CN108110004A - 射频开关器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频开关器件，在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，通过所述源金属层和所述栅极结构减小正对面积而减小了器件的等效关态电容，可以理解为，由于减小了部分晶体管的电容从而减小了器件的等效关态电容，提高了器件的优值。同时，由于基底的部分区域所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，在基底剩余的区域上，所述源金属层和所述漏金属层依然位于同一层，器件的等效导通电阻并未增大很多。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种射频开关器件。
背景技术
射频开关器件是一种用于通讯领域信号开关的器件，具有结构简单，使用范围广，成本低，耗电低，易于安装，可靠性极高等优点，可广泛用于载波电话切换，有线电视信号切换，有线电视信号开关等领域，在其工作时，部分区域处于导通状态，部分区域处于关断状态。
优值(Figure of Merit，简称FOM)是评价射频开关器件的性能或者工艺的特征测试参数。FOM＝Ron*Coff，其中，Ron是器件栅极电压等于器件处于导通状态时的等效电阻值，Coff是器件处于关断状态时的等效电容值。优值越低则表示器件的性能越好。
然而，现有的射频开关器件的性能有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频开关器件，在等效导通电阻上升不太多的情况下等效减小关态电容，以提升射频开关器件的性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种射频开关器件，包括：
基底；
栅极结构，所述栅极结构位于所述基底上；
源区和漏区，所述源区和漏区分别位于所述栅极结构两侧的基底中；
源金属层和漏金属层，所述源金属层和所述漏金属层均位于所述栅极结构的上层，并且，所述源金属层以及所述漏金属层通过插塞与所述源区和所述漏区连接；
在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层。
可选的，所述源金属层、漏金属层及栅极结构的数量均为多个；并且，所述源金属层、漏金属层及栅极结构的数量相匹配。
可选的，所述源金属层、漏金属层及栅极结构呈条状，每条源金属层、每条漏金属层及每条栅极结构相互平行。
可选的，所述源金属层和所述漏金属层交替排布，每条源金属层和每条漏金属层之间排布有栅极结构。
可选的，所述射频开关器件还包括栅连接件、源连接件和漏连接件，所述栅连接件与各条栅极结构的同一侧的端部连接；所述源连接件与各条源金属层的同一侧的一端连接；所述漏连接件与各条漏金属层的同一侧的一端连接。
可选的，所述栅连接件和所述栅极结构构成梳状栅结构，所述梳状栅结构的每条梳齿对应每条栅极结构；所述源连接件和所述源金属层构成梳状源结构，所述梳状源结构的每条梳齿对应每条源金属层；所述漏连接件和所述漏金属层构成梳状漏结构，所述梳状漏结构的每条梳齿对应每条漏金属层。
可选的，所述栅极结构包括栅介质层及形成于栅介质层上的栅电极。
可选的，所述栅介质层的材料包括氧化硅，所述栅电极的材料包括多晶硅。
可选的，所述基底包括绝缘体上硅。
可选的，所述源金属层或所述漏金属层的材料包括铜、铝或铜铝合金。
发明人研究发现，在现有射频开关器件中，由于所述源金属层和所述漏金属层处于同一层，晶体管源漏之间将形成平板电容，而这个平板电容的容值将影响射频开关器件的等效关态电容Coff，发明人进一步发现，所述源金属层和所述栅极结构的正对面积越大，等效关态电容的容值越大。
在本发明提供的射频开关器件中，在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，通过所述源金属层和所述栅极结构减小正对面积而减小了器件的等效关态电容，可以理解为，由于减小了部分晶体管的电容从而减小了器件的等效关态电容，提高了器件的优值。同时，由于基底的部分区域所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，在基底剩余的区域上，所述源金属层和所述漏金属层依然位于同一层，器件的等效导通电阻并未增大很多。
附图说明
图1为实施例提供的射频开关器件的俯视图；
图2为实施例提供的射频开关器件沿图1线A-A’的剖面示意图；
图3为实施例提供的射频开关器件沿图1线B-B’的剖面示意图；
图4为实施例提供的射频开关器件沿图1线C-C’的剖面示意图；
图5为实施例提供的射频开关器件沿图1线D-D’的剖面示意图；
其中，101-器件区，102-边缘区，11-底衬底，12-埋氧层，13-顶衬底，131-源区，132-漏区，133-沟道区，2-插塞，S1-源金属层，S2-源连接件，G1-栅极结构，G10-栅介质层，G11-栅电极，G2-栅连接件，D1-漏金属层，D10-第一金属层，D11-第二金属层，D2-漏连接件，S-梳状源结构，G-梳状栅结构，D-梳状漏结构。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图1，其为实施例提供的射频开关器件的俯视图，如图1所示，所述射频开关器件包括：基底；栅极结构G1，所述栅极结构G1位于所述基底上；源区131和漏区132，所述源区131和漏区132分别位于所述栅极结构G1两侧的基底中；源金属层S1和漏金属层D1，所述源金属层S1和所述漏金属层D1均位于所述栅极结构G1的上层，并且，所述源金属层S1以及所述漏金属层D1通过插塞2与所述源区131和所述漏区132连接；在所述基底的部分区域上，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层。在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，通过所述源金属层和所述栅极结构减小正对面积而减小了器件的等效关态电容，可以理解为，由于减小了部分晶体管的电容从而减小了器件的等效关态电容，提高了器件的优值。同时，由于基底的部分区域所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，在基底剩余的区域上，所述源金属层和所述漏金属层依然位于同一层，器件的等效导通电阻并未增大很多。
请接着参阅图1，所述基底可以是半导体衬底，具体可以是单晶硅或者多晶硅，也可以是硅、锗、锗化硅或砷化镓等半导体材料，本实施例中，所述基底为绝缘体上硅，所述绝缘体上硅包括底衬底11、埋氧层12和顶衬底13，所述埋氧层12覆盖所述底衬底11，所述顶衬底13覆盖所述埋氧层12。所述顶衬底中形成有源漏区，所述源漏区包括间隔排布的源区131和漏区132，每个所述源区131和每个所述漏区132之间还形成有一沟道区133。所述基底包括器件区101和边缘区102。
如图1所示，所述基底上形成有栅极结构G1、源金属层S1和漏金属层D1，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于所述栅极结构G1的上层，即所述源金属层S1和所述漏金属层D1的最低端高于所述栅极结构G1的最高端，使所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于所述栅极结构G1的上层。所述源金属层S1、漏金属层D1及栅极结构G1呈条状，可选的，所述源金属层S1、漏金属层D1及栅极结构G1有多条，并且每条源金属层S1、每条漏金属层D1及每条栅极结构G1相互平行。所述源金属层S1和所述漏金属层D1交替排布，每条源金属层S1和每条漏金属层D1之间排布有栅极结构G1，即呈源金属层S1-栅极结构G1-漏金属层D1-栅极结构G1-源金属层S1状排布，可以认识到，每相邻的两个栅极结构G1会共用源金属层S1或漏金属层D1，所述源金属层S1、漏金属层D1的数量相匹配。
所述射频开关器件还包括栅连接件G2、源连接件S2和漏连接件D2，所述栅连接件G2与各条栅极结构G1的同一侧的端部连接，用于将各条栅极结构G1并联；所述源连接件S2与各条源金属层S1的同一侧的一端连接，用于将各条源金属层S1并联；所述漏连接件D2与各条漏金属层D1的同一侧的一端连接，用于将各条漏金属层D1并联。
所述栅连接件G2和所述栅极结构G1构成梳状栅结构G，所述梳状栅结构G的每条梳齿对应每条栅极结构G1，每条栅结构与所述栅连接件G2垂直；所述源连接件S2和所述源金属层S1构成梳状源结构S，所述梳状源结构S的每条梳齿对应每条源金属层S1，每条源金属层S1与所述源连接件S2垂直；所述漏连接件D2和所述漏金属层D1构成梳状漏结构D，所述梳状漏结构D的每条梳齿对应每条漏金属层D1，每条漏金属层D1与所述漏连接件D2垂直，所述梳状源结构S的梳齿与所述梳状漏结构D的梳齿密度一致，并且较所述梳状栅结构G的梳齿稀疏。
所述栅极结构G1包括栅氧化层G10和形成于栅介质层G10上的栅电极G11，所述栅介质层G10的材料可以是氧化硅，所述栅电极G11可以是多晶硅。所述源金属层S1通过插塞2与所述基底中的源区131连接，所述漏金属层D1通过插塞2与所述基底中的漏区132连接。所述插塞2的材料为金属，具体可以是钨材料，所述源金属层S1或所述漏金属层D1的材料为金属材料，具体可以是铜、铝或铜铝合金等。
为了便于说明，将所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层的区域称为第一区域，其余区域称为第二区域。
在所述基底的第一区域上，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层，具体的，第一区域为4个分区域组成，这4个分区域可以是在器件区101长度方向的两端，并且距器件区101宽度方向的两端1/3-1/2以内的区域，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层，例如，所述源金属层S1位于所述漏金属层D1的上层，或者，所述源金属层S1位于所述漏金属层D1的下层，本发明不作限制。
请参阅图2，其为实施例提供的射频开关器件沿图1线A-A’的剖面示意图(图2仅示意性的展示了器件区101)，由于A-A’的两端处于第一区域，中央处于第二区域，A-A’处于第一区域的部分，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层，所述源金属层S1和所述漏金属层D1高度不等，正对面积减小了，这一区域的晶体管源漏之间的电容减小了，进而降低了射频开关器件的等效关态电容，A-A’处于第二区域的部分，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于同一层。
请参阅图3，其为实施例提供的射频开关器件沿图1线B-B’的剖面示意图(图3仅示意性的展示了器件区101)，由于B-B’完全处于第二区域，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于同一层，所述源金属层S1和所述漏金属层D1高度相等，正对面积较大，这一区域的晶体管源漏之间的电容较现有技术中没有变化。
接着参阅图4，其为实施例提供的射频开关器件沿图1线C-C’的剖面示意图(图4仅示意性的展示了器件区101)，由于C-C’两端处于第一区域，中央处于第二区域，C-C’处于第一区域的部分，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层，所述源金属层S1和所述漏金属层D1高度不等，正对面积减小了，这一区域的晶体管源漏之间的电容减小了，进而降低了射频开关器件的等效关态电容，C-C’处于第二区域的部分，所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于同一层。
接着参阅图4，其为实施例提供的射频开关器件沿图1线D-D’的剖面示意图，如图4所示，以位于线D-D’处的漏金属层D1为例，为了实现使所述源金属层S1和所述漏金属层D1位于不同层，在第一区域中，每条所述源金属层S1和每条所述漏金属层D1都是由两层金属层组成，为别为第一金属层D10和第二金属层D11，所述第二层金属层D11的最低端高于所述第一金属层D10的最高端。所述第一金属层D10的长度可以是所述器件区101的宽度的1/3-2/1之间，所述第二金属层D11的长度可以根据所述第一金属层D10的长度进行调整，所述第一金属层D10和第二金属层D11通过插塞2连接起来，共同组成漏金属层D1。通过这种方式，在第一区域上，相邻的漏金属层D1和源金属层S1位于不同层。
综上，在本发明实施例提供的射频开关器件中，在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，通过所述源金属层和所述栅极结构减小正对面积而减小了器件的等效关态电容，可以理解为，由于减小了部分晶体管的电容从而减小了器件的等效关态电容，提高了器件的优值。同时，由于基底的部分区域所述源金属层和所述漏金属层位于不同层，在基底剩余的区域上，所述源金属层和所述漏金属层依然位于同一层，器件的等效导通电阻并未增大很多。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种射频开关器件，其特征在于，包括：
基底；
栅极结构，所述栅极结构位于所述基底上；
源区和漏区，所述源区和漏区分别位于所述栅极结构两侧的基底中；
源金属层和漏金属层，所述源金属层和所述漏金属层均位于所述栅极结构的上层，并且，所述源金属层以及所述漏金属层通过插塞与所述源区和所述漏区连接；
在所述基底的部分区域上，所述源金属层和所述漏金属层位于不同层。
2.如权利要求1所述的射频开关器件，其特征在于，所述源金属层、漏金属层及栅极结构的数量均为多个；并且，所述源金属层、漏金属层的数量相匹配。
3.如权利要求2所述的射频开关器件，其特征在于，所述源金属层、漏金属层及栅极结构呈条状，每条源金属层、每条漏金属层及每条栅极结构相互平行。
4.如权利要求3所述的射频开关器件，其特征在于，所述源金属层和所述漏金属层交替排布，每条源金属层和每条漏金属层之间排布有栅极结构。
5.如权利要求4所述的射频开关器件，其特征在于，所述射频开关器件还包括栅连接件、源连接件和漏连接件，所述栅连接件与各条栅极结构的同一侧的端部连接；所述源连接件与各条源金属层的同一侧的一端连接；所述漏连接件与各条漏金属层的同一侧的一端连接。
6.如权利要求5所述的射频开关器件，其特征在于，所述栅连接件和所述栅极结构构成梳状栅结构，所述梳状栅结构的每条梳齿对应每条栅极结构；所述源连接件和所述源金属层构成梳状源结构，所述梳状源结构的每条梳齿对应每条源金属层；所述漏连接件和所述漏金属层构成梳状漏结构，所述梳状漏结构的每条梳齿对应每条漏金属层。
7.如权利要求1所述的射频开关器件，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层及形成于栅介质层上的栅电极。
8.如权利要求7所述的射频开关器件，其特征在于，所述栅介质层的材料包括氧化硅，所述栅电极的材料包括多晶硅。
9.如权利要求1所述的射频开关器件，其特征在于，所述基底包括绝缘体上硅。
10.如权利要求1所述的射频开关器件，其特征在于，所述源金属层或所述漏金属层的材料包括铜、铝或铜铝合金。
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