CN101211717A - 开关装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有促进第二端电极和第一端电极之间的物理接触并由此实现开启性能的结构的开关装置。实施例既不需要杂质扩散区也不通过沟道区执行开关动作，以便可以变得高度接触和薄度。同样，开关可以通过第一端电极和第二端电极的物理接触执行，由此使其能够改进开启—关闭特征。

Description

开关装置及其制备方法
本申请要求享有在2006年12月29日提交的韩国专利申请No.10-2006-0137272的权益，在这里引入其全部作为参考。
技术领域
本发明涉及一种开关装置及其制备方法，尤其涉及一种与根据使用MOS晶体管的现有技术的开关装置思路不同的开关装置及其制备方法。
背景技术
金属-氧化物-半导体(MOS)晶体管(MOSFET)可主要用作集成电路中的开关装置。MOS晶体管可贡献在易于电控制、高集成度和增强开关特征方面的几种益处。
MOS晶体管可包括栅极，其用于开启/关闭半导体基板中的沟道区域且可在栅绝缘层上和/或之上形成的。MOS晶体管还可包括源极区和漏极区，其为在栅极两侧上的半导体基板中形成的杂质扩散区。
在获得高度集成MOS晶体管中，其开关特征可由于单沟道效应和窄宽度效应变得恶化。因此，实现更高集成度可能变得受限。同样，通过将杂质注入到半导体基板中，用作信号的输入/输出端的源极区和漏极区可形成为扩散区。尽管如此，MOS晶体管可具有诸如结击穿、漏电流和由于杂质的横向扩散引起的面积增加等等的对开关特征的不利影响。因此，需要具有不同结构的开关装置。
发明内容
实施例涉及一种可以至少包括下列一个组件的开关装置：在半导体基板之上形成的开关电极；在半导体基板之上形成的与开关电极间隔放置的第一端电极；以及在包括开关电极和第一端电极的半导体基板之上横向延伸的第二端电极。根据实施例，第二端具有固定支撑的第一末端和不固定支撑的第二末端。
实施例涉及一种可以包括下列组件的开关装置：在半导体基板之上形成的开关电极；在半导体基板之上与开关电极隔开形成的第一端电极；以及在包括开关电极和第一端电极的半导体基板之上横向延伸的第二端电极。根据实施例，第二端电极具有固定支撑的第一末端和不固定支撑的第二末端。
实施例涉及一种可以至少包括下列一个步骤的制备开关装置的方法：在半导体基板之上形成第一金属层；在半导体基板之上形成与第一金属层横向隔开的第二金属层；形成与第一金属层和第二金属层垂直隔开且在第一金属层和第二金属层之上延伸的弹性层。根据实施例，弹性层可以包括固定放置的第一末端和不固定放置的第二末端。
附图说明
示例图1和图2示出根据实施例的开关装置；
示例图3和图4示出根据实施例的制备开关装置的方法。
具体实施方式
如示例图1所示，根据实施例的开关装置可以包括以预定间隔在半导体基板10上和/或之上形成的开关电极12和第一端电极14。开关电极12和第一端电极14可以由金属层构成且分别可连接到配线。
第二端电极18可以预定间隔垂直放置在第一端电极14和开关电极12之上。第二端电极18的一个末端可以在开关电极12和第一端电极14之上延伸。另一方面，可以将第二端电极18的第二末端固定放置到形成于基板10上和/或之上的支撑层16a上和/或之上。
如示例图2所示，第二端电极18可以由弹性材料构成，以便可以自由地将其朝半导体基板10向下弯曲。在根据实施例的开关装置中，由于第二端电极18可以通过弹性执行开关操作，第二端电极18可以由具有弹性的薄金属膜构成。
在两个相对导体中，引力或斥力通过带电电荷操作。电导体可以预定间隔放置，并且当积累具有相反极性的电荷时易于通过引力弯曲。可以在释放电荷之前的时间保持引力。根据实施例的开关装置可以施加电压，以便可以使用这种原则在开关电极12和第二端电极18中积累不同电荷。
可以使用电场在开关电极12和第二端电极18之间产生引力。当在开关电极12和第二端电极18之间产生引力时，容易地使由弹性材料构成的第二端电极18朝开关电极12向下弯曲。由于第二端电极18的第一末端由支撑层16a支撑以及其第二末端在第一端电极14之上隔开，所以第二末端可以直接接触第一端电极14。因此，当连接时，第一端电极14和第二端电极18可以导电。
因此，通过减小第一端电极14和开关电极12的尺寸，根据实施例的开关装置可以获得高集成度和薄度。同样，由于第一端电极14和第二端电极18可以物理接触以执行开关功能，所以与通过沟道形成的开关装置(例如，MOS晶体管)相比，根据实施例的开关装置可以具有增强的开关特征。
如示例图3所示，根据实施例的制备开关装置的方法可以包括在半导体基板10上和/或之上形成开关电极12和第一端电极14。开关电极12和第一端电极14可以由导电层构成。另外，优选地开关电极12和第一端电极14由金属材料构成以获得快响应速度。开关电极12和第一端电极14可以依靠光刻工艺通过应用构图或镶嵌工艺形成。
如示例图4所示，支撑层16可以随后在包括开关电极12和第一端电极14的半导体基板10上和/或之上形成。支撑层16可以由硅绝缘材料构成并且具有低介电常数，以便其可以防止由寄生电容和信号延迟导致的信号电荷损失。
导电层可以随后在支撑层16上和/或之上形成并构图以形成第二端电极18。第二端电极18可以在开关电极12和第一端电极14之上横向延伸。随后可在支撑层16上执行各向同性蚀刻工艺。
随后可通过蚀刻工艺去除在第一端电极14和第二端电极18之间并且也在开关电极12和第二端电极18之间的支撑层16。由此，支撑第二端电极18的支撑层16a在临近开关电极12的半导体基板上和/或之上形成。而且，可以在第二端电极18和第一端电极14之间并且也在第二端电极18和开关电极12之间形成间隔。
根据实施例的开关装置可以包括在开关电极之上垂直隔开的且也由弹性材料构成的第二端电极，以能够实现由第二端电极和开关电极之间的引力使第二端电极弯曲。通过这种构建，第二端电极和第一端电极物理接触，由此使其能够执行开启。
与MOS晶体管不同，根据实施例的开关装置既不使用杂质扩散区也不通过沟道区执行开关动作。因此，其可以实现高集成度和薄度。而且，开关功能可以通过第一端电极和第二端电极的物理接触执行，由此使其能够改进开启-关闭特征。
虽然这里已经描述了实施例，但是应该理解的是，可以由本领域的普通技术人员设计出在本公开原理的精神和范围内的多种其它修改和实施例。更加明确地，在本公开、附图和附属的权利要求范围内的主题组合布置的组成部件和/或配置中能够进行不同的变化和修改。对于本领域技术人员，除了组成部件和/或配置中的变化和修改，替代使用也将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
在半导体基板之上形成的开关电极；
在所述半导体基板之上形成的与所述开关电极隔开的第一端电极；以及
在包括所述开关电极和所述第一端电极的半导体基板之上横向延伸的第二端电极，其中该第二端具有固定支撑的第一末端和不固定支撑的第二末端。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，预定尺寸的垂直间隙在所述第一端电极和所述第二端电极之间并且也在所述开关电极和所述第二端电极之间。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二端电极由弹性材料构成。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，施加到所述开关电极和所述第二端电极的具有不同极性的电荷使所述第二端电极朝向所述半导体基板弯曲并且还使所述第二端电极的所述第二末端直接接触所述第一端电极。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括在所述半导体基板之上与所述开关电极横向隔开形成的支撑层。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二端电极的所述第一末端由所述支撑层固定支撑。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述支撑层包括绝缘层。
8.一种装置，包括：
在半导体基板之上形成的第一金属层；
在所述半导体基板之上与所述第一金属层横向隔开形成的第二金属层；
与所述第一金属层和所述第二金属层横向隔开形成且在所述第一金属层和所述第二金属层之上延伸的弹性层，该弹性层包括固定支撑的第一末端和不固定支撑的第二末端。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一金属层包括开关电极，所述第二金属层包括第一端电极，并且所述弹性层包括第二端电极。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二端电极由弹性材料组成。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述弹性材料包括金属材料。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，施加到所述开关电极和所述第二端电极的具有不同极性的电荷使所述第二端电极朝向所述半导体基板弯曲并且还使所述第二端电极的第二末端直接接触所述第一端电极。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括在所述半导体基板之上与所述第一金属层横向隔开形成的绝缘层，其中该绝缘层固定支撑所述弹性层的第一末端。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述绝缘层包括具有低介电常数的材料。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述绝缘层包括硅材料。
16.一种方法，包括：
在半导体基板之上形成第一金属层；
在所述半导体基板之上形成与所述第一金属层横向隔开的第二金属层；
形成与所述第一金属层和所述第二金属层垂直隔开且在所述第一金属层和所述第二金属层之上延伸的弹性层，
其中所述弹性层包括固定放置的第一末端和不固定放置的第二末端。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一金属层包括开关电极，所述第二金属层包括第一端电极，并且所述弹性层包括第二端电极。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二端电极由弹性材料组成。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述弹性材料包括金属材料。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，供应到所述开关电极和所述第二端电极的具有不同极性的电荷使所述第二端电极朝向所述半导体基板弯曲并且还使所述第二端电极的第二末端直接接触所述第一端电极。
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