制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN二极管的方法
LED芯片制作流程
LED芯片制作流程引言LED（Light Emitting Diode）芯片是一种能够将电能转化为可见光的电子器件。
随着LED技术的不断发展，LED芯片已成为照明、显示和通信等领域的重要组成部分。
本文将介绍LED芯片制作的流程，从材料准备、晶片制备、封装和测试等方面进行详细的说明。
材料准备LED芯片制作的第一步是准备所需的材料。
以下是常见的LED芯片制作所需材料：1.衬底材料：LED芯片通常以蓝宝石或硅基片作为衬底材料。
2.外延材料：外延材料是在衬底上生长的材料，通常为GaAs（镓砷化镓）或InP（磷化铟）。
3.掺杂剂：为了调节LED芯片的发光功率和光谱特性，需要添加适量的掺杂剂，如硅、锌、镁等。
4.金属线：用于提供电流给LED芯片的金属线，通常为金或铜线。
5.光学材料：用于封装LED芯片的透明材料，如环氧树脂或硅胶。
晶片制备外延生长外延生长是制作LED芯片的关键步骤之一。
外延生长是指在衬底材料上生长外延材料。
这一过程通常通过分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等方法进行。
1.清洗衬底：首先，将衬底材料进行清洗，以确保表面干净，无杂质。
2.磊晶：在清洗后的衬底表面，通过外源原子束或气相反应的方式，使外延材料逐层生长在衬底上，形成结晶的外延层。
晶圆加工在外延层生长完毕后，需要对晶圆进行加工和处理，以制作成最终的LED芯片。
1.剥离：将衬底材料从外延层上剥离，通常采用机械剥离或化学剥离的方法。
2.制造PN结：在外延层上通过掺杂剂添加，形成PN结，即正负电荷的结合面。
3.打孔：通过化学腐蚀或机械打孔等方式，形成电极接触孔。
4.极性标记：在晶圆上标记正负极性。
封装为了保护晶片并提供适当的电气和光学性能，LED芯片需要进行封装。
1.胶水应用：将LED晶片粘贴在塑料或金属基底上，并使用胶水固定。
2.金属线焊接：使用金属线将LED芯片的电极与封装基底连接。
3.导光板安装：安装导光板，以提高光的效果，并引导光线发射。
【doc】GaAs和InP
GaAs和InP第33卷第6期l996年l2月半导体情报sEMⅡDNDUCTORlNFORMATION他纸,:瓣GaAs和nPIc技术的新发展矽矿——l995IEEEGaAsIC研讨会述评一壹堂墨(电干部第13研究所,石家庄,050051)1会议简介1995年10月29日至l1月1日在美国加利福尼亚州圣地亚哥市召开了'95IEEEGaAsIc研讨会,即IEEEGaAsIC第l7次年会.参加本次会议的代表超过500人.大会从收到的143篇论文中选出62篇作为正式报告,另有l2篇特邀报告.其中,美国38篇,加拿大3篇,日本2o篇,韩国2篇.欧洲国家l1篇.论文内容涉及高速数字和光电IC,RF,微波和毫米渡Ic的最新研制结果,以及新工艺和高成品率设计生产技术等诸多方面,展示了世界范围GaAs和InPIC技术的新发展.本次年会主要议程与往年相似.主要包括:大会报告与分组报告,专题讨论,新产品论坛;短期教程,初等教程{GaAs工业展览等.今年的短期教程主题为:甩于无线通信的实用RFIC设计.其目标是讨论怎样设计与应用GaAsIC,使其更多更快地占领目前迅速增长的个人通信市场.该教程首先回颐了通信技术的发展历程,介绍了主要调制技术及其在无线技术中的应用,然后转向实现各种通信功能的Ic,并由着名的手机设计师讲解RF硬件的设计和结构.以及怎样集成备功能硬件以增加最后产品的性能价格比.新型电池技术也作为讨论的一十重点.最后介绍了各种GaAs技术途径,包括MESFET,PHEMT和HBT,重点放在如何采用最适合的工艺做最佳的设计以最低的成本完成指定的功能.今年的初等教程同往年一佯.标题依旧是刊GaAsIC的基础.其目的是帮助GaAsIC新甩户尽快了解GaAsIC基本知识,便于理解和明白大会的技术报告和讨论.该教程首先介绍GaAs材料,器件,工艺技术,然后讲解了GaAs 数字电路和模拟/微波电路以及它们的应用,最后介绍了各种GaAs工艺之间的比较以及它们同的比较.大会的专题讨论包括三十主题:其一是成本驱动的多功能毫米渡Ic.当新的商用市场扩展到20GHz以上,随之而来的问题是:什么样的设计方法和工艺技术能最大限度降低成本以满足市场的需要.该专题讨论了电路需求,成本驱动器,战品率,材料,工艺的折衷选择和集成度,以期从整体上优化产品研制过程.其二是高速数字市场.重点讨论了DCFL, SCFL,HBT等GaAs逻辑家族中,哪一类将成为标准,GaAs怎样赶上出现在si中新的电源和I/O标准,GaAs如何保持其速度功率优势超过不断发展中的等问题.其三是商用功率放大器的技术路线.GaAs技术(MESFET,PHEMT和HBT)用作今后商用通信系统主角的可能性已提出几年了.但GaAs技术的成本比si高得多.通过改进工艺以及引入新的设计思想,可以大幅度降低成本. 该专题以低成本商用功率放大器为倒,重点讨论工艺和设计问题.两个新产品论坛由十家着名的GaAslc公司介绍了已投放到市场韵最新GaAsIC产47品和服务,包括商用,消费类Ic及军事Ic,用于无线,移动电话,光纤通信,LAN和微波模块应用等.GaAs工业展览展出近三十家公司及学校的最新Ic产品,以及材料,晶片,工艺设备,封装,CAD/CAT系统,GaAs制作服务等.会议的圭要议程——大会报告和分组报告,分别茬一十主会场和两个分会场举行.大会报告由5篇特邀论文组成,前两篇是关于RF 移动通信市场的综述,然后是GaAsIC在医疗方面阿应用和siGe器件与电路发展的综述,最后报告了一个具有划时代意义的新型工艺——互补GaAs工艺(在第3部分将作简单介绍). 分组报告由n部分组成,其中高速数字Ic和OEIC占3部分;RF,微波和毫米波IC占5部分{制造,可靠性,CAD和先进的工艺技术等占3部分.本次会议的主韪是低工作电压/低功耗设计,无线通信和GaAsIC制造.进入9O年代以后,由于各国多年在国防电子方面的大量投入,GaAsIC技术在各方面取得长足进步,加之世界政治格局的变化,GaAs IC已由军事应用转变为军民两甩.GaAsIC工业得到迅速发展,1995年的市场销售额已超过7亿美元,已远远超过专家预测值,通信应用已成为新型Ic开发的焦点.下面我们主要依据会议论文+以几个当前最主要的GaAs应用领域为主线,介绍和简单地评述GaAs基和InP基Ic技术以及CAD技术的最新发展及趋势.2RF无线通信涉及该领域的论文有12篇,其中2篇特邀综述报告,2篇新技术研究以及8篇Ic的研制报道.GaAsIC在该领域的突出特点是,可以实现低电压和高效率工作+井已由前两年的RF 功放和开关等单一Ic发展到目前的多功能Ic 组件和前端.将来的发展目标是把移动电话中全部的RF部分敝成一个MMIC+并与其它的DSPIC及数字IC部分以MCM或其它方式集成于一体.目前的研究方向是进一步改进器件性能+降低工作电流和电压,以减少电池容量和节敬的需求,并增加Ic集成度,降低Ic制蛆造总成本,同时实现小型化.从所采用的GaAs 工艺来看,MESFET,PHEMT和HBT都各有千秋,MESFET以其成熟性和低成本目前仍占主导位置,但HBT具有更高功率,更小尺寸及更好线性的潜力,PHEMT具有更高效率的优势.韩国的电子与电讯研究所报道了3.3V供电的MMIC接收机前端.该Ic采用MESFET 工艺,集成了一个可变增益LNA,-Z个带有LO 缓冲放大器的级联混频器和带有模式选择开关的两个IF放大器,可工作于CDMA及AMPS 两种模式,工作频段为869～894MHz,采用EEsof软件进行CAD设计,F达到2.8dB.对应于CDMA和AMPS模式,相应的电流消耗各为22.5和16.1mA,增益各为35和25dB,该IC尺寸仅为1.9mm×3.9mm.日本的Mitsubishl公司采用W/wsi双层栅,P埋层轻掺杂漏区(BPLDD),自对准栅MESFET工艺,降低了栅电阻,提高了击穿电压.研制出了高效率低压功率管.该器件栅长1,栅宽120m,输出功率300roW,附加效率达54,在3.3V工作,1.9GHz频率和P一=22dBm时,相邻频道泄漏功率小于--55dBc. El本NEC公司报道了一个3.4V供电的用于数字峰窝电话的两级功放模块.为降低成本,该Ic采用了混合与单片工艺的复合.该lC 由装在一个特殊载体上同一晶片的两个PHEMT功率管芯和由小型芯片电阻,电容连同匹配阿络及DC偏置网络等组成的电路这两部分组成.该FET载体尺寸为4.5mm×2.3mm×lmm.其上的两个PHEMT栅长为lm,栅宽各为5mm和21ram,对应的最大电流为2A和8A+击穿电压达到l4V.该Ic在940～956MHz和1429～1453MHz都能输出31.2dB功率+附加效率为45%,该模块的总尺寸是0.4cm.这是采用PHEMT商用功率Ic的首次报道.美国Rockwell报道了采用GaAs基HBT工艺的低成本MMIC多功能功放.该Ic用于1850~1910MHz的TDMA/cDMA,其特点是可开关的双输入,压控增益可选,电压调节可选,功率降低可选,二级功率放大电路封装于超小型塑料管壳中.其增益为22dB,最大功率为2W,附加效率为4o,工作电压为3.6V.对于TDMA和CDMA应用.电流各为5O和80mA,工作于准B类.交调抑制大于3(klBe.日本Toshiba公司报道了一个直接转换/4相移QPSK调制器Ic该IC采用0.5,urn MESFET工艺.在2.6mm×4.6mm的芯片上集成了FET,二极管,R,c,I等400多个元件,由一个0/90移相器,4级限幅放大器,2个双平衡调制器,2个可变衰减器及一个缓冲放大器组成该Ic显示了世界最好水平在1.9GHz和一10dBm输入下,镜象抑制比优于36dBm.该Ic仅仅工作于2.7V电池供电.功耗259mW内部的衰减器可变化输出功率从0～一28dB.步长为4dB.日本SANYO公司报道了一个超小型高隔离GaAsSPDT开关.该】c工作于1.65GHz,插损0.88dB,隔离3ldB,控制电压为0v/一3V.采用HP的三维电磁仿真软件设计芯片版图结构,并使其尺寸最小化,最后封装在2.9mm×2.8mm的塑料管壳中,体积较其它同类开关减d,Nl/4.3高速数字Ic和OEIC本次会议的一个重要特点是GaAsIC已经走向新的转折.那就是在几个商用市场确立了它的位置.除了上一节所述的GaAsIC在移动通信系统的RF部分正迅速占据RF通信市场份额外.与此同时.另一个GaAs能力——高速GaAs也在迅速进步.并在快速增长的高速宽带光纤通信市场(主要是高Gb/s光纤通信) 以及模数接口等领域得到越来越广泛的应用. 这次讨论会上总计有2l篇文章分为三个子专题论及该领域率次年会上报埴的两个新型高速GaAs工艺令人耳目一新.Motorola公司报道的自对准互补GaAs工艺(CGaAs).1}..带适台j低功率, 高速数字及混合信号应喟泼工艺是一高眭能的BiCMOS替换.它包含阁值电压为一0.55V 的NFET和0.55V的PFET.用它已做出复杂度为5～7k门的lC,如4kSRAM及高速数字处理器.1.0mCGaAs比0.5m的CMOS速度更快.0.5mCGaAs在工作电压仅1-2V时显示出低于lOOps的时延.而且.该COaAs工艺仅需要13层掩膜(全部通过3级金属互连).BICMOS工艺则要25个掩膜层.该工艺可支持工作于DC到500MHz的互补电路,100 ～1000MHz的DCFL电路,5005000MHz的SCFL电路.该工艺展示了0.01～0.1w/Mt'Iz/N的速度功率积,而对混合SCFI√互朴信号处理器,当工作于1GHz以上时,其速度功率测量为0.16taW/MHz/r].用该工艺已制作了900MHzRFMMIC和功率电路.也做出了500MHz的全互补数字电路.一个32k的SRAM正在开发之中.该工艺技术为将来vL s,GaAsIC提供了一条新路.Hughes公司报告的3英寸InPHBT生产线采用同一工艺嗣作数字,模拟,混合信号和OEIC.因而可快速响应变化着的各种需求.其特点是重复性和可靠性好,成品率和集成度高. 该Ic工艺采用NPN异质结晶体管,AllnAs发射撅,GalnAs基极,GalnAs或InP集电极(前者针对高速数字Ic,后者针对模拟IC).该工艺的特点是;在lnP基片上台面隔离晶体管. 自对准基极接触.薄膜TaN电阻,si:N和聚酰亚氨电容和两级互连.已用该工艺做出几种加法器.一个15位加法器电路包含了1500多晶体管,是世界上规攥最大的加法器电路;一个12位的加法器尺寸为1.4mm×1.4mm.所用时钟频率已超过7GHz,功耗仅IW用该工艺也做出了一个混合信号Delta—Sigma调制器. 展示了lz位动态范围,采样速率为3,2GHz.一个用于1.3m和1.55,urn光源的4频道光接收机OEIC.每一路包含了pin光电二极管, HBT跨阻放大器和输出缓冲级.每频道部有大于l8GHz的带宽.迓是目前领带最OEIC接收札.位f加拿大的北方贝尔实验室报道了一个披分复用光纤阿络模块.该模块首先是波分复^用DEMUX,然后是OEIC探测器,前置放大阵列,两个4频道限幅放大,时钟恢复阵列,接着是交叉点并关,两个激光驱动阵列,最后是包含有集成耦合器和可选的半导体光纤放大器的激光器阵列.该模块是一个以北方贝尔实验室牵头的多家公司和学校的联合项目,其研制利用了上述Hughes公司的InPHBTOEIC能力,Rockwell的GaAsHBT能力,TriQuint的E/DMESFET工艺,Bellcore的多波长DFB激光器阵列制作能力等等,因此,该模块是各种不同工艺的I—V族Ic的应用和系统集成的范例.它可以8个不同波长接收,开关,再生和发射信号,每频道工作于2.5Gb/s,总的传输速率为20Gb/s.ATM(异步传输模式)已被国际电信联盟(ITU)决定作为未来宽带网的传输技术.在这样的网络中,传输技术与转换设备之间不再有明显的区别.在今年的GaAsIC会议上,报道了有关GaAsIC在ATM开关应用方面的5篇论文,显示出该领域的研究非常活跃.目前,工作于l55Mb/s的ATM网络已商品化.而622Mb/s及2.SGb/s的网络也将实现.作为ATM网络的核心部件之一,Mux/DEMux,交叉点开关及时钟恢复电路必不可少.在高速数字开关网络应用中,则仍以MESFET工艺为主流,但HBT有潜力.日本NEC公司报道了一个8:lMUx和l:8DEMUX.这两个LSIIC用于2.5Gb/s光纤通信系统中.它们基于2:lMux/l2 DEMUX的树型结构,以适应高速低功率工作.一个新的定时发生器及时钟缓冲电路已开发,以保证时钟定时的准确控制.它们在0.7V 工作电压时,功耗仅l50mW,采用的是0.35#m PHEMT工艺.GaAsIC在数据转换和高速计算领域也取得突破性进展.美国Rockwell报道了一个8 位,2G采样/秒的ADC.该】c采用GaAsHBT 工艺.利用了折叠和内插结构以提供宽带且具有中度的器件数.当工作于2G采样/秒时,该IC已证实,对=F从DC到1.5GHz的模拟信号50具有6.5和7有效位的分辨率.它包含了2500 多个晶体管,功耗为5.3W,电源供电从5?O～一5.2V,这是当今的世界水平.Rockwell的A1GaAs/GaAsHBT工艺特点是:非自对准NPN型AIGaAs/GaAsHBT,肖特基二饭管, NiCr和WSiN薄膜电阻,MIM电容及三层金互连.美国TechnoConcepts公司也报道了多比特Delta—SigmaADC.该1c基于能直接工作在差分输入信号的新型比较器.这个4位△∑调制器芯片是第一个采用MESFET工艺且工作于1.6GHz的电路.美国Vitesse公司报遭了一个7ns周期,256输入,l4位的双比较内容定址存储器.该1C采用0.6mE/DMESFET工艺,尺寸为3.5mm×8mm.在阈值电压为一2.0V和85℃时,电路功耗为8.8W,它包含了123766个晶体管,这也是世界之最.高速光纤通信系统需求OEIC.II—V族Ic是唯一的候选者.本次年会报道了许多光通信电路.在光接收机OEIC中,lnP基HBT大放异彩}在光发射/接收功能的其它部分.GaAs基HBT也得到了主要应用.美国Sandia国家实验室报道了一个低功耗的,采用InGaAs/lnPHBT和pin二扳管的, 用于高速并行光纤数据链的光接收机Ic.该电路被设计成工作于0.98～1.3#m,直接与3.3V cMOs接口.CAD技术被用来研究电路拓扑, 以最小功耗和保持直接同cMOs接口的大信号工作.在800Mb/s的速率下,10mW/频道的低功耗已实现.日本NTT首次报道了用InP/InGaAsHBT以及层与工艺与之双兼容的三端双异质结光晶体管工艺制作的光接收机Ic.该电路在15.3GHz产生了6.3A/W的光响应,完全的包含O/E转换部分的光接收机,采用了传统的MMIC设计和制作技术.NTT还报道了一个MESFET分布基带放大器.该1c的设计特点是直接耦合结构结合两个新型的分布DC变换器.其一为一个分市级移电路}其二是SCFL变换器.二级分布放大器同分布级移电路级联后有17dB增益和DC ~30GHz的带宽.这是当今报道的基带MES FET放大器的最佳性能.一个带有分布SCFL 变换器的分布基带放大器可与GaAsSCFL电路直接耦合这个电路也有Dc～30GHz带宽和7dB增益,这是带有SCFL接口的如此带宽的第一块Ic.这两个电路可用在40Gb/s的光接收系统中.4微波毫米波功率Ic功率器件和IC历来是微波系统的梭心之一.由于要同时考虑功率,效率,线性,稳定性和结温等多种问题,因而研制难度相对较大. 目前的研究目标与趋势是提高功率输出和附加效率,降低结温,增强可靠性,将频段推向8mm 渡段甚至V渡段.本次年会上有l2篇论文论及该领域,这部分内容包含了FET和HBT功率性能的改进和功率MMIC研制的报道.在微渡及毫米渡功率Ic的研嗣中,目前是以PHEMT工艺为主角,其特点是高频率,高功率和高效率.MESFET与HEMT的优点是成本,击穿电压与可靠性更理想些,可用于效率要求不是太高的场合对于异质结FET器件,提高其输出功率途径主要是增加最大沟道电流和击穿电压.日本的NTT报道了一个自对准栅InGaP/InGaAs/GaAs异质结FET的研究结果InGaAs作为沟道层.是由于它具有比GaAs更高的载流子浓度,更高的电子迁移率和更好的电子束缚.InGaP用作势垒层,由于其带隙宽增加了势垒高度,于是增强了击穿电压.通过采用Au/WSiN双层栅,改变外延层厚度和注入剂量,大太地提高了栅源击穿电压和漏源击穿电压,同时保留了毫米波高频特性.InP基HEMT由于其杰出的材料性能已显示出卓越性能.但由于其击穿电压较低(通常低于6V),因而其高功率应甩受限.本次年会上.美国的Raytheon公司报道了一个新的双凹槽T型栅工艺使双咏冲掺杂AllnAs/ GalnAs/lnPHEMT的击穿电压提高到11～l9v范围,同时保证了最大沟遭电流在45O～600mA/mm,这是目前InP基HEMT在击穿电压与最大沟道电流的最佳组合.美国TRW公司报道了0.15/amPHEMT生产线.该生产线可制作70GHz以下的功率单片电路,该工艺线是在原工艺(频率低于40GHz)基础上优化了PHEMT器件结构,使得效率,功率密度和增益在v渡段达到最佳. 并增加一个750A的氮化硅钝化薄层,以减小器件反馈电容及其它寄生电容.24个晶片上的1300多个v波段功率单片的测量结果证实成品率大于6O.最好的两级放大器已证实有9dB增益,2O附加效率和320mW的功率性能.'美国Raytheon公司报道了高功率,高增益,高效率c渡段PHEMT功率单片.该Ic为两路合成结构,每路采用两级级联.末级为平衡结构.采用合适的谐渡终端负载技术和准F 类工作.通过大信号CAD设计,使附加效率达到5O.增益达到24dB,频段4.3～5.1GHz.该IC在25fl系统中提供8W输出功率.每一路则可在50~I系统中提供4W功率和相似的其它指标.美国Hughes公司报道了一个X渡段PHEMT高效率,高功率单片.器件材料结构及栅凹槽工艺被优化将提高击穿电压.而又保证其高增益和高效率基于改进后的器件研制出的二级放大器.在7~10GHz内+有9W功率输出,工作点为10V.在8.5GHz达到1W/ram的功率密度,在7V偏置,8.5GHz下.该IC输出6.7w功率,达到40效率.美国的Schellenberg报道了Ka波段高效率功率单片.该Ic采用串联偏置技术及高偏置电压工作,在32到34.5GHz的频带,附加效率超过33.在33GHz和20V的工作点下,输出功率0-66W,附加效率达到4I.1.该MMIC的R寸2mm×3-84ram,其效率较同频段功放提高lO个百分点以上日本Toshiba公司采用AIGaAs/GaAs异质结FET(HEMT),开发出一系列Q波段高5】功率,高效率器件,均采用内匹配结构.2400~m 器件输出功率为1W,增益4.4riB,附加效率超过3O%.在沟道温度为120C时,其可靠性超过106小时.HBT在高功率密度和小型化方面比FET更有潜力目前在x波段其MMIC功率与效率性能已超出PHEMTMMIC,功率器件也研制到Ka波段下限,但成熟度及可靠性还差几年, MMIC在高频段仍处于探索阶段对于GaAs HBT功率器件,目前的研究工作主要在热管理和减小诸如基-集结电容和发射极电感等寄生参量两个方面.由于HBT的功率密度比FET 高几倍.而GaAs的热导率远比si低,因而HBT的热阻很大.这导致了功率工作时器件结温的过分提升,造成器件的电流增益退化和寿命降低.近年来在HBT的热管理方面的研究已取得突破.来自TexasInstruments的特邀报告.从采用镇流电阻(电学方法),改变发射指间距(电.热方j击)以及降低器件热阻(热学方法)等多方面介绍了改进HBT功率输出的研究结果采用热管理技术,他们的HBT单片功率放大器在x波段达到12.5W输出功率,51附加效率以及7dB增益.美国的AirForceWright实验室采用热分路器和新型热沉结构等热管理技术改进了HBT的热稳定性.用该HBT研制的宽带MMIC,在7～l1GHz带宽内获得了lo～14dB 增益以及2.5～3w的输出功率.日本的NEC公司采用lO,um厚的金桥将所有发射指连接起来,从而降低器件热阻.改进了热稳定性一个480,am:的共基HBT在26+85GHz获得了6dB线性增益,16附加效率和0.65W的CW功率输出,而960ram:的共基HBT在26.2GHz产生了5.6dB线性增益和0.8W的输出功率.5毫米波IC毫米渡不仅在军事应用领域占有极照螫的地位.而住民用方面.像汽车防碰撞雷达无线局域{;i_4,遥测成象等领域也有相当的替在市场.目前在毫米波频段.PHEMT工艺52占据着主角位置.多功能单片电路或多单片组件电路使系统集成度更高.成本更低一体积更小MESFET与HEMT其成熟性,低l啦本各在8mm渡段与50GHz以内占有一席之地.lnP 基HBT及其二饭管兼容工艺,在毫米波高端展示出其独特魅力不同工艺之组合应用,如HEMT和PHEMT,也使得组件产品的研制费用减少.目前的发展趋势是进一步提高其集成度,增加功能.改进工艺和设计以提高成品率和成熟产品,降低成本,减少体积和功耗,这部分内容也包含在12篇论文中.美国Raytheon公司报道了Ka渡段单片LNA.该lC采用0.25,umT型栅,低成本直接离子注入MESFET工艺制作,可工作于27～34GHz,五级MMIC采用单电源供电,在33GHz下达到30dB增益和2～3dB的噪声系数.这样的特性可同目前最好的PHEMTMM1C相比拟德国的Fraunhofer研究所报道了110GHz双栅两级放大器.采用共面波导技术减小无源元件的尺寸,建立了双栅PHEMT小信号模型,经检验可用于100GHz以上.该1C可用在l.0～1200Hz频段,在11OGHz的最大增益为20dB,这个性能相当于用0.1m栅长的PHEMT制作的两级放大器,但尺寸减少一半还多.美国TRW公司采用InP基HBT工艺及兼容二极管工艺.成功地开发出40,42和62GHz的单片VCO,95GHz源模块,94GHz平衡混频器以及47～94GHz倍频器等系列毫米渡MMIC.InP基HBT较OaAs基HBT的主要优点是lnP材料优越的电子输运特性,也就是更高的迁移率,更高的饱和速率导致其更低的渡越时间和寄生电阻,于是有更高的和f…而且.既然lnP基HBT较GaAs基HBT具有更低丧面复合速率和不存在发射钕的DX 中心.围Ii可得到较GaAs基HBT更低的l/f 噪商.另外.InP基HBT兼容的肖特基二板管具有很低的闫值电压(坻于0.2V).这有助于减少驱动需求.TRW的这些毫米波1c制作在2英寸MBE生长的lnP基片上,利用了1.urn 自对准工艺,采取非台金难熔欧姆接触,传统的湿法荆蚀以限定有源区.该工艺集成HBT, PIN和肖特基二极管在同一lnP衬底上.95GHz源模块包括了23.8GHzlnP基HBT单片DRO,GaAs基HEMT工艺制作的23.5～94GHz的倍频器以及w波段输出放大器.由于InP基HBT的低l/f噪声导致这些源Ic的相当好的相位噪声性能,且优于GaAs基HBT 源Ic在10dB以上.在中频为1MHz,lnP基HBT二极管混频器达到l6dB的双边带噪声系数.较GaAs基HEMT二极管混额器改善了17dB.法国的THOMPSON公司也报道了用于辐射探测的w渡段前端.该前端包括三个GaAsMMIC,第一片Ic为采用0.25,urn HEMT工艺制作的DRO和二倍频}第二片Ic 采用0.15mPHEMT工艺实现了三级LNA, LO驱动放大以及谐波混频;第三片Ic采用0.25HEMT工艺完成IF放大.第一片Ic的输出提供了一93dB/Hz(100kHz频偏处)的相噪该前端展示了20dB以上的变频增益和低于6.5dB的噪声系数.这是基于HEMT工艺全单片w波段前端的首次报道,其体积是55ram×47.5ram×22ram,重量为ll0克德国的BenzAerospace介绍了单片4位35GHz移相接收机.该lc采用0.3~mHEMT工艺,它包括一个4位360.移相器.两个35GHzLNA以及一个低功率Gb/s的数字接口电路,l6条移相曲线已获得.最大偏移为7.5..毫米波频道总增益为7dB,相位相关偏移低于1.3dB.输入及输出匹配优于一12dB.总尺寸为4ram×2.5ram.DC功耗不足250mW. 日本Fujitsu报道了一个60~Hz镜象抑制下变频单片.该Ic包括4级TNA与一个单平新镜象抑制有源泥频器,采用的工艺是0.1m桁长的lnGaP/InGaAs/GaAsPHEMT该fHM_I,较通常j】G.ks/In(;a.,s/GaAsPHEMr有更好的噤吉增益能.遗足为j淖的电产供给甚以及在崾子阱淘道t}r也好的载流子束缚.该Ic在61GHz时,最大增益为22.9dB;在58.5GHz时,最小F为316dB.在此L0功率输入是5dB,IF输出为140MHz. 6CAD及其相关技术本次年会报道了三篇CAD方面的技术论文.一篇是联系器件工艺控制参数和Ic成品率的统计电路模拟方法,该方法不是l裹据统计变量,而是根据从工艺线上测量的器件PCM数据,直接将器件PCM同Ic的特性及其灵敏度联系起来.该技术已实现在商化软件HPMDS 最新版本中.另外两篇是有关器件摸拟方面的. 其一是有关GaAs基HBT表面及其异质结的物理模型的研究;其二是利用半导体器件的二维数值模拟软件来分析FETI—V特性在较高沟道电压工作区域向上弯曲的原因.在市场竞争日益激烈的9O年代,如何改进1c的性能和质量,大幅度降低其开发和生产成本,缩短投放到市场的时间是每个GaAsIC制造商所面临的首要l珂题.其中高度稳定的工艺线结合全方位的CAD应用是解决上述闻题的关键之一在本次年会中,CAD应用几乎出现在每一个Ic的研制报道中,从系统级仿真到电路的小信号和大信号设计,从有源器件的精确测量与建模到无源元件或封装结拍电磁场分析,从器件三维热分布模拟到器件的二维数值物理模拟以及GaAsLSI高速Ic的行为级仿真,逻辑综合直至I扳图设计,验证,PG带生成等等所有方面都用到CAD这一强有力的工具CAD应用的成功取决于精确的测量,稳定,标准的工艺线.针对工艺线的精确自元器件模型及建库,对CAD软件工具熟练掌握程度及创造性应用程度以及设计人员的专业知识与经验等渚多方面的因素.国外各公司都将CAD软件同本公司工艺线数据库以及高频测量设备集成为一体.并有专门的一支Ic漫计队伍随转GaAsIC的迅速发畦.高频CI)技术近年米发展也很.HP—EEsofC,D乐筑已实现r系统电路及In融场的集成『￡仿』∈』: j3具;实现了由CAT软件控制的测试硬件与提取软件一体化的器件建模系统;实现了仿真工具同HP及其它公司的测试设备的连接,以便于在真实信号条件下设计硬件系统}实现了同CADANCE及MENTOR的EDA软件的框架与版图的连接,以便于硬件系统的高频部分和低频部分的整体设计.Compact的CAD系统已可用于OEIC的设计.但由于高频设计问题的复杂性,目前仍有很多问题有待解决,其中包括微波版图的电磁场优化,高功率器件的精。
发光二极管制造过程
发光二极管制造过程发光二极管（LED）是一种非常常见的半导体装置，可以转换电能为光能，广泛应用于照明、电器、计算机等领域。
LED制造的过程是十分复杂的，需要许多科学技术和多项制造工艺。
下面将详细介绍发光二极管制造的过程。
一、材料准备 LED的制造依赖于各种高纯度材料，其中包括砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、磷化铟（InP）和碳化硅（SiC）等材料。
生产LED的材料需要经过精细的混合工艺，以制成附带了所需类型和材质参数的晶体。
通常来说这些物料是先在气态环境中混合再在层析炉里生长晶体，核心的技术包括：1. 分离已经制备好的单层材料。
2. 在总量恒定的前提下插入材料的进口口。
3. 冷却，以便切割并挂在蓝胶基板上4. 将物质烘干在气氛中，以便去除水分。
5. 进行分立处理，仔细组织晶体的不同层。
二、制造芯片芯片是LED的心脏部分，由两层不同材质构成。
制造这些芯片的材料基本上是半导体材料。
尽管材料已被制备好，但需要的手艺和技术标准仍然很高。
要制作出这些微小又大量的芯片有三种方式。
1. 压制这种方法使用半导体材料从下往上压成一个固定的形状，并用氮气把芯片下面的部分包住。
然后在高温、高压（通常在几百到几千度之间）下加热。
温度越高，金属原子就越容易扩散。
这种方法的成功关键在于一个小缝隙，这样晶体就能够摆脱想扩散的其他物质。
2. 气相浸润气相浸润技术可以利用原始晶体的微小颗粒，根据芯片参数的要求进行处理。
这种科技需要气体作为主要的材料，以便把蒸发材料从芯片表面往下沉积。
3. 烘烤磨碎分离这种方法对芯片有很强的控制，并且能够在常规生产中利用。
工人们通过某些参数去控制设备，从而可以精细控制生产。
这种重力流技术的关键是把材料以很高的速度喷向芯片。
三、干化浸制将芯片准备好后，需要将材料浸涂至电极处。
这个步骤有助于将芯片和金属合成为一个有机的整体。
干化，则是由各种的底片组成的。
这些底片都有相似的零件，电极也一样，而他们又都被采用了其中的主要成分，因此会产生更高的准确度，再浸制材料进去可以保证副产品储物箱中不会有带电的灰尘。
2.5Gb／s GaAsPIN／PHEMT单片集成光接收机前端
光 电子信 息技 术 ・
２５Ｇ ／ ａ ｓ Ｉ ／ Ｈ ＭＴ单 片集成 光接收机前端 ． ｂ ｓ Ａ Ｎ Ｐ Ｅ Ｇ Ｐ
焦世 龙 一 ，叶玉堂 ，陈堂胜。 杨 先 明 ， 拂硗 。 邵 凯。 吴 云峰 ， 李 ， ，
（． １ 电子科技 大 学光 电信 息 学 院 ， 四川 成 都 ６ ０ ５ ；２ 单 片 集成 电 路 与 模 块 国家 级 重 点 实 验 室 ， 苏 南 京 １０ ４ ． 江 ２０１ ； ． １０ ６ ３ 南京 电子 器件 研究 所 ， 苏 南京 ２ ０ １ ） 江 １ ０ ６
６０ ５ Ｃ ｉａ ． ｔ ｎ ｌ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＭｏ ｏｉ ｉ Ｉｔｇ ａｅ ｉ ｕｔ ｎ ｄ ｌｓＮａｊ ｇ ２０ １ ， ｈｎ ； １ ０４， ｈｎ ；２ Ｎａｉ ａ ａ ｏ ａｏｙｏ ｎ ｌｈｃ ｎｅ ｒｔｄ Ｃｒ ｉ ａ ｄ Ｍｏ ｕｅ ， ｎｉ １ ０ ６ Ｃ ｉａ ｏ Ｋｅ ｔ ｃ ｓ ｎ ３ Ｎａ ｎ ｅｔｏ ｉ Ｄｅ ｉ ｓＩｓｉ ｔ， ｍｉｇ ２ ０ １ ， ｈｎ ） ． ＮｉｇＥｌｃｒｎｃ ｖｃ ｎ ｔｕｅ Ｎａ ｎ １ ０ ６ Ｃ ｉａ ｅ ｔ
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发光二极管制作过程
发光二极管制作过程发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种能够将电能转化为光能的半导体器件。
它是一种具有电导性的二极管，通过正向电压的施加，使得电子和空穴在固体中复合，从而产生出可见光。
发光二极管的制作过程主要包括材料准备、晶体生长、芯片制造、封装和测试等环节。
制作发光二极管的第一步是材料准备。
发光二极管的核心材料是半导体材料，常用的有砷化镓（GaAs）、砷化铝镓（AlGaAs）、磷化铟镓（InGaP）等。
这些材料具有不同的能带结构，能够发射不同波长的光。
此外，还需要准备金属材料作为电极，如金、银等。
第二步是晶体生长。
发光二极管采用的是外延生长技术，即将半导体材料沉积在衬底上，使晶体逐渐生长。
常用的衬底材料有蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）等。
在生长过程中，需要控制温度、压力和气氛等参数，以确保晶体的质量和成长速度。
第三步是芯片制造。
芯片是发光二极管的核心部件，它包括正、负极电极和发光层。
首先，在衬底上通过光刻技术制作出电极的图案，然后在电极上通过化学气相沉积（CVD）或分子束外延（MBE）等技术生长出发光层。
发光层的材料和结构决定了发光二极管的发光性能。
最后，通过金属化工艺，将金属电极沉积在芯片上，形成完整的结构。
第四步是封装。
封装是将芯片与外界环境隔离，以保护芯片并提供电气连接。
常见的封装形式有顶部透明的塑料封装和金属封装。
在封装过程中，需要对芯片进行焊接、封装材料注塑和切割等工艺，以形成最终的发光二极管产品。
最后一步是测试。
测试是确保发光二极管质量的重要环节。
通过测试，可以检测芯片的光电性能、电学参数和可靠性等指标。
常见的测试方法包括电流-电压特性测试、光强度测试、色度坐标测试等。
发光二极管的制作过程经历了材料准备、晶体生长、芯片制造、封装和测试等环节。
每个环节都需要精确的工艺和设备支持，以确保最终产品的性能和质量。
发光二极管的制作过程中涉及了多种材料和技术，是一项复杂而精细的工艺。
GaAs和AlGaAs半导体材料的制备及其电学性能研究
GaAs和AlGaAs半导体材料的制备及其电学性能研究GaAs 和 AlGaAs 半导体材料是当前广泛应用于光电子与微电子领域的重要半导体材料。
本文将介绍这两种材料的制备方法及其电学性能研究。
一、GaAs半导体材料制备方法1.分子束外延法（MBE）分子束外延法是目前制备GaAs薄膜的主要方法之一。
该方法的步骤如下：首先，在高真空条件下，将Ga和As分子通过热源加热并喷射到基片表面上，形成一个薄膜。
在此过程中，基片表面会先被As覆盖，然后再加入Ga原子，使其与As原子反应生成GaAs晶体。
此外，在该过程中，可以通过控制加热器的温度和压强来调节Ga和As的流速和比例，从而得到不同形态和组成的薄膜。
2.金属有机气相沉积法（MOCVD）金属有机气相沉积法也是制备GaAs半导体材料的主要方法之一。
该方法的步骤与MBE法类似，但是使用的是金属有机化合物和气态源材料。
在此过程中，液态有机金属化合物通过加热分解生成金属原子和有机气态物质。
Ga和As源材料也以气态形式加入，控制金属源和As源的蒸发速率，使它们分子间相遇反应生成GaAs晶体。
3.分别生长法分别生长法是指先在基片上生长一层厚度较大的相应衬底层，然后在衬底层上沉积半导体薄膜。
衬底层可以选择Si、Ge等单晶材料，以保证晶体与基片的匹配度和质量。
GaAs的制备中，一般采用Ge衬底，因为GaAs的晶格参数与Ge较接近，容易获得高质量的GaAs晶体。
二、AlGaAs半导体材料制备方法AlGaAs的制备方法基本上和GaAs相同，只是在加入As源材料的同时，还加入Al原子和As原子的混合源材料。
Al和Ga原子相互掺杂，生成含有不同Al含量的AlGaAs晶体。
三、 GaAs和AlGaAs半导体材料的电学性能研究1.电性能特点GaAs半导体材料具有较高的电子迁移率、较快的载流子寿命和较小的激子激子复合系数等特点，从而表现出良好的高频性能和高速性能。
AlGaAs半导体材料中，Al含量的增加可以降低禁带宽度，从而改变电学性能。
二极管TVS的制作工艺
二极管TVS的制作工艺二极管TVS（Transient Voltage Suppressor）是一种能够快速响应电压过载的电子元件，主要用于保护电路中的敏感元件免受过电压的损害。
它在电子设备中广泛应用，用于防止故障、闪电和电力干扰等因素引起的电压波动。
二极管TVS的制作工艺主要包括以下几个步骤：1. 材料准备：制作二极管TVS的第一步是准备所需的材料。
主要材料包括：结构材料、扩散材料和金属电极材料。
结构材料通常选择硅（Si）或碳化硅（SiC），扩散材料选择砷化镓（GaAs）或砷化铝（AlAs），金属电极材料通常选择镍（Ni）或铜（Cu）。
2. 晶体生长：在制作二极管TVS之前，需要生长晶体。
晶体生长是通过在高温下使材料溶解，并通过降温过程中结晶来实现的。
根据所选的材料，可以选择适合的生长方法，如气相外延（CVD）或分子束外延（MBE）。
3. 加工和制备：在晶体生长完毕后，需要进行加工和制备。
这一步骤涉及到薄膜沉积、光刻、刻蚀和金属化等工艺。
首先，薄膜沉积是将所需的材料沉积在基底上，以形成所需的结构。
然后，通过光刻技术，在薄膜上涂覆光刻胶，并通过光刻机制作出所需的图形。
接下来，通过刻蚀技术，将不需要的材料去除，形成所需的结构。
最后，通过金属化技术，在结构的上下部分分别沉积金属电极，以提供电流和电压的输入输出路径。
4. 温度退火：在完成制备后，需要进行温度退火。
温度退火是将制备好的二极管TVS放入高温炉中，通过加热处理来去除应力和缺陷，并提高材料的电学性能。
退火条件根据材料的要求和工艺的需要而定。
5. 应变增强：为了提高二极管TVS的性能，一种常用的方法是使用应变增强技术。
该技术是通过在晶体中引入应变，改变晶体中的能带结构和载流子的迁移率，以提高电学性能。
常见的应变增强技术包括晶体外延、压力和注入等方法。
6. 包装和测试：当制备和处理都完成后，二极管TVS需要进行封装和测试。
封装是将制备好的元件封装到合适的封装材料中，以保护其免受环境和物理损害。
单片微波集成电路
单片微波集成电路（MMIC），有时也称射频集成电路(RFIC)，它是随着半导体制造技术的发展，特别是离子注入控制水平的提高和晶体管自我排列工艺的成熟而出现的一类高频放大器件。
微波集成电路 Microwave Integrated Circuit工作在300M赫～300G赫频率范围内的集成电路。
简称MIC。
分为混合微波集成电路和单片微波集成电路。
前者是用厚膜技术或薄膜技术将各种微波功能电路制作在适合传输微波信号的介质(如高氧化铝瓷、蓝宝石、石英等)上，再将分立有源元件安装在相应位置上组成微波集成电路。
这种电路的特点是根据微波整机的要求和微波波段的划分进行设计和制造，所用集成电路多是专用的。
单片微波集成电路则是将微波功能电路用半导体工艺制作在砷化镓或其他半导体芯片上的集成电路。
这种电路的设计主要围绕微波信号的产生、放大、控制和信息处理等功能进行，大部分电路都是根据不同整机的要求和微波频段的特点设计的，专用性很强。
在这类器件中，作为反馈和直流偏置元件的各个电阻器都采用具有高频特性的薄膜电阻，并且与各有源器件一起封装在一个芯片上，这使得各零件之间几乎无连线，从而使电路的感抗降至最低，且分布电容也极小，因而可用在工作频率和频宽都很高的MMIC放大器中。
目前，MMIC的工作频率已可做到40GHz，频宽也已达到15GHz，因而可广泛应用于通信和GPS, 等各类设备的射频、中频和本振电路中。
根据制作材料和内部电路结构的不同，MMIC可以分成两大类：一类是基于硅Silicon晶体管的MMIC，另一类是基于砷化镓场效应管（GaAs FET）的MMIC。
GaAs FET类MMIC具有工作频率高、频率范围宽、动态范围大、噪声低的特点，但价格昂贵，因此应用场合较少；而硅晶体管的MMIC性能优越、使用方便，而且价格低廉，因而应用非常广泛.微波集成电路是工作在微波波段和毫米波波段，由微波无源元件、有源器件、传输线和互连线集成在一个基片上，具有某种功能的电路。