Af Jørgen Sarlvit Larsen, foto: ST Microeletronics og CEA Leti
På IEDM 2025 konferencen i San Francisco præsenterede CEA-Leti og STMicroelectronics en ny, højtydende og alsidig RF Si platform, som co-integrerer de bedste aktive og passive enheder til RF og optiske front-end moduler (FEM). Deres indlæg beskriver en sekventiel 3D integration af bipolære SiGe heterojunction (HBT) transistorer, RF SOI switches og højkvalitets passive enheder på en enkelt Si wafer. Det baner vejen for omkostningseffektive integrerede systemer med lave parasitkomponenter til næste generation af trådløs og ledningsbåret kommunikation. Det omtalte paper med titlen “Unlocking High-Performance Si RF Platforms with SiGe HBT and RFSOI Switch Technologies” viser, hvordan disse højtydende komponenter kan bygges direkte på den samme silicium wafer i stedet for at pakke eller stable dem som separate chips. Dette kan opnås gennem en sekventiel 3D integration af lag med forskellige typer enheder, såsom SiGe HBT og SOI CMOS switches, uden overopvarmning af de lavere lag under processen.
– Vort team har vist, at højtydende SiGe HBT enheder kan være kompatible med toplags fabrikations trinene og, at fælderig isolation kan placeres lokalt og være termisk robust, ligesom lavtemperaturs (600 °C i stedet for 1000 °C) SOI switches kan matche state-of-the-art egenskaber, sagde CEA-Leti’s Thibaud Fache, ledende forfatter af indlægget.
Team’et har påvist, at et lokalt placeret fældningslag kan give samme RF isolation og linearitet som dyre, kommercielle fældningssubstrater, og samtidig modstå termiske cykler op til 600 °C og dermed bevare ydelsen i det underliggende SiGe HBT lag. Disse resultater baner vejen for RF front-end moduler lavet helt i silicium, som er effektiv og prisgunstig. Fuldt integrerede RF og optiske front-end enheder kan forenkle produktionen og muliggøre omkostningseffektiv installation af tætplacerede trådløse netværk i smarte byer, autonome systemer og AI datacentre etc.
– Vores fælles resultat demonstrerer en troværdig vej fra avanceret forskning til produktionsklare løsninger i industrien. Ved at kombinere CEA-Leti’s viden om sekventiel integration med ST’s RF ekspertise kan vi nu muliggøre co-integrationen af state-of-the-art SiGe HBT switches and passive enheder, som er nøglekomponenter i FEM enheder, fremhævede ST’s Thomas Bordignon, medforfatter til indlægget.
