[发明专利]用于射频应用的转移印刷

说明书

本发明涉及一种用于射频应用的转移印刷。一种用于RF应用的半导体结构，包括：第一μ TP GaN晶体管，在SOI晶片或管芯上；以及第一电阻器，连接到所述第一晶体管的栅极。

技术领域

本发明涉及用于RF应用的转移印刷，尤其涉及将GaN组件微转 移印刷到SOI晶片上。

背景技术

与其他半导体(例如Si和GaAs)相比，GaN是一种相对较新的 技术，但GaN已成为高RF、高功耗应用(如在长距离或高端功率水 平下发送信号所需的应用)的首选技术。GaN晶体管提供高功率密度、 高工作温度、改善的效率、低的导通电阻，并且可以在1GHz至110GHz的不同频带下工作。图1示出了GaN晶体管2的横截面的示意图。 GaN层4形成在高电阻率(HR)硅衬底6和AlGaN缓冲层8上。GaN 的重掺杂n++区域10连接到金属触点12(漏极和源极)。栅极14通 过薄A1N层16与GaN层4隔离。

SiC上的GaN将GaN的高功率密度能力与SiC(碳化硅)的优良 的导热性和低RF损耗相结合。SiC上的GaN是高功率密度RF性能 的选择的组合。

硅基GaN具有差得多的热性能和较高的RF损耗，但价格便宜。 硅基GaN是价格敏感功率电子应用的选择的组合。

绝缘体上硅(SOI)技术用于半导体制造(尤其是微电子学)中， 以通过具有分层的硅-绝缘体-硅衬底结构(而非块体Si)来减小寄生 电容。SOI CMOS由于其低泄漏能力而在低功率RF收发器的设计中 为模拟和数字RF混合电路提供了更低的功耗。

为了在高功率应用中同时实现GaN和SOI的一些优势，已经尝试 通过使用沟槽刻蚀隔离GaN晶体管来在SOI上生长GaN。需要仔细 的应变工程技术来控制生长期间晶片中累积的应力。

备选地，可以使用微转移印刷[1]将GaN器件从原始/源晶片转移 到目标SOI晶片。在这个过程中，将GaN器件从GaN器件在其上生 长的原生晶片分离/提起，然后重新附着在SOI晶片上。

[1]R.Lener，和其他人“Heterogeneous Integration of Microscale GalliumNitride Transistors by Micro-Transfer-Printing”.2016 IEEE 66th ElectronicComponents and Technology Conference，第1186-1189页。

发明内容

本发明的方面提供了如在所附权利要求中阐述的用于RF应用的 半导体结构和制造方法。

现在将参考附图仅作为示例描述本发明的优选实施例。

附图说明

图1是硅衬底上的GaN晶体管的示意横截面；

图2a是根据实施例的单片混合开关分支的示意图；

图2b是根据实施例的具有微转移印刷到SOI品片上的GaN晶体 管的半导体结构的横截面示意图；

图3a示出了根据实施例的使用混合分支的SPDT(单刀双掷)开 关的布局；

图3b示出了根据实施例的使用纯GaN分支的SPDT的布局；

图4是根据实施例的半导体结构的电路图；

图5是根据另一实施例的半导体结构的电路图；

图6是根据另一实施例的半导体结构的电路图；

图7是根据实施例的SPDT开关的电路图；

图8是根据另一实施例的SPDT开关的电路图；

图9是根据实施例的具有混合开关分支的SPDT开关的电路图；