SiGe-BiCMOS- und Siliziumphotonik-Technologien

MPW und Prototyping Servie

Das IHP bietet Forschenden und Entwicklungsteams Zugang zu leistungsfähigen SiGe-BiCMOS- und Siliziumphotonik-Technologien für fortschrittliche Hochfrequenz-, mmWave-, Mixed-Signal- und photonische ICs. Der umfassende Multi-Project-Wafer (MPW)-Service nutzt 200-mm-/8-Zoll-Siliziumwafer.

Mit unseren MPW- und Prototyping-Services können Sie neue Chipdesigns auf etablierten 0,13-µm- und 0,25-µm-Technologieplattformen validieren – einschließlich HBT-Performance mit bis zu 650 GHz fmax, ohne die Kosten eines dedizierten Wafer-Laufs.

Die Standard-CMOS-Prozesse mit 0,13 µm und 0,25 µm bieten NMOS, PMOS, isolierte NMOS sowie passive Bauelemente wie Polysilizium-Widerstände und MIM-Kondensatoren. Zusätzlich zu den Standardprozessen stehen verschiedene Front-End-of-Line-Optionen zur Verfügung, darunter eine erweiterte BEOL-Option mit Kupfer.

Eine vollständige Übersicht über Technologien und Auslieferungstermine finden Sie unter MPW Schedule and Price Information.

Design und Fertigung

Design Kits für Cadence und Keysight ADS unterstützen den Entwicklungsprozess vom Schaltungsdesign über das Prototyping bis hin zur Kleinserienfertigung.

Wir bieten:

  • ein Cadence-basiertes Mixed-Signal Design Kit,
  • ein analoges Keysight ADS Design Kit für Hochfrequenzdesign,
  • wiederverwendbare Wireless- und Breitband-IP/-Blöcke,
  • PDK-Unterstützung für spezialisierte Module.

Kunden können die Basisprozesse um folgende spezialisierte Module erweitern:

  • LBE (Localized Backside Etching): Lokales Entfernen von Silizium zur Verbesserung der Eigenschaften passiver Bauelemente; verfügbar für alle Al-BEOL-Technologien.
  • H7PIC: Die Technologie kombiniert Siliziumphotonik mit dem SG25 Backend of Line.
  • MEMRES: vollständig CMOS-integrierte memristive/RRAM-Funktionalität auf Basis resistiver TiN/HfO2-x/TiN-Schaltelemente in der SG13G2-Technologie; PDK-Unterstützung einschließlich Layout und Verilog-A-Simulationsmodell verfügbar.
  • TSV: für SG13S und SG13G2 – ermöglicht eine niederinduktive Hochfrequenz-Masseanbindung und eine verbesserte Chip-to-Package-Konnektivität:
    • Through-Silicon-Via-Modul für Hochfrequenz-Masseanbindung, verfügbar für SG13-Technologien,
    • einzelne TSVs können eine geringe GND-Induktivität von ≈ 30 pH bereitstellen und damit die Performance von Hochfrequenz-Schaltungen verbessern,
    • die Rückseitenmetallisierung kann zudem für eine verbesserte Chip-to-Package-Kontaktierung genutzt werden.

Weitere Informationen zu den angebotenen PDKs und der unterstützten Software finden Sie auf der Design-Kit-Seite.

Zentrale SiGe-BiCMOS- und Siliziumphotonik-Technologien

0,13-µm-CMOS-Al-Backend: fünf dünne und zwei dicke Top-Metal-(TM)-Lagen: TM1 – 2 µm, TM2 – 3 µm.

Technologie

HBT-Performance

Hauptfunktionalität

Unterscheidungsmerkmal

SG13G3Cu500 / 650 GHzLeistungsfähiges SiGe BiCMOS + Cu BEOLIHP-Technologie mit der höchsten HBT-Performance
SG13G2Cu350 / 450 GHzSiGe BiCMOS + Cu BEOLHöhere HBT-Performance in Kombination mit erweitertem Cu BEOL
SG13G2350 / 450 GHzSiGe BiCMOSHöhere bipolare Performance als SG13S
SG13S250 / 340 GHzSiGe BiCMOSLeistungsfähiges RF-BiCMOS mit 1,2-V-Logik und 3,3-V-I/O-CMOS

Die Technologie SG13G3Cu bietet die leistungsfähigsten HBTs des IHP mit Transitfrequenzen von bis zu 500 GHz und maximalen Oszillationsfrequenzen von bis zu 650 GHz. Der Prozess umfasst ein 8-Lagen-Cu-BEOL von X-FAB mit dünnen Cu-Lagen, zwei dicken Cu-Lagen, einer dünnen Al-Lage mit einem MIM-Kondensator von 2 fF/µm sowie einer dicken Aluminium-Top-Lage. Die Technologie bietet CMOS-Bauelemente mit einer Gatelänge von 130 nm und einer Kernspannung von 1,2 V sowie Hochvolt-CMOS-Bauelemente mit einer Kernspannung von 3,3 V.

 

SG13G2Cu: FEOL-Prozess SG13G2 in Kombination mit einer Cu-BEOL-Option von XFAB mit vier dünnen Cu-Lagen, zwei dicken Cu-Lagen, einer dünnen Al-Lage mit einem MIM-Kondensator von 2 fF/µm sowie einer dicken Aluminium-Top-Lage.

Verbesserungen passiver Bauelemente gegenüber Al BEOL:

  • zwei dicke Kupfer-Metalllagen,
  • zehnfach höhere Stromtragfähigkeit dünner Metalllagen und kleiner Vias,
  • 40 % höhere Flächendichte des MIM-Kondensators.

Siliziumphotonik-Prozesse

Standard-Backend: drei dünne Metalllagen und zwei Top-Metal-(TM)-Lagen: TM1 – 2 µm, TM2 – 3 µm.

SG25H7_EPIC

Hauptfunktionalität: CMOS + Siliziumphotonik

SG25H7_EPIC ist eine monolithische photonische BiCMOS-Technologie mit npn-HBTs mit fT/fmax = 400/450 GHz, Ge-Fin-Photodioden mit f3dB > 110 GHz sowie einem vollständigen Satz photonischer Bauelemente für das C-/O-Band.

Details zum Photonic Integrated Circuit Module:

  • 220 nm Si auf 2 µm SiO2,
  • 3 Ätztiefen,
  • 4 Dotierungsstufen (p, n, p+, n+),
  • 3 + 2 dicke Al-Backend-Metalllagen,
  • Germanium-Photodioden (f3dB > 60 GHz),
  • HBTs (fT/fmax = 220/290 GHz).

Dr. René Scholz

Telefon: +49 335 5625 647
Fax: +49 335 5625 327
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