Rf功率晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种RF功率晶体管，具体地涉及RF功率晶体管的阻抗匹配。
【背景技术】
[0002]RF功率晶体管用于在较高功率的电子应用中处理较高频率的电信号。例如，RF功率晶体管可以被用于RF功率放大器中。这种功率放大器具有较大应用范围，包括在针对无线或蜂窝电话网络的基站中使用。
[0003]RF功率晶体管的其它应用包括广播基础设施、雷达和汽车点火器。
[0004]可以通过将一个电子部件呈现出的阻抗与该电路的其它部件进行匹配，例如，将负载呈现出的阻抗与信号源进行匹配，来将阻抗匹配用于改善电子电路的性能。可以将阻抗匹配用于功率电子应用，以便改善电能通过该系统的通路。
[0005]RF功率晶体管可以包括具有多个晶体管并安装在导电法兰(conducting flange)上的管芯。晶体管的栅极和漏极使用焊线与所述器件的引线框(a lead frame)相连。密封件(encapsulant)容纳这些部件，留下引线框连接器和法兰用于连接其它电子电路的端子。这种装置通常称作封装。可以在封装中设置阻抗匹配网络，作为RF功率晶体管的部件。
[0006]用于阻抗匹配的组件的电学性能往往根据所处理的电信号的频率而改变。因此，在第一频率下提供足够阻抗匹配的阻抗匹配网络在不同频率下可能无法工作。
[0007]因此，工作在大范围RF频率上的阻抗匹配在RF功率晶体管中是有用的。
【发明内容】
[0008]本发明涉及一种针对RF功率晶体管的封装内阻抗匹配。
[0009]本发明的第一方面提供了一种半导体器件，包括在半导体封装中的RF功率晶体管，所述半导体器件包括:栅极引线框；漏极引线框；管芯，包括具有栅极和漏极的功率晶体管；法兰；栅极阻抗匹配网络，连接在栅极引线框和栅极之间；以及漏极阻抗匹配网络，连接在漏极引线框和漏极之间，漏极阻抗匹配网络包括:漏极引线框焊线，位于漏极引线框和漏极之间；以及第一导电元件，在第一端和第二端处电连接到所述法兰，布置为提供令返回电流能够沿其流动的电流路径，用于降低与漏极引线框焊线相关联的电感。
[0010]第一导电元件的结构可以减小与漏极引线框焊线相关联的电感，相较于在缺少第一导电元件的情况下它所具有的电感。与漏极引线框焊线相关联的较小电感可以帮助减小RF功率晶体管的输出阻抗的Q，进而有利于针对附连到所述RF功率晶体管的其它组件设计阻抗匹配网络，还可以改善其宽带性能。此外，向返回电流提供导通路径可以帮助减小由于返回电流经过法兰上的任何损耗性部件或组件而引起的损耗，从而改善了效率。
[0011]可以将本发明用于多种不同的功率晶体管。例如，功率晶体管可以是LDMOS功率晶体管或GaN功率晶体管。
[0012]RF功率晶体管可以处理功率至少为5瓦特的电信号或功率范围从5瓦特到1400瓦特的电信号。
[0013]RF功率晶体管可以处理频率为至少1MHz的电信号，或频率范围从1MHz到6000MHz的电信号。
[0014]第一导电元件可以包括第一部分，漏极引线框焊线可以包括第一部分，第一导电元件的第一部分可以布置为接近和/或平行于漏极引线框焊线的第一部分。将第一导电元件布置为接近漏极引线框焊线可以帮助减小漏极引线框焊线和第一导电元件形成的回路的面积，从而改善对与漏极引线框焊线相关联的电感的减小。将第一导电元件布置为平行于漏极引线框焊线还可以帮助最小化漏极引线框焊线和第一导电元件形成的回路的面积。
[0015]第一导电元件的第一部分可以至少是第一导电元件总长度的二分之一、三分之二或四分之三。第一导电元件接近和/或平行于漏极引线框焊线的量越大，对它相关联电感的减小就越大。
[0016]漏极引线框焊线和第一导电元件形成的回路的面积可以小于漏极引线框焊线和在管芯与漏极引线框之间的法兰区域形成的回路的面积的四分之一、三分之一、二分之一、三分之二或四分之三。回路面积的减小越大，相关联电感的减小就越大，其中在缺少第一导电元件的情况下由漏极引线框焊线形成所述回路。
[0017]第一导电元件的第一端和/或第二端可以直接电连接到法兰。
[0018]第一导电元件可以通过管芯与法兰电连接。功率晶体管可以包括源极金属屏蔽(source metal shield)，第一导电元件的第一端可以与源极金属屏蔽相连。由于源极金属屏蔽向返回电流提供到第一导电元件的导通路径，还可以改善效率。
[0019]漏极阻抗匹配网络可以包括第一电容器以及连接在漏极和第一电容器之间的漏极焊线。第一导电元件还可以布置为将第一导电元件的一部分与漏极焊线的一部分相交叠，提供令返回电流可以沿其流动的电流路径，用于降低与漏极焊线和漏极引线框焊线相关联的互感。减小漏极阻抗匹配网络的互感还可以有助于增加在漏极阻抗匹配网络之后看到的输出阻抗的实部。增加输出阻抗的实部可以改善RF功率晶体管的功率增益。
[0020]第一导电元件可以布置在漏极引线框焊线上或在漏极引线框焊线和法兰之间。然而，更方便的是制造导电元件在漏极引线框焊线和法兰之间的器件。
[0021]半导体器件可以包括多个漏极引线框焊线以及多个第一导电元件。每个第一导电元件可以位于多个漏极引线框焊线中的相应漏极引线框焊线和法兰之间。
[0022]每个第一导电元件的第一端和/或第二端可以直接电连接到法兰。
[0023]半导体器件可以包括漏极端接地的焊条，所述焊条与法兰电连接；并且每个第一导电元件可以与所述漏极端接地的焊条相连。栅极阻抗匹配网络可以包括第二电容器；栅极引线框焊线，连接在栅极引线框和第二电容器之间；以及第二导电元件，在第一端和第二端处电连接到所述法兰，布置为提供令返回电流可以沿其流动的电流路径，用于降低与栅极引线框焊线相关联的电感。
[0024]第二导电元件可以布置为降低与栅极引线框焊线相关联的电感，相较于在缺少第二导电元件的情况下它所具有的电感。与栅极引线框焊线相关联的较低电感可以帮助减小RF功率晶体管的输入阻抗的Q，使得有利于针对附连到所述RF功率晶体管的其它组件设计阻抗匹配网络，还可以改善其宽带性能。
[0025]第二导电元件可以包括第一部分，栅极引线框焊线可以包括第一部分，并且第二导电元件的第一部分可以布置为接近和/或平行于栅极引线框焊线的第一部分。将第二导电元件布置为接近栅极引线框焊线帮助减小由栅极引线框焊线和第二导电元件形成的回路的面积，从而改善对与栅极引线框焊线相关联的电感的减小。将第二导电元件布置为平行于栅极引线框焊线还可以帮助最小化由漏极引线框焊线和第一导电元件形成的回路的面积。
[0026]第二导电元件的第一部分可以至少是第二导电元件总长度的二分之一、三分之二或四分之三。第二导电元件接近和/或平行于漏极引线框焊线的量越大，对它相关联电感的减小就越大。
[0027]由栅极引线框焊线和第二导电元件形成的回路的面积可以小于漏极引线框焊线和在第二电容器与栅极引线框之间的区域形成的回路的面积的四分之一、三分之一、二分之一、三分之二或四分之三。对回路面积的减小越大，对相关联电感的减小就越大，其中在缺少第二导电元件的情况下由栅极引线框焊线形成所述回路。
[0028]第二导电元件的第一端可以通过第二电容器与法兰电连接。第二电容器可以在连接了第一端的上表面上包括接地连接。第二电容器可以包括与法兰相连的底板，并且第二导电元件的第一端可以与第二电容器的底板相连。
[0029]第二导电元件可以布置在栅极引线框焊线上或在栅极引线框焊线和法兰之间。然而，更方便的是制造导电元件在漏极引线框焊线和法兰之间的器件。
[0030]半导体器件可以包括多个栅极引线框焊线以及多个第二导电元件。每个第二导电元件可以定位于多个栅极引线框焊线中的相应栅极引线框焊线和法兰之间。
[0031]半导体器件可以包括栅极端接地的焊条，所述焊条与法兰电连接；每个第二导电元件可以与该栅极端接地的焊条相连。
[0032]所述或每个第二导电元件的第一端和/或第二端可以直接电连接到法兰。
[0033]RF功率晶体管可以工作在频率范围为400MHz和4