
硅组件
Si BiCMOS为主流
以硅为基材的集成电路共有Si BJT(Si-Bipolar Junction Transistor)、Si CMOS、与结合Bipolar与CMOS特性的Si BiCMOS(Si Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor)等类。由于硅是当前半导体产业应用最为成熟的材料,因此,不论在产量或价格方面都极具优势。传统上以硅来制作的晶体管多采用BJT或CMOS,不过,由于硅材料没有半绝缘基板,再加上组件本身的增益较低,若要应用在高频段操作的无线通信IC制造,则需进一步提升其高频电性,除了要改善材料结构来提高组件的fT,还必须藉助沟槽隔离等制程以提高电路间的隔离度与Q值,如此一来,其制程将会更为复杂,且不良率与成本也将大幅提高。
因此,目前多以具有低噪声、电子移动速度快、且集成度高的Si BiCMOS制程为主。而主要的应用则以中频模块或低层的射频模块为主,至于对于低噪声放大器、功率放大器与开关器等射频前端组件的制造仍力有未逮。
SiGe制程崭露头角
1980年代IBM为改进Si材料而加入Ge,以便增加电子流的速度,减少耗能及改进功能,却意外成功的结合了Si与Ge。而自98年IBM宣布SiGe迈入量产化阶段后,近两、三年来,SiGe已成了最被重视的无线通信IC制程技术之一。
依材料特性来看,SiGe高频特性良好,材料安全性佳,导热性好,而且制程成熟、整合度高,具成本较低之优势,换言之,SiGe不但可以直接利用半导体现有200mm晶圆制程,达到高集成度,据以创造经济规模,还有媲美GaAs的高速特性。随着近来IDM大厂的投入,SiGe 技术已逐步在截止频率(fT)与击穿电压(Breakdown voltage)过低等问题获得改善而日趋实用。目前,这项由IBM所开发出来的制程技术已整合了高效能的SiGe HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)3.3V及0.5μm的CMOS技术,可以利用主动或被动组件,从事模拟、RF及混合信号方面的配置应用。