[实用新型]一种提高功率集成电路无源器件性能的结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提高功率集成电路无源器件性能的结构，属于微电子技术领域。

背景技术

射频、微波领域需要大量的功率放大器，来得到高的输出功率，以增加传输的距离，同时，要求功率放大器具有较高的效率，以减少散热的成本。基于硅Si基的LDMOS因为具有较高的功率增益和高的击穿电压被广泛的用于射频、微波领域来实现功率放大器。

功率集成电路不但需要有源的功率器件，同时也需要无源的器件，用来做输入、输出和级间的阻抗匹配。但是功率集成电路通常衬底的掺杂浓度很高，在上面直接做无源器件如电感或电容会带来非常大的损耗。因此目前高功率的放大器通常是基于分立的功率器件，在片外需要大量的无源器件如电感或电容，来实现高的品质因子，这样极大的增加了成本、降低了可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高功率集成电路无源器件性能的结构，在片内实现无源器件，器件损耗小，散热能力高，提高了无源器件和有源器件的性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种提高功率集成电路无源器件性能的结构，其特征是，功率集成电路芯片中无源器件与有源器件之间设置一将无源器件与有源器件隔离的金属板，所述无源器件堆叠在所述金属板上。

所述金属板上面设置一层或多层用于实现复杂的无源器件的金属层。

所述无源器件的源端直接与所述金属板相连。

所述金属板接地。

所述金属层与所述金属板之间设置有绝缘层。

所述无源器件设置在衬底上。

所述衬底为高阻衬底。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型的提高功率集成电路无源器件性能的结构，将一些对性能要求很高的无源器件，如电感、变压器等通过在有源器件的上方堆叠的方式实现，减小了集成电路的面积。只用来做无源器件的一层不需要复杂的走线，因此可以增加金属的厚度，减小器件的损耗。

本实用新型无源器件和有源器件通过一个大的金属板隔离。对于电场，大的金属板能够将电场隔离。对于磁场，需要保证它的厚度大于趋肤深度，在2GHz的时候，金属的趋肤深度通常在1.5μm到1.8                                               之间。因此只要保证金属板的厚度能够大于3，就可以实现非常好的电磁场的隔离。这样无源器件和有源器件之间没有任何的影响。此外没有电磁场能够进入衬底，衬底通常是有损的，因此能够减低能量的损耗，提高无源器件的性能。

在功率芯片上面通过堆叠提高了芯片的厚度。功率器件通常做在衬底的表面，能量由上往下，通过衬底背面的热沉进行散热。因此衬底的厚度越小，散热性能越好。但是因为芯片越薄，芯片越容易弯曲，这样严重制约了硅片可以减薄的厚度，目前芯片减薄只能做到40。然而采用本结构，上面堆叠了很厚的介质，提高了芯片的厚度，这样可以非常方便的进行硅片的减薄，而不会弯曲，大大提高芯片的散热能力。

功率器件通常是有非常多得小管子并联在一起，需要非常多得金属连线，当芯片存在大的金属板时，这些连线相当于微带线，采用微带线结构减少了金属连线之间的寄生电感，同时电磁场都集中在互连线和大的金属板之间。能量不会被衬底所消耗，减少了损耗。

采用本结构，源端直接跟大的金属板相连，而不需要依靠衬底作为导电层，这样可以减小衬底的掺杂浓度，使用高阻衬底，提高了无源器件和有源器件的性能。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的功率集成电路俯视图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是本实用新型的另一实施例的功率器件LDMOS的剖面结构示意图；

图4是本实用新型的又一实施例的功率集成电路的剖面图；

图5是本实用新型的又一实施例的功率集成电路的俯视图；

图6是图5中B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1