5種主流射頻半導(dǎo)體制造工藝

1、CORAD 1 / 65嘉兆科技1、GaAs成的半導(dǎo)體，化合物指砷化鎵、磷化銦等化合物形成的半導(dǎo)體。砷化鎵的電子遷移速率比 硅高 5.7 倍，格外適合用于高頻電路。砷化鎵組件在高頻、高功率、高效率、低噪聲指數(shù)的電氣特性均遠(yuǎn)超過硅組件，空乏型砷化鎵場(chǎng)效晶體管(MESFET)或高電子遷移率晶體管(HEMT/PHEMT3V 電壓操作下可以有 80(PAE: power addedefficiency)，格外的適用于高層(hightier)的無線通訊中長(zhǎng)距離、長(zhǎng)通信時(shí)間的需求。砷化鎵元件因電子遷移率比硅高很多，因此承受特別的工藝，早期為 MESFET 金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，后演化為 HEMT ( 高

2、速電子遷移率晶體管)，pHEMT( 介面應(yīng)變式高電HBT(HBT)是無需負(fù)(powerdensity(currentdrivecapability)HBT 組件在相位噪聲，高 gm、高功率密度、崩潰電壓與線性度上占優(yōu)勢(shì)，另外它可以單電源操作，因而簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)及次系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難度，格外適合于射頻及中頻收發(fā)模塊的研制，特別是微波信號(hào)源與高線性放大器等電路。砷化鎵生產(chǎn)方式和傳統(tǒng)的硅晶圓生產(chǎn)方式大不一樣，砷化鎵需要承受磊晶技術(shù)制造，這種 4-612IC 本錢比較高。磊晶目前有兩MOCVDMBE。2、SiGe1980 年月 IBM 為改進(jìn) Si 材料而參加 Ge，以便增加電子流的速度，削減耗能及改進(jìn)功Si

3、 與 Ge98 年 IBM 宣布 SiGe 邁入量產(chǎn)化階段后，近兩、三年來，SiGe 已成了最被重視的IC 制程技術(shù)之一。依材料特性來看，SiGe 高頻特性良好，材料安全性佳，導(dǎo)熱性好，而且制程成熟、整合度高，具本錢較低之優(yōu)勢(shì)，換言之，SiGe200mm程，到達(dá)高集成度，據(jù)以制造經(jīng)濟(jì)規(guī)模，還有媲美GaAs 的高速特性。隨著近來 IDM 大獲得改善而日趨有用。目前，這項(xiàng)由 IBM 所開發(fā)出來的制程技術(shù)已整合了高效能的 SiGe HBT(HeterojunctionBipolarTransistor)3.3V 及 0.5m 的 CMOS 技術(shù)，可以利用主動(dòng)或被動(dòng)組件，從事模擬、RF 及混合信號(hào)方面

4、的配置應(yīng)用。SiGe 既擁有硅工藝的集成度、良率和本錢優(yōu)勢(shì)，又具備第 3 到第 5 類半導(dǎo)體(如砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)在速度方面的優(yōu)點(diǎn)。只要增加金屬和介質(zhì)疊層來降低寄生電容和電感，就可以承受 SiGe 半導(dǎo)體技術(shù)集成高質(zhì)量無源部件。此外，通過把握鍺摻雜還可設(shè)計(jì)器件隨溫度的行為變化。SiGeBiCMOS 工藝技術(shù)幾乎與硅半導(dǎo)體超大規(guī)模集成電路(VLSI)行業(yè)中的全部技術(shù)兼容，包括絕緣體硅(SOI)技術(shù)和溝道隔離技術(shù)。不過硅鍺要想取代砷化鎵的地位還需要連續(xù)在擊穿電壓、截止頻率、功率消耗方面努力。3、RFCMOS 在 SOI 工藝制作的 RF 開關(guān)，可將多個(gè) FET 串聯(lián)GAAS 開關(guān)

5、一樣。CMOS 制程被認(rèn)為僅適用于數(shù)字功能需求較多的設(shè)計(jì)，而不適用于以模擬電路為主的ICCMOS 性能的提升、晶圓代工廠在 0.25mmRF CMOS 制RFCMOS 制程最大的好處，固然是可以將射頻、基頻與存儲(chǔ)器等組件合而為一的高整合度，并同時(shí)降低組件本錢。但 RFCMOSQ 值、與降低改善性能所增加制程本錢等問題，才能滿足無線通信射頻電路嚴(yán)格的要求。RF CMOS 制作射頻 IC 的產(chǎn)品多以對(duì)射頻規(guī)格要求較為寬松的 Bluetooth WLAN 射頻 IC，CSR、Oki、Broadcom 等 Bluetooth 芯片廠商皆已推出訪用CMOS 制造的 Bluetooth Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)8

6、02.11a、b 和 g并符合 802.11n 預(yù)期要求的全 CMOS 工藝直接轉(zhuǎn)換雙頻無線收z的As、 Envara 等 WLAN 芯片廠商也在最近推出全 CMOS 制程的多模 WLAN(.11b/g/a)射頻芯片組。IC 規(guī)格格外嚴(yán)格，但是堅(jiān)冰已經(jīng)被打破。SiliconLabs 最先以數(shù)字技術(shù)來強(qiáng)化低中頻至基頻濾波器及數(shù)字頻道選擇濾波器功能，以降低 CMOS 噪聲過高的問題所生Aero 低中頻 GSM/GPRSRFCMOS 工藝的產(chǎn)品，而高通在收購 Berkana 后，也大力承受 RF CMOS 工藝，一批進(jìn)射頻廠家無RFCMOS 工藝，甚至是最先進(jìn)的 65 納米 RFCMOS 工藝。老牌

7、的飛利FREESCALESiGeBiCMOS 工藝，諾基亞仍舊大量使用意法半導(dǎo)體的射頻收發(fā)器。而歐美廠家對(duì)產(chǎn)品一向保守，對(duì) RF CMOSLG 還有中國廠家夏和聯(lián)想，在本錢壓力下，RFCMOS 工藝的收發(fā)器。目前來看，缺點(diǎn)可能是故障率稍高和耗電稍大，并且需要多塊芯片，增加設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單程度。但仍在可忍受的范圍內(nèi)。24GHz 雷達(dá)以及用于供給 雷達(dá)； 年推出SIGE 線寬有 0.13 微米。4、UltraCMOSUltraCMOS 能制作很大的 RF FET，對(duì)厚度為 150225m 的正常襯底，幾乎不存在寄生電容。晶體管承受 1000A。Ultra CMOS 是6 寸工藝設(shè)備上生產(chǎn)的，8 寸生產(chǎn)線亦

8、已試制成功。示范成品率可與其它 CMOS工藝相媲美。BVDSS 相對(duì)低些，但將多個(gè) FET 串聯(lián)堆疊仍能承愛高電壓。為了確保電壓在器件堆上的合理分壓，F(xiàn)ET 至襯底間的寄生電容與 FET 的源與漏間寄生電容相比應(yīng)無視不計(jì)。當(dāng)器件外圍到達(dá)毫米級(jí)使總電阻較低時(shí)，要保證電壓的合理分壓，真正 的絕緣襯底是必不行少的。PeregrineUltraCMOS 工藝將高 Q 值電感和電容器 值在RF 芯片上。該公司推出 PE4272 和 PE4273 寬帶開關(guān)例證了 UltraCMOS 的75 器件設(shè)計(jì)用于數(shù)字電視、PCTV、衛(wèi)星直播電視機(jī)頂盒和其它PIN 二極管開關(guān)的很好的替代品，它們可在改善整體性能的同時(shí)

9、大大削減了元器件的數(shù)量。1GHz 時(shí)的插入耗損僅為 0.5dBP1dB 壓縮率為 32dBm1GHz 時(shí)44dB3V 時(shí)靜態(tài)電流僅為 8A、ESD 高達(dá) 2kV。PE4273 承受 6 腳SC-7035dBPE4272 承受 8 腳 MSOP44dB10K 訂購量時(shí)，PE4272 和 PE4273 的價(jià)格分別為 0.45 和 0.30 美元。PeregrineSOS 技術(shù)，SOS 技術(shù)是以“UTSi”為根底開發(fā)的技術(shù)?！癠TSi”技術(shù)是由在 2022 年 1 月與沖電氣建立合作關(guān)系的美國派更半導(dǎo)體公司PeregrineSemiconductorCorp.開發(fā)的。在藍(lán)寶CMOS 工藝形成電路。作

10、為承受具有良好絕緣性SOS 底板，與硅底板和 SOI絕緣體上硅底板相比，能夠降低在底板上形成F開關(guān)的耗電電流僅為5電源電壓為5V，與使GaAs 材料的現(xiàn)有 RF 開關(guān)相比，耗電量降到了約 1/5。5、SiBiCMOSSiBJT(Si-BipolarJunctionTransistor)、SiCMOS、與結(jié)合BipolarCMOS 特性的 Si BiCMOS(Si Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor)等類。由于硅是當(dāng)前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最為成熟的材料，因此，不管在產(chǎn)量或價(jià)格方面都極具優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)上以硅來制作的晶體管多承受 BJT 或 CMOS，不過，由于硅材料沒有半絕緣基板，再加上組件本身的增益較低，假設(shè)要應(yīng)用在高