Исследование и разработка элементов высокоинтегрированных приемных модулей К-диапазона типа "Система на кристалле", выполняемых по кремниевым наногетерструктурным технологиям, для систем связи

В развитии современных СВЧ радиоэлектронных и телекоммуникационных систем большое место занимает создание средств связи на базе приемо-передающих модулей и активных фазированных антенных решеток (АФАР). В настоящее время такие средства в СВЧ диапазоне строятся, как правило, на основе ППМ, конструкции которых используют отдельные дискретные полупроводниковые приборы и монолитные интегральные схемы (МИС) на базе технологий GaAs и GaN, размещаемые на плате.Однако такие конструкции имеют целый ряд недостатков, особенно в диапазоне часотт свыше 10 ГГц. Значительными недостатками МИС на базе технологий GaAs и GaN являются малая степень интеграции, малая максимально возможная площадь кристалла, значительная потребляемая мощность МИС, большая стоимость по сравнению с кремниевыми технологиями. В связи с отсутствием комплементарных транзисторов значительно усложняется построение даже простых логических ячеек. Сказанное сильно затрудняет создание только на основе GaAs и GaN технологий современных высокоинтегрированных СВЧ ППМ по принципу «система на кристалле», содержащих аналоговые и цифровые схемы и отвечающих комплексу жестких требованиям к характеристикам, включая надежность, экономичность и габариты.В то же время за рубежом уже достаточно давно для изготовления аналоговых СВЧ МИС используются также технологии на основе кремния Si (КМОП) и соединения кремний-германий SiGe (БиКМОП). При создании СВЧ МИС эти технологии имеют ряд достоинств по сравнению с GaAs технологиями: позволяют одновременно выполнить функции обработки аналоговых и цифровых сигналов в одном кристалле, т.е. реализовать концепцию СнК; имеют меньшие размеры компонентов, в связи с чем допускают более плотную упаковку элементов; разрешает увеличить площадь кристалла (до 4 см2) и могут содержать значительно большее число транзисторов на кристалле; кремниевые МИС потребляют гораздо меньшую мощность и дешевле МИС на основе GaAs.В настоящее время промышленный выпуск МИС на основе КМОП- и БиКМОП-технологий налажен многими зарубежными фирмами - Intel, AMD, IBM, Freescale (все - США), IHP (Германия), AMS (Австрия) и др.К сожалению, в России, насколько нам известно, кремниевые МИС и особенно СнК на частоты свыше 15-20 ГГц не разрабатывались. Это является предметом исследований настоящего проекта.