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毫米波 MMIC 的设计创新 - Qorvo
在现代微波和毫米波通信系统的设计过程中，设计人员必须对器件（晶体管、电容器、电感器等）进行特性分析频率范围很广，从接近直流到远远超出设计的工作频率。器件特性分析过程会生成电路仿真中使用的模型，模型的准确性决定了仿真的准确性，从而决定了首次成功的机会。模型准确性的一个重要因素是器件特性分析远远超出电路的工作频率，在许多情况下，需要对远远超出 110 GHz 的频率进行特性分析。超宽带 VNA，例如具有 70 kHz 至 220 GHz 单次扫描功能的 VectorStar™ ME7838G，可提供业界领先的测量，并实现最佳器件特性分析，从而实现精确的模型和电路仿真。
MMWave MMICS中的设计创新
在现代微波炉和MMWave通信系统的设计过程中，设计人员必须表征设备（晶体管，电容器，电感器等）在从DC附近到远远超出设计的工作频率的广泛频率。设备表征的过程生成了电路模拟过程中使用的模块，并且模型的准确性决定了模拟的准确性，因此，首次转弯成功的机会。用于模型精度的重要元素是对电路运行频率远远超出电路频率的设备的表征，在许多情况下，表征远远超过110 GHz。超宽宽带VNA，例如具有70 kHz至220 GHz单扫描功能的VectorStar™ME7838G，提供了行业领先的测量值，并启用了准确模型和电路模拟的最佳设备特性。
GaAs MMIC 超低噪声.pdf
摘要 采用 70 nm GaAs mHEMT OMMIC 工艺 (D007IH) 设计了四级 K 波段 MMIC 低噪声放大器 (LNA)。基于 Momentum EM 模拟结果，四级 LNA 实现了 29.5 dB ±1 dB 的增益、低至 1 dB 的噪声系数 (NF) 和整个波段优于 -10 dB 的输入回波损耗。LNA 芯片尺寸为 2500 µm x1750 µm。由于选择源阻抗以最小化实现输入匹配网络所需的元件数量，因此设计工作流程可以改善 LNA 的 NF 和输入回波损耗。所提出的电路的输入匹配网络由与有源器件的栅极串联的单个锥形八角形电感器组成，从而对第一级实现的 NF 影响很小，并显著改善 LNA 的输入回波损耗。
3.4 迈向硅代工厂兼容、高性能、0.25 微米栅极、高阻 200 毫米硅上的 GaN MMIC 工艺，采用 Cu 镶嵌 BEOL
在高电阻率 200 mm <111> Si 上采用 Cu 大马士革 BEOL 工艺开发与 Si 代工厂兼容的高性能 ≤0.25 µm 栅极 GaN-on-Si MMIC 工艺 Jeffrey LaRoche 1 、Kelly Ip 1 、Theodore Kennedy 1 、Lovelace Soirez 2 、William J. Davis 1 、John P. Bettencourt 1 、Doug Guenther 2 、Gabe Gebara 2 、Tina Trimble 2 和 Thomas Kazior 1 1 Raytheon IDS Microelectronics，362 Lowell St.，Andover，MA 01810 电子邮件：jeffrey_r_laroche@raytheon.com 电话：(512)-952-2927 2 Novati Technologies, Inc.，2706 Montopolis Drive，Austin，TX 78741 关键词：GaN、HEMT、硅、MBE、大马士革、200 mm 摘要 雷神公司正在开发一种 200 mm GaN on Si MMIC 工艺，该工艺适用于独立的高频 MMIC 应用，以及与 Si CMOS、SiGe BiCMOS 和其他 III-V 族的异质集成。在之前的 100 mm 和 200 mm GaN-on-Si 工作 [1-5] 的基础上，这项工作报告了在完全集成的 MMIC 方面取得的进展，以及在 200 mm 直径的 Si 晶片上实现世界上第一个 X 波段 GaN 0.25 µm 功率晶体管。这种 GaN-on-Si HEMT 在 V d = 28 V 时可提供 4.7 W/mm 的功率和 9 dB 的增益，PAE 为 49%。晶圆由商业 CMOS 代工厂 Novati Technologies 制造，采用完全减成、无金、类硅的制造方法。简介 在过去十年中，氮化镓 (GaN) 在电力电子以及高功率密度和高线性度 RF 应用中引起了广泛关注。很显然，200 mm 硅基 GaN 晶圆的大规模商业化生产将由电力电子应用推动。然而，随着这些应用开始填充 200 mm 代工厂，高性能硅基 GaN RF MMIC 应用将自然跟进，并利用大直径晶圆和背景晶圆体积来降低 RF IC 的成本。除了在 200 mm 晶圆上制造的硅基 GaN MMIC 的成本优势之外，与芯片到晶圆方法相比，大直径晶圆制造还为 GaN HEMT 与硅 CMOS 的异质集成（以实现附加功能）提供了优势。虽然与芯片到晶圆集成兼容，但 200 毫米 GaN IC 与 200 毫米 CMOS 的晶圆到晶圆异质集成在缩短互连长度和提高高密度、高性能 IC 产量方面更有前景。为了促进未来成本、产量和功能的改进，雷神公司正在高电阻率 200 上开发亚微米（≤0.25 µm 栅极）GaN-on-Si MMIC 工艺
隐藏的马尔可夫模型适合文本生成
关键字：Gan，Mishemt，MBE，MMIC，AL 2 O 3，可靠性摘要雷神已经在<111> si Hemt技术上采用了分子束外延（MBE）开发了gan的状态。相对于MOCVD（〜1000 o C）的分子束外延（MBE）的较低生长温度（〜750 o C）导致热性能提高和从IIII-V/SI界面减少微波损失。这些因素结合起来，以使最有效的高功率（> 4 w/mm）在高频（≥10GHz）上进行操作，这些操作通常与Si上的gan hemts无关。较低的温度MBE生长过程减少了生长后冷却后的GAN拉伸应变，这又使Aln成核层用于GAN HEMT生长。这与基于MOCVD的生长中使用的复杂的Algan/Aln菌株补偿层相反，这些层已显示出显着降低IIII-V外延层的总体导热率。此外，低温MBE ALN成核层导致Si/IIi-氮化物界面处的界面电荷降低。这种大大降低的电荷使雷神能够实现<0.2dB/mm的创纪录的低微波损失（对于SI上的GAN），最高为35 GHz，可与SIC上的GAN相当[1]。最重要的是，在100mm高电阻（> 1,000 ohm-cm）上实现MBE种植的Gan Hemt Epi层质量和均匀性时，记录了创纪录的低微波损失（> 1,000 OHM-CM）<111> Si，可与MOCVD在SIC上生长的GAN相当。板电阻低至423欧姆 /平方英尺（±0.8％），迁移率为〜1,600 cm 2 /v-s。这样做是为了使整个栅极电容，IDSS，IMAX和V t与为了减少门泄漏，雷神用ALD沉积了Al 2 O 3作为高k栅极介电介质形成不幸的。为了最大程度地减少门泄漏，而不会影响关键的RF设备特性（例如FT，FMAX，POWER和PAE），使用电荷平衡模型与栅极介电堆栈一起设计Schottky层厚度。
GAA：使用光子带隙结构
MMIC的微波包装的主要目标之一是保存所需的RF属性。在放大器MMIC的情况下，相对于包装的最关键属性是向前增益，输入匹配，反向隔离，增益平坦和稳定性。基于LTCC的方法是包装MMIC的有趣选择。陶瓷载体形成了用于电线粘合和翻转芯片的粘合基板，可用于整合高质量的被动剂。集成的阻止电容器可以降低组装成本，并以低额外的成本来实施诸如RF过滤和防止静电放电之类的其他功能[4]。对于模具附着，Flip-Chip由于flip-Chip跃迁的良好发电性和低寄生电感而引起了人们的注意。但是，在实践中可以看出，Flip-Chip还需要处理特定的寄生效应，这些寄生效应将芯片倒挂在金属表面上时，例如在大多数丝网键入方法中完成的金属表面[3] [5]。
空间 GaAs MMIC 可靠性保证指南...
本文档是为了回应各行业代表对缺乏行业认可的 MMIC 认证方法的评论而构思的。1992 年夏天，喷气推进实验室、NASA 刘易斯研究中心和 NASA 约翰逊航天中心的个人发起了一项解决此问题的低级努力。这些努力于 1993 年 7 月合并，成立了 MMIC 可靠性保证工作组，该工作组获得了 NASA 总部代码 Q 的支持。最初的概念是政府赞助的官方 MMIC 认证规范，描述了制造商执行的所有必需的测试和评估程序。1993 年 9 月，在俄亥俄州克利夫兰 NASA 刘易斯研究中心举行的第一次 MMIC 资格研讨会上，业界代表介绍了这种方法。在这次会议上，MMIC 设备的各种用户和供应商表达了他们强烈希望避免政府规范的愿望，并要求提供一份可作为教育工具的文件。该格式旨在成为 GaAs MMIC 可靠性和设计方法技术的资料手册，可用于制定在太空应用中生产和使用 GaAs MMIC 的资格计划。研讨会与会者得出结论，该文件的标题应该是《太空应用的 GaAs MMIC 可靠性保证指南》。该指南旨在成为业界认可的可靠性保证实践的实际应用，用于规范、制造、鉴定和采购基于 GaAs 的 MMIC。本文包含有关 MMIC 设备在获准用于高可靠性应用之前通常进行的测试、筛选和评估的背景材料和讨论。信息侧重于工程师、项目级经理和购买者的需求，重点关注行业使用和接受的 GaAs MMIC 可靠性和资格认证方法的常用方法。提供了有关材料、设计方法、测试技术、环境影响、常见故障机制和制造工艺的背景信息——这些信息是为所需的特定应用构建有效资格认证计划所必需的。使用此信息作为共同参考点，用户和制造商可以讨论权衡并确定实现具有成本效益的资格认证计划所需的增值测试。本指南首先介绍 GaAs 的使用情况并简要总结 MMIC 的发展历史。接下来是可靠性概述和可靠性理论的总结说明。这些章节让读者了解 GaAs 器件在各种应用中的使用情况，并提供理解可靠性测试结果和故障含义所需的背景知识。第 3 章讨论了 MMIC 设计中使用的 GaAs 材料特性和常见器件结构。本章还提供了常见工艺和各种通用 MMIC 功能和电路的一般描述。第 4 章提供了常见故障模式和机制的描述