射頻bicmos技術(shù)課件

SiGe工藝采用鍺對硅進(jìn)行摻雜，利用現(xiàn)有的CMOS生產(chǎn)設(shè)備或雙極工藝設(shè)備制造芯片。SiGe器件和IC主要應(yīng)用于低噪聲預(yù)放大、采集保持、高速A/D轉(zhuǎn)換等場合。關(guān)于無線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)(WWAN)GPRS/3G(WCDMA/CDMA2000)無線通訊局域網(wǎng)〔WLAN〕IEEE802.11b/g/a系統(tǒng)無線個人網(wǎng)(WPAN)IEEE802.11b802.11a802.11g標(biāo)準(zhǔn)描述2.4GHz頻帶無線LAN物理層的基本規(guī)格2.4GHz頻帶無線LAN物理層的高速規(guī)格5.0GHz頻帶無線LAN物理層的基本規(guī)格最高數(shù)據(jù)傳輸率11Mbps54Mbps54Mbps調(diào)制方式DSSS,CCKOFDMOFDM使用頻帶2.4GHzISM2.4GHzISMU-NII2.4GHzISM信道帶寬83.5MHz200MHz83.5MHz非重疊可使用信道數(shù)38+43兼容性不兼容與802.11b兼容SiGeRFIC的主要產(chǎn)品SiGeRFIC主要產(chǎn)品有：※功率放大器〔PA〕：20.5%基站※鎖相環(huán)〔PLL〕;5.6%※收發(fā)器電路〔Transceiver〕73.8%※變換器※均衡器※放大器：跨阻放大器、限幅放大器高速光纖通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的

——射頻芯片組

〔介紹〕全套光纖傳輸收發(fā)器芯片組■多路復(fù)用器芯片〔MUX〕■多路解調(diào)器芯片〔DeMUX〕■互阻抗放大器芯片〔TIA〕■激光驅(qū)動器芯片〔LaserDriver〕■調(diào)制驅(qū)動器芯片〔ModulatorDriver〕10Gbps互阻抗放大器幅員◆高速雙極型晶體管fT頻率高達(dá)60GHz；◆擊穿電壓BVCE0大于3.3V;◆CMOS工藝為0.18μm;◆有七層金屬布線〔包括鋁線和銅線〕；◆掩膜僅15層，掩膜費(fèi)用低，與硅0.13μm相當(dāng)；◆射頻包括了MIN電容、MOS電容、電感、傳輸線及變?nèi)荻O管。◆采用SiGe的原因SiGe器件的特點(diǎn)Si和Ge都是四價元素，具有相同的金剛石結(jié)構(gòu)，但原子量和原子半徑相差很大，假設(shè)形成SiGe單晶材料，晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)力很大，缺陷很多，不能使用。一般是在Si片外表外延一層Si0.7Ge0.3的外延層。采用SiGe的原因SiGe器件的特點(diǎn)SiGe層的電子遷移率大約是純Si材料的2倍，因此假設(shè)晶體管基區(qū)采用這種高遷移率的SiGe合金，將明顯降低噪聲、偏置電流和使用功率，大大提高工作頻率，實現(xiàn)2GHz以上的射頻功能集成。SiGe電子遷移率1500cm2/Vsec3900cm2/Vsec空穴遷移率450cm2/Vsec1900cm2/Vsec0.3微米工藝Si雙極管SiGe雙極管截止頻率30GHz50GHz最大振蕩頻率50GHz70GHz采用SiGe的原因SiGe器件的特點(diǎn)SiGe還具有良好的熱傳導(dǎo)特性和低的涉漏電流，能夠在很寬的工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的性能。SiGeIC的工藝兼容性好，只要在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝增加4道工序、TTL工藝增加5道工序、BiCMOS工藝增加一道工序，就能形成SiGeIC兼容工藝線。歐洲ST公司在2000年建立了第一條SiGe生產(chǎn)線。HBT—SiGe基極的雙極晶體管結(jié)構(gòu)HBT—SiGe基極的雙極晶體管結(jié)構(gòu)SiGe外延工藝常用的外延工藝分子束外延〔MBE):超高真空〔10-12mmHg)高溫〔高于1100C)化學(xué)汽相淀積〔CVD):常壓或低壓高溫〔高于1100C)這兩種方法都不適用，因為高溫過程容易造成缺陷，也難于產(chǎn)生正確配比的摻雜物。SiGe外延采用的方法：特高真空化學(xué)汽相淀積法：UHV-CVDIBM推出兩種SiGe－CMOS工藝IBM推出兩種SiGe－CMOS工藝

現(xiàn)在該公司可以對客戶提供CMOS6RF加工效勞，同時還可以提供模擬集成電路的設(shè)計工具套件，其中包括豐富的RF模型。該套件中還包括有由IBM提供的數(shù)字線路單元庫，和由Nurlogic公司提供的邏輯線路單元庫(庫中有1000多個標(biāo)準(zhǔn)單元)。IBM推出兩種SiGe－CMOS工藝IBMSiGeBiCMOS系列工藝的性能指標(biāo)

BiCMOS5HPBiCMOS6HPBiCMOS7HPBiCMOS8HPCMOS9HPSiGeHBTLe(μm)0.420.320.20.12NAFT(GHz)4747120210~350NACMOSLg(μm)0.50.250.180.130.1VDD(V)3.32.51.81.51.1延時(pS)1805033NANA開發(fā)時間

19941996199820002002

公司SiGe技術(shù)特點(diǎn)

SiGe代工MPWIBM0.5/0.35/0.25/0.18/0.13SiGe-BiCMOS5~8

yesyesAtmel(Temic)0.35/SiGe-BiCMOSRF/POWERBasic/RF

yesyesMaximSiGeHBTSiGeBiCMOS,MbiC-2

Philips0.25SiGe-BiCMOS

Motorola0.35//0.18/SiGe-BiCMOS銅電感

Infineon0.25/0.16/0.14SiGe-BiCMOS

Agere0.35SiGe-BiCMOS朗迅半導(dǎo)體光電事業(yè)部

Atcatel0.35SiGe-BiCMOS

yesyesST0.35SiGe-BiCMOS

TI0.5SiGe-BiCMOS,同時集成NPN,PNP,SOI

yes

Hitachi0.25/0.18SiGe-BiCMOS

Yes

Sony0.25SiGe-BiCMOS

yes

Intel0.09SiGe-BiCMOS尚未量產(chǎn)

TSMC0.35/0.18SiGe-BiCMOS

yes

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