex-7 2000T之后,赛灵思日前又推出一款7系列的高端器件Virtex-7 H580T,这是全球首款异构3D FPGA,该技术是在堆叠硅片互联(SSI)技术的基础上,对FPGA和28Gbps收发器的整合方式进行了创新。赛灵思亚太区市场及销售副总裁杨飞表示,从处理器到数模混     

毫米波有源相控阵TR组件集成技术

通过分析有源相控阵技术发展趋势,提出集成技术是毫米波有源相控阵TR组件的关键技术,并按制造和装配层次将毫米波有源相控阵TR组件的集成分为芯片级、子阵级和全阵级等三级集成.分析了各级集成的关键技术及其发展趋势,提出关键集成技术发展路线,指出毫米波TR组件专用多功能芯片、垂直互联和高效小型化液冷器等三项技术是当前需重点突破...     

毫米波相控阵板级集成天线技术研究

随着毫米波雷达及通信系统的快速发展,有源相控阵天线日益成为当前研究的热门天线形式。然而,毫米波有源相控阵存在空间紧凑、结构复杂、装配繁琐等问题。本文介绍了一种可应用于毫米波相控阵的板级集成天线,并对其天线阵列、垂直过渡等关键结构的设计进行了讨论。该阵面将天线阵列、收发组件和馈电网络全部集成在一块基板上,具有结构简单易于量产的特点。文末给出了对所设计的有源阵面的暗室测试结果,结果表明该天线在毫米波雷达和通信系统中具有巨大的应用潜力。     

毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。     

3D集成的发展现状与趋势

三维集成技术的发展是技术与理念的革新过程,本文根据集成封装技术的的发展历程,提出三维集成的发展特点,阐述理念的突破如何引导技术发展,以此为主线,可以更有逻辑性的了解三维集成的发展历史与趋势.封装从器件级向系统级的发展促使了多种系统级封装概念的出现;垂直堆叠方式推动互连长度不断降低;与晶圆级封装的结合可以大幅度降低成本;从同质向异质的转变则集成了多种学科、材料与技术,是实现复杂的系统的基础.     

石墨烯/硅基异质集成光电子器件

石墨烯/硅基异质集成的光子器件研究在近年来取得了巨大进展,因石墨烯所具有的诸多独特的物理性质如超高载流子迁移率、超高非线性系数等,石墨烯/硅基异质集成器件展现出了诸如超大带宽、超低功耗等优异性能。文章介绍了近年来报道的典型石墨烯/硅基异质集成器件,包括石墨烯/硅基电光调制器、石墨烯/硅基热光调制器和石墨烯/硅基光电探测器,简要阐述了其原理与性能,并对其未来的应用与发展做出了展望。     

一种基于硅基MEMS三维异构集成技术的T/R组件

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成,上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能,最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明,在Ku波段内,该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm,单通道发射增益大于20 dB,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好,质量轻,体积小,加工精确度高,组装效率高。