RF放大器封装制造技术

本发明专利技术涉及RF放大器封装。本发明专利技术进一步涉及用于这种放大器封装的、包括RF功率FET的半导体管芯。根据本发明专利技术，RF功率FET包括布置在栅极键合条和第一漏极键合条之间的第二漏极键合条，第一漏极键合条连接到RF放大器封装的输出端。漏极指状物从第二漏极键合条朝向栅极键合条延伸，且漏极指状物朝向第一漏极键合条延伸。第二漏极键合条使用键合线连接到隔直电容器。这些键合线形成电感，该电感与RF功率FET的输出电容在RF放大器封装的工作频率处或RF放大器封装的工作频率附近进行谐振。通过在栅极键合条和第一漏极键合条之间布置第二漏极键合条，RF放大器封装可以以更高的频率工作。RF放大器封装可以以更高的频率工作。RF放大器封装可以以更高的频率工作。

【技术实现步骤摘要】
RF放大器封装


[0001]本专利技术涉及射频
‘
RF
’
放大器封装。本专利技术进一步涉及用于这种放大器封装的半导体管芯。

技术介绍

[0002]图1A和图1B分别示出了已知的RF放大器封装的示意性俯视图和截面图，而图1C示出了其等效电路。
[0003]已知的放大器封装具有输出端1、输入端2和导电衬底3。输出端1和输入端2使用陶瓷环16与衬底3分离。在将RF放大器封装组装在印刷电路板
‘
PCB
’
上之后，衬底3通常连接到PCB的地。
[0004]半导体管芯4布置在衬底3上。在该管芯上布置RF功率场效应晶体管
‘
FET
’
5。RF功率FET 5包括第一组漏极指状物6和栅极指状物7，第一组漏极指状物6和栅极指状物7分别电连接到第一漏极键合条8和栅极键合条9。例如，RF功率FET 5可包括基于硅的横向扩散金属氧化物半导体
‘
LDMOS
’
晶体管。衬底3通常电连接到RF功率FET 5的源极。此外，铜或铜基衬底可用作衬底3，以使得能够对RF功率FET 5进行充分冷却。
[0005]已知的RF放大器封装进一步包括电容器C1、C2，电容器C1、C2可以在其它半导体管芯上实现或者可以以分立组件的形式提供。在图1A和图1B中，电容器C1和C2分别形成在半导体管芯10、11上。在图1A和图1B中，示出了连接到C2的第一端的键合条11
’
，而C2的第二端(未示出)接地。类似地，示出了连接到C1的第一端的键合条10
’
，而C1的第二端(未示出)接地。
[0006]多条键合线12从输入端2延伸到电容器C2的第一端。如上所述，该电容器的第二端接地。例如，半导体管芯11的衬底材料可以导电，来允许从C2的第二端经由半导体管芯11的衬底到安装有半导体管芯11的衬底3的连接具有低欧姆。应注意，衬底3最常见的是在使用期间电接地的导电衬底。多条键合线12具有给定的电感，该电感在图1C所示的等效电路中由电感器L1表示。另外的多条键合线13从C2的第一端延伸到栅极键合条9。该多条键合线在图1C中由电感器L2表示。
[0007]两组多条键合线从第一漏极键合条8延伸。在图1C中由电感器L4表示的多条漏极键合线15从第一漏极键合条8延伸到输出端1。在图1C中由电感器L3表示的多条第一键合线14从第一漏极键合条8延伸到电容器C1的第一端。
[0008]RF功率FET 5包括影响晶体管的行为的寄生组件。这些组件之一是输出电容，其可由布置在RF功率FET 5的漏极端和源极端之间的电容器Cds来表示，如图1C所示。当未考虑该寄生电容时，该寄生电容对功率放大器的增益、功率和效率有很强的影响。
[0009]用于减轻Cds对性能的影响的已知方法是利用平行于Cds放置的电感器。这些组件一起在放大器的工作频率处或接近放大器的工作频率时应显示并联谐振。这可确保Cds和电感器的组合阻抗足够高以不再显著降低放大器的RF行为。
[0010]在图1C中，平行于Cds放置的上述电感器由多条第一键合线14形成，即L3。电容器
C1应足够大以在工作频率处或接近工作频率时用作RF短路。更具体地说，L3和C1的串联连接应在工作频率处或接近工作频率时用作电感，以允许与Cds并联谐振。在直流时，C1阻截到达地的直流(DC)路径。
[0011]从EP 3 499 717 A1中已知根据权利要求1的前序部分的RF放大器封装。在图2A和图2B中分别示出了该封装的示意性俯视图和截面图。通过比较图1A和图2A，可看出在图2A中，提供第二漏极键合条8
’
。第一组漏极指状物6在第一漏极键合条8和第二漏极键合条8
’
之间延伸。此外，电容器C1集成在半导体管芯4上。电容器C1的第一端20使用多条第一键合线14连接到第二漏极键合条8
’
。图2A的实施例的等效电路类似于图1B所示的等效电路。
[0012]在图2A的实施例中，第二漏极键合条8
’
不同于漏极键合条8，多条第一键合线14从第二漏极键合条8
’
延伸，多条漏极键合线15从漏极键合条8延伸。此外，由于第二漏极键合条8
’
朝向半导体管芯4的输入侧偏移得更多，因此在与多条第一键合线14相关联的电流环和与多条漏极键合线15相关联的电流环之间的重叠更少。这将导致图1C中L3和L4之间的互感系数较低。因此，将提高功率放大器的效率和输出阻抗。
[0013]尽管使用第二漏极键合条的优点，但是申请人发现图2A的布局对于以相对高的频率工作的RF放大器封装不是最佳的。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种使得高频性能提高的RF放大器封装。
[0015]根据本专利技术，该目的使用根据权利要求1所述的RF放大器封装来实现，其特征在于，RF功率FET进一步包括第二组漏极指状物，第二组漏极指状物中的每个漏极指状物在第二漏极键合条和栅极键合条之间的区域中延伸，其中，多个栅极指状物中的每个栅极指状物与第一组漏极指状物和第二组漏极指状物中相应的漏极指状物操作地耦合。通过使用第二漏极键合条的已修改的定位，可使用较短的第一键合线，由此增加L3和Cds的谐振频率，并允许RF放大器封装以更高的频率工作。
[0016]与图2A所示的实施例相比，本专利技术的RF功率FET包括至少两个放大段，即：第一段和第二段，第一段与第一组漏极指状物和栅极指状物中与那些漏极指状物相邻布置的部分对应，以及第二段与第二组漏极指状物和栅极指状物中与那些漏极指状物相邻布置的部分对应。
[0017]第一组漏极指状物中的每个漏极指状物布置成与第二组漏极指状物中相应的漏极指状物对齐，以形成相应的一对对齐的漏极指状物。此外，多个栅极指状物中的每个栅极指状物与相应的一对对齐的漏极指状物操作地耦合。
[0018]第一组漏极指状物中的每个漏极指状物可以在第二漏极键合条的第一边缘处或第二漏极键合条的第一边缘附近连接到第二漏极键合条，和/或第二组漏极指状物中的每个漏极指状物可以在第二漏极键合条的与所述第一边缘相对的第二边缘处或第二漏极键合条的第二边缘附近连接到第二漏极键合条。例如，半导体管芯可包括布置在半导体衬底上的金属层堆叠，金属层堆叠包括多个金属层，其中，第二漏极键合条形成在金属层堆叠的相对于半导体衬底在最上方的金属层中，并且其中，第一组漏极指状物和第二组漏极指状物中的漏极指状物和栅极指状物至少在第二漏极键合条的位置处形成在一个或多个下方金属层中。第一组漏极指状物和第二组漏极指状物中的每个漏极指状物可通过最上方的金
属层与所述一个或多个下方金属层之间的相应通孔连接到第二漏极键合条。该通孔可布置在第二漏极键合条的边缘处或第二漏极键合条的边缘附近。此外，第二漏极键合条可包括基本上矩形的基部和多个突起，多条第一键合线结合到基部，多个突起沿着平行于栅极指状物的纵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频RF放大器封装，包括：输入端(2)；输出端(1)；衬底(3)；第一隔直电容器(C1)，具有第一端和接地的第二端；安装在所述衬底上的半导体管芯(4)，所述半导体管芯包括：半导体衬底；集成在所述半导体衬底上的RF功率场效应晶体管FET(5)，所述RF功率FET具有输出电容(Cds)并配置成在工作频率范围内运行；栅极键合条(9)，使用多条栅极键合线直接连接到所述输入端或者经由输入阻抗匹配级连接到所述输入端；第一漏极键合条(8)，使用多条漏极键合线直接连接到所述输出端或者经由输出阻抗匹配级连接到所述输出端；第二漏极键合条(8
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)，布置在所述栅极键合条和所述第一漏极键合条之间；多条第一键合线(14)，将所述第二漏极键合条连接到所述第一隔直电容器的第一端；其中，所述RF功率FET包括：多个栅极指状物(7)，所述多个栅极指状物电连接到所述栅极键合条且所述多个栅极指状物中的每个栅极指状物从所述栅极键合条朝向所述第一漏极键合条延伸并延伸到所述第二漏极键合条下方；第一组漏极指状物(6)，所述第一组漏极指状物中的每个漏极指状物在所述第二漏极键合条和所述第一漏极键合条之间的区域中延伸，其特征在于，所述RF功率FET进一步包括第二组漏极指状物(6
’
)，所述第二组漏极指状物中的每个漏极指状物在所述第二漏极键合条和所述栅极键合条之间的区域中延伸，其中，所述多个栅极指状物中的每个栅极指状物与所述第一组漏极指状物和所述第二组漏极指状物中相应的漏极指状物操作地耦合；其中，所述第一组漏极指状物中的漏极指状物布置成与所述第二组漏极指状物中相应的漏极指状物对齐，以形成相应的多对对齐的漏极指状物，并且其中，所述栅极指状物与所述相应的多对对齐的漏极指状物操作地耦合。2.根据权利要求1所述的RF放大器封装，其中，所述第一组漏极指状物中的每个漏极指状物在所述第二漏极键合条的第一边缘处或所述第二漏极键合条的第一边缘附近连接到所述第二漏极键合条，并且其中，所述第二组漏极指状物中的每个漏极指状物在所述第二漏极键合条的与所述第一边缘相对的第二边缘处或所述第二漏极键合条的第二边缘附近连接到所述第二漏极键合条。3.根据权利要求2所述的RF放大器封装，其中，所述半导体管芯包括布置在所述半导体衬底上的金属层堆叠，所述金属层堆叠包括多个金属层(M0，M1，M2，M3，M4)，其中，所述第二漏极键合条形成在所述金属层堆叠的相对于所述半导体衬底在最上方的金属层(M4)中，并且其中，所述第一组漏极指状物和所述第二组漏极指状物中的漏极指状物和所述栅极指状物至少在所述第二漏极键合条的位置处形成在一个或多个下方金属层中，其中，所述第一组漏极指状物和所述第二组漏极指状物中的每个漏极指状物通过所述最上方的金属层与
所述一个或多个下方金属层之间的相应通孔连接到所述第二漏极键合条，所述通孔布置在所述第二漏极键合条的边缘处或所述第二漏极键合条的边缘附近。4.根据权利要求3所述的RF放大器封装，其中，所述第二漏极键合条包括基本上矩形的基部(24)和多个突起，所述多条第一键合线结合到所述基部，所述多个突起沿着平行于所述栅极指状物的纵向方向的方向从所述基部延伸，其中，每个相应的通孔终止于所述多个突起中相应的突起中。5.根据权利要求4所述的RF放大器封装，其中，所述多个突起包括多个第二突起(24”)，所述多个第二突起中的每个第二突起从所述矩形基部朝向所述栅极键合条延伸，其中，所述第二组漏极指状物中的每个漏极指状物使用相应的通孔连接在该指状物和相应的第二突起之间，其中，所述多个突起包括多个第一突起(24
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)，所述多个第一突起中的每个第一突起从所述矩形基部朝向所述第一漏极键合条延伸，其中，所述第一组漏极指状物中的每个漏极指状物使用相应的通孔连接在该指状物和相应的第一突起之间。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫斯，
申请(专利权)人：安普林荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：