[发明专利]射频开关器件及其制造方法

说明书

本申请公开一种增强型射频开关及其制备方法。本申请提供的一种增强型射频开关器件，从衬底的上表面射频开关器件包括以第一掺杂浓度水平掺杂有第一导电类型的杂质的半导体衬底，以及从衬底的上表面垂直延伸并与所述衬底相连形成的台面。所述台面包括以第二掺杂浓度水平掺杂有第一导电类型的杂质的漂移区，第二掺杂浓度水平小于第一掺杂浓度水平。所述台面形成射频开关器件中的主要电流传导路径。所述射频开关元件还包括绝缘层，设置在衬底的至少一部分上表面和台面的侧壁上，以及设置在绝缘层上表面的至少一部分上的至少一个栅极，栅极至少部分围绕台面。

技术领域

本申请涉及电气、电子和计算机领域，并且，更具体地涉及射频开关器件和制造方法。

背景技术

射频(RF)开关是一种通过传输路径来路由高频信号的设备。对射频开关的需求不断增加，至少部分是由于对更高频率和更宽带宽的无线通信的需求的不断增加。射频开关和射频开关电路的使用提供了将更高的频率和更宽的带宽与多个射频接口和天线的集成相结合的能力，从而使设计人员能够满足无线通信的需求，并提高无线通信领域的一般能力和功能。

可以使用各种电参数来表征射频开关设计的性能，但是有四个参数由于它们的强相互依赖性，通常被认为是对设计者至关重要的，即为：隔离度、插入损耗、切换时间和功率处理能力。隔离度是指在射频开关的相关端口检测到的无用信号的衰减程度，或衡量所述射频开关进入“关闭”状态的有效性。隔离度在较高频率下变得更加重要，因为寄生元件会对开关性能产生重大影响。插入损耗，也称为传输损耗，是指在射频开关在“开启”状态下损失的总功率。切换时间是指射频开关在其“开”和“关”状态之间切换时所需的时间，其范围可以从几微秒(高功率射频开关)到几纳秒(低功率、高速设备)。功率处理能力是指射频开关可以安全处理的输入功率量，而不会造成永久性损坏或电气性能下降，这在很大程度上取决于所使用的设计和材料。

这里有几种常用的射频开关的类型，包括基于微机电系统(MEMS)的开关、PIN二极管和固态(例如，基于场效应晶体管(FET))开关。与其他类型的射频开关相比，MEMS开关具有非常高的隔离度、非常低的插入损耗、高线性度和潜在的低成本优势。然而，MEMS开关也有显著的缺点，包括相对较低的速度、需要高电压或大电流驱动、相对较差的可靠性和较差的集成能力，这些缺点限制了它们的使用，特别是在高频应用中。

PIN二极管可能是最流行的射频开关类型之一。PIN二极管是一种在射频频率下用作可变电阻器的器件。它的电阻从“开启”状态下的小于1欧姆到“关闭”状态下的超过10K欧姆不等。PIN二极管使用夹在p型(P)半导体区和n型(N)半导体区之间的宽高电阻率本征(I)区构成。p型半导体区和n型半导体区通常是重掺杂的，因为它们用于欧姆接触。然而，PIN二极管具有偏置电流较大、开关速度较慢等缺点。

赝晶高电子迁移率晶体管(pHEMT)，也称为异质结构场效应管(HFET)或调制掺杂场效应管(MODFET)，是一种场效应晶体管，将具有不同带隙的两种材料(即异质结)之间的结作为沟道，而不是如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)一样使用掺杂沟道，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)通常就是这种情况。在III-V型半导体衬底上制造的pHEMT器件用作射频开关时具有良好性能。然而，与成熟的硅技术相比，基于III-V化合物的pHEMT技术的一些主要缺点是需要更高的晶圆成本，以及集成能力较差，以及其他缺点。

随着互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术的规模的不断缩小，在射频应用方面使用体硅CMOS已经成为非常有吸引力的替代方案。然而，虽然CMOS看起来是在同一芯片上集成射频、中频(IF)和基带电路的最佳解决方案，但用于射频应用的体硅衬底仍然存在一些明显的缺点，包括线性度差和高插入损耗等缺点。

发明内容

如一个或多个实施例所示，本申请提供了一种增强型射频(RF)开关器件，以及用于制造这种器件的方法。