具有环路分布的场效应晶体管单元的场效应晶体管制造技术

一种场效应晶体管(FET)，所述FET具有多个FET单元，所述多个FET单元具有被布置在衬底的表面上的多个源极焊盘、多个漏极焊盘以及多个栅电极；所述FET单元中的每一个FET单元具有所述栅电极的其中一个相应的栅电极，所述相应的栅电极被布置在所述源极焊盘的其中一个源极焊盘与所述漏极焊盘的其中一个漏极焊盘之间。所述FET包括：被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的栅电极的栅极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的漏极焊盘的漏极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘的源极触点。所述FET单元呈环路构型布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有环路分布的场效应晶体管单元的场效应晶体管
本公开总体上涉及场效应晶体管(FET)，尤其涉及用于这些FET的改进布局。
技术介绍
如在本领域中已知的，具有多个FET单元的线性阵列的场效应晶体管(FET)被用于许多场合。每一个FET单元具有源极、漏极以及位于源极和漏极之间的栅极，栅极用于控制载流子沿着源极和漏极之间的沟道的流动。还应该理解到，在任何电路应用中，源极和漏极可以颠倒；在任一电路应用中，栅极控制载流子在源极和漏极之间的流动。又如在本领域中已知的，在一些FET中，栅极是被互连至位于衬底的顶部表面上的共用栅极触点的指状栅极。类似地，各个漏极被连接至共用漏极触点电极，源极通过跨越栅极指状部并且或者跨越漏极或者跨越源极的空气桥连接至共用源极触点，空气桥被连接至位于衬底的底部表面上的共用漏极或源极触点。图1示出了具有跨越漏极的空气桥的FET。如图1所示，许多这种FET单元通常在功率放大型单片微波集成电路(MMIC)的输出级中呈线性阵列地堆叠在一起。这些FET单元的线性堆叠决定了MMIC的线性尺寸大小。
技术实现思路
根据本公开，提供了一种场效应晶体管(FET)，所述场效应晶体管具有：多个FET单元，所述多个FET单元具有被布置在衬底的表面上的多个源极焊盘、多个漏极焊盘以及多个栅电极；所述FET单元中的每一个FET单元具有所述栅电极的其中一个相应的栅电极，所述相应的栅电极被布置在所述源极焊盘的其中一个源极焊盘与所述漏极焊盘的其中一个漏极焊盘之间；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的漏极焊盘的漏极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘的源极触点。所述FET单元呈环路构型布置。在一个实施例中，FET的栅极触点被布置在衬底的底部表面上，导电栅极过孔穿过衬底以将栅极触点电连接至栅极焊盘。在一个实施例中，栅极焊盘被布置在环路的内部区域中。在一个实施例中，栅极从栅极焊盘向外突出。在一个实施例中，漏极触点被布置在衬底的上表面上。在一个实施例中，源极触点是被布置在衬底的底部表面上的导体，并且通过穿过衬底的多个导电源极过孔的其中一个相应的导电源极过孔连接至FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘。在一个实施例中，带状导体被布置在衬底的底部上，馈送线的一端被连接至栅极触点，馈送线与布置在衬底的底部表面上并且通过穿过衬底的栅极过孔连接至栅极触点的导体隔开。在一个实施例中，被布置在衬底的底部表面上的带状导体与导体提供共面波导传输线。在一个实施例中，栅极过孔与多个源极过孔提供准同轴传输线。在一个实施例中，环路构型是圆。在附图和以下的描述中阐述了本公开的一个或多个实施例的细节。根据描述和附图以及根据权利要求，本公开的其它特征、目的和优点将是显而易见的。附图说明图1是根据现有技术的具有互连的多个FET单元的场效应晶体管(FET)的平面图；图2是根据本公开的具有互连的多个FET单元的场效应晶体管(FET)的透视图；图3A是图2的FET的平面图；图3B是图3A的FET的平面图，其中为了更清楚地示出图2的FET被空气桥遮盖的元件，图2的FET中所使用的空气桥被移除；图3C是图2的FET的一部分的横截面图，该横截面沿着图3A的线3C-3C截取；图3D是图2的FET的一部分的横截面图，该横截面沿着图3A的线3C-3C截取；图4是图2的FET的分解透视图；以及图5是根据本公开的另一个实施例的具有互连的多个FET单元的FET的透视图；图5A是图5的FET的平面图；以及图5B是图5的FET的横截面图，该横截面沿着图5A的线5B-5B截取，其中FET被安装至印刷电路板，该印刷电路板具有被耦合至该FET的输入阻抗匹配网络(IMN)以及输出阻抗匹配网络(OMN)。在各个附图中，相似的附图标记表示相似的元件。具体实施方式现在参考图2、图3A、图3B、图3C、图3D以及图4，场效应晶体管(FET)10在此被示出为利用光刻化学蚀刻工艺来形成。具体而言，FET10包括多个(在此为八个)FET单元121-128(图3A)，它们通过八个空气桥111-118互连，并且分别由八个栅极G1-G8的其中一个相应的栅极控制(图2及图3A；图3B示出了空气桥111-118被移除以便更清楚地显示单元121-128的FET10)。如图1所示，FET单元121-128中的每一个FET单元具有位于半导体衬底15的上部平坦表面13上的八个栅极G1-G8的其中一个相应的栅极，其中该半导体衬底15例如为具有氮化镓(GaN)的衬底，该八个栅极G1-G8分别与该半导体衬底15的表面13肖特基接触；该八个栅极G1-G8中的每一个栅极通过将在下文更详细描述的方式布置在源极(S)和漏极(D)之间，以控制载流子沿着八个FET单元121-128中的每一个FET单元的源极焊盘(S)与漏极焊盘(D)之间的沟道的流动。需要说明的是：如图所示，栅极G1-G8中的每一个栅极在此是细长的指状栅极，并且从中心的圆形形状栅极焊盘17径向向外延伸。如在图4中更清楚地示出的，栅极焊盘17通过导电栅极过孔21电连接至被布置在半导体衬底15的底部表面19(图2B)上的栅极触点23，该导电栅极过孔21被布置在栅极焊盘17的中心处并且在栅极焊盘17和栅极触点23之间竖直穿过衬底15(图3C和图4)。细长的指状栅极G1-G8绕着共用栅极焊盘17的外周边规则地间隔排布。具体而言，指状栅电极G1-G8被电连接至沿着共用圆形栅极焊盘17的外边缘相继均匀地间隔排布的点P(图3B)。因此，本实施例中的八个细长指状栅极G1-G8彼此隔开四十五度。FET10还包括漏极触点16，该漏极触点16被布置在衬底15的上表面13上并且终止于圆形环状结构18，该圆形环状结构18具有径向向内延伸的多个(在此为四个)突起201-204(图4)，突起201-204绕着圆形结构18的外部周向边沿规则地间隔排布；突起201-204中的每一个突起是与半导体衬底15的表面13欧姆接触的漏极焊盘。突起201-204中的每一个突起通过将在下文更详细描述的方式给中一对相邻的FET单元121-128提供漏极(D)(图2、图3A、图3B)。圆形结构18的中心轴线和圆形共用衬垫17的中心同轴，并且沿着共用竖直Z轴布置，该Z轴垂直于X-Y平面表面13(图3B)。因此，在此，表面13在X-Y平面上，并且共用竖直轴线沿着Z轴。因此，在此，突起201-204彼此隔开九十度。应当指出，突起201-204在距离共用栅极焊盘17的外周边预定距离处终止(图3B)。还应当指出，如图3B所最清楚示出的，突起201-204中的每一个突起被布置在每隔一对的相邻指状栅极G1-G8之间。因此，突起201-204中的每一个突起给FET10提供两个漏极(D)，其中突起201-204的一个径向定位侧向区域(radialpositionedsideregion)给八个FET单元121-128的其中一个FET单元提供漏极，并且相对的径向定位侧向区域给八个FET单元121-128的其中一个相邻的FET单元提供漏极。因此，在此，突起201被布置在栅极G2和栅极G3之间；突起202被布置在栅极G4和栅极G5之间；突起203被布置在栅极G6和栅极G7之间；并且突起204被布置在栅极G8和栅极G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应晶体管(FET)，包括：具有被布置在衬底的表面上的多个源极焊盘、多个漏极焊盘以及多个栅电极的多个FET单元；所述FET单元中的每一个FET单元具有所述栅电极的其中一个相应的栅电极，所述相应的栅电极被布置在所述源极焊盘的其中一个源极焊盘与所述漏极焊盘的其中一个漏极焊盘之间；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的栅电极的栅极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的漏极焊盘的漏极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘的源极触点；其中，所述FET单元呈环路构型布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.19 US 14/830,1481.一种场效应晶体管(FET)，包括：具有被布置在衬底的表面上的多个源极焊盘、多个漏极焊盘以及多个栅电极的多个FET单元；所述FET单元中的每一个FET单元具有所述栅电极的其中一个相应的栅电极，所述相应的栅电极被布置在所述源极焊盘的其中一个源极焊盘与所述漏极焊盘的其中一个漏极焊盘之间；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的栅电极的栅极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的漏极焊盘的漏极触点；被连接至所述FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘的源极触点；其中，所述FET单元呈环路构型布置。2.根据权利要求1所述的FET，其特征在于，还包括被布置在所述衬底的上表面上并且连接至所述多个栅电极的栅极焊盘，所述栅极触点被布置在所述衬底的底部表面上，并且导电栅极过孔穿过所述衬底以将所述栅极触点电连接至所述栅极焊盘。3.根据权利要求1所述的FET，其特征在于，所述栅极焊盘被布置在环路的内部区域中。4.根据权利要求2所述的FET，其特征在于，所述栅极焊盘被布置在环路的内部区域中。5.根据权利要求4所述的FET，其特征在于，所述栅电极从所述栅极焊盘向外突出。6.根据权利要求3所述的FET，其特征在于，所述源极触点或所述漏极触点的其中一个被布置在所述衬底的所述底部表面上。7.根据权利要求3所述的FET，其特征在于，所述源极触点或所述漏极触点的其中一个是被布置在所述衬底的所述底部表面上的导体，并且通过穿过所述衬底的多个导电过孔的其中一个相应的导电过孔连接至所述FET单元中的每一个FET单元的源极焊盘或漏极焊盘中的相应一个。8.根据权利要求7所述的FET，其特征在于，还包括被布置在所述衬底的底部上的带状导体，馈送线的一端通过穿过所述衬底的栅极过孔连接至所述栅极触点，所述馈送线与布置在所述衬底的所述底部表面上的所述导体隔开。9.根据权利要求7所述的FET，其特征在于，布置在所述衬底的所述底部表面上的所述带状导体和所述导体提供共面波导传输线。10.根据权利要求9所述的FET，其特征在于，所述栅极过孔与所述多个过孔提供准同轴传输线。11.根据权利要求1所述的FET，其特征在于，所述环路构型是圆。12.根据权利要求11所述的FET，其特征在于，所述FET包括：衬底；以及被布置在所述衬底的上表面上的栅极焊盘；所述栅极触点被布置在所述衬底的底部表面上；并且导电栅极过孔穿过所述衬底以将所述栅极触点电连接至所述栅极焊盘。13.根据权利要求11所述的FET，其特征在于，所述栅极焊盘被布置在所述圆的中心处。14.根据权利要求12所述的FET，其特征在于，所述栅极焊盘被布置在所述圆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·罗德里格斯，C·M·莱顿，A·J·别卢尼斯，
申请(专利权)人：雷声公司，
类型：发明
国别省市：美国,US