采用GaN-on-Si介质层与Si CMOS技术的3-D毫米波集成电路（3D-mmWIC），用于5G FR2频段的功率放大器

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：3-D-Millimeter Wave Integrated Circuits (3D-mmWIC) Using GaN-on-Si Dielets With Si CMOS for 5G FR2 Power Amplifiers

3D毫米波集成电路平台开发，采用80nm AlGaN/GaN-on-Si HEMT与Intel 16nm CMOS通过Cu-Cu热压键合集成，成功制造5G FR2频段射频功率放大器并完成64/256/1024-QAM大信号测试。

　　

摘要：

本研究详细介绍了3D毫米波集成电路（3D-mmWIC）平台的开发过程，该平台用于将高度集成的氮化镓（GaN）介质层与硅基CMOS技术相结合，以制造高频电路和系统。成功制造出了载流子迁移率高达80 nm的AlGaN/GaN-on-Si高电子迁移率晶体管（HEMT），并将其尺寸缩小至240×410 μm2，用于介质层前端制造（FEOL）。这些晶体管通过无焊料的直接Cu–Cu热压键合（TCB）工艺与Intel 16代硅基CMOS后端制造（BEOL）技术集成在一起。所开发的工艺被应用于第五代（5G）新无线电（NR）频段2（FR2）的功率放大器（PA）设计中。通过64、256和1024正交幅度调制（QAM）方案对放大器性能进行了全面测试。