CN220342756U - 相变化材料装置及相变化材料射频开关 - Google Patents
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Abstract
一种相变化材料装置及相变化材料射频开关，相变化材料装置的改良结构用以有助于防止热散逸。在一个实例中，相变化材料装置为一相变化材料射频开关，相变化材料射频开关具有一基板、一加热器、一介电/绝缘体层、多个氧化层、多个电极、一相变化材料区及/或任何其他元件。该多个氧化层用以有助于防止来自该加热器的热散逸。
Description
技术领域
本揭露关于相变化材料装置及相变化材料射频开关。
背景技术
相变化材料(phase change material，PCM)为以非晶相及以结晶相存在的材料。从这个意义而言，几乎任何材料皆为相变化材料。然而，如此项技术所理解，相变化材料需要满足取决于具体应用的若干属性。由于相变化材料的第一个商业应用处于可重写光学数据存储阶段，因此相对于变化材料的诸如在所需波长下的强光学对比度的光学属性而最佳化变化材料。对于PCM，其他材料属性为重要的，且需要不同的材料最佳化。实例相变化材料属性包含低熔融温度、相对高结晶温度、低热导率、高结晶活化能、相对高电阻、稳定电阻位准、高结晶速度及/或任何其他属性。
众所周知，针对扭曲的岩盐状结构，可获得Ge-Sb-Te合金中最稳定的结晶相。Ge-Sb-Te系的许多相变化材料，诸如Ge1Sb4Te7、Ge1Sb2Te4、Ge2Sb2Te5及Ge3Sb2Te6，除了非晶-结晶相转变以外，在进一步退火时亦呈现金属-绝缘体转变。
射频(radio frequency，RF)开关可以使用PCM来制成，且与诸如CMOS等基于硅锗材料的半导体装置相容。此类开关通常具有与相变化记忆体中使用的硫属化物类型交换层类似的硫属化物类型交换层。PCM RF开关通常在自兆赫兹至毫米波频率的频率范围内操作。使用PCM RF开关可以导致低插入损耗及小装置大小。应用可包含移动设备、基地台及毫米波通信。
实用新型内容
根据本揭露的一些实施例，一种相变化材料射频开关包括：一基板；一加热器组件，形成于该基板上方；一介电层，形成于该加热器组件上；多个氧化层，形成于该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；一相变化材料区，形成于该介电层上，其中该相变化材料区比该加热器组件宽；及多个电极，形成于该相变化材料区周围及该多个氧化层上。
根据本揭露的一些实施例，一种相变化材料射频开关包括：一基板；一加热器组件，形成于该基板上方；一介电层，形成于该加热器组件上；多个氧化层，形成于该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；一相变化材料区，形成于该介电层上；及多个电极，形成于该相变化材料区周围及该多个氧化层上。
根据本揭露的一些实施例，一种相变化材料装置包括：一基板；一加热器组件，形成于该基板上方；一介电层，形成于该加热器组件上；多个氧化层，形成于该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；一相变化材料区，形成于该介电层上，其中该相变化材料区比该加热器组件宽；及多个电极，形成于该相变化材料区周围及该多个氧化层上，其中该多个电极及该相变化材料区界定一相变化材料射频开关的一射频路径。
附图说明
在结合附图阅读时，自以下详细描述最佳地理解本揭露的各态样。应注意，根据行业的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为论述清楚起见，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。
图1A绘示根据一个实施例的PCM装置的一个实例；
图1B绘示图1A中所展示的实施方式的替代实施方式；
图2A绘示根据一个实施例的另一PCM装置的一个实例；
图2B绘示根据一个实施例的又一PCM装置的一个实例；
图3A至图3J绘示根据本揭露的用于制造PCM装置的实例工艺步骤；
图4绘示根据一些实施例的制造PCM装置的方法的流程图。
【符号说明】
100:PCM RF开关
102:基板
104:加热器
106:介电/绝缘体层
108:氧化层
110:间隔件
112:电极
114:导体
116:PCM区
118:电路径
200:PCM RF开关
202:层
204:区域
302:基板
304:加热层
306:介电/绝缘体层
308:氧化层
310:间隔件、第二介电/绝缘体层
312:金属层
316:阻障层
318:PCM层/PCM区
320:撞针层
400:工艺
402:步骤
404:步骤
406:步骤
408:步骤
410:步骤
412:步骤
414:步骤
416:步骤
418:步骤
420:步骤
422:步骤
424:步骤
具体实施方式
以下揭示内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述元件及配置的具体实例以简化本揭露。当然，这些元件及配置仅为实例且并不旨在进行限制。举例而言，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一及第二特征直接接触地形成的实施例，且亦可包含额外特征可形成于第一与第二特征之间以使得第一及第二特征可不直接接触的实施例。此外，本揭露可以在各种实例中重复参考标号及/或字母。此重复出于简单及清楚的目的，且其本身并不规定所论述的各种实施例及/或组态之间的关系。
此外，为便于描述，本文中可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述如图中所说明的一个组件或特征相对于另一组件或特征的关系。除了图中所描绘的定向之外，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对描述词可同样相应地解释。
贯穿本揭露，各种化学元素以全名及/或符号描述。为了准确及完整，针对本揭露中描述的给定化学元素提供以下化学元素表：
1权重基于天然同位素组成且按比例缩放至12C＝12。对于缺乏稳
定同位素的元素，最稳定的元素的质量数展示在括号中。
如本文中所使用，热导率是指量测材料经由电导允许热量经过的能力的量测值。材料的热导率高度依赖于组分及结构。一般而言，诸如金属及石头等致密物质为热的良导体，而诸如气体及多孔绝缘体等低密度物质为热的不良导体。
相变化材料(phase change material，PCM)射频(radio frequency，RF)开关(本文中称为PCM RF开关)最近已成为5G、毫米波(millimeter-Wave，mmWave)、可重构RF电路及/或其他合适技术的重要通信元件。PCM RF开关具有良好的传输属性、非挥发性、小占地面积、高交换耐久性及CMOS相容性。PCM RF开关通常包括通过两个RF端口内联连接的PCM。这些开关通常使用碲化锗(GeTe)合金在其非晶态与结晶态之间的电阻率的鲜明对比。这些开关能够在没有任何外部偏置的情况下维持其状态(接通(ON)或断开(OFF))，因此其结合了机械继电器的益处以及CMOS整合的可能性。材料可以通过施加低于其熔融温度的热刺激来结晶，从而将开关置于其导电状态。装置可利用更短的温度脉冲以及快速冷却来恢复至其绝缘状态，以将材料熔融淬火至其非晶状态。为了启用PCM RF开关，温度脉冲通常通过使用整合式电流控制加热器来完成，且通过施加适当电流脉冲，可以接通及断开PCM RF开关。
使PCM RF开关保持在或高于结晶温度TC足够长时间的温度脉冲将PCM转变为结晶状态。结晶温度TC取决于PCM材料。举例而言，结晶温度TC可为大约两百五十摄氏度(250℃)。将PCM转变为结晶状态所需的时间取决于PCM开关及其相邻结构的材料、尺寸、温度及/或热导率。
在各种实施例中，根据那些实施例的PCM RF开关是使用机械继电器制成的，具有极高端口至端口隔离、低损耗及状态稳定性。对于移动应用，CMOS整合式PCM RF开关用于卫星通信。贯穿本揭露，使用各种图中所绘示的特定实例PCM RF开关来描述这些实施例。应理解，本揭露并不旨在仅限于图中所绘示的特定实例PCM RF开关。应理解，根据本揭露的各种新颖概念可应用于利用所描述的临限值交换效应的其他PCM装置。举例而言，相变化记忆体装置可与那些新颖概念一起应用。
如所说明，对于典型PCM RF开关，加热器通常置放于PCM RF开关中的PCM材料(例如GeTe材料)下方，其中一极薄介电层置放于加热器与PCM材料之间。举例而言，GeTe材料在线置放于RF接线上。在PCM开关处于断开状态时，加热器电容会影响关闭状态电容。已观察到，覆盖PCM RF开关的加热器的介电材料的毯覆层易于导致由加热器产生的热量散逸。因此，本揭露提供的一个见解为，若解决上述引起的热散逸问题，则可提高PCM RF开关的结晶效率。
在各种实施例中，提供一种用于PCM RF开关的改良结构。改良结构用以解决上述引起的热散逸问题。图1A绘示根据一个实施例的PCM RF开关100的改良结构的一个实例。在此实例中，PCM RF开关100具有基板102、加热器104、介电/绝缘体层106、氧化层108、间隔件110、电极112、导体114、PCM区116及/或任何其他元件。
此实施例中的基板102通常为热生长SiO2，其厚度为例如100纳米(nm)至800nm。然而，此并非旨在进行限制。在一些其他实施例中，基板102为硅(Si)、绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)、蓝宝石、互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)、双极CMOS(bipolar CMOS，BiCMOS)或III-V族基板。在各种实施方式中，可提供没有基板102的PCM RF开关100。在一些实施例中，基板102可以具有多个层，而不是图1A中所示的单个层。
此实施例中的加热器104通常包括厚度为例如150nm的钼(Mo)。然而，此亦不旨在进行限制，在各种实施例中，加热器104可包括金属，诸如钨(W)、钛(Ti)、钛钨(TiW)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、镍铬(NiCr)、镍铬硅(NiCrSi)及/或任何其他材料。举例而言，在一个实施例中，加热器104包括内衬有钛及氮化钛的钨。在一个实施方式中，加热器可以具有大约五百埃至大约五千埃 的厚度。在一个实施例中，加热器104可以具有大约四分之一微米至大约二又二分之一微米(0.25μm-2.5μm)的宽度。
此实施例中的介电/绝缘体层106通常包括具有例如50nm厚度的SiN基材料，诸如Si3N4。然而，此亦不为限制性的。介电/绝缘体层106经配置以防止电极112与除PCM区116之外的其他结构耦接。在一些其他实施例中，介电/绝缘体层106可包括其他介电材料，诸如SiO2。
如所提及，本揭露的一个观察结果为介电/绝缘体层106引起加热器104中的热散逸。在一些其他实施方式中，在电极112与介电/绝缘体层106之间没有氧化层108。为了说明，图1B展示此实施方式的实例。此实施方式激发了根据本揭露的解决方案，解决方案为利用如图1A中所展示的氧化层108替换介电/绝缘体层106的部分。解决方案是基于利用具有较低热导率的材料替换介电/绝缘体层106的某些部分以更佳地控制来自加热器104的热散逸。理想地，预期自加热器104产生的热量经引导以仅加热PCM区116。热损失至PCM区以外的其他方向为一种能量浪费，且因此效率不高。因此，在加热器104周围具有改良的热限制结构可有助于减少在相同温度目标下加热器104的功率供应。因此，根据本揭露的此解决方案及其他解决方案利用具有较低热导率(低于介电/绝缘体层106的热导率)的材料来配置在加热器104周围以改良对朝向PCM区116的热散逸的控制。
在此实例中，氧化层108有助于将热能限制在加热器104周围的区域内，尽管介电/绝缘体层106引起热散逸。此可以比作在衣服上添加一层保温织物以捕获热量，否则这些热量会迅速自人体散逸。应了解，如所提及，介电/绝缘体层106在各种实施方式中可包括氧化材料，诸如SiO2，但此并非本揭露提供的新颖热限制解决方案。通常，介电/绝缘体层106相对薄，且使用化学气相沉积工艺沉积于基板102上。介电/绝缘体层106在PCM RF开关100中的主要目的为使加热器104与接触PCM区116绝缘，以便避免加热器104与PCM区116之间的电耦合。然而，根据本揭露的氧化层108与介电/绝缘体层106分离且相异，且如下文将描述，使用氧化物缝隙填充工艺来用诸如SiO2的氧化材料填充介电/绝缘体层106及加热器104周围的沟槽而沉积于介电/绝缘体层106上的受控位置中，诸如图1A中所展示的位置。氧化层108的厚度可以大于介电/绝缘体层106的厚度。在此实例中，通过将加热器104及介电/绝缘体层106的厚度组合来获得氧化层108的厚度。
应理解，氧化层108及基板102可以具有或多或少相同的材料，诸如SiO2。然而，在本揭露中不将氧化层108及基板102视为相同的层。如下文将描述，在制造PCM RF开关100期间在不同的时间使用不同工艺来沉积基板102及氧化层108。应理解，基板102及氧化层108都可以达到防止其所在方向热散逸的效果。在各种实施例中，在加热器104沉积于基板102上之后，氧化层108沉积于加热器104周围。在那些实施例中，氧化层108为PCM RF开关100中的新颖组件，因为氧化层108沉积于否则将如图1B中所展示沉积介电/绝缘体层106的位置处。如所提及，介电/绝缘体层106并非用于容纳来自加热器104的热量的良好材料，且因此导致未引导至PCM区116的热散逸浪费。介电/绝缘体层106的主要目的为使加热器104与PCMRF开关100中的电路径绝缘。本揭露观察到，PCM RF开关100仍可以实现此绝缘目的，同时通过用氧化层108替换介电/绝缘体层106的某些部分来提高加热器104的加热效率，氧化层108具有比介电/绝缘体层106的热导率低的热导率。
PCM区116通常包括PCM材料，诸如锗基材料，诸如碲化锗(GeXTeY)、碲化锗锑(GeXSbYTeZ)、硒化锗(GeXSeY)或任何其他硫属化物。在各种实施例中，根据一些实施例，PCM区116沉积于介电/绝缘体层106及氧化层108的表面上。在这些实施例中，PCM区116的厚度范围可为自10nm至1000nm，且在本揭露中没有具体限制。如此实例中所展示，PCM区116通常配置于加热器104上方，使得来自加热器104的热量经引导至PCM区116以加热PCM区116，以形成电路径118。在PCM RF开关100为PCM RF开关的情况下，电路径118为RF路径且电极112为RF衬垫。
如所展示，间隔件110及电极112沉积于由氧化层108及PCM区116界定的表面上。间隔件110及电极112形成以界定PCM RF开关100的电路径118。在一些实施例中，间隔件110包括与介电/绝缘体层106类似的SiN基材料。电极112通常包括金属，诸如Ti、Au、钨(W)，及/或用于导电的任何其他合适的材料。在此实施例中，导体114为在制造PCM RF开关100期间用于屏蔽PCM区116的组件。在各种实施例中，导体114可以具有与电极112的材料类似的材料。应理解，此实例中展示的间隔件110、电极112及导体114的具体结构仅为一种PCM RF开关100的说明，且这些结构并不以此说明为对本揭露的限制。预期在一些其他实施例中可以不存在间隔件110及导体114中的一或多者。预期在一些实施例中，间隔件110、电极112及导体114的位置、形状、厚度、组成及/或任何其他态样不同于在此实例中说明及描述的位置、形状、厚度、组成及/或任何其他态样。
现注意图2A，图2A绘示根据本揭露的PCM RF开关200的另一实例。将参考及比较图1A中所展示的PCM RF开关100来描述。可以看出，在此实例中，层202沉积于基板102与加热器104之间。根据本揭露，在一些实施例中，如在此实例中，添加层202以进一步防止热量朝着PCM区116不位于的方向散逸。在此实例中，如所展示，层202用以防止热量向下散逸。在一些实施例中，层202包括具有低热导率的氮化物基材料，诸如TiN。在图2A的底部处，展示在触发加热器104以产生热量时PCM装置200的热量分布。可以看出，在与PCM装置200中的PCM区116的位置相对应的区域204中，展示出具有导致高温的良好热限制，此导致温度显著而突然地朝着区域204的周边下降。此展示热限制元件(例如氧化层108及层202)有效且有益地将热量朝着区域204引导且防止热量朝着其他方向散逸。
图2B绘示根据本揭露的PCM RF开关200的另一实例。将参考及比较图1A中所展示的PCM RF开关100来描述。可以看出，在此实例中，介电/绝缘体层106进一步用以在两侧处具有锥形形状以形成锥形介电/绝缘体层106。在介电/绝缘体层106沉积于加热器104上之后可以获得介电/绝缘体层106的锥形形状。在此实例中，介电/绝缘体层106的锥形角度不受特定限制。锥形介电/绝缘体层106可有助于将热量自加热器104朝着PCM区116引导。在图2B的底部处，图2B中的PCM装置200的热量分布展示热限制得到改良。
图4绘示根据一些实施例的用于制造PCM RF开关的实例工艺。图3A至图3J绘示图4中描述的步骤。将一前一后地描述图3A至图3J及图4以说明图4中所展示的工艺400。
在步骤402处，形成基板。此展示于图3A中。可使用诸如柴可斯基(Czochralski)、浮区或磊晶硅基板的高电阻率硅基板来形成基板302。在各种实施方式中，高电阻率硅基板302的电阻率范围可为自大约五百欧姆-厘米至大约一万欧姆-厘米(500Ω.cm-10,000Ω.cm)。在各种实施方式中，高电阻率硅基板302可以具有大约七百微米(700μm)或更大或更小的厚度。在各种实施方式中，高电阻率硅基板302可为任何其他类型的高电阻率基板。举例而言，高电阻率硅基板302可包括锗(Ge)、硅锗(SiXGeY)或碳化硅(SiXCY)。在一个实施方式中，高电阻率硅基板302的热导率范围可为自大约一百五十瓦特/米-克耳文至大约三百七十瓦特/米-克耳文(100W/(m.K)-150W/(m.K))。在一些实施例中，基板302包括SiC、USG氧化物及/或任何其他材料。
在步骤404处，在步骤402处形成的基板上形成加热层304。此展示于图3A中。在此实施例中，加热层304包括钨(W)。在实施方式中，使用直流溅镀形成加热层304。在此工艺中，钨基材料经由电离的气体分子轰击至基板302，导致原子经“溅镀”至电浆中以形成加热层304。在一些实施方式中，加热层304具有大约五百埃至大约五千埃的厚度。在一个实施例中，加热层404可以具有大约四分之一微米至大约二又二分之一微米(0.25μm-2.5μm)的宽度。在此实施例中，加热层104具有150nm的厚度。
在步骤406处，在步骤404处形成的加热层上形成第一介电/绝缘体层。此展示于图3A中。在实施方式中，使用电浆增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVF)形成第一介电/绝缘体层306。在此实施例中，介电/绝缘体层306包括厚度为50nm的SiN。然而，此亦不为限制性的。
在步骤408处，在步骤402中形成的基板上界定加热器。此展示于图3B中。在实施方式中，可以使用光阻剂遮罩在PCM RF开关所需的位置处对加热器304进行图案化。如所提及，加热器304的位置通常在PCM RF开关的PCM区下方。在此实例中，408处的图案化工艺亦对在406处形成的介电/绝缘体层306进行图案化。此为用于制造PCM RF开关的工艺400中的新颖步骤。如所提及，本揭露提供的见解为介电/绝缘体层306可经图案化以仅覆盖加热器304的顶表面，如此实例中所展示，而非将其保留为覆盖加热器304的平坦层(诸如图3A中所展示)。
在步骤410处，在步骤408处定义的加热器周围形成氧化层。此展示于图3C、图3D-1及图3D-2中。在图3A中，在此实例中，首先将SiO2填充至加热器304及介电/绝缘体层106的组合周围及上方的沟槽中，以形成如所展示的氧化层308。此后，在图3D-1中，采用化学机械研磨工艺来使氧化层308与介电/绝缘体层306的表面齐平。以此方式，如所提及，在加热器304及介电/绝缘体层306的组合周围形成氧化限制结构。在图3D-2中，在图3C处将氧化材料填充于沟槽中之前，在408处经图案化的介电/绝缘体层306可经处理以形成如图3D-2中所展示的锥形。如所提及，锥形介电/绝缘体层306有助于将热量自加热器304朝着PCM区引导。
在步骤412处，在步骤410处形成的氧化层上形成PCM层。此展示于图3E中。如所提及，PCM层318包括PCM材料，诸如锗基材料，诸如碲化锗(GeXTeY)、碲化锗锑(GeXSbYTeZ)、硒化锗(GeXSeY)或任何其他硫属化物。在那些实施例中，PCM层318的厚度的范围可为自10nm至1000nm。在此实施例中，PCM层318的厚度为约100nm。在实施方式中，可以将一或多种PCM材料朝着由氧化层308及介电/绝缘体层306界定的表面直流溅镀以形成PCM层318。
在步骤414处，在步骤412处形成的PCM层上形成阻障层。此展示于图3E中。阻障层316包括具有良好导电性的材料。在此实施例中，使用SiN形成阻障层316。阻障层316的目的为保护PCM层318在形成之后不暴露于空气中。长时间暴露于空气中会导致PCM层318劣化。在此实例中，阻障层316的厚度为约50nm。预期根据本揭露的具有热限制结构的PCM RF开关可以不具有配置于PCM层的顶部的阻障层。尽管如此，此PCM装置仍然在本揭露的范围内。
在步骤416处，界定PCM区。此展示于图3F中。如所展示，PCM区318与阻障层316一起经界定以覆盖加热器304与306的组合上方的区域。在实施方式中，可使用另一光阻剂遮罩来界定PCM区318。在此实例中，在氧化层308的表面、PCM区318与阻障层316的组合的侧面以及阻障层316的表面上形成撞针层(striker layer)320。撞针层320用作侧面上的PCM区318的另一保护。在此实例中，撞针层320的厚度为约20nm，且包括Si基材料。预期根据本揭露的一些PCM装置不必具有此实例中所展示的撞针层320。尽管如此，那些PCM装置仍然在本揭露的范围内。
在步骤418处，在撞针层上方形成第二介电/绝缘体层。此展示于图3G中。如所展示，第二介电/绝缘体层310沉积于由撞针层320界定的表面上。在实施方式中，第二介电/绝缘体层310可以具有与介电/绝缘体层306的材料类似的材料。在此实施例中，介电/绝缘体层306具有约50nm的厚度。
在步骤420处，形成间隔件。此展示于图3H中。可以看出，间隔件310沿着PCM区318与介电/绝缘体层306的组合的侧面形成。在实施方式中，可以使用蚀刻工艺(诸如干式蚀刻)来界定间隔件310且移除阻障层316上的撞针层。
在步骤422处，金属层形成于分别在418及420处形成的阻障及间隔件上。此展示于图3I中。如所展示，金属层312沉积于撞针层320、间隔件310及阻障层316上。在此实例中，金属层包括厚度为400nm的钨。
在步骤424处，形成PCM RF开关的电极以界定PCM装置的电路径。此展示于图3J中。在实施方式中，可以使用光阻剂遮罩来界定电极312，且移除阻障层316在PCM区318上方的部分。在此实例中，在移除阻障层316之后，在PCM区318及电极312上形成另一撞针层320以用作帽。
应理解，虽然PCM RF开关用于描述用于提高PCM区中的加热效率的各种实施例，但本揭露不限于PCM RF开关。预期本文中描述及说明的用于提高PCM RF开关中的加热效率的热量保持结构可以应用于使用加热器来加热PCM装置中的PCM区的任何其他类型的PCM装置。举例而言，在相变化记忆体装置使用加热器来加热相变化记忆体装置中的PCM区的各种实施例中预期加热器104下方的层202。
在各种实施例中，提供一种相变化材料(PCM)射频(RF)开关。在那些实施例中，PCMRF开关包括基板、形成在基板上方的加热器组件、形成在加热器组件上的介电层、形成在基板上以及加热器组件及介电层周围的氧化层。在那些实施例中，氧化层的上表面与介电层的上表面共平面，在介电层上形成PCM区，PCM区比加热器组件宽，且电极形成在PCM区周围及氧化层上。在一些实施例中，氧化层的一热导率低于介电层的一热导率。在一些实施例中，氧化层包括配置于加热器组件的右侧上的一第一氧化层及配置于加热器组件的左侧上的一第二氧化层。在一些实施例中，氧化层包括一氧化硅基材料。在一些实施例中，氧化层的一厚度等于该加热器组件的一厚度与该介电层的一厚度的组合。在一些实施例中，相变化材料射频开关进一步包括形成于加热器组件与基板之间的一绝缘层。在一些实施例中，绝缘层的一热导率低于基板的热导率。在一些实施例中，介电层具有朝着相变化材料区逐渐变细的锥形形状。
在各种实施例中，提供一种形成相变化材料射频开关的方法。在那些实施例中，方法包括：形成基板；在基板上方形成加热器组件；在加热器组件上形成介电层；在基板上以及加热器组件及介电层周围形成氧化层；在介电层上形成PCM区；以及在PCM区周围及氧化层上形成电极。在那些实施例中，氧化层的上表面与介电层的上表面共平面，且PCM区比加热器组件宽。在一些实施例中，氧化层的一热导率低于介电层的一热导率。在一些实施例中，氧化层包括配置于加热器组件的右侧上的一第一氧化层及配置于加热器组件的左侧上的一第二氧化层。在一些实施例中，氧化层包括一氧化硅基材料。在一些实施例中，氧化层的一厚度等于该加热器组件的一厚度与该介电层的一厚度的组合。在一些实施例中，方法进一步包括在加热器组件与基板之间形成一绝缘层。在一些实施例中，绝缘层的一热导率低于基板的热导率。在一些实施例中，介电层具有朝着相变化材料区逐渐变细的锥形形状。在一些实施例中，一种相变化材料射频开关包括一基板、一加热器组件、一介电层、多个氧化层、一相变化材料区及多个电极，加热器组件在基板上方，介电层在加热器组件上，多个氧化层在基板上以及加热器组件及介电层周围，其中多个氧化层的多个上表面与介电层的一上表面共平面，相变化材料区在介电层上，多个电极在相变化材料区周围及氧化层上。
在各种实施例中，提供一种相变化材料(PCM)装置。在那些实施例中，PCM装置包括：基板；加热器组件，形成于基板上方；介电层，形成于加热器组件上；氧化层，形成于基板上以及加热器组件及介电层周围；PCM区，形成于介电层上。在那些实施例中，氧化层的上表面与介电层的上表面共平面，PCM区比加热器组件宽，且电极及PCM区界定PCM RF开关的射频路径。在一些实施例中，氧化层的一热导率低于介电层的一热导率。在一些实施例中，氧化层包括配置于加热器组件的右侧上的一第一氧化层及配置于加热器组件的左侧上的一第二氧化层。在一些实施例中，氧化层包括一氧化硅基材料。
前述内容概述了若干实施例的特征，以便熟悉此项技术者可以更佳地理解本揭露的各态样。熟悉此项技术者应理解，其可容易地使用本揭露作为设计或修改用于执行相同目的及/或达成本文引入的实施例的相同优势的其他工艺及结构的基础。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效构造并不脱离本揭露的精神及范围，且其可以在不脱离本揭露的精神及范围的情况下在本文中进行各种改动、替换及变更。
Claims (10)
1.一种相变化材料射频开关，其特征在于，包括：
一基板；
一加热器组件，位于该基板上方；
一介电层，位于该加热器组件上；
多个氧化层，位于该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；
一相变化材料区，位于该介电层上，其中该相变化材料区比该加热器组件宽；及
多个电极，位于该相变化材料区周围及该多个氧化层上。
2.如权利要求1所述的相变化材料射频开关，其特征在于，其中该多个氧化层的一厚度等于该加热器组件的一厚度与该介电层的一厚度的组合。
3.如权利要求1所述的相变化材料射频开关，其特征在于，进一步包括位于该加热器组件与该基板之间的一绝缘层。
4.如权利要求1所述的相变化材料射频开关，其特征在于，其中该介电层具有朝着该相变化材料区逐渐变细的一锥形形状。
5.如权利要求1～4其中任一项所述的相变化材料射频开关，其特征在于，其中该多个氧化层包括位于该加热器组件的一右侧上的一第一氧化层及位于该加热器组件的一左侧上的一第二氧化层。
6.一种相变化材料射频开关，其特征在于，包括：
一基板；
一加热器组件，在该基板上方；
一介电层，在该加热器组件上；
多个氧化层，在该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；
一相变化材料区，在该介电层上；以及
多个电极，在该相变化材料区周围及该多个氧化层上。
7.一种相变化材料装置，其特征在于，包括：
一基板；
一加热器组件，位于该基板上方；
一介电层，位于该加热器组件上；
多个氧化层，位于该基板上以及该加热器组件及该介电层周围，其中该多个氧化层的多个上表面与该介电层的一上表面共平面；
一相变化材料区，位于该介电层上，其中该相变化材料区比该加热器组件宽；及
多个电极，位于该相变化材料区周围及该多个氧化层上，其中该多个电极及该相变化材料区界定一相变化材料射频开关的一射频路径。
8.如权利要求7所述的相变化材料装置，其特征在于，其中该多个氧化层的一厚度等于该加热器组件的一厚度与该介电层的一厚度的组合。
9.如权利要求7所述的相变化材料装置，其特征在于，进一步包括位于该加热器组件与该基板之间的一绝缘层。
10.如权利要求7～9其中任一项所述的相变化材料装置，其特征在于，其中该多个氧化层包括位于该加热器组件的一右侧上的一第一氧化层及位于该加热器组件的一左侧上的一第二氧化层。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |