罗 鑫

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

0 引 言

目前，二维有源相控阵按照组装方式主要分为砖式和瓦式[1-2]。砖式结构是芯片放置方向垂直于相控阵天线阵面孔径，电路采用纵向集成横向组装，由于纵向不受限于半波长可根据设计需求扩展，Z向尺寸大，因此，这种结构集成度较低，在实际应用中很难实现中大型阵列规模并保证TR组件长期可靠的工作[3]。而根据系统应用的要求和技术发展情况,有源相控阵天线正朝着小型化、高性能、低成本等方面不断发展[4]。若继续采用集成相对较低的“砖式”结构方式，有源相控阵天线很难实现小型化、轻重量设计。

随着频段的不断扩展，瓦式TR组件在有限的半波长平方内难以完成高密度集成TR组件设计[5]。当前微波及毫米波器件的制造工艺主要分为以互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)或双极互补金属氧化物半导体(Bipolar CMOS,BiCMOS)为代表的硅基半导体工艺和以砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体工艺两大类。GaAs(或GaN)工艺制造的元件的优势在于可以获得较大的输出功率和较低的噪声特性，但另一方面，该工艺也存在集成度低、成本高、无法集成大规模数字电路、工艺一致性较差等问题。CMOS是一种基于硅衬底和标准制造流程的集成电路工艺，虽然在最大输出功率和噪声性能方面逊于GaAs工艺，但具有集成度高、功耗低、成本低等优势，已成为制备大规模集成电路的主流工艺技术。而瓦式TR组件的器件采用唯一一种毫米波器件制造工艺，难以同时满足集成密度、功能密度、射频性能以及可实现性的需求[6]。……