[发明专利]晶体管电平输入和输出谐波终止在审

专利信息
申请号: 201980067907.0 申请日: 2019-10-16
公开(公告)号: CN112913013A 公开(公告)日: 2021-06-04
发明(设计)人: F·特朗;Z·莫克提;G·比格尼 申请(专利权)人: 克里公司
主分类号: H01L23/66 分类号: H01L23/66;H03F1/56;H03F3/193;H03F3/21;H03F3/24
代理公司: 中国贸促会专利商标事务所有限公司 11038 代理人: 於菪珉
地址: 美国北*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 晶体管 电平 输入 输出 谐波 终止
【说明书】:

一种晶体管器件包括:晶体管单元,所述晶体管单元包括沟道区;栅极道,所述栅极道电连接到在沟道区上方的栅极电极并与栅极电极物理地分离;以及谐波终止电路,所述谐波终止电路在晶体管器件的输入端子和栅极电极之间电连接到栅极道,谐波终止电路被配置为终止晶体管器件的基本操作频率的谐波频率处的信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月19日提交的美国专利申请序列No.16/165,846的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所描述的发明构思涉及微电子器件,并且更具体地,涉及具有基于单位单元(unit cell)结构的高功率高频晶体管。

背景技术

近年来,需要在诸如射频(500MHz)、S频带(3GHz)和X频带(10GHz)之类的高频处操作时的高功率处理能力的电气电路已经变得更加普遍。因为高功率、高频电路的增加,存在对能够可靠地在射频和微波频率处操作同时仍能够处理较高功率负载的晶体管的需求的对应增加。

为了提供增加的输出功率,已经开发了具有较大栅极周边(periphery)的晶体管。用于增加晶体管的有效栅极周边的一种技术是设置以单位单元配置的并联电连接的多个晶体管单元。例如,高功率晶体管可以包括多个栅极指,该多个栅极指在相应的细长的源极接触件和漏极接触件之间平行地延伸,如图1中所图示的。

具体地,图1图示了常规半导体晶体管器件10的金属布局,半导体晶体管器件10包括在半导体衬底20上的栅极焊盘12和漏极焊盘32。图1是器件的平面视图(即,从上方向下看该器件)。如图1中所示,在常规半导体晶体管器件10中,栅极焊盘12通过栅极总线14连接到沿着第一方向(例如,图1中所指示的Y方向)彼此间隔开并在第二方向(例如,图1中所指示的X方向)上延伸的多个平行的栅极指16。漏极焊盘32经由漏极总线34连接到多个漏极接触件36。此外,源极接触件26也可以位于半导体晶体管器件10上。每个栅极指16在一对相邻的源极接触件26和漏极接触件36之间沿着X方向延伸。半导体晶体管器件10的单位单元被图示在框40处,且半导体晶体管器件10的单位单元包括在相邻的源极接触件26和漏极接触件36之间延伸的栅极指16。“栅极长度”是指栅极敷金属在Y方向上的距离,而“栅极宽度”是源极接触件26和漏极接触件36在X方向上重叠的距离。也就是说,栅极指16的“宽度”是指栅极指16的平行于相邻的源极接触件26/漏极接触件36延伸的尺寸(沿着X方向的距离)。器件的栅极周边是指半导体晶体管器件10的每个栅极指16的栅极宽度的总和。

通信系统中的射频(RF)功率放大器(RFPA)可以用于生成无线通信所需的高RF功率。功率放大器可以包括一个或多个有源晶体管和在有源晶体管的输入节点和输出节点处的无源匹配网络。提供基频处的阻抗变换的匹配网络可以被设计为终止可能由于有源晶体管的非线性而生成的谐波功率。RFPA的一个重要性能度量是DC至RF功率转换效率(漏极效率)。减小的漏极效率可能意味着更多的功率被浪费并被作为热消散,并且晶体管器件上的增加的热可能进一步减小效率。冷却系统经常用于冷却晶体管器件,但是冷却本身利用了额外的功率。

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