[发明专利]使用穿通效应的放大器电压限制

说明书

在此公开的是用于在半导体电路中使用硅通孔(TSV)定位来电压钳位的系统和方法。公开了一种半导体裸芯，其包含硅基底、具有置于所述基底上的集电极区、发射极区、基极区和子集电极区的双极型晶体管、和硅通孔(TSV)，该硅通孔位于所述子集电极区的35μm内，以便将所述双极型晶体管的峰值电压钳位在电压极限电平处。

本申请是申请日为2014年12月30日、申请号为201410842594.0、发明名称为《使用穿通效应的放大器电压限制》的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求于2013年12月31日提交的题为AMPLIFIER VOLTAGE LIMITING USINGPUNCH-THROUGH EFFECT″的美国临时申请第 61/922,618号的优先权，通过整体引用该临时申请的公开将其合并于此。

技术领域

本公开总体涉及半导体器件。

背景技术

某些半导体器件易受过电压状况影响，这种过电压状况会导致对器件和/ 或周围电路的损坏以及/或者对其产生其他不期望的影响。

发明内容

在一些实施方式中，本公开涉及半导体裸芯，其包含硅基底(substrate)、具有布置在所述基底上的集电极区、发射极区、基极区和子集电极区的双极型晶体管、和硅通孔(through-silicon via，TSV)，该硅通孔位于所述子集电极区的35μm内，以便将所述双极型晶体管的峰值电压钳位于电压极限电平处。

该TSV可以布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约 15-25μm之间。在某些实施例中，该TSV被布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离为大约20μm。在某些实施例中，该TSV被布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约10-15μm之间。

在某些实施例中，该电压极限电平在大约4-9伏特之间。该双极型晶体管可以是具有硅或硅锗合金基极的双极型晶体管。该硅基底可以包含高电阻率部分。另外，双极型晶体管可以被布置在所述高电阻率部分之上。该高电阻率部分可以具有大于500Ohm*cm(欧姆*厘米)的电阻率值。例如，该高电阻率部分可以具有大约1k Ohm*cm的电阻率。在某些实施例中，该双极型晶体管是功率放大器的组件。

在此公开的某些实施例提供制造半导体裸芯的工艺，包含提供硅基底；在所述基底上形成具有集电极区、发射极区和基极区的双极型晶体管；以及在所述基底上形成硅通孔(TSV)，其位于所述子集电极区的35μm内，以便将所述双极型晶体管的峰值电压钳位于电压极限电平处。

该TSV可以被形成为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约 15-25μm之间。在某些实施例中，该TSV被形成为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离为大约20μm。在某些实施例中，该TSV形成为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约10-15μm之间。该电压极限电平在大约 4-9伏特之间。

在此公开的某些实施例提供一种射频(RF)模块，包含：封装基底，被配置为容纳多个组件；以及安装在所述封装基底上的裸芯，所述裸芯包含功率放大器，所述功率放大器包含双极型晶体管，所述双极型晶体管具有集电极区、发射极区、基极区和子集电极区，所述裸芯还包含硅通孔(TSV)，其位于所述子集电极区的35μm内，以便将所述双极型晶体管的峰值电压钳位于电压极限电平处。该RF模块还可以包含多个连接器，被配置为提供所述裸芯和所述封装基底之间的电连接。

该TSV可以被布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约 15-25μm之间。在某些实施例中，该TSV被布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离为大约20μm。在某些实施例中，该TSV被布置为与所述双极型晶体管的子集电极区的距离在大约10-15μm之间。

附图说明