ТЕХНОЛОГИИ
Как известно из физики полупроводников, регулируя ширину запретной зоны (она определяется разницей энергетических состояний проводящего и валентного электронов), можно менять быстродействие биполярных транзисторов. Именно этой закономерностью вызван интерес технологов к таким экзотическим полупроводникам, как арсенид галлия и фосфат индия. Однако дороговизна подобных материалов и отлаженность кремниевого техпроцесса заставляют компании находить другие способы сужения запретной зоны. Один из них - применение кремния, легированного германием (SiGe).
Установка для эпитаксиального наращивания
SiGe на 200 мм пластины
Компания IBM Microelectronics (www.chips.ibm.com) начала работы над использованием полупроводника SiGe еще в 1995 г. в своем технологическом исследовательском центре в местечке Хоупвэлл Джанкшн, шт. Нью-Йорк. Тогда были получены биполярные транзисторы, способные работать на частоте до 65 ГГц.
Поликристаллический слой SiGe образуется на поверхности обычных кремниевых пластин методом низкотемпературной эпитаксии, что позволяет использовать обычную кремниевую КМОП-технологию, совмещая цифровые КМОП-схемы со сверхбыстрыми аналоговыми схемами на биполярных NPN-транзисторах.
Технология, названная SiGe BiCMOS, прошла множество стадий усовершенствования, а в начале августа нынешнего года компания IBM Microelectronics объявила о доступности для заказчиков четвертой модификации производственного процесса (SiGe BiCMOS 8HP). В ней проектные нормы снижены со 180 до 130 нм, причем, согласно данным IBM, максимальная частота переключения биполярных транзисторов удвоилась, достигнув 200 ГГц! Время переключения вентиля равно 4,2 пикосекунды, а пропускная способность информационных шин может доходить до 100 Гбит/с. Основными потребителями технологии SiGe BiCMOS помимо подразделений корпорации IBM становятся компании, разрабатывающие сверхбыстрые сетевые коммутаторы и маршрутизаторы, устройства цифровой связи, спутниковой навигации и детекторы столкновений для автомобилей.
