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自研定制化工艺流程

芯致微波目前采用Fablite模式,拥有超净间,50GHz四端口高性能网络分析仪及测试设备,4套特殊半导体工艺设备。芯片类产品普通制造工艺在国内知名代工厂完成,量产性能可靠。而部分特殊制造工艺和微波性能测试,均在公司超净间完成,特殊工艺均为自研,设计生产自主可控,芯片100%国产化。

滤波器 - 无聚合物工艺

某些竞品芯片内部包含了有机聚合物,这些有机聚合物在气密,尤其是真空环境下,会不断释放出所包含的气体分子(outgassing)。其释放气体分子的机理有两种:
1)物理吸附放气, 聚合物表面会物理吸附空气中的水蒸气、氧气等。在真空环境下,这些被弱范德华力束缚的气体分子会迅速脱附,释放。
2)聚合物中大量添加剂和残留单体的分子量相对较小,蒸汽压较高。在真空和热应力条件下,它们会直接挥发或热分解成小分子气体逸出。

在不同的应用中, 放出的气体分子会对系统性能产生诸多不良影响:

  • 对于气密腔体,例如TR组件经过平行缝焊或激光焊接形成的密闭腔体,有机聚合物所释放的气体分子无法逸出该密闭腔体。许多气体分子都会对腔体内芯片造成损伤,典型的有GaAs MMIC芯片在仅有0.5%的氢气氛围中,500小时后器件性能就会发生显著退化。[1] [2]
  • 对于低气压或真空环境,例如星载设备或弹载设备,有机聚合物内部所含气体会由于外界气压降低而膨胀产生很大的应力,该应力严重时极有可能损坏芯片。例如国军标GJB 360B-2009,方法105就规定了低气压试验条件,用于验证耐受气压差的能力。[3]
  • 对于真空封装器件,有机聚合物所释放的气体会直接降低真空度,从而影响器件性能。

[1] P. C. Chao, M. Y. Kao, K. Nordheden, and A. W. Swanson, “HEMT Degradation in Hydrogen Gas,” IEEE Electron Device Letters, Vol. 15, pp. 151–153, May 1994.
[2] P. Schuessler and D. Feliciano-Welpe, “The Effects of Hydrogen on Device Reliability,” Hybrid Circuit Technology, pp. 19–26, January 1991.
[3] 国家军用标准电子及电气元件试验方法 GJB360B -2009

滤波器 - 无磁性金属工艺

无源被动交调(PIM)是一个容易被忽略,却非常重要的滤波器指标。它是指当两个或更多频率的高功率载波信号通过一个无源器件时,由于该器件材料的非线性特性,会产生这些载波频率的整数倍和组合频率的新信号分量。 无源被动交调的一个重要来源是磁性材料,尤其是镍等磁性金属。

磁性材料影响PIM的原因有三种:[4][5]
1)非线性磁滞效应,当射频信号施加到磁性材料上时,由于磁性材料的磁化曲线(B-H曲线)是非线性的,变化的磁场强度 H 会导致磁通密度 B 发生非线性变化。
2)当射频信号的功率较大时,磁性材料可能会进入磁饱和区。在饱和区,磁导率μ急剧下降,B-H 曲线的非线性变得极其严重,产生非常高的互调失真。
3)磁致伸缩效应,即磁性材料(如金属镍)在磁场作用下会发生微小的形变,即磁致伸缩。这种机械振动与电磁场耦合,会引入额外的非线性效应。

[4] G. C. Bailey and A. C. Ehrlich, “A study of rf nonlinearities in nickel”, Journal of Applied Physics 50, 453, 1979
[5] P. Ansuinelli, A. G. Schuchinsky, F. Frezza; and M. B. Steer, “Passive intermodulation due to conductor surface roughness, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 66, Feb 2018.