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封面故事 | Cover Story - 雷达

图4.（a）通过将16个MMIC（每个包含8×8的移相器阵列）连接到32×32阵列天线，形成了32×32组件的阵列。上面的照片显示了组件的MMIC侧，然后将其翻转并
焊料键合到内插器上（图4（c））。（b）从天线侧的扫描电子显微镜图像中可以看出脊形波导和GaN移相器。（c）单面内插器上的1024个组件CASA阵列的照片。
CASA平板在室温下使用铟凸块进行键合（相同尺寸的评估测试结构通过带电测试后显示出100％的铟键合良率）。移相器控制器板使用商用模拟开关IC进行测试。内
插器/平板组件随后使用导线键合集成到了相移控制器板上。
400GHz，最大振荡频率为 600GHz 的晶体管。对 CASA 平板是通过金 - 金热压键合工艺将这
于这项特定的工作，MMIC 必须提供 235GHz 的 些 MMIC 连接到金属化天线阵列而形成。两个
工作，并与 CASA 平板的芯片堆叠工艺兼容。我 结合的表面之间的任何非理想平面度都通过位于
们通过使用我们的 T4 HEMT 的修改版本来实现 MMIC 顶面的 10μm 的金 MET2 方块来补偿（见
了这一点（参见图 3）。采用 100μm 厚的 SiC 衬底， 图 3（b））。
我们生产出栅极长度为 40nm 的晶体管，这些晶 我们制备了具有 1024 个组件的 CASA 平
体管采用镶嵌工艺制造，采用 BCB 电介质覆盖， 板，每个组件由 4×4 个芯片组成，每个芯片包含
并通过实心铜通孔连接到其他组件。 8×8 的 MMIC 阵列（见图 3（a））。当我们制备
为了降低寄生电容，我们在 HEMT 器件的栅 这些边长约 23mm 的 CASA 平板时，每个 MMIC
极周围创建了一个空气腔。对工艺的修改包括插 的贴装精度超过 5μm，相邻 MMIC 之间的间隙小
入通过 SiC 衬底的实心铜通孔，然后对背面进行 于 20μm。
化学机械抛光，以形成支持背面互连所需精细特 CASA 平板粘合到插入物上。我们的早期演
征的表面光洁度。在顶侧添加 MET2 层有利于天 示之一涉及与单侧扇出中介层的连接，其中相移
线阵列的键合，而在背面上添加介电层和镍焊盘 器控制信号路由到其外围（图 4（c））。这是朝着
则分别提供了焊料掩模和焊料键合的区域。得到 具有背面 ASIC 芯片的高度紧凑的双面版本迈出
的每个芯片包含一个用于 235GHz 工作的 8×8 阵 的重要一步（见图 1（b））。
列 MMIC，允许在顶侧进行金 - 金键合，并支持 为了评估我们的 CASA 平板的性能，我们收
背面的焊料互连。 集了反射阵列的远场数据，使用带有扩展头的矢

图5. 通过将阵列组件和WR-4.3扩展头安装在定位器上，并使用固定在远场中的发射扩展头照亮阵列，从而获得了远场测量结果。接收头安装具有距离阵列组件约3cm且
离轴22.5°的标量馈电喇叭上，其中阵列和接收头位于双轴定位器上。发射头位于固定平台上距阵列约0.9米处，其天线瞄准定位器的中心轴。使用相位检测器通过发
送参考信号解调测量的输出，随后相位检测器的输出通过数字采样示波器记录。（b）对于波束（带零点）的方位角模式，方位角上20°的步进转向表明波束形成。

www.compoundsemiconductorchina.net 化合物半导体 2019年第2期 13