应用于微波/毫米波领域的集成无源器件硅基转接板技术

黄，朱 健，石归雄

(1.微波毫米波单片集成电路与模块国家级重点实验室，南京210016；2.中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京210016)

应用于微波/毫米波领域的集成无源器件硅基转接板技术

(1.微波毫米波单片集成电路与模块国家级重点实验室，南京210016；2.中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京210016)

展示了一种应用于射频微系统领域的可以集成射频无源器件的硅基转接板结构。该结构将电感、电容、电阻、传输线和TSV等集成在适用于微波应用的高阻硅衬底上，可实现芯片级的CMOS、MMIC及MEMS多种不同材料器件集成。采用这种方法制备的传输线损耗在40 GHz为0.34 dB/mm，电容密度达到1.05 fF/μm2，2.5圈8 nH电感最大Q值在1.5 GHz达到16。这项制造技术与CMOS制造工艺兼容，可为超高集成度的三维集成型化射频微系统提供有力支撑。

集成无源器件；硅通孔；互补金属氧化物半导体；转接板；射频

过去几十年中，电子器件一直遵循摩尔定律通过减小加工线宽提高器件性能。近年来随着加工精度下降，到达9 nm甚至更小以后摩尔定律开始难以为继。半导体行业发展的重点逐渐转移到小型化、多功能的微系统上，即所谓的超越摩尔路线。同时，随着4G通信的广泛应用，5G通信的产业化布局，应用于移动通信领域的低成本高集成度的射频模块需求呈现爆发式增长。集成无源器件（IPD）和硅通孔（TSV）技术是实现微系统小型化的关键。相比于低温共烧陶瓷（LTCC）等传统的厚、薄膜工艺，硅基IPD成本更低，体积更小，微波性能也更胜一筹[1-3]。……