СВЧ

Описание решения и конечных устройств

Микроволновая монолитная интегральная схема, сокращенно МИС СВЧ (в англоязычной литературе — MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit), — интегральная схема для работы на сверхвысоких частотах до 100 ГГц. Ключевая особенность таких схем в том, что все активные и пассивные элементы — транзисторы, резисторы, конденсаторы, индуктивности и линии передачи — формируются непосредственно в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки в едином технологическом цикле.

Для изготовления МИС СВЧ применяются специализированные полупроводниковые материалы. Арсенид галлия (GaAs) обеспечивает высокое быстродействие и малые потери благодаря полуизолирующей подложке, что делает его идеальным для малошумящих усилителей, смесителей и переключателей до 40 ГГц и выше. Нитрид галлия (GaN) отличается высокой выходной мощностью и широкой запрещенной зоной.

Области применения МИС СВЧ охватывают критически важные сферы современной электроники. В космической и авиационной технике их используют в бортовой аппаратуре спутников, системах связи и радиолокационных станциях с синтезированной апертурой, где необходимы работа в вакууме, высокая надежность, устойчивость к радиации и минимальная масса. В оборонной промышленности МИС СВЧ являются основой активных фазированных антенных решеток, систем наведения и средств радиоэлектронной борьбы, где критически важны высокая выходная мощность и точность фазовых характеристик. В телекоммуникациях их применяют в базовых станциях 5G и 6G, системах спутниковой связи и широкополосного доступа в интернет, где необходима работа в диапазоне до 77 ГГц при высокой степени интеграции и низкой стоимости в серийном производстве. В автомобильной радиолокации МИС СВЧ обеспечивают работу радаров на частоте 77 ГГц с высокой стабильностью параметров в широком температурном диапазоне.

Конечные изделия

Вид конечных изделий

Производственные процессы

Формирование омических контактов/Металлизация затворов/Металлизация первого и второго уровней/Формирование контактных площадок

Установка электронно-лучевого испарения

Формирование многослойных металлических структур благодаря возможности последовательного испарения различных материалов без нарушения вакуума.

Формирование омических контактов/Активация легирующих примесей/Отжиг после ионной имплантации

Установка быстрого термического отжига (RTA)

Кратковременная (от нескольких секунд до нескольких минут) высокотемпературная обработка полупроводниковых пластин при температурах до 1200 °C. 

Формирование Т-образных затворов

Установка электронно-лучевой литографии

Создание топологического рисунка с разрешением до десятков нанометров. В отличие от оптической литографии, где используется свет, здесь применяется сфокусированный пучок электронов, управляемый компьютером. Электроны экспонируют чувствительный электронорезист, изменяя его растворимость. Основное применение — формирование затворов с длиной канала 50-250 нм, что критически важно для достижения высоких рабочих частот (десятки ГГц).

Формирование окон на обратной стороне пластин/Формирование воздушных мостов

Автоматическая система обработки фоторезистов

Основные функции: нанесение фоторезиста (совмещение), экспонирование через фотошаблон УФ-излучением, проявление экспонированного фоторезиста.

Формирование омических контактов/Металлизация затворов/Формирование элементов металлизации/Напыление подслоя Ti/Au для: - воздушных мостов; - контактных окон; - металлизации

Автоматическая система обработки фоторезистов (Lift-off)

Автоматизированная установка, реализующая метод «взрывной» литографии (lift-off), вместо травления для формирования металлических структур. Процесс включает нанесение фоторезиста, экспонирование и проявление для создания обратного рисунка.

Напыление подслоя Ti/Au для: - воздушных мостов; - контактных окон; - металлизации

Установка магнетронного напыления

Для нанесения затравочных слоев для последующего гальванического наращивания.

Удаление органических загрязнений/Очистка перед осаждением

Установка плазменной очистки

Удаление фоторезиста, растворителей и других органических загрязнений, которые могут ухудшить адгезию последующих слоев и привести к дефектам.

Формирование меза-изоляции/Вскрытие окон в диэлектрике

Установка реактивно-ионного травления

Установка сухого плазмохимического травления, объединяющая химическое и физическое воздействие плазмы на обрабатываемый материал.

Нанесение пассивирующего диэлектрика/Нанесение межслойной изоляции/Нанесение маскирующих и барьерных слоев

Установка плазмохимического осаждения (PECVD)

Осаждение диэлектрических пленок из газовой фазы с использованием плазмы для активации химических реакций.

Предварительная очистка подложек/Удаление органических загрязнений/Жидкостное травление 

Система химической очистки и травления (Wet Bench)

Система химической очистки и травления (Wet station)

Межоперационные очистки (удаление остатков фоторезиста, загрязнений), жидкостное травление полупроводников (селективное травление GaAs, GaN), удаление нативного оксида перед напылением металлов.

Формирование воздушных мостов/Металлизация сквозных отверстий