基于SLCC的宽带芯片电容器、集成电路芯片及功率放大器的制作方法

本技术涉及微波集成电路，尤其涉及一种基于slcc(single layerceramic capacitor，单层陶瓷电容)的宽带芯片电容器和集成电路芯片。

背景技术：

1、微波电路工作频率高，电路中非理想特性众多，寄生效应复杂。实际应用中，需要对信号串扰、不同器件之间的隔离做单独的处理，稍有不慎，便会出现干扰、振荡等问题。旁路(bypass)和去耦(decoupling)处理不好是造成电路不稳定的重要原因之一，在功率放大器的设计中更是需要慎重对待单独设计，因为除了稳定之外，还与功放的记忆效应和线性度息息相关。

2、理想情况下，电压源提供低阻路径，但是实际应用中，电压源的阻抗随着频率升高而升高，再者由于电源走线的寄生电感效应以及其他器件的寄生效应，器件端口的阻抗已经不能保证是低阻，需要使用bypass电容来提供低阻路径，使射频信号沿此低阻通路流动，减少向其他高阻路径的流动。同时为了做好各级电路之间的隔离，增加器件工作的稳定性，常使用decoupling电容给高次谐波提供到地的低阻路径。

3、集成功放设计中对整体尺寸和集成度上的要求越来越高，越来越多的单层片式微波电容器(slcc)应用到功放的设计中。bypass电容设计中需要注意的是，由于寄生电感的存在，电容无法在全频段内保持低阻。随着频率升高，寄生电感与电容谐振，超过谐振频率之后，电容表现为感性，频率继续升高阻抗增大。对地的阻抗变大后，电容到地的滤波效果变差，并且由于寄生电阻值比较小，电容整体q值很高，会使电容的阻抗和频率曲线变成一个尖锐的低阻区间，呈现窄带特性。

技术实现思路

1、针对传统旁路和退耦电容带宽限制问题，本实用新型提出了基于slcc的宽带芯片电容器和集成电路芯片，有助于缩减微波集成电路的尺寸和成本。

2、本实用新型第一方面，提出一种基于slcc的宽带芯片电容器，包括第一金属层、介质层、第二金属层和半导体层，所述介质层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间，所述第一金属层为环状，围绕在所述半导体层外，所述半导体层的外缘与所述第一金属层的内环相接，所述第一金属层的面积小于所述介质层的面积。

3、进一步的，所述第一金属层的外缘距离所述介质层的边缘10～80um。

4、优选的，所述第二金属层与所述介质层面积相同。

5、优选的，所述半导体层的厚度不大于所述第一金属层的厚度。

6、更优选的，所述介质层的厚度大于所述第一金属层、所述第二金属层和所述半导体层的厚度。

7、进一步的，所述半导体层为电阻值为30～80ω的方阻。

8、本实用新型第二方面，提供一种集成电路芯片，包括载板和如上述任一项技术方案中所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其中宽带芯片电容器位于所述载板的表层上，所述第二金属层与所述载板的表层相接，所述第一金属层通过键合金丝与所述载板的表层连接。

9、进一步的，所述载板上有微带线，所述第一金属层通过键合金丝与所述微带线连接。

10、本实用新型第三方面，还提供一种功率放大器，包括上述集成电路芯片。

11、本实用新型通过半导体层的设计，利用其导电率较低的特性，使slcc呈现一定的电阻特性，表面其他部分仍旧采用导电率较高的金属层保证其电容特性。这种结构在一定程度上克服了传统电容带宽限制问题，使单个slcc电容以及其所在的芯片能覆盖较宽的带宽。

技术特征：

1.一种基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，包括第一金属层、介质层、第二金属层和半导体层，所述介质层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间，所述第一金属层为环状，围绕在所述半导体层外，所述半导体层的外缘与所述第一金属层的内环相接，所述第一金属层的面积小于所述介质层的面积。

2.根据权利要求1所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，所述第一金属层的外缘距离所述介质层的边缘10～80um。

3.根据权利要求1或2所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，所述第二金属层与所述介质层面积相同。

4.根据权利要求1或2所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，所述半导体层的厚度不大于所述第一金属层的厚度。

5.根据权利要求4所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，所述介质层的厚度大于所述第一金属层、所述第二金属层和所述半导体层的厚度。

6.根据权利要求1或2所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其特征在于，所述半导体层为电阻值为30～80ω的方阻。

7.一种集成电路芯片，其特征在于，包括载板和如权利要求1～6任一项所述的基于slcc的宽带芯片电容器，其中宽带芯片电容器位于所述载板的表层上，所述第二金属层与所述载板的表层相接，所述第一金属层通过键合金丝与所述载板的表层连接。

8.根据权利要求7所述的集成电路芯片，其特征在于，所述载板上有微带线，所述第一金属层通过键合金丝与所述微带线连接。

9.一种功率放大器，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的集成电路芯片。

技术总结
本技术公开了一种基于SLCC的宽带芯片电容器和集成电路芯片，其中宽带芯片电容器包括第一金属层、介质层、第二金属层和半导体层，介质层位于第一金属层和第二金属层之间，第一金属层为环状，围绕在半导体层外，半导体层的外缘与第一金属层的内环相接，第一金属层的面积小于介质层的面积。本技术通过半导体层的设计，利用其导电率较低的特性，使SLCC呈现一定的电阻特性，表面其他部分仍旧采用导电率较高的金属层保证其电容特性。这种结构在一定程度上克服了传统电容带宽限制问题，使单个SLCC电容以及其所在的芯片能覆盖较宽的带宽。

技术研发人员：郝彦杰,陈晓凡
受保护的技术使用者：优镓科技（苏州）有限公司
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/1/15