Eine Integrationstechnik auf Waferebene für Millimeterwellenschaltungen unter Verwendung von Techniken aus der Mikromechanik

Der Aufbau von Modulen im Millimeterwellenbereich stellt sowohl an die Kosten als auch an die Strukturgenauigkeit der Aufbautechnik hohe Anforderungen. Um die Modulkosten gering zu halten kommt bei der Realisierung der integrierten Schaltungen eine kostengünstige SiGe-Technologie zum Einsatz. Dabei werden mit dem SiGe1-Prozess von ATMEL Schaltungen für den Frequenzbereich von 24GHz und 32GHz hergestellt. Die Schaltungen umfassen Oszillatoren und Mischen mit denen ein Doppler Sensor aufgebaut wird. Um die Kosten der integrierten Schaltungen gering zu halten finden konzentrierte passive Strukturen ihren Einsatz. Das führt zu sehr kompakten Schaltungen. Für die Modellierung der SiGe-Transistoren kommt das Mextram-Modell zum Einsatz. Die Modellierung der passiven Strukturen einschließlich von Antennen wird in der Arbeit ebenfalls beschrieben.

Für den Aufbau der Module wird eine Integrationstechnik vorgestellt, die sich an die MCM-Technik anlehnt. Diese erlaubt die Herstellung hochgütiger passiver Strukturen wie Mikrostreifenleitungen, Koplanarleitungen oder Antennen. Dabei findet der Kunststoff BCB (Benzozyklobuten) vielfach Verwendung. Er dient zur Planarisierung, als dielektrische Zwischenschicht und Membrane. Als Substrat kommt Silizium zur Anwendung. In dieses lassen sich durch Techniken aus der Mikromechanik strukturgenau tiefe Gräben ätzen. In diese Gräben werden die integrierten Schaltung eingesetzt und mittels BCB wird zwischen dem eingesetzten Schaltkreis und der Substratoberfläche planarisiert. Die weitere Prozessierung gleicht der von integrierten Schaltungen. Dadurch verbindet diese Integrationstechnik die Flexibilität des hybriden Aufbaus durch die freien Wahl der Komponenten mit der Strukturgenauigkeit der Integrationstechnik.

Stichwörter: Integrationsmechanik, Mikromechanik, SiGe-MBT