全新硅鍺碳工藝令fT達(dá)到130GHz而噪音系數(shù)僅為0.4分貝


皇家飛利浦電子公司日前發(fā)布QUBiC4X, 此為高性能BiCMOS處理技術(shù)（雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，Bipolar CMOS）中已經(jīng)獲得巨大成功QUBiC4系列產(chǎn)品中的最新成員。這一基于硅鍺碳（SiGe:C）技術(shù)的新工藝令雙極晶體管的fT指標(biāo)超過(guò)了130GHz，非常適合于10GHz到30GHz范圍之間的微波應(yīng)用，例如衛(wèi)星電視接收器和汽車碰撞探測(cè)雷達(dá)。而其超低的噪音指標(biāo)使這一新工藝非常適用于靈敏的RF接收器，例如高性能手機(jī)為提高在線消費(fèi)者的用戶體驗(yàn)所需的RF接受器。

在增益率和噪音指標(biāo)方面，QUBiC4X的雙極晶體管可以同砷化鎵性能相媲美，同時(shí)使用這一工藝還可以實(shí)現(xiàn)CMOS邏輯單元，CMOS RF電路系統(tǒng)以及高性能高質(zhì)量的無(wú)源器件之間的整合。除了為需要利用硅基技術(shù)在費(fèi)用和批量生產(chǎn)方面優(yōu)勢(shì)的微波應(yīng)用帶來(lái)了基于消費(fèi)導(dǎo)向的新產(chǎn)品，QUBiC4X還使得目前包含獨(dú)立的硅元器件和砷化鎵器件的混合解決方案能夠被集成度更高的解決方案所替代。

飛利浦半導(dǎo)體RF創(chuàng)新中心技術(shù)經(jīng)理Patrice Gamand表示：“QUBiC4X的發(fā)布使得設(shè)計(jì)者能夠從這一高性能、高成本效率并且可靠的工藝技術(shù)獲益，來(lái)滿足消費(fèi)性產(chǎn)品應(yīng)用以及專業(yè)應(yīng)用對(duì)性能、批量生產(chǎn)以及整合密度不斷提出的新要求?！?

QUBiC4X的應(yīng)用范圍包括從手機(jī)收發(fā)器到30GHz汽車碰撞探測(cè)雷達(dá)以及短射程微波連接。在手機(jī)收發(fā)器中，低噪音指標(biāo)和低集電極電流的組合提供了更可靠的接收以及更長(zhǎng)的電池壽命。此外，用于衛(wèi)星電視低噪音接收器中的低噪音放大器以及RF功率放大器也是非常典型的應(yīng)用。

QUBiC4X性能

QUBiC4X在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到實(shí)際應(yīng)用的需求，而不僅僅是考慮性能指標(biāo)。它的雙極晶體管的增益率以及截頻被同時(shí)最優(yōu)化，使得雙極晶體管在超過(guò)30GHz的微波頻率內(nèi)展現(xiàn)出非常高的可用功率增益率。其fT x BVCEO指標(biāo)達(dá)到了創(chuàng)記錄的245GHz，為RF電路設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的功率增益率和出色的動(dòng)態(tài)范圍的組合。同時(shí)，晶體管的噪音指標(biāo)也得到了最優(yōu)化，0.4分貝的指標(biāo)滿足了便攜式產(chǎn)品為延長(zhǎng)電池壽命而提出的低集電極電流的要求。此外，該工藝的一個(gè)可選項(xiàng)使得高擊穿電壓功率晶體管進(jìn)行整合，從而令GSM RF功率放大器的生產(chǎn)獲得額外的高達(dá)88%的功耗效率。

QUBiC4X同先前的各代QUBiC4產(chǎn)品具有相同范圍廣泛的無(wú)源器件整合能力，同時(shí)還擴(kuò)大到一系列新開(kāi)發(fā)的elite-passives。這些使得具改善的RF性能、更小尺寸和重量、更少外設(shè)器件數(shù)量和成本以及更簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)的高度集成解決方案的設(shè)計(jì)成為可能。Elite passives包括具有業(yè)界最佳電容密度的High-K MIM（高電容率金屬絕緣合金，High dielectric constant Metal-Insulator-Metal）電容器，硅鉻薄膜電阻，以及典型的high-Q感應(yīng)器。在QUBiC4X中使用的低電阻系數(shù)硅基被用來(lái)將微波損耗降到最低，同時(shí)大量的基層絕緣技術(shù)的運(yùn)用降低了寄生效應(yīng)。QUBiC4X的有源及無(wú)源器件得到了設(shè)備模型的完全支持，同時(shí)得到了集成設(shè)計(jì)流程的支持。