專利名稱：一種微波功率晶體管內匹配網絡及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種微波功率晶體管內匹配網絡及其制造方法，屬于半導體微電子設計制造領域。
背景技術：
微波大功率晶體管由于工作頻率高，管芯面積大，寄生參量影響嚴重，管芯的輸入、輸出阻抗比較低，若直接與特性阻抗為50歐姆的微波系統連接，由于阻抗嚴重不匹配， 將導致晶體管無法實現大功率輸出，使得晶體管的性能無法充分發揮。采用內匹配網絡來對管芯的輸入、輸出阻抗進行提升(變換)并減少寄生參量的影響，是實現微波功率晶體管大功率輸出的一種有效途徑。內匹配電容質量的好壞，對晶體管整體性能和成品率有著非常重要的影響。為避免內匹配電容的微波損耗，對于工作頻率比較高的內匹配晶體管，常采用MOM (金屬一氧化層一金屬)內匹配電容。若MOM內匹配電容不合適或有問題，更換起來要十分小心，稍有不當，便會造成整個內匹配器件報廢，不但管芯浪費，而且管殼也隨之報廢，造成器件總體成本的上升。單靠手工操作人員細心操作來避免這一問題的出現，難度很大。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種微波功率晶體管內匹配網絡及其制造方法。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是
技術方案一(本發明的微波功率晶體管內匹配網絡的技術方案) 一種微波功率晶體管內匹配網絡，其特征在于包括由下電極、氧化介質層和上電極組成的內匹配MOM電容、下電極引出線、用作第一匹配電感Ll的第一上電極引出線、用作第二匹配電感L2的第二上電極引出線；所述內匹配MOM電容的下電極比其氧化介質層寬；所述 MOM電容的下電極引出線從光刻露出的下電極的上表面引出，其另一端接晶體管管芯的接地引腳；所述第一上電極引出線的長度由電感Ll的感抗值決定，其另一端接座的輸入引腳；所述第二上電極引出線的長度由電感L2的感抗值決定，其另一端接晶體管管芯的輸入引腳。技術方案二 (本發明微波功率晶體管內匹配網絡制造方法的技術方案) 微波功率晶體管的內匹配網絡制造方法，其特征在于所述方法的工藝步驟為
a、硅片氧化，形成內匹配MOM電容上下電極之間的氧化介質層；
b、在氧化介質層上制作內匹配MOM電容的金屬下電極；
c、腐蝕硅片；
d、在氧化介質層的另一面上制作內匹配MOM電容的金屬上電極；
e、光刻氧化介質層，將電容下電極的引線由光刻露出的電容下電極的上表面引出；
f、將焊料和管芯依次裝在管殼底座上，燒結管芯；
g、將焊料和內匹配MOM電容依次裝在管殼底座上，燒結內匹配MOM電容；h、分別鍵合所述下電極引出線、第一上電極引出線和第二上電極引出線。內匹配MOM電容容值不合適時，微波功率晶體管的內匹配網絡的更換步驟為
a、去掉原有內匹配MOM電容上的下電極引出線、第一上電極引出線和第二上電極引出
線；
b、去掉原有內匹配MOM電容；
C、將焊料和新的內匹配MOM電容依次裝在管殼底座上，燒結新的內匹配MOM電容； d、分別鍵合新的內匹配MOM電容的下電極引出線，第一上電極引出線和第二上電極引出線。采用上述技術方案所產生的有益效果在于
1、提高了內匹配晶體管的性能微波功率晶體管的頻率性能與接地引線電感成反比， 而電感量的大小又與引線的長短有關，引線越長，電感量越大。為保證電容的制造工藝的成品率，電容下電極一般要由具有100微米左右的純金做支撐保證，采用新的內匹配網絡后， 內匹配電容下電極由上表面引出，基極鍵合引線至少縮短100微米左右，對提高微波內匹配功率器件的頻率性能有較大益處。2、簡化了內匹配功率晶體管的制造工藝，降低了工藝難度原來燒結完管芯后要鍵合接地引線，然后再裝配燒結輸入內匹配電容，此時要稍有不慎，就可能碰斷電容處的接地鍵合引線。本發明卻是燒結完管芯和內匹配電容后再鍵合接地引線，根本不存在碰斷接地引線的問題，對操作人員的要求明顯減輕。3、有利于提高內匹配晶體管的可靠性由于原工藝鍵合接地引線后，再燒結內匹配電容，燒結電容時焊料容易與已鍵合的接地金引線形成合金，造成金引線失去延展性變脆，容易斷裂。而本發明是燒結完管芯和內匹配電容后再鍵合接地引線，從根本上回避了接地金引線合金的問題，保證了金引線的延展性，對內匹配晶體管的可靠性有利。4、縮短了研制周期原工藝在燒結完輸入內匹配電容后，若接地引線斷開，晶體管一般就報廢了，不但浪費了管殼，還造成良好的晶體管芯片的報廢，導致一些該得到的結果得不到。而采用本發明后，電容不合適換電容時，只要將輸入電容上的引線拔掉，換完電容后，再重新鍵合接地引線和輸入端即可，不會影響管芯的性能，更不會引起管芯與管殼同時報廢的局面，能及時抓到實驗結果，避免時間、人力、物力、財力的浪費。5、提高了管殼利用率避免了原內匹配工藝在更換電容時，容易碰斷接地引線造成無法再鍵合而使管殼報廢。從而提高了管殼利用率，降低了制造成本。
圖1為本發明的內匹配MOM電容結構示意圖2為本發明的內匹配器件輸入內匹配側視圖(以共基極雙極晶體管放大電路為例， 即基極接地)；
圖3為本發明的內匹配器件輸入內匹配俯視圖(以共基極雙極晶體管放大電路為例， 即基極接地)；
圖4為本發明的等效電路圖(以共基極雙極晶體管放大電路為例，即基極接地)。1為電容下電極2為氧化介質層 3為將電容上電極4為下電極從其光刻露出的上面引出的位置5下電極引線6為第一上電極引線 7為第二上電極引線 8為晶體管管芯。
具體實施例方式實施例1(本發明所述提高管殼利用率的微波功率晶體管內匹配網絡的實施例，參見圖1-圖4)
一種提高管殼利用率的微波功率晶體管內匹配網絡，其特征在于包括由下電極1、氧化介質層2和上電極3組成的內匹配MOM電容、下電極引出線5、用作第一匹配電感Ll的第一上電極引出線6、用作第二匹配電感L2的第二上電極引出線7 ；所述內匹配MOM電容的下電極1比其氧化介質層2寬；所述MOM電容的下電極引出線5從光刻露出的下電極的上表面4引出，其另一端接晶體管管芯8的接地引腳；所述第一上電極引出線6的長度由電感 Ll的感抗值決定，其另一端接管座的輸入引腳；所述第二上電極引出線6的長度由電感L2 的感抗值決定，其另一端接晶體管管芯8的輸入引腳。本發明的具體實施方式
是微波雙極共基極內匹配功率晶體管的輸入內匹配網絡。 未加內匹配網路的晶體管的輸入阻抗可等效為一個電感與一個電阻的串聯。加入輸入內匹配網絡后等效電路如圖4所示，從EB端看，其輸入阻抗變為
權利要求
1.一種微波功率晶體管內匹配網絡，其特征在于包括由下電極(1)、氧化介質層(2) 和上電極(3)組成的內匹配MOM電容、下電極引出線(5)、用作第一匹配電感Ll的第一上電極引出線(6)、用作第二匹配電感L2的第二上電極引出線(7);所述內匹配MOM電容的下電極(1)比其氧化介質層(2)寬；所述MOM電容的下電極引出線(5)從光刻露出的下電極的上表面(4)引出，其另一端接晶體管管芯(8)的接地引腳；所述第一上電極引出線(6)的長度由電感Ll的感抗值決定，其另一端接管座的輸入引腳；所述第二上電極引出線(6)的長度由電感L2的感抗值決定，其另一端接晶體管管芯(8)的輸入引腳。
2.根據權利要求1所述的微波功率晶體管的內匹配網絡制造方法，其特征在于所述方法的工藝步驟為a、硅片氧化，形成內匹配MOM電容上下電極之間的氧化介質層(2)；b、在氧化介質層上制作內匹配MOM電容的金屬下電極(1)；c、腐蝕硅片；d、在氧化介質層的另一面上制作內匹配MOM電容的金屬上電極(3)；e、光刻氧化介質層，將電容下電極的引線由光刻露出的電容下電極的上表面(4)引出；f、將焊料和管芯依次裝在管殼底座上，燒結管芯(8)；g、將焊料和內匹配MOM電容依次裝在管殼底座上，燒結內匹配MOM電容；h、分別鍵合所述下電極引出線(5)、第一上電極引出線(6)和第二上電極引出線(7)。
全文摘要
本發明公開了一種微波功率晶體管內匹配網絡及其制造方法，所述微波功率晶體管內匹配網絡包括內匹配MOM電容、下電極引出線(5)、第一上電極引出線(6)、第二上電極引出線(7)；所述MOM電容下電極引出線(5)從下電極的光刻露出的上表面(4)引出，其另一端接管芯(8)晶體管的接地引腳。本發明的優點在于縮短了下電極引出線的長度，提高了內匹配晶體管的性能；簡化了內匹配功率晶體管的制造工藝，降低了工藝難度；提高了管殼利用率，縮短了研制周期。
文檔編號H01L21/50GK102280439SQ20111012388
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者付興昌, 潘宏菽, 霍玉柱 申請人:中國電子科技集團公司第十三研究所