意法無源器件集成技術(shù)取得突破

基于 PZT Perovskites的新型材料允許電容密度提高50倍


意法半導(dǎo)體近日首次公布了一項(xiàng)關(guān)于在薄膜無源器件集成工藝中大幅度提高結(jié)電容密度的突破性技術(shù)的細(xì)節(jié)，這項(xiàng)新技術(shù)大幅度擴(kuò)展了ST世界領(lǐng)先的IPADTM（集成無源及有源器件技術(shù)）的功能，允許集成電容密度高于30nF/mm2的電容器，比現(xiàn)有的采用硅或鉭的氧化物或氮化物的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)提高電容密度50倍。

這項(xiàng)技術(shù)是以一類被稱作“PZT Perovskites”的物質(zhì)為基礎(chǔ)，該類物質(zhì)是一種化合物，主要元素是鉛、鋯、鈦及氧，根據(jù)鋯和鈦的比例，物質(zhì)可發(fā)生多種變化。這種物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)十分突出，它的介電常數(shù)高達(dá)900，具體參數(shù)視特定的物質(zhì)而定，這個(gè)數(shù)值是二氧化硅的200倍。同樣重要的是，這種物質(zhì)在經(jīng)過驗(yàn)證的IPAD量產(chǎn)制造流程中的集成費(fèi)用很低。

無源器件集成技術(shù)非常重要，特別是在移動(dòng)通信應(yīng)用中，設(shè)備需要集成復(fù)雜的濾波和保護(hù)功能，這些功能通常需要大量的無源器件，如電阻器、電容器、電感器等，而移動(dòng)設(shè)備的電路板空間又十分有限。以手機(jī)為例，一臺(tái)手機(jī)需要幾百個(gè)無源器件，其中一半以上是電容器。ST的IPAD技術(shù)允許將大量的無源組件與有源器件集成在一起，例如，在一個(gè)執(zhí)行特定的濾波或保護(hù)功能的單一結(jié)構(gòu)內(nèi)集成ESD保護(hù)二極管。

在這類集成技術(shù)中，發(fā)現(xiàn)可以集成更高的電容或電阻的新型材料是一個(gè)連續(xù)不斷的挑戰(zhàn)。在電容問題上，因?yàn)殡娙萑Q于表面積和介電常數(shù)，而人們總是期望表面積變得更小，所以物質(zhì)的介電常數(shù)是最重要的因素。去耦合和低頻過濾通常需要電容更高的電容器，ST新的PZT技術(shù)則代表了在集成更高電容器技術(shù)上的一項(xiàng)巨大的突破。

這項(xiàng)技術(shù)將系統(tǒng)劃分優(yōu)化提高到了一個(gè)新的水平，將會(huì)在尺寸、性能、成本和上市時(shí)間方面給客戶帶來巨大的好處，一個(gè)IPAD裸片可以取代30多個(gè)分立器件，而且兼容倒裝片封裝或IC的SiP組裝。

意法半導(dǎo)體發(fā)明了IPAD技術(shù)，是全球IPAD器件的領(lǐng)導(dǎo)廠商。因?yàn)镾MD封裝被取代，PCB板連接設(shè)計(jì)更短，寄生干擾現(xiàn)象降低，組件集成度提高，頻率特性明顯改善，新的PZT技術(shù)將會(huì)加強(qiáng)ST的領(lǐng)導(dǎo)地位。

截至發(fā)稿日，ST已經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)了大量的客戶指定器件，不久將向開放市場(chǎng)推出標(biāo)準(zhǔn)器件，屆時(shí)將會(huì)公布深入的技術(shù)細(xì)節(jié)。