[發明專利]單芯片正交混合耦合器管芯和平衡式功率放大器模塊

有效

• 申請號: 201610575796.2
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN106098677B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 孫江濤;王宇晨
• 申請（專利權）人: 北京翰飛電子科技有限公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/488
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種單芯片正交混合耦合器管芯，包括先進半導體加工工藝的集成無源器件IPD，所述單芯片正交混合耦合器管芯采用的IPD結構上至少包括IPD襯底、襯底上至少疊有兩層金屬走線、金屬走線間的介質層和連接金屬的過孔；還包括四個片上電感器和三個片上電容器；

所述四個片上電感器分別是第一電感器、第二電感器、第三電感器、第四電感器；所述三個片上電容器分別為第一電容器、第二電容器和第三電容器；

所述片上電感器包括至少一條金屬走線、至少兩個鍵合焊盤和至少一條鍵合線；所述金屬走線在IPD上呈相互平行狀態，鍵合線在空間上呈相互平行狀態；流經金屬走線的電流同相，流經鍵合線的電流同相；

所述片上電容器放置在相鄰且互不連接的電感器端口的中間位置；所述片上電容器的上極板、下極板分別連接在相鄰且互不連接的電感器端口；

所述片上電感器和片上電容器均置于同一顆IPD襯底上，無需表貼電感、表貼電容和額外器件裝配空間。

2.如權利要求1所述單芯片正交混合耦合器管芯，其特征是，第一電感器與第四電感器平行呈軸對稱，并通過其第二端口相互連接；第二電感器與第三電感器平行呈軸對稱，并通過其第二端口相互連接；第一電感器與第二電感器呈軸對稱，在端口一側相鄰、互不連接；第四電感器與第三電感器呈軸對稱，在端口一側相鄰、互不連接。

3.如權利要求1所述單芯片正交混合耦合器管芯，其特征是，第一電容器放置在第一電感器第一端口和第二電感器第一端口的中間位置，由其第一端口分別連接第一電容器上極板、下極板；第二電容器放置在第一電感器或第四電感器第二端口和第二電感器或第三電感器第二端口的中間位置，由其第二端口分別連接第二電容器上極板、下極板；第三電容器放置在第四電感器第一端口和第三電感器第一端口的中間位置，由其第一端口分別連接第一電容器上極板、下極板。

4.如權利要求1所述單芯片正交混合耦合器管芯，其特征是，所述片上電感器的金屬走線采用厚金屬；片上電感器的金屬走線材料為金、銅、銀或者鋁；所述片上電感器的金屬走線結構上至少有一層金屬的厚度至少不小于4微米；所述片上電感器的鍵合線材料為金、銅、銀或者鋁，為線狀或帶狀。

5.如權利要求1所述單芯片正交混合耦合器管芯，其特征是，所述片上電容器為金屬-絕緣體-金屬電容器、金屬交指型電容中的一種或多種。

6.如權利要求1所述單芯片正交混合耦合器管芯，其特征是，所述IPD襯底材料屬性為硅、碳化硅、藍寶石、Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體中一種或者多種。

7.一種平衡式功率放大器模塊，包括的器件為：輸入正交混合耦合器、輸出正交混合耦合器、驅動放大器、功率放大器和隔離電阻；所有包括的器件均集成在同一模塊中，無需額外外置分立器件；所述輸入正交混合耦合器和輸出正交混合耦合器均采用單芯片正交混合耦合器管芯；

所述單芯片正交混合耦合器管芯包括先進半導體加工工藝的集成無源器件IPD，所述單芯片正交混合耦合器管芯采用的IPD結構上至少包括IPD襯底、襯底上至少疊有兩層金屬走線、金屬走線間的介質層和連接金屬的過孔；還包括四個片上電感器和三個片上電容器；所述四個片上電感器分別是第一電感器、第二電感器、第三電感器、第四電感器；所述三個片上電容器分別為第一電容器、第二電容器和第三電容器；所述片上電感器包括至少一條金屬走線、至少兩個鍵合焊盤和至少一條鍵合線；所述金屬走線在IPD上呈相互平行狀態，鍵合線在空間上呈相互平行狀態；流經金屬走線的電流同相，流經鍵合線的電流同相；所述片上電容器放置在相鄰且互不連接的電感器端口的中間位置；所述片上電容器的上極板、下極板分別連接在相鄰且互不連接的電感器端口；所述片上電感器和片上電容器均置于同一顆IPD襯底上。