[發明專利]一種化合物半導體微波功率芯片版圖布局的方法

無效

• 申請號: 201210087777.7
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102609597A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王會智
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

技術領域

本發明屬于微波功率芯片版圖布局方法技術領域，尤其涉及一種化合物半導體微波功率芯片版圖布局的方法。

背景技術

GaAs、GaN及SiC等化合物半導體材料因其具有禁帶寬、高熱導率、高載流子飽和漂移速度等優良特性,決定了將它們大量應用在半導體微波功率器件制作之中。但同時，在有源器件的功率密度發展到一定程度后，提高單片的功率通常需要額外增加芯片的面積，但增加芯片的面積通常引起成品率的下降，并且使晶圓的有效芯片數減少。

功率放大器的主要指標包括：輸出功率、功率增益、功率附加效率等，通常又以飽和輸出功率作為放大器的主要特征。微波功率放大器通常采用二級或三級級聯的方式實現，為了實現大的輸出功率，方法包括：提高有源器件的功率密度、提高輸出級有源器件的總柵寬，對電路設計而言，提高輸出級有源器件的總柵寬是主要的考慮角度。

目前，通常的版圖布局方法是將末級的若干單個有源器件單元堆疊在一起，以保證足夠的飽和輸出功率。根據頻率和結溫要求，確定單指的柵寬，并根據飽和輸出功率的要求確定單元器件的個數。GaN基器件或GaAs基器件由于有較高的功率密度，所以單指柵寬通常不高，所以要滿足特別高的輸出功率要求，需要很多的器件單元堆疊，導致整個版圖的尺寸很大，降低了襯底材料的利用效率。而如果將單指柵寬增大，又不能滿足結溫要求。所以在設計制作較大功率的功率放大器單片方面存在困難，圖3為現有技術的版圖布局方式。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種化合物半導體微波功率芯片版圖布局的方法，能夠在不增加芯片面積的前提下增加有源器件單元，從而增大輸出功率。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種化合物半導體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于：將各級中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組，每個有源器件單元組由1-N個有源器件單元組成；各級中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。

本發明的進一步方案是：同一級中的各有源器件單元組的有源器件單元的個數相同。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：由于有源器件單元的柵指方向發生了變化，導致與現有技術相比，版圖的X軸方向尺寸由于第三級有源器件、第二級有源器件和第一級有源器件的尺寸變化，略有增加，但Y軸方向上由于第三級中有源器件單元的排列方向發生了變化，使得版圖的Y軸方向比現有技術大大縮減，并且通過設置和調節有源器件單元組的數目和單元組內有源器件單元的數目實現了功率與面積的合理增加。所述方法在較小芯片面積下可以實現較大輸出功率，也就是在不增加芯片單方向尺寸的前提下增大了輸出功率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明實施例一的版圖布局示意圖；

圖2是本發明實施例二的版圖布局示意圖；

圖3現有技術版圖布局示意圖；

圖4是本發明實施例三的版圖布局示意圖；

圖5是本發明實施例四的版圖布局示意圖；

其中：1、第一級前匹配電路?2、第一級有源器件單元組?3、第一、二級間匹配電路?4、第二級有源器件單元組?5、第二、三級間匹配電路?6、第三級有源器件單元組?7、第三級輸出匹配電路。

具體實施方式

一種化合物半導體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于：將各級中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組，每個有源器件單元組由1-N個有源器件單元組成；各級中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。

實施例一，如圖1所示，通過增加Y軸方向有源器件單元組的數目來增大飽和輸出功率。理論上增大一倍，飽和輸出功率增大3dB，但版圖的Y軸方向的尺寸增大一倍，面積增大一倍。在圖1中，第一級有源器件單元組由1個有源器件單元組成，設有2個第一級有源器件單元組；第二級有源器件單元組由2個有源器件單元組成，設有2個第二級有源器件單元組；第三級有源器件單元組由4個有源器件單元組成，設有4個第三級有源器件單元組。