[发明专利]一种氮化镓基有源器件的保护环

说明书

本发明公开了一种氮化镓基有源器件的保护环，涉及新一代信息技术。所述的保护环包括设置在衬底上围成闭环的欧姆接触层，所述欧姆接触层上层叠第一金属层；所述的第一金属层通过纵向通孔连接上方的第二金属层，所述第二金属层设有微带线，所述微带线串接集总电容后与接地通孔电性连接。优点在于，通过合理调整集总电容的大小，可以使保护环的接地阻抗降到最低，将环内有源器件产生的高频噪声有效吸收，并且导出至参考地平面。仿真测试表明，添加保护环可将高频噪声隔离度提高10dB以上。第一金属层的设置可以降低欧姆接触层的寄生电阻。

技术领域

本发明涉及高频芯片的保护结构，尤其涉及一种氮化镓基有源器件的保护环。

背景技术

在第三代半导体集成电路领域，基于氮化镓工艺的毫米波射频芯片是5G通信芯片中最重要的模块之一。广泛应用于汽车雷达、飞机雷达、精确制导和卫星通信等。氮化镓HEMT是氮化镓芯片中最重要的有源器件，其高耐压、低噪声和高电子迁移率的特性十分适合高性能功率放大器(PA),低噪声放大器(LNA)和射频开关(SW)的设计。毫米波的频率范围是26.5～300GHz，在该频段所设计的氮化镓射频前端芯片由于频率高，功率大，常面临着有源器件间互相干扰的问题，并进一步造成芯片成品性能恶化等问题。因此，对有源器件进行抗干扰模块的设计变得尤为重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种氮化镓基有源器件的保护环，以解决上述现有技术存在的问题。

本发明所述的一种氮化镓基有源器件的保护环，包括设置在衬底上围成闭环的欧姆接触层，所述欧姆接触层上层叠第一金属层；所述的第一金属层通过纵向通孔连接上方的第二金属层，所述第二金属层设有微带线，所述微带线串接集总电容后与接地通孔电性连接。

所述的第一金属层或第二金属层或欧姆接触层或纵向通孔由TiPtAu制成。

所述的第一金属层厚度为600nm至700nm；优选为650nm。

所述的第二金属厚度为1.05um至1.45um；优选为1.25um。

所述的欧姆接触层厚度为180nm至240nm；优选为210nm。

本发明所述的一种氮化镓基有源器件的保护环，其优点在于，通过合理调整集总电容的大小，可以使保护环的接地阻抗最小，将环内有源器件产生的高频噪声有效吸收，并且导出至参考地平面。仿真测试表面，可将高频噪声隔离度提高10dB以上。第一金属层的设置可以降低欧姆接触层的寄生电阻。

附图说明

图1是本发明所述保护环的结构示意图。

图2是图1中A处的层叠结构示意图。

图3是图1中B处的层叠结构示意图。

图4是接地通孔的等效电路图。

图5是本发明所述保护环的等效电路图。

图6是对本发明所述保护环进行仿真测试的电路结构图。

图7是图6所示电路对应的等效电路图。

图8是仿真效果的曲线图。

附图标记：

gnd Via～接地通孔、TL～微带线、Sub～衬底、GaN HEMT～氮化镓基HEMT；Met in～第二金属层、co via～纵向通孔、Met1～第一金属层、Oh-C～欧姆接触层。

L_via～接地通孔的等效电抗、R_via～接地通孔的等效电阻；R_Ohm1～欧姆接触层和第一金属层串联的等效电阻、R_TL～微带线的等效电阻、L_TL～微带线的等效电抗、C1～集总电容；R～保护环的总寄生电阻、L～保护环的总寄生电抗、C～保护环的总寄生电容。