優(yōu)化射頻單極雙投開關(guān)的隔離及插入損耗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻(RF)裝置，且特定來說，涉及優(yōu)化在所述RF裝置的集成電路RF前端模塊(FEM)中使用的射頻單極雙投開關(guān)的隔離及插入損耗的方式。
【背景技術(shù)】
[0002]用于單極雙投(STOT)開關(guān)的RF集成電路(IC)設(shè)計(jì)的微型化使維持制造于IC上的RF開關(guān)的良好隔離及低插入損耗變得困難。參考圖1，描繪制造于集成電路IC上的現(xiàn)有技術(shù)單極雙投(SroT) RF開關(guān)。此現(xiàn)有技術(shù)SPDT RF開關(guān)包括第一節(jié)點(diǎn)102、第二節(jié)點(diǎn)104及第三節(jié)點(diǎn)106?？墒褂媒饘傺趸锇雽?dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET) RF開關(guān)112及114執(zhí)行節(jié)點(diǎn)102與104之間或節(jié)點(diǎn)102與106之間的開關(guān)動(dòng)作。所述MOSFET RF開關(guān)為使用DC阻斷電容器110、116及118分別從節(jié)點(diǎn)102、104及106阻斷的直流電(DC)電壓。
[0003]由MOSFET RF開關(guān)112及114 二者共享DC阻斷電容器110，其中由電容器110的板提供兩個(gè)MOSFET RF開關(guān)112與114之間的DC連接。此類型的DC物理連接導(dǎo)致MOSFETRF開關(guān)112與114之間的較差RF信號(hào)隔離，從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)104與106之間的較差RF信號(hào)隔離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此存在改善制造于集成電路裸片上的RF開關(guān)的節(jié)點(diǎn)之間的RF信號(hào)隔離的方式的需求。
[0005]根據(jù)一實(shí)施例，射頻(RF)單極雙投(STOT)開關(guān)可包括:第一節(jié)點(diǎn)；第一 RF開關(guān)裝置；第二 RF開關(guān)裝置；第一直流電(DC)阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一 RF開關(guān)裝置之間；第二 DC阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；第二節(jié)點(diǎn)；第三DC阻斷電容器，其耦合于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一 RF開關(guān)裝置之間；第三節(jié)點(diǎn)；第四DC阻斷電容器，其耦合于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；及細(xì)導(dǎo)電線，其具有耦合于所述第一 DC阻斷電容器與所述第一 RF開關(guān)裝置之間的第一末端，及耦合于所述第二 DC阻斷電容器與所述第二 RF開關(guān)裝置之間的其的第二末端，其中所述細(xì)導(dǎo)電線在所述第一 RF開關(guān)裝置與所述第二 RF開關(guān)裝置之間提供DC路徑。
[0006]根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置包括第一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)及第二金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 MOSFET及所述第二 MOSFET包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)MOSFET?根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置在吉赫(gigahertz)頻率下操作。根據(jù)再一實(shí)施例，所述細(xì)導(dǎo)電線的寬度可約為四微米。根據(jù)再一實(shí)施例，所述細(xì)導(dǎo)電線的長度可經(jīng)調(diào)整以用于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的最佳隔離。根據(jù)再一實(shí)施例，所述細(xì)導(dǎo)電線的長度可經(jīng)調(diào)整以降低所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)之間及所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的插入損耗。根據(jù)再一實(shí)施例，所述RF SPDT開關(guān)可制造于集成電路裸片上。
[0007]根據(jù)另一實(shí)施例，射頻(RF)單極雙投(STOT)開關(guān)可包括:第一節(jié)點(diǎn)；第一 RF開關(guān)裝置；第二 RF開關(guān)裝置；第一直流電(DC)阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一RF開關(guān)裝置之間；第二 DC阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；第二節(jié)點(diǎn)；第三DC阻斷電容器，其耦合于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一 RF開關(guān)裝置之間；第三節(jié)點(diǎn)；第四DC阻斷電容器，其耦合于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；及第一細(xì)導(dǎo)電線及第二細(xì)導(dǎo)電線，其具有耦合于所述第一 DC阻斷電容器與所述第一 RF開關(guān)裝置之間的第一末端，及耦合于所述第二 DC阻斷電容器與所述第二 RF開關(guān)裝置之間的其第二末端，其中所述第一細(xì)導(dǎo)電線及所述第二細(xì)導(dǎo)電線在所述第一 RF開關(guān)裝置與所述第二RF開關(guān)裝置之間提供DC路徑。
[0008]根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置包括第一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)及第二金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 MOSFET及所述第二 MOSFET包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)MOSFETo根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置在吉赫頻率下操作。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一細(xì)導(dǎo)電線及所述第二細(xì)導(dǎo)電線中的每一者的寬度可約為四微米。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一細(xì)導(dǎo)電線及所述第二細(xì)導(dǎo)電線的長度可經(jīng)調(diào)整以用于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的最佳隔離、所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)之間的降低插入損耗及所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的降低插入損耗。根據(jù)再一實(shí)施例，所述RFSPDT開關(guān)可制造于集成電路裸片上。
[0009]根據(jù)又另一實(shí)施例，射頻(RF)單極雙投(STOT)開關(guān)可包括:第一節(jié)點(diǎn)；第一 RF開關(guān)裝置；第二 RF開關(guān)裝置；第一直流電(DC)阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一 RF開關(guān)裝置之間；第二 DC阻斷電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；第二節(jié)點(diǎn)；第三DC阻斷電容器，其耦合于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一 RF開關(guān)裝置之間；第三節(jié)點(diǎn)；第四DC阻斷電容器，其耦合于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二 RF開關(guān)裝置之間；及多個(gè)細(xì)導(dǎo)電線，其具有耦合于所述第一 DC阻斷電容器與所述第一 RF開關(guān)裝置之間的第一末端，及耦合于所述第二DC阻斷電容器與所述第二 RF開關(guān)裝置之間的其第二末端，其中所述多個(gè)細(xì)導(dǎo)電線在所述第一 RF開關(guān)裝置與所述第二 RF開關(guān)裝置之間提供DC路徑。
[0010]根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置包括第一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)及第二金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 MOSFET及所述第二 MOSFET包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)MOSFETo根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一 RF開關(guān)裝置及所述第二 RF開關(guān)裝置在吉赫頻率下操作。根據(jù)再一實(shí)施例，所述第一細(xì)導(dǎo)電線及所述第二細(xì)導(dǎo)電線中的每一者的寬度可約為四微米。根據(jù)再一實(shí)施例，所述多個(gè)細(xì)導(dǎo)電線的長度可經(jīng)調(diào)整以用于所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的最佳隔離、所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)之間的降低插入損耗及所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的降低插入損耗。根據(jù)再一實(shí)施例，所述RF SPDT開關(guān)可制造于集成電路裸片上。
【附圖說明】
[0011]可通過參考結(jié)合附圖進(jìn)行的下列描述獲得本發(fā)明的更完全理解，在附圖中:
[0012]圖1說明制造于集成電路IC上的現(xiàn)有技術(shù)單極雙投(SroT)開關(guān)的示意圖；
[0013]圖2說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的制造于集成電路(IC)上的單極雙投(SPDT)開關(guān)的不意圖；
[0014]圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例的制造于集成電路(IC)上的單極雙投(sroT)開關(guān)的示意圖；
[0015]圖4說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的2G單極雙投(STOT)開關(guān)及5G單極雙投(STOT)開關(guān)及2G/5G雙工器的示意性框圖；
[0016]圖5說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的在圖4中展示的2G單極雙投(STOT)開關(guān)的更詳細(xì)示意圖；以及
[0017]圖6說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的在圖4中展示的5G單極雙投(STOT)開關(guān)的更詳細(xì)示意圖。
[0018]雖然本發(fā)明易于有多種修改及替代形式，但其特定實(shí)例實(shí)施例已在圖式中展示且在此處詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，此處的特定實(shí)例實(shí)施例的描述不旨在將本發(fā)明限于此處揭示的特定形式，而相反地，本發(fā)明將涵蓋如由所附權(quán)利要求書所界定的所有修改及等效物。
【具體實(shí)施方式】
[0019]兩個(gè)RF開關(guān)裝置(例如，MOSFET RF開關(guān))中的每一者具備耦合到共用節(jié)點(diǎn)的單獨(dú)的相關(guān)聯(lián)阻斷電容器。使用細(xì)導(dǎo)電線在兩個(gè)RF開關(guān)裝置之間提供DC連接。借此通過在符合阻抗匹配條件時(shí)通過細(xì)導(dǎo)電線的特性阻抗調(diào)諧此線可增大兩個(gè)RF開關(guān)裝置之間的隔離且可降低與兩個(gè)RF開關(guān)裝置相關(guān)聯(lián)的插入損耗。通過使用進(jìn)一步降低細(xì)電線電感的兩個(gè)或兩個(gè)以上細(xì)導(dǎo)電線可實(shí)質(zhì)上降低非所要電路諧振。
[0020]現(xiàn)參考圖式示意性地說明特定實(shí)例實(shí)施例的細(xì)節(jié)。在圖式中的相同元件將由相同數(shù)字表示，且類似元件將由具有不同小寫字體字母下標(biāo)的相同數(shù)字表示。
[0021]參考圖2，描繪根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的制造于集成電路(IC)上的單極雙投(STOT)開關(guān)的示意圖。大體上由數(shù)字200表示的SPDT RF開關(guān)可包括第一節(jié)點(diǎn)102、第二節(jié)點(diǎn)104及第三節(jié)點(diǎn)106?？墒褂脙蓚€(gè)RF開關(guān)裝置(例如，MOSFET RF開關(guān))114及112分別執(zhí)行節(jié)點(diǎn)102與104之間或節(jié)點(diǎn)102與106之間的開關(guān)動(dòng)作。兩個(gè)RF開關(guān)裝置112及114中的每一者具備耦合到共用節(jié)點(diǎn)102的單獨(dú)的相關(guān)聯(lián)DC阻斷電容器。MOSFET RF開關(guān)裝置112是使用DC阻斷電容器220從節(jié)點(diǎn)102阻斷DC電壓及使用DC電壓阻斷電容器118從節(jié)點(diǎn)106阻斷DC電壓。MOSFET RF開關(guān)裝置114是使用DC電壓阻斷電容器222從節(jié)點(diǎn)102阻斷DC電壓及使用DC電壓阻斷電容器116從節(jié)點(diǎn)104阻斷DC電壓。
[0022]使用細(xì)導(dǎo)電線224在兩個(gè)RF開關(guān)裝置112與114之間提供DC連接。通過在符合阻抗匹配條件時(shí)通過細(xì)導(dǎo)電線的特性阻抗調(diào)諧此線可優(yōu)化物理特性(例如，長度及寬度)以用于兩個(gè)RF開關(guān)裝置112與114之間的最佳隔離及通過兩個(gè)RF開關(guān)裝置112及114的降低插入損耗。細(xì)導(dǎo)電線224的寬度可為(舉例來說但不限于)約4微米，且耦合于兩個(gè)RF開關(guān)裝置112及114的元件(例如，源極/漏極)之間。
[0023]參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例描繪地為制造于集成電路(IC)上的單極雙投(SroT)開關(guān)的示意圖。大體上由數(shù)字300表示的SPDT RF開關(guān)可包括第一節(jié)點(diǎn)102、第二節(jié)點(diǎn)104及第三節(jié)點(diǎn)106。在圖3中展示的SPDT開關(guān)電路以與在圖2中展示的SPDT開關(guān)電路實(shí)質(zhì)上相同的方式運(yùn)作，但具有額外的第二細(xì)導(dǎo)電線326，其在兩個(gè)RF開關(guān)裝置112與114之間進(jìn)一步提供DC連接。此第二細(xì)導(dǎo)電線326進(jìn)一步降低兩個(gè)RF開關(guān)裝置112與114之間的DC連接的電感，借此可使用兩個(gè)細(xì)導(dǎo)電線224及326降低非所要電路諧振?？墒褂枚鄠€(gè)細(xì)導(dǎo)電線降低兩個(gè)RF開關(guān)裝置112與114之間的DC連接的電感為可預(yù)期的且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0024]上文中描述的SPDT開關(guān)200及300可與集成電路裸片(切塊)上的RF前端模塊(FEM)(未圖示)的其它組件一起制造且封裝于集成電路封裝(未圖示)中。SPDT開關(guān)200及300可為(舉例來說但不限于)兩個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET) RF開關(guān)裝置112及114，其可布置有共用源極輸入及隔離獨(dú)立漏