用于功率器件中的谐波控制的电容器网络制造技术

本发明专利技术公开了用于功率器件中的谐波控制的电容器网络。提出了用于谐波控制和其他目的的电容器网络的新类型、结构和布置。在一个示例中，集成器件包括电容器网络和一个或更多个功率器件。电容器网络包括接合焊盘和金属

【技术实现步骤摘要】
用于功率器件中的谐波控制的电容器网络


[0001]本专利技术涉及用于功率器件中的谐波控制的电容器网络。

技术介绍

[0002]由半导体材料形成的高速功率放大器具有各种有用的应用，例如射频(RF)通信、雷达、RF能量、功率转换和微波应用。在当前和所提出的通信标准(例如WiMax、4G和5G)下支持移动通信可能对由半导体晶体管构造的高速放大器提出高性能要求。放大器可能需要满足与输出功率、信号线性度、信号增益、带宽和效率等有关的性能规范。
[0003]高效、高速、宽带、高功率放大器可以由在并联电路路径中工作并且由半导体材料例如但不限于氮化镓(GaN)材料形成的多个晶体管构造。由于GaN材料的理想的电子和电光特性，近年来GaN材料受到了相当大的关注。由于其宽带隙，GaN材料对于高速、高压和高功率应用有用。

技术实现思路

[0004]提供了用于谐波控制和其他目的的电容器网络的结构和布置。在一个示例中，形成在基板上的电容器网络包括接合焊盘、金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器、以及贯穿基板的通孔。MIM电容器包括第一金属层、第二金属层以及第一金属层与第二金属层之间的绝缘层。第一金属层电耦合至接合焊盘，并且第二金属层通过贯穿基板的通孔电耦合至基板的底侧上的地平面。在另一示例中，电容器网络包括多个贯穿基板的通孔，并且MIM电容器的第二金属层通过贯穿基板的通孔电耦合至地平面。
[0005]在其他示例中，电容器网络包括电耦合至接合焊盘的多个MIM电容器，并且MIM电容器中的每一个通过多个贯穿基板的通孔电耦合至地平面。在一种情况下，多个MIM电容器可以沿接合焊盘的一侧布置。在其他情况下，MIM电容器可以沿接合焊盘的两个或更多个侧布置。在又一些其他示例中，电容器网络包括分别电耦合至接合焊盘的多个接合焊盘和多个MIM电容器。MIM电容器中的每一个可以通过多个贯穿基板的通孔电耦合至地平面。
[0006]在另一实施方式中，一种集成器件包括形成在第一基板上的功率晶体管以及形成在第二基板上的电容器网络。第一基板和第二基板可以一起布置在集成器件的单个器件封装中。电容器网络包括接合焊盘、金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器和贯穿基板的通孔。MIM电容器包括第一金属层、第二金属层以及第一金属层与第二金属层之间的绝缘层。第一金属层电耦合至接合焊盘，并且第二金属层通过贯穿基板的通孔电耦合至基板的底侧上的地平面。
[0007]在其他示例中，集成器件还可以包括形成在第三基板上的第二电容器网络。第一基板、第二基板和第三基板可以一起布置在集成器件的单个器件封装中。集成器件可以包括电耦合在功率晶体管与电容器网络之间的至少一个接合线。集成器件还可以包括电耦合在功率晶体管与第二电容器网络之间的至少一个其他接合线。在实施方式的一个方面中，电容器网络可以实施为MIM电容器网络，并且第二电容器网络可以实施为金属
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氧化物
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半
导体(MOS)电容器网络。
附图说明
[0008]可以参照以下附图更好地理解本公开内容的各方面。注意，附图中的元件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地示出实施方式的原理上。在附图中，贯穿若干视图，相似的附图标记表示相似或对应但不一定相同的元件。
[0009]图1示出了根据本文中描述的各种实施方式的示例放大器。
[0010]图2示出了根据本文中描述的各种实施方式的放大器的部件的示例封装布局。
[0011]图3示出了根据本文中描述的各种实施方式的示例电容器网络。
[0012]图4A示出了在根据本文中描述的各种实施方式的图3中示出的电容器网络中使用的示例电容器布置。
[0013]图4B示出了根据本文中描述的各种实施方式的图4A中标识的截面图A
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A。
[0014]图5示出了根据本文中描述的各种实施方式的另一示例电容器网络。
[0015]图6示出了包括根据本文中描述的构思的电容器网络的放大器的示例封装布局。
具体实施方式
[0016]例如，支持移动通信和无线互联网接入的应用可以对由半导体晶体管构造的高速RF放大器提出高性能要求。放大器可能需要满足与输出功率、信号线性度、信号增益、带宽和效率等有关的性能规范。可以在放大器的各个级中使用多个晶体管。由于设计中每一级的需求可能不同，因此单个放大器中的各个晶体管的许多特性彼此相比可能不同。
[0017]尽管已知多种不同的放大器拓扑，但是放大用于通信的信号的一种方法是使用多尔蒂(Doherty)放大器。标准多尔蒂功率放大器利用两个晶体管——主晶体管或载波晶体管以及辅助晶体管或峰值晶体管。主晶体管通常被设计为在宽范围的输入功率上线性地且高效地工作，并且耗散相对大量的功率。辅助晶体管被设计为在相对较高的输入功率下工作，并且耗散相对少量的功率。
[0018]本文中描述的实施方式的方面可以用于在功率放大器中的功率晶体管的输入处使用输入网络的更好的二次谐波终止(second
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harmonic termination)，以及其他益处。实施方式可以增加功率放大器和相关集成器件中的晶体管的峰值漏极效率和峰值输出功率。因此，描述了用于功率放大器中的谐波控制和其他目的的电容器网络的新类型、结构和布置。
[0019]在一个示例中，集成器件包括电容器网络和一个或更多个功率器件。电容器网络包括接合焊盘和一个或更多个金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器。电容器包括第一金属层、第二金属层、第一金属层与第二金属层之间的绝缘层、以及一个或更多个贯穿基板的通孔。第一金属层耦合至接合焊盘，并且第二金属层通过通孔耦合至基板的底侧上的地平面。多个电容器可以围绕电容器网络中的接合焊盘布置，以得到具有相对高品质(“Q”)因子的定制电容。集成器件中的匹配网络可以并入电容器网络以减少损耗，提供更好的谐波终止，并且实现功率器件的更好的相位对准。
[0020]转到附图，图1示出了根据本文中描述的各种实施方式的示例放大器10。放大器10包括多尔蒂放大器，如下所述。提供放大器10作为可以受益于使用本文中描述的电容器网
络和谐波控制构思的一种类型的集成电路的代表性示例。其他类型的放大器和其他集成电路可以利用所述构思且并入所述构思，并且所述构思不限于与任何特定类型的放大器、集成电路或集成器件封装一起使用。
[0021]放大器10包括90度功率分配器11，该90度功率分配器11将接收的RF输入信号划分成两个输出，这两个输出分别耦合至布置在并联电路支路上的主放大器16和辅助或峰值放大器20。功率分配器11还使提供给峰值放大器20的信号的相位相对于提供给主放大器13的信号的相位延迟(例如，大约90度)。
[0022]放大器10还包括阻抗匹配部件12和14，阻抗匹配部件12和14分别耦合在主放大器16和峰值放大器20之前。阻抗匹配部件将功率分配器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成在基板上的电容器网络，包括:接合焊盘；金属
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绝缘体
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金属MIM电容器，所述MIM电容器包括第一金属层、第二金属层以及所述第一金属层与所述第二金属层之间的绝缘层；以及贯穿基板的通孔，其中：所述第一金属层电耦合至所述接合焊盘；并且所述第二金属层通过所述贯穿基板的通孔电耦合至所述基板的底侧上的地平面。2.根据权利要求1所述的电容器网络，其中：所述电容器网络包括多个贯穿基板的通孔；并且所述MIM电容器的第二金属层通过所述多个贯穿基板的通孔电耦合至所述地平面。3.根据权利要求1所述的电容器网络，其中，所述电容器网络包括电耦合至所述接合焊盘的多个MIM电容器。4.根据权利要求3所述的电容器网络，其中，所述多个MIM电容器中的每一个通过多个贯穿基板的通孔电耦合至所述地平面。5.根据权利要求3所述的电容器网络，其中，所述多个MIM电容器沿所述接合焊盘的一侧布置。6.根据权利要求3所述的电容器网络，其中，所述多个MIM电容器沿所述接合焊盘的多个不同侧布置。7.根据权利要求1所述的电容器网络，其中，所述电容器网络包括：多个接合焊盘；以及多个MIM电容器，所述多个MIM电容器电耦合至所述多个接合焊盘。8.根据权利要求7所述的电容器网络，其中，所述多个MIM电容器中的每一个通过多个贯穿基板的通孔电耦合至所述地平面。9.一种集成器件，包括：功率晶体管，所述功率晶体管形成在第一基板上；以及电容器网络，所述电容器网络形成在第二基板上，所述电容器网络包括：接合焊盘；金属
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绝缘体
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金属MIM电容器，所述MIM电容器包括第一金属层、第二金属层以及所述第一金属层与所述第二金属层之间的绝缘层；以及贯穿基板的通孔，所述贯穿基板的通孔将所述第二金属层电耦合至所述第二基板的底侧上的地平面；以及至少一个接合线，所述至少一个接合线电耦合在所述功率晶体管与所述电容器网络的接合焊盘之间。10.根据权利要求9所述的集成器件，其中：所述电容器网络包括多个贯穿基板的通孔；并且所述MIM电容器的第二金属层通过所述多个贯穿基...

【专利技术属性】
技术研发人员：普里特，
申请(专利权)人：镁可微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：