微波集成電路

可分為混合微波集成電路和單片微波集成電路。混合微波集成電路是採用薄膜或厚膜技術，將無源微波電路製作在適合傳輸微波信號的基片上的功能塊。電路是根據系統的需要而設計製造的。常用的混合微波集成電路有微帶混頻器、微波低噪聲放大器、功率放大器、倍頻器、相控陣單元等各種寬帶微波電路。單片微波集成電路是採用平面技術，將元器件、傳輸線、互連線直接製做在半導體基片上的功能塊。砷化鎵是最常用的基片材料。微波集成電路起始於20世紀50年代。微波電路技術由同軸線、波導元件及其組成的系統轉向平面型電路的一個重要原因，是微波固態器件的發展。60～70年代採用氧化鋁基片和厚膜薄膜工藝；80年代開始有單片集成電路。

用厚膜技術或薄膜技術將各種微波功能電路製作在適合傳輸微波信號的介質上，然後將分立有源元件安裝在相應位置上組成微波集成電路。微波集成電路所用的介質有高氧化鋁瓷、藍寶石、石英、高優值陶瓷和有機介質等。電路形式有分佈參數式微帶電路和集總參數電路兩種。有源器件使用封裝的微波器件，或直接用芯片。微波集成電路的主要特點，是根據微波整機的要求和微波波段的劃分進行設計和製造，所用集成電路多是專用的。常用的有微帶混頻器、微波低噪聲放大器、微波集成功率放大器、微波集成振盪器、集成倍頻器、微帶開關、集成相控陣單元和各種寬帶電路等。

將微波功能電路用半導體工藝製作在砷化鎵材料或其他半導體材料的芯片上的集成電路。用硅材料製作的微波電路工作於 300～3000吉赫頻段，可以視為硅線性集成電路的擴展，不包括在單片微波集成電路之內。

砷化鎵單片微波集成電路的製作工藝，是在半絕緣砷化鎵單晶片上用外延生長或離子注入硅形成有源層；注入氧或質子產生隔離層（或適合產生隔離層的其他離子）；注入鈹或鋅形成PN結；通過電子束蒸發製作金屬-半導體勢壘;用亞微米光刻、幹法刻蝕、鈍化保護等工藝製作有源器件（如二極管、場效應晶體管）和無源元件（電感、電容、電阻和微帶元件耦合器、濾波器、負載等）以及電路圖形。電路設計也分為集總參數和分佈參數兩種形式。分佈參數主要用於功率電路和毫米波集成電路。毫米波集成電路指工作在 30～300吉赫範圍內的集成電路。

砷化鎵比硅更適合於製作單片微波集成電路（包括超高速電路）主要是由於：①半絕緣砷化鎵襯底的電阻率高達107～109歐·釐米，微波傳輸損耗小；②砷化鎵電子遷移率比硅高5倍左右，工作頻率高,速度快；③關鍵有源器件砷化鎵金屬－半導體場效應晶體管是一種多功能器件，抗輻照性能好，所以砷化鎵單片微波集成電路在固態相控陣雷達、電子對抗設備、戰術導彈、電視衞星接收、微波通信和超高速計算機、大容量信息處理方面有廣泛的應用前景。

已研製成功並逐步實用的單片微波集成電路有：單片微波集成低噪聲放大器、單片電視衞星接收機前端、單片微波功率放大器、單片微波壓控振盪器等。這種電路的設計主要圍繞微波信號的產生、放大、控制和信息處理等功能進行。大部分電路都是根據不同整機的要求和微波頻段的特點設計的，專用性很強。

單片集成與混合集成相比有下列特點：

1）具有更高的使用極限頻率，帶寬可以做得更寬。

2）由於減少了電路上的連結點，性能一致性更好。

3）基片面積更小，集成度可更高，體積、重量更小。

4）不能採用可調節元件。

5）單片集成中不能採用碰撞雪崩渡越時間模式的雪崩渡越時間二極管(IMPATT)。

6）必需採用計算機輔助設計進行電路的精確設計。

7）單片集成只有在大批量時才能成本小、價格低。