键合线布置的可调损耗的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上设及微电子互连，并且更确切地说，设及连接到大功率的功率放大 器和功率放大器集成电路的引线键合。
【背景技术】
[0002] 引线键合电感器常用作封装引线的连接W及用作RF/MW(射频/毫米波）高功率放 大器的匹配网络的一部分。引线键合(或引线键合阵列）的自感取决于电线的高度和形状， 因此通过在引线键合期间改变高度和/或形状，可W控制自感。然而，运些电线的高品质因 数Q取决于所使用的金属，例如侣，且在一些情况下，额外损耗会有益于功率放大器的总体 性能。
[0003] 在多级功率放大器中W及在集成电路中，稳定性与增益之间存在必不可少的折 衷。通过在设计阶段期间对电感器等敏感组件引入变化或通过修整/设计修改通常能发现 最佳状态，但运样可能比较昂贵且耗时。因此仍然需要借助于更灵活地优化引线键合的Q因 数来改进电子电路的性能。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种如所附权利要求书中所描述的键合线布置。本发明还提供一种旁 路网络、一种RF匹配网络W及包括此种RF匹配网络的功率放大器电路。还提供一种包括此 种键合线布置的集成电路。在从属权利要求中阐述了本发明的具体实施例。
[0005] 本发明的运些W及其它方面将从下文所描述的实施例中显而易见并且将参考所 述实施例阐明。
【附图说明】
[0006] 将参考图式仅借助于例子描述本发明的另外的细节、方面和实施例。为简单和清 晰起见示出图中的元件，并且运些元件未必按比例绘制。
[0007] 图1是根据本发明的实施例的在接地路径中具有附加损耗的信号键合线和控制键 合线的透视图；
[000引图2示意性地示出图1的实施例的电子方案，其中控制键合线禪合到地，在接地路 径中具有由电阻产生的另外损耗；
[0009] 图3示出根据另外的实施例的键合线布置，其中电路包括与电阻性元件串联布置 的电容器；
[0010] 图4示出在不具有附加控制键合线的情况下信号键合阵列的品质因数对比等效电 感Leq的曲线图；
[0011] 图5示出在具有附加控制键合线的情况下信号键合线阵列的品质因数对比信号键 合线高度Hl变化的曲线图；
[0012] 图6示出在具有附加控制键合线的情况下信号键合线阵列的等效电感Leq对比信 号键合线高度化变化的曲线图；
[OOU]图7示出信号键合线的等效电阻Req随电线的若干高度H的频率而变化的曲线图，其 中接地的键合线与5欧姆电阻器串联；
[0014] 图8示出针对频率选择性附加损耗的等效电阻Req随若干高度h的频率而变化的另 一曲线图；
[0015] 图9示出根据实施例的包括旁路输出网络的功率放大器电路；
[0016] 图10示出通过图9中示出的在旁路网络中具有和不具有禪合损耗的功率放大器电 路的开关装置可见的阻抗模拟结果的曲线图；
[0017] 图11示意性地示出根据实施例的包括键合线布置的RF集成电路的例子。
[0018] 为简单和清晰起见示出图中的元件，并且运些元件未必按比例绘制。在图中，与已 经描述的元件相对应的元件可W具有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0019] 图1是根据本发明的实施例的信号键合线1和两个控制键合线2、3的透视图。信号 键合线1和控制键合线2、3可W是电子电路的一部分，例如，是RF集成电路的一部分，如下文 将更详细地阐述。信号键合线1被布置成将电子装置6的第一信号线4可操作地连接到另一 电子装置7的信号线5。接地键合线2具有第一端11和第二端12。控制键合线2与信号键合线 相隔距离d并排布置W便与信号键合线1磁禪合。应注意，第二控制键合线3可W与信号键合 线相隔不同于信号键合线与第一控制键合线2之间的距离d的距离。
[0020] 信号键合线1和控制键合线2、3分别具有高度化和化。然而，应注意，对于两种类型 的键合线，形状和高度H1、H2可W不同。用于将第一控制键合线2连接到装置7的键合垫8由 金属制成，而用于将第一控制键合线2连接到装置6的键合垫9包括金属层和具有一定电阻 的半导体层14。因此，控制键合线2的第一端11禪合到地，而控制键合线2的第二端12经由电 阻元件14禪合到地。对于控制键合线3考虑相同的布置。
[0021] 替代仅包括一个信号键合线和两个接地线，键合线布置可W包括信号键合线阵列 和/或接地线阵列。信号键合线中的每个信号键合线可W交错在两个接地键合线之间，或采 用在信号键合线与接地键合线之间存在磁禪合的任何其它可能配置。
[0022] 替代半导体层14,例如电阻器等任何其它合适的电阻元件可W与控制键合线2串 联布置。此类电阻元件形成除控制键合线中已经存在的寄生损耗之外的损耗。
[0023] 图2示意性地示出图1的实施例的电子方案，其中控制键合线2禪合到地，在接地路 径中具有由具有值R2的电阻元件14产生的额外损耗。如图2所示，信号键合线具有电感^，接 地键合线具有电感L2。
[0024] 当端子OUT接地时，信号键合线阻抗Zl可W描述为Zi = Ri+j COb。等效品质因数Qeq 为比值《b/Ri。与化相关联的电阻损耗取决于所使用的金属的类型并且通常较小，而在GHz 操作频率下的电感^形成比所述电阻高几十倍的反作用阻抗，因此Qeq高，为了减小Qeq,控 审IJ键合线Z2 = R2+j?L2被放置成磁性地禪合到信号键合线，具有互电感M = 其 中K是具有值0.1到0.7的禪合因数。由于存在磁性禪合的控制键合线，假设接地端子OUT，因 此信号键合线1将具有修改后的等效阻抗货1 +/WLi + 因此，信号键合线的 & 阻抗具有与控制键合线相关联的另外项，该另外项与操作频率成比例，并且此项在直流频 率下变为零《=〇。通过改变禪合因数k，可W在引线键合过程期间通过控制键合线的电阻 部分R2在信号键合线的Leq的控制之上控制Qeq。通过改变禪合的键合线的形状和高度，可 W维持将具有独立信号键合线的初始Zz = b电感。请注意，Qeq的运种控制不会改变信号键 合线的直流路径，因此可W用来通过信号键合线馈给高强度电流。
[0025] 在实施例中，取决于操作的功率和频率，电阻元件14具有0.2 Q至化Q之间的电阻 值。信号键合线1与接地键合线2之间的距离d可W小于200WI1。
[0026] 通过在键合过程期间选择信号键合线1和控制键合线2、3的适当高度和形状，可W 调整禪合因数kW及因此调整信号键合线1中的损耗量，但是可W保持绝对电感Ll等于期望 值。
[0027] 图3示出根据另外的实施例的键合线布置，其中电路包括与电阻元件14串联布置 的电容器32。通过将串联电容器引入到具有损耗的接地路径中，信号键合线中的频率选择 性损耗有可能接近频率W = 例如，可W选择值CsW使得形成低于宽频带输入匹 配电路的功率放大器的操作频率的200MHz共振。
[0028] 图4示出在不具有任何磁性禪合的控制键合线的情况下随信号键合线的等效电感 Leq而变的等效品质因数Qeq的曲线图。应注意，改变信号键合线的高度化将导致等效电感 Leq改变。从图4可W看出，改变高度化将不会或几乎不会影响等效品质因数Qeq,参见（几 乎)不变的线104。
[0029] 然而，当应用根据图1的实施例的布置时，通过改变键合线1、2、3的高度化、Hc可W 容易地改变Qeq,如将在参考图5的例子中示出。图5示出在具有附加控制键合线的情况下信 号键合线阵列的品质因数Qeq对比信号键合线1的高度Hl变化的曲线图。在此模拟中，信号 键合线1中的每个信号键合线的绝对高度是化=H0+H1，而控制键合线2、3中的每个控制键 合线的绝对高度是化=册+H2。从图5可W看出，Qeq取决于化和H2两者。因此通过改变化和/ 或化，可W在键合过程期间充分地改变并确定Qeq。
[0030] 图6示出在具有附加控制键合线2、3的情况下随信号键合线阵列中信号键合线1的 相对高度变化而变化的等效电感Leq的曲线图。从图6可W看出，通过调整信号键合线的高 度和控制键合线的高度，可W将信号键合线的等效电感控制在0.4nH到1.2nH的宽范围内。 运实现了所期望的Leq和Qeq的另外设计选项。
[0031] 图7示出随键合线的若干高度（W及因此若干禪合因数)的频率而变的信号键合线 的等效电阻Req的曲线图，其中每个控制键合线2、3与5欧姆电阻器串联。从图7示出，可W将 信号键合线的等效电阻控制在(即修改在)0.7欧姆到2.2欧姆之间，从而实现在引线键合过 程期间Qeq从10到35的修改。图7中的线示出具有不同禪合因数的Req介于0.巧IjO.5之间，步 长为0.05。
[0032] 图8示出随若干高度禪合因数的频率而变的等效电阻Req的另一曲线图。图8的曲 线图是为图3中示出的实施例而制作，其中电阻元件14具有5 Q值，且另外一个电容器32具 有15pF值。通过添加电容器32,使Req与频率相关。当输入匹配网络包括用于补偿例如RF LDM0SFET(侧向扩散M0SFET)的输入电容的分路电感时，运种频率相关的损耗在宽频带功率 放大器电路中是有利的。
[0033] 根据另外的方面，提供一种用于功率放大器电路的RF匹配网络中的旁路网络，该 旁路网络包括如上文所描述的键合线布置。还提供一种用于功率放大器电路中的RF输出匹 配网络，W及一种包括此种RF匹配网络的功率放大器电路。图9示出根据本发明的实施例的 此种功率放大器电路900的例子。功率放大器电路900包括放大器装置918、输出匹配网络和 旁路网络。输出匹配网络包括分路电感器922和隔直流电容器924dRF输出匹配网络禪合到 电源装置918的输出端。RF输出匹配网络可操作用于在信号带宽和信号带宽之外的低频增 益峰上提供一系列阻抗匹配，该低频增益峰对应于高品质因数RF路径的低频共振。旁路网 络与RF输出匹配网络的隔直流电容器并联禪合。旁路网络可操作用于减弱低频增益峰同时 维持高品质因数RF路径。旁路网络包括旁路电感器930和旁路电容器932,该旁路电容器932 与旁路电感器930串联布置。直流电源禪合到旁路电容器的连接件，并将用作功率放大器的 馈给或用作功率放大器电路的额外引线。
[0034] 在此例子中的电源装置918是RF LDM0SFET(侧向扩散M0SFET)，但是应注意，该电 源装置918可W是技术人员了解的任何其它开关装置。放大器装置918包括禪合到功率放大 器电路900的信号输入端916的栅极端子G。放大器装置918还包括漏极端子D和源极端子S。 源极端子S禪合到地，