包含相关系统、装置及方法的功率放大器模块制造方法及图纸

本发明专利技术涉及包含相关系统、装置及方法的功率放大器模块，其包含：功率放大器，其包含GaAs双极晶体管，所述GaAs双极晶体管具有集极、邻接所述集极的基极及射极，所述集极在与所述基极的结处具有至少约3×1016cm-3的掺杂浓度，所述集极还具有其中掺杂浓度远离所述基极增加的至少第一分级；及RF发射线，其由所述功率放大器驱动，所述RF发射线包含导电层及所述导电层上的表面处理镀层，所述表面处理镀层包含金层、接近所述金层的钯层及接近所述钯层的扩散势垒层，所述扩散势垒层包含镍且具有小于约镍在0.9GHz下的集肤深度的厚度。本发明专利技术还提供所述模块的其它实施例连同其相关方法及组件。

【技术实现步骤摘要】
包含相关系统、装置及方法的功率放大器模块 分案申请的相关信息 本申请是国际申请号为PCT/US2013/045742,申请日为2013年6月13日，优先权 日为2012年6月14日，专利技术名称为包含相关系统、装置及方法的功率放大器模块的PCT 申请进入国家阶段后申请号为201380001003. 0的中国专利技术专利申请的分案申请。 相关申请案夺叉参考 本申请案主张来自2012年6月14日提出申请的美国临时申请案61/659, 848的 优先权权益。
本专利技术一般来说涉及功率放大器，且明确地说涉及功率放大器模块。更具体来说 但不限定于根据最佳实践模式描述的下文中的特定实施例，本专利技术涉及供在无线通信中使 用的功率放大器模块且包含相关的系统、装置及方法。
技术介绍
移动装置中可包含功率放大器以放大RF信号以供经由天线发射。举例来说，在具 有时分多址（TDMA)架构（例如全球移动通信系统（GSM)中所找到的所述架构）、码分多址 (CDMA)及宽带码分多址（W-CDMA)系统的移动装置中，可使用功率放大器来放大具有相对 低功率的RF信号。管理RF信号的放大可为重要的，这是因为所要发射功率电平可取决于 用户远离基站及/或移动环境多远。功率放大器还可用以帮助随时间调节RF信号的功率 电平，以便在经指派接收时槽期间阻止发射信号干扰。 功率放大器的电力消耗及与其相关联的功率附加效率（PAE)可为重要考虑。鉴于 与提供声音、数据及系统控制的无线通信相关联的日益增加的要求，需要经改进功率放大 器、功率放大器模块以及与其相关的装置、系统及方法。此外，需要具有经改进功率效率的 功率放大器。 本专利技术的某些特定方面涉及集成电路封装领域，且更明确地说涉及形成用于封装 射频（RF)集成电路（1C)的线接合垫的系统及方法。 将硅或其它半导体晶片制作成集成电路，如1C制作领域的技术人员已知。将1C 接合并电连接到具有若干电及金属迹线层的载体或衬底，且进行封装以供使用。将表面电 镀材料电镀到铜迹线的顶部层上以在1C与衬底之间提供电连接点，从而准许1C与外部世 界介接。传统上，镍/金（Ni/Au)已经是用于RFIC产品的标准表面电镀材料，且在特定情 形中，RFIC线接合到电镀于衬底的表面上的Ni/Au线接合垫以形成RFIC与其封装的电连 接。然而，金价格的增加已增加与Ni/Au表面镀层相关联的封装成本。 本专利技术的其它特定方面涉及集成电路布局及封装领域，且更明确地说涉及射频 (RF)集成电路（1C)的布局及封装的系统及方法。 本专利技术的又一些方面更明确地说涉及双极晶体管及包含双极晶体管的产品。双极 晶体管（例如异质结双极晶体管（HBT))实施于各种各样的应用中。此些双极晶体管可形 成于半导体衬底（例如砷化镓（GaAs)衬底）上。双极晶体管的一种说明性应用是在功率 放大器系统中。随着技术演进，功率放大器系统的规范已变得满足起来更苛刻。 如上文所指示，功率放大器性能的一个方面是线性。线性性能的量度可包含沟道 功率比（例如邻近沟道功率比（ACPR1)及替代沟道功率比（ACPR2))及/或沟道泄漏功率 比（例如邻近沟道泄漏功率比（ACLR1)及替代沟道泄漏功率比（ACLR2))。ACPR2及ACLR2 可称为第二沟道线性量度。ACPR2值与ACLR2值可在以与所关注频率具有约1. 98MHz的偏 移测量时相对应。 按惯例，文献中的多数出版物已集中于ACPR1及ACLR1线性量度，且极少出版关于 ACRP2或ACLR2的出版物。来自行业的最近ACPR2及ACLR2系统规范已特别难以满足，尤其 在满足与RF增益相关的其它系统规范时更如此。因此，在包含双极晶体管的系统（例如功 率放大器系统）中需要经改进线性。 本专利技术的再一些方面涉及用于功率放大器的双模式数字控制接口。 若干个电子装置（包含无线装置）可具有由前端组件控制或设定的一个或一个以 上组件。举例来说，功率放大器可由功率放大器控制器设定或配置。在一些情形中，功率放 大器控制器可自身由另一接口组件基于装置的状态控制或配置。 通常，装置内的各种组件将通过不同组织形成。为促进可通过不同组织设计的组 件之间的互通性，通常针对不同类型的装置及组件采用若干标准。随着技术进步，标准可改 变或可采用新标准。在一些情形中，较新标准与较旧标准不兼容。 且本专利技术的再一些方面涉及异质结双极晶体管（HBT)功率放大器偏置电路。功率 放大器通常为可放大输入信号以产生显著大于所述输入信号的输出信号的有源元件。存在 许多类型的功率放大器且存在用以形成功率放大器的许多方式。举例来说，一些功率放大 器可使用异质结双极晶体管（HBT)形成。许多HBT功率放大器使用二极管堆叠偏置配置。 在一些此类配置中，二极管堆叠偏置配置展现对装置3的敏感性，此可导致放大器的大致 静态电流变化。此外，静态电流的变化可影响性能参数且可使产品良率降级。 本专利技术的其它方面涉及理解在一些半导体材料系统中，可能将不同装置技术组合 于单个半导体裸片上以形成混合结构。举例来说，在特定材料系统中，可能将异质结双极晶 体管（HBT)与场效应晶体管（FET) -起集成于单个衬底上，以制作称为BiFET的结构。装置 (例如RF功率放大器）可使用BiFET技术制作以具有经增加设计灵活性。因此，包含HBT 及FET的BiFET功率放大器可有利地经设计以在比双极晶体管功率放大器低的参考电压下 操作。装置制造商特别关注可通过将FET集成到砷化镓（GaAs)HBT工艺中而形成的高功率 BiFET放大器。然而，用以将FET集成到GaAsHBT工艺中的先前尝试仅已产生n型FET装 置。 因此，具有包含p型FET装置且可包含互补n型及p型FET装置的BiFET装置结 构将为合意的。 且本文中所揭示的经改进技术的再一些方面涉及终止信号的谐波分量。在相对高 频率应用（例如射频（RF)应用）中，可发生不希望的信号反射及/或噪声。此不希望的信 号反射及/或噪声可在信号的基本频率及/或其它频率（例如信号的基本频率的谐波）下 发生。为减小信号反射及/或噪声的影响，可实施阻抗匹配。其中最小化不希望的信号反 射及/或噪声为有利的一种说明性应用为功率放大器系统。 功率附加效率（PAE)为用于评定功率放大器的一个度量。另外，线性为用于评定 功率放大器的另一度量。PAE及/或线性可为顾客（例如原始装备制造商（OEM))通过其 确定购买哪些功率放大器的度量。例如，顾客可能由于PAE对顾客的产品的影响而不购买 具有低于特定电平的PAE的功率放大器。举例来说，较低PAE可减小电子装置（例如移动 电话）的电池寿命。然而，增强PAE可以不利地影响线性为代价。类似地，改进线性可致使 PAE的减少。同时，顾客希望具有高线性及高PAE的功率放大器。 功率放大器的输出处的负载线可影响PAE及线性两者。一些常规功率放大器系统 已包含用以在功率放大器输出信号的基本频率下匹配功率放大器输出的阻抗且还用以执 行谐波终止的负载线。然而，已证明难以用最优化PAE及线性两者的方式匹配功率放大器 输出的基本频率的阻抗同时包含谐波终止。因此，需要改进功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率放大器模块，其包括：功率放大器，其包含砷化镓GaAs双极晶体管，所述GaAs双极晶体管具有集极、邻接所述集极的基极及射极，所述集极在与所述基极的结处具有至少约3×1016cm‑3的掺杂浓度，所述集极还具有其中掺杂浓度远离所述基极增加的至少第一分级；及RF发射线，其由所述功率放大器驱动，所述RF发射线包含导电层及所述导电层上的表面处理镀层，所述表面处理镀层包含金层、接近所述金层的钯层及接近所述钯层的扩散势垒层，所述扩散势垒层包含镍且具有小于约镍在0.9GHz下的集肤深度的厚度。

【技术特征摘要】
2012.06.14 US 61/659,8481. 一种功率放大器模块，其包括： 功率放大器，其包含砷化镓GaAs双极晶体管，所述GaAs双极晶体管具有集极、邻接所 述集极的基极及射极，所述集极在与所述基极的结处具有至少约3X1016cnT3的掺杂浓度， 所述集极还具有其中掺杂浓度远离所述基极增加的至少第一分级；及 RF发射线，其由所述功率放大器驱动，所述RF发射线包含导电层及所述导电层上的表 面处理镀层，所述表面处理镀层包含金层、接近所述金层的钯层及接近所述钯层的扩散势 垒层，所述扩散势垒层包含镍且具有小于约镍在0. 9GHz下的集肤深度的厚度。2. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其进一步包括输出匹配网络，所述输出匹 配网络具有：第一终止电路，其经配置以匹配所述功率放大器的输出的基本频率；及第二 终止电路，其经配置而以所述功率放大器的所述输出的谐波的相位终止，所述第一终止电 路包含所述RF发射线的至少一部分。3. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其中所述功率放大器包含于具有氮化钽终 止的穿晶片通孔的功率放大器裸片上。4. 根据权利要求3所述的功率放大器模块，其中所述功率放大器裸片进一步包含： GaAs衬底；金层，其安置于所述GaAs衬底的第一侧上；及铜层，其安置于所述GaAs衬底的 与所述第一侧相对的第二侧上，所述氮化钽终止的穿晶片通孔经配置以将所述金层电连接 到所述铜层。5. 根据权利要求4所述的功率放大器模块，其中所述功率放大器裸片进一步包含氮化 钽终止区域，所述氮化钽终止区域经配置以环绕所述铜层与所述金层之间的界面的至少一 部分以便抑制来自所述铜层的铜到所述GaAs衬底中的扩散。6. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其中所述GaAs双极晶体管为包含于功率放 大器裸片上的异质结双极晶体管HBT，所述功率放大器裸片进一步包含由至少一个HBT层 形成的电阻器。7. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其进一步包括：线接合，其与所述RF发射 线的所述金层接触；至少一个边缘，其邻近所述线接合；及至少一个侧壁，其邻近所述至少 一个边缘，所述至少一个侧壁不含所述RF发射线的所述镍层、所述RF发射线的所述钯层及 所述RF发射线的所述金层。8. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其进一步包括： 双模式控制接口，其具有经配置以提供串行接口的前端核心； 电压输入/输出VIO引脚，其经配置以接收VIO信号，所述VIO信号确定所述前端核心 的操作模式是否被设定为作用状态与非作用状态中的一者，所述双模式控制接口经配置以 在所述前端核心被设定为所述非作用状态时提供通用输入/输出GPIO接口； 组合逻辑块，其经配置以将启用信号及模式信号分别提供到启用电平移位器及模式电 平移位器；及 电力接通复位，其经配置以基于所述VIO信号而选择所述启用信号及所述模式信号以 分别提供到所述启用电平移位器及所述模式电平移位器。9. 根据权利要求1所述的功率放大器模块，其进一步包括RF隔离结构，所述RF隔离结 构包含沿所述功率放大器模块的外围安置的线接合。10. -种功率放大器模块，其包括： 功率放大器，其经配置以接收RF输入信号且产生经放大RF输出信号，所述功率放大器 包含GaAs双极晶体管，所述GaAs双极晶体管具有集极、邻接所述集极的基极及射极，所述 集极在与所述基极的结处具有至少约3X1016cnT3的掺杂浓度，所述集极还具有其中掺杂浓 度远离所述基极增加的至少第一分级；及 输出匹配网络，其包含：第一终止电路，其经配置以匹配所述经放大RF输出信号的基 本频率的阻抗；及第二终止电路，其与所述第一终止电路分离，所述第二终止电路经配置而 以对应于所述经放大RF输出信号的谐波频率的相位终止。11. 根据权利要求10所述的功率放大器模块，其中所述功率放大器驱动具有扩散势垒 层的RF发射线，所述扩散势垒层包含镍且具有小于约0. 5 y m的厚度。12. 根据权利要求11所述的功率放大器模块，其中线接合将所述功率放大器的输出电 连接到所述RF发射线，所述线接合包含于所述第一终止电路中。13. 根据权利要求11所述的功率放大器模块，其进一步包括双模式控制接口，所述双 模式控制接口经配置以在单个裸片上提供射频前端RFFE串行接口及三模式通用输入/输 出GPIO接口两者。14. 根据权利要求11所述的功率放大器模块，其进一步包括RF隔离结构，所述RF隔离 结构包含沿所述功率放大器模块的外围安置的线接合。15. -种功率放大器模块，其包括： 功率放大器，其经配置以接收RF输入信号且产生经放大RF信号； RF发射线，其经配置以传播所述经放大RF信号，所述RF发射线包含：金层，其经配置 以接收所述经放大RF信号；钯层，其接近所述金层；及扩散势垒层，其接近所述钯层；及导 电层，其接近所述扩散势垒层，所述扩散势垒层包含镍且具有小于约镍在0. 45GHz下的集 肤深度的厚度； 第一终止电路，其经配置以匹配所述经放大RF信号的基本频率的阻抗，所述第一终止 电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍华德·E·陈，亦凡·郭，庭福·吴·黄，迈赫兰·贾纳尼，田·敏·古，菲利浦·约翰·勒托拉，安东尼·詹姆斯·洛比安可，哈迪克·布潘达·莫迪，黄·梦·阮，马修·托马斯·奥扎拉斯，山德拉·刘易斯·培帝威克，马修·肖恩·里德，詹斯·阿尔布雷希特·理吉，大卫·史蒂芬·雷普利，宏晓·邵，宏·沈，卫明·孙，祥志·孙，帕特里克·劳伦斯·韦尔奇，小彼得·J·札帕帝，章国豪，
申请(专利权)人：西凯渥资讯处理科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US