[发明专利]RF功率器件

说明书

技术领域

本发明涉及射频(RF)功率器件。

背景技术

在半导体衬底上提供阵列形式的RF功率器件是已知的，RF功率器件例如是RF-LDMOS晶体管和GaN-HEMT。

这种功率器件产生大量的热，这可能导致阵列中自加热和器件之间的相互加热。这种加热可能导致性能劣化或甚至晶体管损坏。

在尝试减轻阵列中不同晶体管的相互加热时，将已知阵列设计中的晶体管分隔开给定的距离或间距。在实际器件中使用的间距已知是50-150μm，而晶体管自己的尺寸可以小得多(例如3-15μm)。晶体管之间的空间代表了提供RF功率器件的衬底中的大量无用空间。

功率晶体管典型地具有低输入和输出阻抗。因此对于某些应用，这些功率晶体管与阻抗匹配电路耦合。这些阻抗匹配电路典型地包括诸如电感器或电容器之类的部件。

发明内容

在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述了本发明的各个方面。可以将来自从属权利要求中的特征组合与来自独立权利要求中的特征适当地进行组合，并且不只是仅仅如同权利要求中明确阐述的。

根据本发明的一个方面，提出了一种RF功率器件，包括：

半导体衬底，具有布置成阵列的多个有源区(active region)，其中每一个有源区包括一个或多个RF功率晶体管，并且所述有源区通过非有源区分隔开，所述非有源区用于减少分离的有源区中的RF功率晶体管的相互加热；以及

至少一个阻抗匹配部件，位于所述一个或多个非有源区中。

通过在衬底的非有源区中提供阻抗匹配部件(非有源区本身用于减少分离的有源区中的RF功率晶体管的相互加热)，可以比已知设计更加有效地使用半导体衬底上的空间，在已知设计中阻抗匹配部件与晶体管阵列相分离地设置。

因为由诸如电容器或电感器之类的阻抗匹配部件占据的空间可以与阻抗匹配部件所位于的非有源区近似一样大，并且因为非有源区可以典型地比有源区大得多(以便提供有源区的足够分隔)，所以可以理解的是，根据本发明实施例实现的空间节省在尺寸上可以与晶体管阵列本身占据的总空间相当。因此该空间节省是显著的。

为了本申请的目的，术语“射频”和“RF”指的是范围100MHz≤f≤100GHz中的频率。

可以按照多种不同配置来提供阻抗匹配部件。在一些示例中，可以针对每个非有源区提供多于一个部件。这些部件可以配置成提供所述器件的输入和/或输出阻抗匹配。

如这里所使用的，术语“非有源区(inactive region)”指的是RF功率器件的未被RF功率晶体管占据的区域。因此“非有源”指的是对于RF功率操作的目的而言不活跃的区域。因此可以想到的是可以在非有源区中提供不形成RF功率器件的任何部分的部件。然而在其他示例中，衬底上由非有源区占据的区域不包括除了阻抗匹配部件之外的其他部件。

在一个示例中，非有源区与有源区毗邻。应该理解的是，这允许将阻抗匹配部件设置成在与其关联的晶体管紧密靠近。

在一个示例中，所述器件具有公共栅极连接和/或公共漏极连接。这些公共连接将分离的有源区中的多个RF功率器件的栅极和/或漏极连接在一起。一个或多个阻抗匹配部件可以连接在公共栅极连接和/或公共漏极连接与器件的接地触点之间。在另一个示例中，一个或多个阻抗匹配部件可以连接在公共栅极连接和至少一个RF功率晶体管的栅极之间、和/或一个或多个阻抗匹配部件可以连接在公共漏极连接和至少一个RF功率晶体管的漏极之间。所述非有源区可以与公共栅极连接和/或公共漏极连接毗邻。

如上所述，非有源区可以在半导体衬底上占据比有源区更大的面积。具体地，非有源区可以占据半导体衬底上的面积是有源区占据面积的实质上3至50倍。

附图说明

下面将参考附图、作为非限制性示例描述本发明的实施例，其中相似的参考符号涉及相似的元件，其中：

图1示出了RF功率晶体管的示例；

图2示出了RF功率晶体管的另一个示例；

图3至5分别示出了在半导体衬底上提供的多个RF功率晶体管的不同阵列；

图4至9分别示出了根据本发明实施例的RF功率器件。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的实施例。