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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。
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]。
适用于 X 波段 AESA 雷达应用的 10W GaN on SiC CPW MMIC 高功率放大器，PAE 为 44.53%
本文介绍了一种用于雷达应用的新型 X 波段碳化硅 (SiC) 共面波导 (CPW) 单片微波集成电路 (MMIC) 高功率放大器 (HPA) 设计。在设计中，采用了 0.25 μ m γ 形栅极和高电子迁移率晶体管 (HEMT)，它们采用了碳化硅基氮化镓技术，因为它们具有高热导率和高功率处理能力。此外，在 8.5 GHz 至 10.5 GHz 的频率范围内，反射系数低于 -10 dB，可产生 21.05% 的分数带宽。此外，MMIC HPA 在 2 GHz 带宽内实现了 44.53% 的功率附加效率 (PAE)，输出功率为 40.06 dBm。此外，由于 MMIC HPA 具有高输出功率、宽工作带宽、高 PAE 和紧凑尺寸，因此非常适合用于 X 波段有源电子扫描阵列雷达应用。索引术语 — 有源电子扫描阵列 (AESA) 雷达、共面波导 (CPW)、碳化硅 (SiC) 上的氮化镓 (GaN)、高电子迁移率晶体管 (HEMT)、单片微波集成电路 (MMIC)、高功率放大器 (HPA)。
开发包装的光电二极管用于Intra- ...
尺寸：MMIC启用宽带和复杂的窄带匹配在小占地面内。绩效：较高的积分水平和较低的性能变化。成本：完全自动化的子组件批量处理过程降低了制造成本。自定义：用于特定频率应用程序的MMIC替换。
某些微波单片集成电路的民用...
作为美国出口管制改革 (ECR) 计划的一部分，美国商务部 (BIS) 和国务院 (DDTC) 于 2014 年 7 月 1 日宣布对微波单片集成电路 (MMIC) 功率放大器和分立微波晶体管实施新的出口管制。在美国商务管制清单中，对这些设备的管制将从双重用途/商业类别 (3AOOI) 移至军用类别 (3A611)。尽管这些物品仍受美国商务部管辖，但它们将被视为军用物品，并受到比目前更严格的出口管制。ADI 销售各种 MMIC 功率放大器，在 MMIC 市场占据有利地位。ADI 认为，针对军用电子产品（尤其是 MMIC 和微波晶体管产品）实施的新出口管制将对美国公司造成不利影响，当这些变化于 2014 年 12 月底生效时，这些产品的出口将变得更加困难，在某些情况下甚至是不可能的。
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
利用 UMS 征服太空
n S 级/高可靠性产品 • 符合 WAT/LAT 认证标准的目录 GaAs 和 GaN 裸片和 MMIC。* • 特定范围的密封封装现成产品。 n 根据规范开发 MMIC n 采用符合太空认证标准的工艺的开放式代工厂服务，以设计您自己的产品
AFRL 140nm技术转移及实施...
wen.zhu@baesystems.com (603) 885-5681 关键词：氮化镓 (GaN)、Ka 波段、MMIC、PAE 摘要 本文报告了 AFRL 的 4 英寸 140nm GaN-SiC 技术向 BAE 系统微电子中心 (MEC) 代工厂的转移和生产实施情况。我们将 AFRL 和 BAE 系统 GaN-SiC 的最佳技术集成到用于 Ka 波段和 Q 波段的 6 英寸 140nm GaN-SiC 生产工艺中，这是业界首个 6 英寸 140nm GaN-SiC 生产工艺。本文介绍了脉冲 IV (pIV)、FET 负载牵引、MMIC 性能和可靠性结果。 引言 2018 年，BAE 系统的 MEC 代工厂与 AFRL 合作，将 140nm 4 英寸 GaN-SiC 技术转移到 6 英寸 GaN-SiC。该计划的关键技术目标是通过转移和整合 AFRL 开发的关键工艺技术[1, 2]以及 BAE 系统现有的 GaN MMIC 工艺和能力，在位于新罕布什尔州纳舒厄的 BAE 系统代工厂建立一流的 140nm 氮化镓 (GaN) 生产技术，以实现 6 英寸 SiC 上 GaN 的高性能、高 MRL 工艺[3]。通过这项短栅极高效氮化镓 (GaN) 单片微波集成电路 (MMIC) 可生产性计划，BAE 系统正在满足美国国防部 (DoD) 的迫切需求，即建立一个可供美国国防界使用的开放式 GaN 代工厂，并提供先进的 GaN MMIC 工艺。开放式代工服务 - BAE 系统 BAE 系统 III-V 族化合物半导体代工厂是一项战略资产，可为其电子系统部门提供独特的 MMIC 技术。为美国国防部提供代工服务是为了更有效地利用我们代工厂的产能，锻炼和改进工艺，并加强与国防部外部供应商和政府机构的关系。完成 GaN 生产向 6 英寸晶圆直径的过渡是 140nm 技术活动下的一项关键任务。仅此一项就能将有效代工能力提高 2 倍以上。BAE Systems 目前正在投资其代工厂，更换工具，消除单点故障，同时满足生产需求。
GaN 晶圆级 AuSn 焊料沉积
关键词：GaN、焊料、AuSn 焊料、溅射、共晶、芯片粘接摘要对于 GaN MMIC 芯片粘接，经常使用 80%Au20%Sn 共晶焊料。通常的做法是使用预制件 AuSn 将芯片粘接到 CuW 或其他一些基板上。在此过程中，操作员可能需要将预制件切割成芯片尺寸，然后对齐预制件、芯片和基板。由于操作员需要同时对齐三个微小部件（预制件、芯片和基板），因此这是一个具有挑战性的过程，可能需要返工。此外，预制件厚度为 1mil（在我们的例子中），这可能导致过量的焊料溢出，需要清理，因为它会妨碍其他片外组装。整个芯片粘接过程可能很耗时。在本文中，我们描述了一种在分离芯片之前在 GaN 晶圆上使用共晶成分溅射靶溅射沉积共晶 AuSn 的方法。它消除了预制件和芯片的对准，并且不会挤出多余的 AuSn。通过使用共晶溅射靶，它还可以简化靶材制造。下面给出了芯片粘接结果。引言宽带微波 GaN MMIC 功率放大器在国防和通信应用中具有重要意义。随着设备性能的提高，芯片粘接变得非常重要，因为它会极大地影响 MMIC 的热预算。80%Au/20%Sn 焊料已用于半导体应用超过 50 年，通常作为冲压预制件。然而，由于需要将 MMIC 芯片中的多个小块和焊料预制件对准到载体上，因此芯片粘接过程可能很繁琐且耗时。在芯片分离之前在整个晶圆上溅射沉积 AuSn 将大大简化芯片粘接过程。然而，溅射的 AuSn 成分对于正确的焊料回流至关重要。由于 Au 和 Sn 的溅射产率不同，AuSn 溅射靶材的化学性质和沉积的 AuSn 薄膜之间存在显著的成分变化 [参考文献 1]。下图 1 显示了 Au-Sn 相图。通过仔细控制溅射参数（功率、压力和氩气），我们能够从共晶成分溅射靶中沉积共晶 AuSn。制造共晶成分溅射靶要容易得多/便宜得多。
自重构低噪声系数和高射频输入功率过驱动 LNA 的原始设计程序：应用于 X 波段 GaN MMIC
摘要 — 本文提出了一种基于宽带隙 RF 技术设计低噪声放大器的原创方法。这些 LNA 能够承受高电磁信号（如电子战中使用的信号），同时提供高探测率。该研究介绍了基于相同策略的单级 LNA 和两级 LNA 的原始设计程序。这些自重构 LNA 可以从高探测率模式（低 NF）切换到高线性模式（高输入压缩模式 IP 1dB ）。该设计策略与稳健的 LNA 设计进行了比较，后者使用更大的晶体管尺寸来提高线性度，但代价是 NF 略有下降。在放大器输入端，RF 步进应力结果已达到 30 dBm，没有任何破坏，并提供稳定的 S 参数和噪声系数。