16、InGaAs/InAlAs HBTs与InP HBT IC技术：高速电路的前沿探索

InGaAs/InAlAs HBTs与InP HBT IC技术：高速电路的前沿探索

1. InGaAs/InAlAs HBTs在高速混合信号与毫米波集成电路中的应用

1.1 HBTs的热性能优化

在InGaAs/InAlAs HBTs的应用中，使用高导热性的InP发射极和集电极外延层是一个重要的优化方向。这种方法能够大幅提高单位HBT结面积的允许功率。不过，为了承受高功率密度，NiCr电阻器必须配备热过孔，但这会导致显著的寄生电容。而ECL中的上拉电阻则不需要热过孔。

1.2 集成电路成果展示

1.2.1 数字集成电路

• 初期设计 ：作为转移衬底工艺中数字集成电路的首次展示，研究人员制造了ECL和CML主从触发器，并将其配置为2:1静态分频器。这些电路采用接触光刻技术制造，发射极尺寸为0.6μm x 8μm，集电极尺寸为1.6μm x 12μm，器件工作电流密度为1.25 mA/μm²，差分逻辑摆幅为600 mV，集电极上拉电阻为50Ω，因此分频器输出可直接驱动50Ω输出线而无需缓冲。CML分频器使用串联门控主从锁存器，在CML时钟和数据端口添加发射极跟随器缓冲器可形成ECL分频器。这些集成电路的最大时钟频率分别为47 GHz（CML）和48 GHz（ECL），从 -5V电源供电时，ECL功耗为380 mW，CML功耗为75 mW。
  | 电路类型 | 最大时钟频率 | 功耗（-5V电源） |
  | ---- | ---- | ---- |
  | ECL | 48 GHz | 380 mW |
  | CML | 47 GHz | 75 mW