[發明專利]集成半導體器件

有效

• 申請號: 201380037843.2
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104471711B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 斯特凡·科克;托馬斯·默克勒
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L49/02;H01L23/522;H01L23/66
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本公開涉及具有穩定功能的集成半導體器件，特別地涉及用于或用作高頻放大器的集成半導體器件。

背景技術

對于放大器電路，通常穩定性是正常運行的一個關鍵因素。例如，對于低噪聲放大器，通常通過向晶體管或MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)的漏極側匹配電路增加阻抗實現穩定性。然而，這種用于穩定的措施通常會給晶體管的偏置電壓帶來電壓降，該晶體管的偏置電壓取決于偏置電流及其本身的電阻值。這意味著例如對于調制輸入信號，電壓降也被調制并且因此還隨時間而變。這使放大器的非線性行為進一步劣化。

在Chen Chi等的“An X-band GaN combined solid-state power amplifier”，Semiconductors(2009)，Vol.30，Issue.9，第095001-1至第095001-5頁中描述了固態功率放大器的穩定性。

在US 5,869,381A中公開了具有改善的穩定性和增益的RF功率晶體管。在該文件中提出了通過將集成電容元件與電阻元件并行地包含在發射極電路中的發射極鎮流電阻。

本文中所提供的“背景技術”描述是為了整體地呈現本公開的背景的目的。某種程度在背景技術部分描述的、目前署名發明人的工作以及申請時未另外限定為現有技術的描述的方面，既沒有明示也沒有默示承認作為本發明的現有技術。

發明內容

目的是提供具有期望的穩定功能但避免引入電壓降以及具有能夠容易制造的簡單設計的集成半導體器件。

根據一個方面，提供了一種集成半導體器件，包括：

-襯底層，

-n-端口，n為等于或大于2的整數，具有第一端口端子、第二端口端子以及接地端子，所述n-端口形成在所述襯底層的第一側上的所述襯底層內，

-絕緣層，形成在所述襯底層的所述第一側上的表面上，

-接地平面層，形成在所述襯底層與所述絕緣層之間，所述接地平面層與所述n-端口的一個端子接觸，

-信號平面層，形成在所述絕緣層的背離所述襯底層的表面上，

-通孔，形成為穿過所述絕緣層并且使所述信號平面層與所述n-端口的另一端子而非所述接地平面層接觸，

-端子，形成在所述絕緣層內并電接觸所述n-端口的既不與所述接地平面層接觸也不與所述信號平面層接觸的所述端子，以及

-電阻器，形成在所述接地平面層內。

本公開的一個方面是提供在接地平面內而并非傳統地在信號平面層中的電阻器。因而，電阻器通過引入電磁場(RF)的損耗來影響電(RF-)場。因此，使用所提出的集成半導體器件能夠實現例如放大器電路的期望穩定性標準。

優選地，n-極(pole)是雙極或三極并且包括晶體管。所述晶體管優選地是MOS晶體管，但通常可將任何FET(場效應晶體管)用作在提出的半導體器件中的晶體管并可受益于所提出的穩定化技術。這種其他晶體管包括例如，HEMT(高電子遷移率晶體管)和MESFET(金屬半導體場效應管)。此外，雙極晶體管也可被用于所提出的半導體器件中。此外，n-極可包括除晶體管之外的其他元件，如電容器、電感器或其他有源元件。

應當理解，本發明的前述一般性描述和以下詳細描述都是示例性的，而非限制本發明。

附圖說明

在結合附圖參照以下詳細描述更好地理解本發明時，可更容易獲得對本公開及其許多附帶優點的更加全面的理解，其中：

圖1示出了傳統單級放大器的電路圖，

圖2示出了圖1所示的放大器的第一實施的截面圖，

圖3示出了圖1所示的放大器的第二實施的截面圖，

圖4示出了包括兩端口的所提出的集成半導體器件的第一實施方式的電路圖，

圖5示出了包括晶體管的所提出的集成半導體器件的第二實施方式的電路圖，

圖6A和圖6B示出了在圖5中示出的所提出的集成半導體器件的第二實施方式的實施的截面圖和俯視圖，

圖7示出了說明具有和不具有在接地平面中實施的電阻器的傳輸線路的插入損耗的示圖，

圖8示出了為了穩定性使用已知措施和所提出的措施的單級放大器的增益和穩定性能的示圖，

圖9示出了包括三端口的所提出的集成半導體器件的第三實施方式的電路圖，

圖10示出了包括在級聯配置中設計的兩個晶體管的所提出的集成半導體器件的第四實施方式的電路圖，

圖11示出了在圖10中示出的所提出的集成半導體器件的第四實施方式的實施的截面圖和俯視圖，