SBIR Phase I: Improved X-band T/R Modules for High-Temperature/Power Operation
SBIR 第一阶段:改进的 X 波段 T/R 模块,用于高温/功率操作
基本信息
- 批准号:0712600
- 负责人:
- 金额:$ 10万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2007
- 资助国家:美国
- 起止时间:2007-07-01 至 2007-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Innovation Research Phase I project will develop a hybrid substrate based, Si-on-SiC, for application to X-band circuitry. This innovative approach incorporates the advantages of compound semiconductor devices with the incumbent advantages of Si processing and circuit technology to form hybrid circuits which will enable advanced high-frequency (X-band) amplification systems. The hybrid circuits will be made using a highly-thermally conductive hybrid substrate, so that the heat generated in the X-band devices will be efficiently carried away from the active area. This unique hybrid substrate is a Si-on-SiC hybrid wafer comprised of a very thin Si membrane (~1 micron) that has been sliced from a Si wafer and attached to a SiC wafer. Incorporating an X-band device in close proximity with Si signal processing electronics reduces signal noise compared to the tradional approach of completely seperated systems, while the SiC of the hybrid wafer wicks heat away from both the X-band and Si electronics, thereby allowing for increased power-density of devices, increased packing density of devices per unit area, or some combination of the two. Furthermore, electronics fabricated in the Si layer of the hybrid wafer have all of the advantages of SOI electronics: the ability to operate at high temperatures, resistance to parasitic currents and radiation hardness.The general hybrid circuit technology being developed could also be applied to power conversion systems or any application where SOI based electronics are subjected to high power and high temperature levels. Approximately 2.5 million 200 mm diameter equivalent SOI wafers were produced worldwide in the year 2004 alone. The hybrid wafers offer superior thermal performance compared to conventional SOI while maintaining the incumbent advantages of SOI over bulk Si. This project will lead to improved X-band radar systems for military applications. A typical airborne x-band radar antenna consists of one to three thousand transmit/receive(T/R) modules, each with its own high frequency GaAs amplifier producing on the order of 10 W of power. This makes heat management a critical issue. Overall system size is also an important issue for military applications. Given that a radar system will perform better with more T/R modules, the need to minimize T/R module size is paramount. This project addresses possible solutions to both heat management and T/R module size reduction.
这个小型企业创新研究第一阶段项目将开发一种基于混合衬底的Si-on-SIC,用于X波段电路。这种创新的方法将化合物半导体器件的优势与硅工艺和电路技术的现有优势结合在一起,形成混合电路,从而实现先进的高频(X波段)放大系统。混合电路将使用高导热的混合基板,因此X波段器件中产生的热量将有效地从有源区带走。这种独特的混合衬底是由从硅片切割并连接到碳化硅晶片上的非常薄的硅膜(~1微米)组成的硅-碳化硅混合晶片。与完全分离系统的传统方法相比,将X波段器件与硅信号处理电子器件紧密结合可降低信号噪声,而混合晶片的碳化硅将X波段和硅电子器件的热量带走,从而提高器件的功率密度、单位面积器件的封装密度或两者的某种组合。此外,在混合硅片的硅层中制造的电子器件具有SOI电子器件的所有优点:在高温下工作的能力,抗寄生电流和抗辐射能力。正在开发的通用混合电路技术也可以应用于功率转换系统或任何基于SOI的电子器件承受高功率和高温水平的应用。仅2004年一年,全球就生产了大约250万片直径相当于200 mm的SOI晶片。与传统SOI相比,混合晶片提供了卓越的热性能,同时保持了SOI相对于体硅的固有优势。该项目将改进用于军事应用的X波段雷达系统。一个典型的机载X波段雷达天线由一到三千个发射/接收(T/R)模块组成,每个模块都有自己的高频功率放大器,功率约为10W。这使得热管理成为一个关键问题。整个系统的规模对于军事应用也是一个重要的问题。考虑到拥有更多的T/R组件,雷达系统的性能会更好,因此需要最大限度地减少T/R组件的大小。该项目解决了热管理和T/R模块尺寸缩小的可能解决方案。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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