基于硅基埋置异构集成工艺的V波段收发芯片

南京电子器件研究所结合自主的硅基埋置异构集成工艺和InP HBT工艺,设计制造了国内首款基于硅基埋置异构集成工艺的V波段收发芯片(如图1所示)。该芯片内部集成六倍频器、混频器、滤波器、放大器、伪码调制器等,采用球栅阵列封装(Ball grid array,BGA)接口,具有集成度高。

超宽带硅基三维集成四通道收发微模组

南京电子器件研究所大力推进射频组件芯片化技术发展,在国内首先提出了五层硅基晶圆级堆叠架构(图1),在8英寸硅晶圆上,通过基于TSV射频转接板的三维集成先进工艺技术,制备出首款2~18 GHz硅基三维集成四通道收发微模组,模组大小为17 mm×17 mm×1.8 mm(图2),连续波输出功率大于29 dBm,发射电流小于0.8 A(图3),衰减态精度小于±(0.3+6%标称值)dB(图4)。基于成熟的TSV制造工艺,实现了多层硅基转接板间的射频垂直传输,通过硅腔技术大幅提升模组的稳定性和通道间隔离度,可靠的多层晶圆键合能力确保了模组的密封性能。该微模组的研制为高密度、高可靠性、高性能收发组件的开发奠定了基础。

3C-SiC悬臂结构干法刻蚀研究

基于感应离子耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,采用SF6和O2作为刻蚀气体,以金属铝和SiO2作为刻蚀掩膜,系统地研究了3C-SiC悬臂结构的加工方法以及掩膜材料对刻蚀悬臂结构的影响。首先采用SF6和O2作为刻蚀气体刻蚀出SiC结构,其次采用SF6气体各向同性刻蚀Si衬底,释放已刻好的SiC悬臂梁结构。铝作为掩膜时,刻蚀最小结构尺寸为6μm,SiC表面几乎无损伤;SiO2作为掩膜时,刻蚀最小结构尺寸为4μm,但SiC表面损伤较大。上述研究结果为3C-SiC MEMS器件的制备提供了工艺基础。

W波段硅基集成天线

针对小型化和易集成的应用要求,基于硅基三维集成工艺设计了一款W波段硅基集成天线。天线为8×8阵列天线,采用硅基晶圆多层堆叠的方式,使馈电网络与辐射贴片单元分隔开,采用硅通孔技术进行层间互联,传递微波信号。天线在高阻硅基板上制造,中心频率为95.8 GHz,工作频段为90.3~98.6 GHz,峰值增益为10 dBi左右。

深硅杯湿法腐蚀中金属保护工艺研究

提出了一种新的采用聚酯胶膜保护金属图形的硅湿法腐蚀工艺,解决了深硅杯湿法腐蚀中金属保护难题,允许在器件完成所有IC工艺后再进行深硅杯湿法腐蚀。通过工艺试验研究,增加贴膜前的预处理和贴膜后的热压等工艺,能够有效延长掩膜的保护时间,在TMAH湿法腐蚀工艺条件下掩膜能够坚持6h,且成功实现了对硅280μm的深刻蚀。新工艺与IC工艺兼容,简单可靠,也能进行圆片级批量腐蚀。