專(zhuān)利名稱(chēng)：具有金屬板電容的電路及射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及電氣技術(shù),尤其涉及一種具有金屬板(Metal-1nsulator-Metal, MIM)電容的電路及射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)高介電常數(shù)材料的不斷研究，MIM電容由于其具有工藝簡(jiǎn)單，容值大以及較小的漏電流等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字和射頻電路中得到了廣泛的應(yīng)用。在器件中，如射頻開(kāi)關(guān)、衰減器、低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA)等內(nèi)部需要大面積MIM電容，用于濾波和直流偏置，但在工藝制作中存在很多隱患，如工藝缺陷會(huì)導(dǎo)致MIM電容短路擊穿及靜電放電(Electro-Static discharge, ESD)擊穿/電過(guò)應(yīng)力(Electric Over Stress, EOS)擊穿等現(xiàn)象的發(fā)生,導(dǎo)致MIM電容短路失效。盡管廠(chǎng)家進(jìn)行了工藝優(yōu)化，但卻無(wú)法徹底規(guī)避MIM電容的失效，給器件的可靠性帶來(lái)了很大的影響?，F(xiàn)有的解決方案是通過(guò)將M頂電容串聯(lián)來(lái)作規(guī)避。圖1為現(xiàn)有技術(shù)具有金屬板電容的電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，電路由MIM電容Cll和C12串聯(lián)組成，其中MIM電容Cll短路失效后，MIM電容C12還可以保證器件的功能和性能，減小由于工藝不良造成的器件失效。上述解決方案雖然規(guī)避了 MIM電容短路導(dǎo)致器件功能失效的問(wèn)題，但卻增加了每個(gè)MM電容的面積，如圖1所示，如果整個(gè)器件的設(shè)計(jì)要求具有MM電容的電路提供的電容值最小為IOpF來(lái)保證濾波特性，即要求MM電容Cll和C12串聯(lián)后總的電容值最小為10pF，則每個(gè)MM電容的電容值就必須大于20pF，從而較常規(guī)只使用單MM電容來(lái)保證濾波特性的情況，需要更大面積的MIM電容，而對(duì)于MIM電容，面積越大產(chǎn)生失效的幾率就越大，所以對(duì)于較大電容值的電容是無(wú)法采用串聯(lián)方式規(guī)避MIM電容失效的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有金屬板電容的電路及射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器，以解決金屬板電容短路導(dǎo)致器件功能失效的問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)提高金屬板電容的工作可靠性。第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有金屬板電容的電路，包括:至少兩個(gè)金屬板電容，各金屬板電容并聯(lián)設(shè)置于電路中；至少兩個(gè)關(guān)斷器件，分別與每個(gè)金屬板電容串聯(lián)。在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述關(guān)斷器件的關(guān)斷由所述關(guān)斷器件所在具有金屬板電容的電路的支路電流或電壓控制。根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述關(guān)斷器件為金屬熔絲。第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種射頻開(kāi)關(guān)，包括場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻，其中，還包括本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的具有金屬板電容的電路。第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種低噪聲放大器，包括場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻，其中，還包本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的具有金屬板電容的電路。本發(fā)明實(shí)施例具有金屬板電容的電路及射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器，通過(guò)采用金屬板電容并聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)金屬板電容工作可靠性的提高，解決由金屬板電容短路失效影響器件可靠性和穩(wěn)定性的問(wèn)題。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)具有金屬板電容的電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明具有金屬板電容的電路實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明具有金屬板電容的電路實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明射頻開(kāi)關(guān)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明低噪聲放大器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一圖2為本發(fā)明具有金屬板電容的電路實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)圖，所述具有MM電容的電路可以應(yīng)用于射頻開(kāi)關(guān)、衰減器、LNA等器件中，用來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波、直流偏置等功能。所述具有MIM電容的電路包括:至少兩個(gè)MIM電容，各MIM電容并聯(lián)設(shè)置于電路中；至少兩個(gè)關(guān)斷器件，分別與每個(gè)電容串聯(lián)。如圖2所示的具有MIM電容的電路，以電路中包括兩個(gè)MIM電容和兩個(gè)關(guān)斷器件為例進(jìn)行說(shuō)明，所述具有MIM電容的電路包括:兩個(gè)MIM電容C21和C22、兩個(gè)關(guān)斷器件M21和M22。其中，MM電容C21和C22并聯(lián)設(shè)置于電路中，關(guān)斷器件M21和M22與MM電容C21和C22——對(duì)應(yīng)。關(guān)斷器件M21和M22的一端分別與MIM電容C21、MIM電容C22串聯(lián)，另
一端可共同連接于接地端。具體地，若器件的設(shè)計(jì)要求該具有MIM電容的電路提供不小于IOpF的電容值來(lái)滿(mǎn)足器件性能(如濾波性能)，則由于電容的并聯(lián)，只需MIM電容C21和C22的電容值均不小于IOpF即可，也就是說(shuō)，當(dāng)MM電容C21和C22都可以正常工作，則MM電容并聯(lián)的總電容值大于20pF，滿(mǎn)足器件設(shè)計(jì)要求，如果其中MIM電容C21由于工藝缺陷導(dǎo)致失效短路，則關(guān)斷器件M21由于所在電路支路BI的電流迅速增大而關(guān)斷，使得所在支路BI斷開(kāi)，而另一條支路B2中MM電容C22仍具有不小于IOpF的電容值，仍可以保證器件性能。對(duì)于圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)，同樣以不小于IOpF的電容值作為器件設(shè)計(jì)的要求，則MIM電容Cll和C12需要不小于20pF才能滿(mǎn)足要求，而本發(fā)明實(shí)施例所提供的具有MIM電容的電路只需要MIM電容C21和C22的電容值滿(mǎn)足不小于IOpF即可，所以，與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例所提供的具有M頂電容的電路減小了每個(gè)MM電容的電容值。對(duì)于MM電容，面積越小失效幾率越低，且制作成本也會(huì)減小。本實(shí)施例具有MIM電容的電路，通過(guò)采用MIM電容并聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)MIM電容工作可靠性的提高，解決由MIM電容失效影響器件性能的問(wèn)題。可選地，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述關(guān)斷器件的關(guān)斷由所述關(guān)斷器件所在具有金屬板電容的電路的支路電流或電壓控制。即如圖2所示，所述關(guān)斷器件M21和M22的關(guān)斷可以由所在支路BI和B2的電流來(lái)控制，如金屬熔絲、三極管等作為關(guān)斷器件，也可以由所在支路的電壓控制，如二極管、場(chǎng)效應(yīng)管等作為關(guān)斷器件，即當(dāng)所在支路的電流或電壓超過(guò)關(guān)斷器件所預(yù)先設(shè)定好的門(mén)限值時(shí)，則關(guān)斷器件關(guān)斷，斷開(kāi)所在支路，保證器件性能。實(shí)施例二圖3為本發(fā)明具有金屬板電容的電路實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步所述關(guān)斷器件為金屬熔絲(Metal Fuse)。如圖3所示，關(guān)斷器件M21和M22分別為金屬熔絲F31和F32。當(dāng)支路BI或支路B2中的MM電容失效時(shí)，所在支路的電流迅速增大，當(dāng)電流大到一門(mén)限值，即金屬熔絲的熔斷的臨界值時(shí)，金屬熔絲熔斷，所在支路斷開(kāi)，保證了器件性能。具體地，所述金屬熔絲的熔斷的臨界值由具有金屬板電容的電路的設(shè)計(jì)要求決定，可以通過(guò)對(duì)金屬熔絲的結(jié)構(gòu)控制。如該金屬熔絲所在支路的MM電容失效短路，則支路電流在具有金屬板電容的電路外部連接的限流電阻的作用下產(chǎn)生大于50mA的電流，則金屬熔絲的熔斷臨界值就必須小于50mA (業(yè)界設(shè)計(jì)能力金屬熔絲最小熔斷電流約為10mA)，通過(guò)設(shè)置金屬熔絲的橫截面積等結(jié)構(gòu)參數(shù)，使金屬熔絲滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。本實(shí)施例具有MM電容的電路，通過(guò)采用金屬熔絲做為關(guān)斷器件，由于金屬熔絲具有在半導(dǎo)體工藝上易實(shí)現(xiàn)且占用空間小，同時(shí)熔斷速率快(約mS量級(jí))等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了MIM電容工作可靠性的進(jìn)一步提高，同時(shí)減小了集成電路(Integrated circuit, IC)的面積及成本。實(shí)施例三圖4為本發(fā)明射頻開(kāi)關(guān)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻開(kāi)關(guān)，包括場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻，其中，還包括本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的具有金屬板電容的電路。具體地，以砷化鎵(GaAs)工藝的射頻開(kāi)關(guān)為例說(shuō)明，如圖4所示，射頻開(kāi)關(guān)主要由金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Metal Semiconductor Field Effect Transistors, MESFET)Q41 Q44、金屬板電容Oil C42、薄膜電阻R41 R49構(gòu)成的電路與具有金屬板電容的第一電路41和第二電路42組成。所述具有金屬板電容的第一電路41和第二電路42可以采用本發(fā)明任意實(shí)施例所提供具有金屬板電容的電路，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類(lèi)似，此處不再贅述。實(shí)施例四圖5為本發(fā)明低噪聲放大器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的低噪聲放大器，包括由場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻組成的電路，其中，還包括本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的具有金屬板電容的電路。具體地，以圖5所示的一低噪聲放大器為例說(shuō)明，該低噪聲放大器主要由贗高電子遷移率晶體管(Pseudomorphic High Electron MobilityTransistor，PHEMT)Q51 Q52、金屬板電容C51 C52、薄膜電阻R51 R58構(gòu)成的電路與具有金屬板電容的第三電路51和第四電路52組成。所述具有金屬板電容的第三電路51和第四電路52可以采用本發(fā)明任意實(shí)施例所提供具有金屬板電容的電路，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類(lèi)似，此處不再贅述。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有金屬板電容的電路，其特征在于，包括: 至少兩個(gè)金屬板電容，各金屬板電容并聯(lián)設(shè)置于電路中； 至少兩個(gè)關(guān)斷器件，分別與每個(gè)金屬板電容串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有金屬板電容的電路，其特征在于，所述關(guān)斷器件的關(guān)斷由所述關(guān)斷器件所在具有金屬板電容的電路的支路電流或電壓控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有金屬板電容的電路，其特征在于，所述關(guān)斷器件為金屬熔絲。
4.一種射頻開(kāi)關(guān)，包括場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-3任一所述的具有金屬板電容的電路。
5.—種低噪聲放大器,包括場(chǎng)效應(yīng)管、金屬板電容和薄膜電阻，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-3任一所述的具有金屬板電容的電路。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有金屬板電容的電路及射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器。本發(fā)明具有金屬板電容的電路，包括至少兩個(gè)金屬板電容，各金屬板電容并聯(lián)設(shè)置于電路中；至少兩個(gè)關(guān)斷器件，分別與每個(gè)金屬板電容串聯(lián)。本發(fā)明實(shí)施例解決了金屬板電容失效導(dǎo)致器件功能散失或性能惡化的問(wèn)題，提高了金屬板電容的工作可靠性。
文檔編號(hào)H03K17/687GK103138725SQ20131001088
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者鄒立平, 韋存剛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司