本發(fā)明涉及功率放大器，尤其涉及一種射頻功率放大器結(jié)構(gòu)及射頻功率放大電路。

背景技術(shù)：

1、射頻功率放大器(rf?pa，radio?frequency?poweramplifier)是發(fā)射系統(tǒng)中的主要部分。在發(fā)射機的前級電路中，調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。

2、射頻功率放大器的主要技術(shù)指標是輸出功率與效率，如何提高輸出功率和效率，是射頻功率放大器設(shè)計目標的核心。

3、目前功率放大器的主流工藝依然是gaas工藝，其雖然具有電子遷移率高、功率大等優(yōu)點，但是其也存在一定的缺點，如：成本高；不容易與mos器件整合、工藝集成度差等。

4、因而，有必要對射頻功率放大器進行改進以提高工藝集成度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種射頻功率放大器結(jié)構(gòu)及射頻功率放大電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中射頻功率放大器存在的成本高、工藝集成度差的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其包括：

4、襯底；所述襯底包括有源區(qū)和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，相鄰的所述有源區(qū)通過所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進行隔離；

5、第一放大模塊，至少包括一mos管，位于所述襯底的第一有源區(qū)；

6、第二放大模塊，包括sige三極管，位于所述第一有源區(qū)相鄰的第二有源區(qū)；

7、金屬互連結(jié)構(gòu)，用于電性引出所述mos管和所述sige三極管，且所述mos管的漏區(qū)或源區(qū)與所述sige三極管的基區(qū)電性連接。

8、可選的，所述mos管的數(shù)量為兩個或兩個以上，所有mos管相互級聯(lián)，且最后一級mos管的漏區(qū)或源區(qū)與所述sige三極管的基區(qū)電性連接。

9、可選的，所述mos管之間通過其漏區(qū)或源區(qū)電性連接。

10、可選的，所述襯底包括依次堆疊的基板、埋氧層和頂硅層，所述sige三極管形成于所述頂硅層的第二有源區(qū)，其中所述第二有源區(qū)的頂硅層的厚度小于其他區(qū)域的頂硅層的厚度；所述sige三極管包括：

11、集電區(qū)，由所述第二有源區(qū)的頂硅層重摻雜形成；

12、基區(qū)，由形成于所述集電區(qū)上的sige層形成；

13、發(fā)射區(qū)，由形成于所述基區(qū)上的第二頂硅層重摻雜形成，所述發(fā)射區(qū)覆蓋部分所述基區(qū)的表面，并暴露出所述基區(qū)的部分表面。

14、可選的，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)以及sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)；所述sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)包括第一基區(qū)電極結(jié)構(gòu)、第一發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)以及第一集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)；其中：

15、所述襯底的上方形成有第一絕緣層，所述各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)、所述第一發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)、所述第一基區(qū)電極結(jié)構(gòu)位于所述第一絕緣層中，且頂端從所述第一絕緣層的頂面暴露出；所述各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)的底端分別接觸所述各mos管的柵極以及源區(qū)和/或漏區(qū)，所述第一發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)的底端接觸所述發(fā)射區(qū)，所述第一基區(qū)電極結(jié)構(gòu)的底端接觸所述sige層；

16、所述第一集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)位于所述基板以及所述埋氧層中，且頂端接觸所述集電區(qū)，底端從所述基板的底面暴露出。

17、可選的，所述集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)為tsv通孔結(jié)構(gòu)，所述tsv通孔貫穿所述埋氧層和所述基板以作為所述sige三極管的輸出端口。

18、可選的，所述第二有源區(qū)還包括第一重摻雜區(qū)，所述第一重摻雜區(qū)位于所述集電區(qū)、所述基區(qū)及所述發(fā)射區(qū)與所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)之間；其中，所述第一重摻雜區(qū)接觸所述集電區(qū)，所述第一重摻雜區(qū)與所述基區(qū)、所述發(fā)射區(qū)之間形成有絕緣側(cè)墻。

19、可選的，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)以及sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)；所述sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)包括第二基區(qū)電極結(jié)構(gòu)、第二發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)以及第二集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)；其中：

20、所述襯底的上方形成有第二絕緣層，所述各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)、所述第二發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)、所述第二基區(qū)電極結(jié)構(gòu)以及所述第二集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)位于所述第二絕緣層中，且頂端從所述第二絕緣層的頂面暴露出；

21、所述各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)的底端分別接觸所述各mos管的柵極以及源區(qū)和/或漏區(qū)；

22、所述第二發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)的底端接觸所述發(fā)射區(qū)，所述第二基區(qū)電極結(jié)構(gòu)的底端接觸所述基區(qū)，所述第二集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)的底端接觸所述第一重摻雜區(qū)。

23、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種射頻功率放大電路，其包括：至少一個mos管、sige三極管、輸入電壓；其中，

24、所述mos管和所述sige三極管位于同一襯底上；

25、所述mos管的柵極耦接至所述輸入電壓，所述mos管的漏區(qū)或源區(qū)耦接至sige三極管的基區(qū)，所述sice三極管的集電區(qū)作為所述射頻功率放大電路的輸出端。

26、可選地，所述mos管包括兩個及以上；

27、所述mos管和所述sige三極管位于同一襯底上；

28、所有mos管相互級聯(lián)，其中第一級的所述mos管的柵極耦接至所述輸入電壓，最后一級的所述mos管的漏區(qū)或源區(qū)耦接至sige三極管的基區(qū)，所述sice三極管的集電區(qū)作為所述射頻功率放大電路的輸出端。

29、本發(fā)明提供的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)及射頻功率放大電路，通過將由mos管組成的第一放大模塊與由sige三極管組成的第二放大模塊結(jié)合形成至少兩級放大的射頻功率放大器，可以提供更大的功率輸出、更高的轉(zhuǎn)化效率；并且，放大模塊和sige三極管形成在同一襯底上，sige三極管和mos的結(jié)合不需要通過鍵合封裝實現(xiàn)，提高了集成度高，降低了成本。

30、另外，襯底的相鄰有源區(qū)之間通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進行隔離，防止不同器件之間的相互干擾，提高了電氣性能。

31、本發(fā)明的一可選方案中，放大模塊中mos管的數(shù)量為兩個或兩個以上，所有mos管相互級聯(lián)，多個mos管形成了多級放大，從而進一步提高了輸出功率。

32、本發(fā)明的一可選方案中，sige三極管的發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)和基區(qū)電極結(jié)構(gòu)與各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)從頂硅層一側(cè)(即襯底的正面)引出；集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)從埋氧層一側(cè)(即襯底的背面)引出；由于集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)從背面引出，從而減少了襯底正面的金屬互連結(jié)構(gòu)的密度，使得線路設(shè)置更稀疏，電路更穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述mos管的數(shù)量為兩個或兩個以上，所有mos管相互級聯(lián)，且最后一級mos管的漏區(qū)或源區(qū)與所述sige三極管的基區(qū)電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述mos管之間通過其漏區(qū)或源區(qū)電性連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底包括依次堆疊的基板、埋氧層和頂硅層，所述sige三極管形成于所述頂硅層的第二有源區(qū)，其中所述第二有源區(qū)的頂硅層的厚度小于其他有源區(qū)的頂硅層的厚度；所述sige三極管包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)以及sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)；所述sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)包括第一基區(qū)電極結(jié)構(gòu)、第一發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)以及第一集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)；其中：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)為tsv通孔結(jié)構(gòu)，所述tsv通孔貫穿所述埋氧層和所述基板以作為所述sige三極管的輸出端口。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二有源區(qū)中還包括第一重摻雜區(qū)，所述第一重摻雜區(qū)位于所述集電區(qū)、所述基區(qū)及所述發(fā)射區(qū)與所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)之間；其中，所述第一重摻雜區(qū)接觸所述集電區(qū)，所述第一重摻雜區(qū)與所述基區(qū)、所述發(fā)射區(qū)之間形成有絕緣側(cè)墻。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻功率放大器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括各mos管的金屬互連結(jié)構(gòu)以及sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)；所述sige三極管的金屬互連結(jié)構(gòu)包括第二基區(qū)電極結(jié)構(gòu)、第二發(fā)射區(qū)電極結(jié)構(gòu)以及第二集電區(qū)電極結(jié)構(gòu)；其中：

9.一種射頻功率放大電路，其特征在于，包括：至少一個mos管、sige三極管、輸入電壓；其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的射頻功率放大電路，其特征在于，所述mos管包括兩個及以上；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種射頻功率放大器結(jié)構(gòu)及射頻功率放大電路，包括：襯底；其包括有源區(qū)和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，相鄰的有源區(qū)通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進行隔離；第一放大模塊至少包括一MOS管，位于襯底的第一有源區(qū)；第二放大模塊包括SiGe三極管，位于第一有源區(qū)相鄰的第二有源區(qū)；金屬互連結(jié)構(gòu)，用于電性引出MOS管和SiGe三極管，且MOS管的漏區(qū)或源區(qū)與SiGe三極管的基區(qū)電性連接。本發(fā)明的技術(shù)方案，采用MOS管加SiGe三極管結(jié)合，輸出功率大、轉(zhuǎn)化效率高，且更容易與MOS管整合；另外MOS管和SiGe三極管形成在同一襯底上，實現(xiàn)了襯底級封裝，提高了集成度、降低了成本；相鄰有源區(qū)通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)隔離，提高了電氣性能。

技術(shù)研發(fā)人員：陶波,蕭國坤,彭坤,邱楚濠
受保護的技術(shù)使用者：廣州增芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8