Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la réédition actualisée de l’article E1425 intitulé « MMIC – Évolution et technologie » paru en 2004, rédigé par Christian RUMELHARD.
RÉSUMÉ
Depuis l'apparition des premiers circuits MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuits ou circuit intégré monolithique hyperfréquence), en 1975, cette technologie n'a cessé d'évoluer et a maintenant de nombreuses applications. Cet article présente les performances, technologies et outils de conception de ces circuits. Puis il détaille plus particulièrement les procédés et étapes technologiques tant pour les filières III-V que Silicium.
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This article traits the topic of MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuits) involving technologies and design tools. More precisely, the process flow and steps are detailed in the case of III-V and silicon technologies.
Auteur(s)
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Gilles DAMBRINE : Professeur à l’Université de Lille, - Institut d’Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologies, IEMN, France
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Didier BELOT : Ingénieur (PhD, HDR), STMICROELECTRONICS, Crolles, France
-
Pascal CHEVALIER : Ingénieur (PhD), STMICROELECTRONICS, Crolles, France
INTRODUCTION
La première réalisation de circuits intégrés monolithiques analogiques micro-ondes (Monolithic Microwave Integrated Circuit : MMIC) en 1975 a ouvert un nouveau domaine qui n’a cessé d’évoluer. Alors que le développement de ces circuits a d’abord été entraîné par le secteur militaire, la plupart des applications sont maintenant civiles : soit pour le grand public telles que les radiocommunications terrestres, soit à hautes performances comme dans les répéteurs micro-ondes à bord de satellites. À l’origine, les MMICs concernaient exclusivement les technologies III-V, ils se sont étendus par la suite aux technologies silicium. Dans une première partie, nous présentons l’état de l’art et les potentialités fréquentielles des MMICs, les principales filières technologiques et leurs domaines d’applications. Nous y décrivons les principales étapes et outils de conception des MMICs. Une seconde partie est consacrée à la description générique de la technologie des MMICs suivie des étapes particulières aux technologies III-V et silicium.
Cette étude des circuits intégrés monolithiques micro-ondes se complète de plusieurs autres articles :
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[E 1426] « MMIC : composants – Transistors, technologies et modélisation »,
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[E 1427] « MMIC : composants – Composants passifs et circuits de polarisation »,
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[E 1429] « MMIC – Oscillateurs, mélangeurs, convertisseurs ».
Un glossaire et une liste d’acronymes sont présentés en fin d’article.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
telecommunication | space and defense | high frequence microelectronics
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2004 par Christian RUMELHARD
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Conclusion2. Technologies des MMICs
2.1 Filières silicium
Nous rappellons que deux familles de filière silicium permettent aujourd’hui de fabriquer des MMICs : les technologies CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor) et les technologies BiCMOS (Bipolar – Complementary Metal Oxyde Semiconductor) qui consistent à intégrer un transistor bipolaire dans une filière CMOS. Ces deux familles se divisent en trois types.
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Technologies CMOS dites standard
Ce sont les technologies développées pour les applications numériques, non spécifiquement optimisées pour les applications millimétriques, mais pour lesquelles un périmètre HF peut être offert. Ce périmètre contient des modèles HF des transistors à effet de champ MOS associés à des layouts (dessins du transistor) optimisés. À cela, s’ajoutent généralement des modèles HF de composants passifs qui peuvent être réalisés sans modification de la technologie. L’intérêt de ce type de technologie est de pouvoir offrir à la fois les longueurs de grille les plus courtes (ce qui permet d’obtenir les fréquences de coupure les plus élevées) et une densité élevée de transistors pour les fonctions numériques.
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Technologies CMOS sur substrat SOI HR (haute résistivité)
Un des principaux inconvénients des technologies CMOS standard (et de manière générale des filières silicium) sont les pertes liées au substrat qui, contrairement aux technologies III-V, n’est pas semi-isolant. La technologie SOI [E 2380] permet de palier cet inconvénient en introduisant un substrat haute résistivité (typiquement supérieure à 1 kΩ.cm). Ce type de substrat permet d’améliorer significativement les performances des composants passifs réalisés dans les interconnexions métalliques sans pénaliser les performances HF des composants actifs.
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Technologies BiCMOS
Les technologies BiCMOS sont spécifiquement dédiées aux applications HF. Elles sont...
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Technologies des MMICs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PENGELLY (R.S.) - Broad band lumped element X-band GaAs FET amplifiers (Amplificateurs à FET GaAs à large bande et constitué d’éléments localisés) –, - Proceedings of 5th European Microwave Conference, Sept. 1975, p. 301-305.
-
(2) - SZE (S.M.) - Semiconductor Devices Physics and Technology (Physique et Technologie des Composants à Semi-conducteurs) –, - John Wiley and Sons, 1985.
-
(3) - WILLIAMS (R.) - Modern GaAs Processing Methods (Méthodes modernes pour le process de GaAs) –, - Artech House, 1990.
-
(4) - SAMOSKA (L. A.) - An Overview of Solid-State Integrated Circuit Amplifiers in the Submillimeter-Wave and THz Regime, IEEE Trans. on THz Science and Techology, - Vol. 1, No. 1, September 2011, pp. 9-24.
-
(5) - DEAL (W.) - THz Monolithic Integrated Circuits Using InP High Electron Mobility Transistors, IEEE Trans. on THz Science and Techology, - Vol. 1, No. 1, September 2011, pp. 25-32.
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...
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