硅組件
Si BiCMOS為主流
以硅為基材的集成電路共有Si BJT(Si-Bipolar Junction Transistor)、Si CMOS、與結(jié)合Bipolar與CMOS特性的Si BiCMOS(Si Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor)等類。由于硅是當(dāng)前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最為成熟的材料,因此,不論在產(chǎn)量或價格方面都極具優(yōu)勢。傳統(tǒng)上以硅來制作的晶體管多采用BJT或CMOS,不過,由于硅材料沒有半絕緣基板,再加上組件本身的增益較低,若要應(yīng)用在高頻段操作的無線通信IC制造,則需進(jìn)一步提升其高頻電性,除了要改善材料結(jié)構(gòu)來提高組件的fT,還必須藉助溝槽隔離等制程以提高電路間的隔離度與Q值,如此一來,其制程將會更為復(fù)雜,且不良率與成本也將大幅提高。
因此,目前多以具有低噪聲、電子移動速度快、且集成度高的Si BiCMOS制程為主。而主要的應(yīng)用則以中頻模塊或低層的射頻模塊為主,至于對于低噪聲放大器、功率放大器與開關(guān)器等射頻前端組件的制造仍力有未逮。
SiGe制程嶄露頭角
1980年代IBM為改進(jìn)Si材料而加入Ge,以便增加電子流的速度,減少耗能及改進(jìn)功能,卻意外成功的結(jié)合了Si與Ge。而自98年IBM宣布SiGe邁入量產(chǎn)化階段后,近兩、三年來,SiGe已成了最被重視的無線通信IC制程技術(shù)之一。
依材料特性來看,SiGe高頻特性良好,材料安全性佳,導(dǎo)熱性好,而且制程成熟、整合度高,具成本較低之優(yōu)勢,換言之,SiGe不但可以直接利用半導(dǎo)體現(xiàn)有200mm晶圓制程,達(dá)到高集成度,據(jù)以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)規(guī)模,還有媲美GaAs的高速特性。隨著近來IDM大廠的投入,SiGe 技術(shù)已逐步在截止頻率(fT)與擊穿電壓(Breakdown voltage)過低等問題獲得改善而日趨實用。目前,這項由IBM所開發(fā)出來的制程技術(shù)已整合了高效能的SiGe HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)3.3V及0.5μm的CMOS技術(shù),可以利用主動或被動組件,從事模擬、RF及混合信號方面的配置應(yīng)用。