InP-BiCMOS-Heterointegration
Zur Systemintegration müssen Terahertz-Schaltkreise aufgebaut und beispielsweise mit Antennenstrukturen verbunden werden. Diese Aufbauten und Verbindungen müssen eine möglichst hohe Bandbreite vorhalten, sollen geringe Verluste aufweisen, reproduzierbar dem Modell entsprechen und kostengünstig herstellbar sein.
Wir bieten zwei verschiedene Ansätze, um THz-Systeme zu realizieren:
Das Transfer-Substrat-Konzept haben wir für eine 3D-Integration von InP-DHBTs auf SiGe-BiCMOS weiterentwickelt. Dabei werden die Wafer mit ihren Vorderseiten zusammengeklebt, das InP-Substrat anschließend entfernt und vertikale HF-Kontakte zur Verbindung der Teilschaltungen hergestellt. Mit dieser Art der Heterointegration vereinen die Vorteile der beiden Halbleitertechnologien: komplexe Analog- und Digitalschaltkreise in SiGe-BiCMOS können mittels einem nachgeschalteten InP-DHBT-Verstärker hohe Ausgangsleistungen bei hohen Frequenzen abgeben. Als Technologiedemonstratoren wurden unterschiedliche Signalquellen hergestellt, die Ausgangsfrequenzen von gegenwärtig bis zu 330 GHz liefern.
Diesen Prozess bieten wir für externe Partner und Kunden zusammen mit dem Leibniz-Institut IHP (Frankfurt/Oder) an.
Klassische Bonddraht-Verbindungen jenseits von 100 GHz sind wegen der Herstellungsvariationen nur schwer beherrschbar. Flip-Chip-Integration nutzen wir speziell für InP-Prozesse unter Verwendung des intern entwickelten In-Bump-Prozesses. Dies ermöglicht multitechnologische Systemkonzepte mit geringen thermischen Budgets (<200 °C), einschließlich passiver Mehrlagen-Trägersubstrate mit abgeschirmten Wellenleitern, die in einem dem InP-HBT-Prozess ähnlichen Aufbau hergestellt wurden. Passive und aktive InP-HBT-Schaltkreise wurden zur Demonstration des Konzepts auf die Trägersubstrate aufgebracht und vermessen. Sie erreichten eine Bandbreite von DC bis 450 GHz . Die Einfügedämpfung der Flip-Chip Übergänge liegt selbst bei den höchsten Frequenzen unter 1 dB.
