GaN-Si CMOS异质集成方面,有点多方面的需求,比如电子系统小型化、轻型化的持续需求,电子系统减小成本的持续需求;电子系统提高高频性能的持续需求。
CMOS数字(逻辑)电路方面,Si很有优势,比如技术成熟、成本低、功耗低,电路复杂度高、EDA工具成熟等。
但也存在很多技术挑战,比如热兼容性问题,氮化镓微波毫米波电路,发热比较严重,会引起周围Si-CMOS器件的阈值电压漂移、漏电增大等问题;电磁兼容性问题,氮化镓电路工作时的偏压比较大,电场耦合到CMOS区域;射频电路工作时的电磁场分布效应、电磁波辐射;工艺兼容性问题,氮化镓器件制备时的工艺条件,包括金属、温度、应力等对Si-CMOS的器件性能的详细影响;可靠性问题,晶圆键合的界面存在空隙、大量界面态、陷阱中心,可能导致电路的长期可靠性问题。晶圆键合、金属凸块键合的机械强度存在可靠性问题。