專(zhuān)利名稱(chēng)：一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波功率芯片版圖布局方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法。
背景技術(shù)：
GaAs, GaN及SiC等化合物半導(dǎo)體材料因其具有禁帶寬、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和漂移速度等優(yōu)良特性，決定了將它們大量應(yīng)用在半導(dǎo)體微波功率器件制作之中。但同時(shí)， 在有源器件的功率密度發(fā)展到一定程度后，提高單片的功率通常需要額外增加芯片的面積，但增加芯片的面積通常引起成品率的下降，并且使晶圓的有效芯片數(shù)減少。功率放大器的主要指標(biāo)包括輸出功率、功率增益、功率附加效率等，通常又以飽和輸出功率作為放大器的主要特征。微波功率放大器通常采用二級(jí)或三級(jí)級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)大的輸出功率，方法包括提高有源器件的功率密度、提高輸出級(jí)有源器件的總柵寬，對(duì)電路設(shè)計(jì)而言，提高輸出級(jí)有源器件的總柵寬是主要的考慮角度。目前，通常的版圖布局方法是將末級(jí)的若干單個(gè)有源器件單元堆疊在一起，以保證足夠的飽和輸出功率。根據(jù)頻率和結(jié)溫要求，確定單指的柵寬，并根據(jù)飽和輸出功率的要求確定單元器件的個(gè)數(shù)。GaN基器件或GaAs基器件由于有較高的功率密度，所以單指柵寬通常不高，所以要滿足特別高的輸出功率要求，需要很多的器件單元堆疊，導(dǎo)致整個(gè)版圖的尺寸很大，降低了襯底材料的利用效率。而如果將單指柵寬增大，又不能滿足結(jié)溫要求。 所以在設(shè)計(jì)制作較大功率的功率放大器單片方面存在困難，圖3為現(xiàn)有技術(shù)的版圖布局方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，能夠在不增加芯片面積的前提下增加有源器件單元，從而增大輸出功率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于將各級(jí)中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組， 每個(gè)有源器件單元組由I-N個(gè)有源器件單元組成；各級(jí)中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。本發(fā)明的進(jìn)一步方案是同一級(jí)中的各有源器件單元組的有源器件單元的個(gè)數(shù)相同。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于由于有源器件單元的柵指方向發(fā)生了變化，導(dǎo)致與現(xiàn)有技術(shù)相比，版圖的X軸方向尺寸由于第三級(jí)有源器件、第二級(jí)有源器件和第一級(jí)有源器件的尺寸變化，略有增加，但Y軸方向上由于第三級(jí)中有源器件單元的排列方向發(fā)生了變化，使得版圖的Y軸方向比現(xiàn)有技術(shù)大大縮減，并且通過(guò)設(shè)置和調(diào)節(jié)有源器件單元組的數(shù)目和單元組內(nèi)有源器件單元的數(shù)目實(shí)現(xiàn)了功率與面積的合理增加。所述方法在較小芯片面積下可以實(shí)現(xiàn)較大輸出功率，也就是在不增加芯片單方向尺寸的前提下增大了輸出功率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的版圖布局示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的版圖布局示意圖3現(xiàn)有技術(shù)版圖布局不意圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的版圖布局不意圖5是本發(fā)明實(shí)施例四的版圖布局不意其中1、第一級(jí)前匹配電路2、第一級(jí)有源器件單元組3、第一、二級(jí)間匹配電路4、第二級(jí)有源器件單元組5、第二、三級(jí)間匹配電路6、第三級(jí)有源器件單元組7、第三級(jí)輸出匹配電路。
具體實(shí)施例方式一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于將各級(jí)中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組，每個(gè)有源器件單元組由I-N個(gè)有源器件單元組成； 各級(jí)中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。實(shí)施例一，如圖I所示，通過(guò)增加Y軸方向有源器件單元組的數(shù)目來(lái)增大飽和輸出功率。理論上增大一倍，飽和輸出功率增大3dB，但版圖的Y軸方向的尺寸增大一倍,面積增大一倍。在圖I中，第一級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有2個(gè)第一級(jí)有源器件單元組；第二級(jí)有源器件單元組由2個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有2個(gè)第二級(jí)有源器件單元組；第三級(jí)有源器件單元組由4個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4個(gè)第三級(jí)有源器件單元組。實(shí)施例二，如圖2所示，通過(guò)增加X(jué)軸方向有源器件單元組內(nèi)的有源器件單元的數(shù)目來(lái)增大飽和輸出功率。理論上數(shù)目增大一倍，飽和輸出功率增大3dB，X軸方向的尺寸略有增加，總體面積略有增加。為了維持X軸方向尺寸不過(guò)度增加，第一級(jí)有源器件、第二級(jí)有源器件采用Y軸方向增加數(shù)目的方式。在圖2中，第一級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4個(gè)第一級(jí)有源器件單元組；第二級(jí)有源器件單元組由2個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4個(gè)第二級(jí)有源器件單元組；第三級(jí)有源器件單元組由8個(gè)有源器件單元組成， 設(shè)有4個(gè)第三級(jí)有源器件單元組。實(shí)施例三，如圖4所示，在圖中第一級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成， 設(shè)有I個(gè)第一級(jí)有源器件單元組；第二級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4 個(gè)第二級(jí)有源器件單元組；第三級(jí)有源器件單元組由4個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4個(gè)第三級(jí)有源器件單元組。實(shí)施例四，如圖5所示，在圖中第一級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成， 設(shè)有I個(gè)第一級(jí)有源器件單元組；第二級(jí)有源器件單元組由I個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有2 個(gè)第二級(jí)有源器件單元組；第三級(jí)有源器件單元組由2個(gè)有源器件單元組成，設(shè)有4個(gè)第三級(jí)有源器件單元組。
同一級(jí)中的各有源器件單元組的有源器件單元的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要設(shè)置成相同或者不同。以上僅指出了四個(gè)具體實(shí)施方式
，但是設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵可通過(guò)調(diào)節(jié)有源器件單元組的數(shù)目和單元組內(nèi)有源器件單元的數(shù)目，實(shí)現(xiàn)功率與面積的合理增加，實(shí)現(xiàn)了飽和輸出功率的增大與版圖面積之間的矛盾最小化的目的。
權(quán)利要求
1.一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于將各級(jí)中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組，每個(gè)有源器件單元組由I-N個(gè)有源器件單元組成；各級(jí)中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，其特征在于同一級(jí)中的各有源器件單元組的有源器件單元的個(gè)數(shù)相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化合物半導(dǎo)體微波功率芯片版圖布局的方法，屬于微波功率芯片版圖布局方法技術(shù)領(lǐng)域。將各級(jí)中的有源器件單元分別劃分成有源器件單元組，每個(gè)有源器件單元組由1-N個(gè)有源器件單元組成；各級(jí)中的有源器件單元組沿Y軸方向排布在匹配電路之間，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元的柵指方向與Y軸平行，每個(gè)有源器件單元組中的有源器件單元沿X軸方向排布。由于有源器件單元的柵指方向發(fā)生了變化，導(dǎo)致與現(xiàn)有技術(shù)相比，版圖的X軸方向尺寸略有增加，但Y軸方向上由于第三級(jí)中有源器件單元的排列方向發(fā)生了變化，使得版圖的Y軸方向比現(xiàn)有技術(shù)大大縮減。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102609597SQ20121008777
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者王會(huì)智 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所