FR3020898A1 - - Google Patents

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Abstract

Des modes de réalisation comprennent des appareils et des procédés connexes à des varactors empilés verticalement (105a -105f). Spécifiquement deux varactors (105a - 105f) peuvent être construits de couches empilées verticalement comprenant une couche d'anode, une couche de contact, et une couche de varactor. Les deux varactors (105a - 105f) peuvent partager une ou plusieurs couches en commun. Dans certains modes de réalisation, les deux varactors (105a - 105f) peuvent partager la couche d'anode en commun, alors que, dans d'autres modes de réalisation, les deux varactors (105a - 105f) peuvent partager la couche de contact en commun.

Description

VARACTOR A DOUBLE EMPILEMENT La présente invention concerne généralement le domaine de circuits, et plus particulièrement des varactors. Des varactors peuvent être des diodes qui servent de condensateurs commandés en tension. Lorsqu'une tension de commande sur une couche 5 du varactor varie, la capacité du varactor peut également varier. Cette variation peut être appelée « réglage ». Généralement, des varactors à semiconducteur peuvent présenter une plage de réglage plus large (à savoir de variation de capacité) et des besoins de tension de commande plus bas que des varactors diélectriques réalisés sur des matériaux tels que le titanate de 10 baryum strontium (BST). Cependant, les varactors à semi-conducteur peuvent d'habitude atteindre une capacité par unité de surface plus basse qu'un varactor diélectrique, nécessitant ainsi une superficie de microplaquette plus grande pour mettre en oeuvre une capacité donnée. Généralement, un varactor peut être considéré être un dispositif à 15 deux ports, à savoir comportant deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie. En tant que tels, des varactors peuvent être enclins à une distorsion d'auto-modulation entraînée par des tensions aux radiofréquences (RF) appliquées. Cette distorsion d'auto-modulation peut introduire une non-linéarité dans un circuit utilisant les varactors. Pour réduire cette non-linéarité 20 à des niveaux acceptables, un nombre de varactors individuels peuvent être couplés en série pour diviser la tension RF sur ceux-ci. Si le nombre de varactors dans la série est n, alors la superficie de microplaquette sur la carte de circuit imprimé requise pour réaliser une capacité nette souhaitée peut être augmentée par un facteur de n2 si les varactors sont coplanaires 25 les uns aux autres. Si un nombre relativement important de varactors est utilisé, alors ce circuit peut rendre la superficie de microplaquette requise excessivement grande pour l'utilisation dans des dispositifs modernes. Selon un premier mode de réalisation, l'invention propose un ensemble comprenant : un premier varactor qui comprend une première couche de contact, une couche d'anode, et une première couche de varactor positionnée entre la première couche de contact et la couche d'anode ; et un deuxième varactor qui comprend une deuxième couche de contact, 5 la couche d'anode, et une deuxième couche de varactor positionnée entre la deuxième couche de contact et la couche d'anode ; dans lequel la couche d'anode est positionnée entre la première couche de varactor et la deuxième couche de varactor. Dans des modes de réalisation préférés du premier mode de 10 réalisation de l'invention, il est possible d'utiliser une ou plusieurs des dispositions suivantes : - l'ensemble comprend en outre un contact ohmique couplé avec la couche d'anode et configuré pour recevoir une tension à courant continu (CC) négative ; 15 - l'ensemble comprend en outre un premier contact ohmique couplé avec la première couche de contact, et un deuxième contact ohmique couplé avec la deuxième couche de contact ; - le premier contact ohmique est une entrée de signal, et le deuxième contact ohmique est une sortie de signal ; 20 - la première couche de contact ou la deuxième couche de contact est dopée n+, la première couche de varactor ou la deuxième couche de varactor est dopée n-, et la couche d'anode est dopée p+ ; - la première couche de contact, la deuxième couche de contact, la première couche de varactor, la deuxième couche de varactor, ou la couche 25 d'anode comprend du gallium, de l'arsenic, du silicium, de l'indium, ou du phosphore ; - la couche d'anode comprend une première couche d'anode directement couplée avec la première couche de varactor, et une deuxième couche d'anode directement couplée avec la deuxième couche de varactor, 30 et une couche d'arrêt de gravure positionnée entre et directement couplée avec la première couche d'anode et la deuxième couche d'anode ; - la deuxième couche de contact comprend une couche supérieure directement couplée avec la deuxième couche de varactor, et une couche inférieure, et une couche d'arrêt de gravure directement couplée avec et positionnée entre la couche supérieure et la couche inférieure. Selon un deuxième mode de réalisation, l'invention propose un ensemble comprenant : un premier varactor qui comprend une couche de contact, une première couche d'anode, et une première couche de varactor positionnée entre la couche de contact et la première couche d'anode ; et un deuxième varactor qui comprend la couche de contact, une deuxième couche d'anode, et une deuxième couche de varactor positionnée 10 entre la couche de contact et la deuxième couche d'anode ; dans lequel la couche de contact est positionnée entre la première couche de varactor et la deuxième couche de varactor. Dans des modes de réalisation préférés du deuxième mode de réalisation de l'invention, il est possible d'utiliser une ou plusieurs des 15 dispositions suivantes : - l'ensemble comprend en outre un contact ohmique couplé avec la couche de contact et configuré pour recevoir une tension à courant continu (CC) positive ; - l'ensemble comprend en outre un premier contact ohmique couplé 20 avec la première couche d'anode, et un deuxième contact ohmique couplé avec la deuxième couche d'anode ; - le premier contact ohmique est une entrée de signal, et le deuxième contact ohmique est une sortie de signal ; - la couche de contact est dopée n+, la première couche de varactor 25 ou la deuxième couche de varactor est dopée n-, et la première couche d'anode ou la deuxième couche d'anode est dopée p+ ; - la couche de contact, la première couche de varactor, la deuxième couche de varactor, la première couche d'anode, ou la deuxième couche d'anode comprend du gallium, de l'arsenic, du silicium, de l'indium, ou 30 phosphore ; - la couche de contact comprend une première couche de contact directement couplée avec la première couche de varactor, et une deuxième couche de contact directement couplée avec la deuxième couche de varactor, et une couche d'arrêt de gravure positionnée entre et directement couplée avec la première couche de contact et la deuxième couche de contact ; - la deuxième couche d'anode comprend une couche supérieure directement couplée avec la deuxième couche de varactor, et une couche inférieure, et une couche d'arrêt de gravure directement couplée avec et positionnée entre la couche supérieure et la couche inférieure ; L'invention également propose un procédé comprenant : le dépôt d'une première couche de contact d'un premier varactor ; le dépôt d'une première couche de varactor du premier varactor sur la 10 première couche de contact ; le dépôt d'une couche de contact commune du premier varactor et d'un deuxième varactor sur la première couche de varactor ; le dépôt d'une deuxième couche de varactor du deuxième varactor sur la couche de contact commune ; et 15 le dépôt d'une deuxième couche de contact du deuxième varactor sur la deuxième couche de varactor. Dans des modes de réalisation préférés du procédé de l'invention, il est possible d'utiliser une ou plusieurs des dispositions suivantes : - la couche de contact commune est une couche de contact d'anode 20 dopée p+ ; et dans lequel la première couche de contact et la deuxième couche de contact sont des couches de contact, dopées n+ ; - la couche de contact commune est une couche de contact dopée n+ ; et 25 dans lequel la première couche de contact et la deuxième couche de contact sont des couches de contact d'anode dopées p+ ; - le procédé comprend en outre : le couplage d'une première entrée/sortie de signal à la première couche de contact ; 30 le couplage d'une deuxième entrée/sortie de signal à la deuxième couche de contact ; et le couplage d'une entrée de tension CC à la couche de contact commune.
Des modes de réalisation sont illustrés à titre d'exemple et non à titre de limitation sur les figures des dessins joints, sur lesquels des références identiques indiquent des éléments similaires et sur lesquels : la figure 1 illustre un circuit de varactor composé illustratif, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 2 illustre un exemple général d'un double empilement de varactor, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 3 illustre un autre exemple général d'un double empilement de varactor, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 4 illustre un exemple spécifique d'un double empilement de varactor, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 5 illustre un autre exemple spécifique d'un double empilement de varactor, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 6 illustre un procédé pour construire un double empilement 15 de varactor, conformément à divers modes de réalisation ; la figure 7 est un schéma de principe d'un dispositif de communication sans fil illustratif, conformément à divers modes de réalisation. Des modes de réalisation comprennent des appareils et des procédés connexes à des varactors empilés verticalement. Spécifiquement, deux 20 varactors peuvent être construits de couches empilées verticalement comprenant une couche d'anode, une couche de contact, et une couche de varactor. Les deux varactors peuvent partager une ou plusieurs couches en commun. Dans certains modes de réalisation les deux varactors peuvent partager la couche d'anode en commun, alors que dans d'autres modes de 25 réalisation les deux varactors peuvent partager la couche de contact en commun. Divers aspects des modes de réalisation illustratifs vont être décrits en utilisant des termes couramment utilisés par l'homme du métier pour communiquer la substance de son travail à un autre homme du métier. 30 Cependant, il sera évident pour l'homme du métier que d'autres modes de réalisation peuvent être pratiqués avec seulement certains des aspects décrits. Dans le but de l'explication, des dispositifs et des configurations spécifiques sont présentés afin de fournir une compréhension complète des modes de réalisation illustratifs. Cependant, il sera évident pour l'homme du métier que d'autres modes de réalisation peuvent être pratiqués sans les détails spécifiques. Dans d'autres cas, des caractéristiques bien connues sont omises ou simplifiées afin de ne pas compliquer les modes de réalisation illustratifs. En outre, diverses opérations vont être décrites sous forme de multiples opérations distinctes, tour à tour, d'une manière qui est la plus utile pour comprendre la présente description ; cependant, l'ordre de description ne doit pas être interprété comme impliquant que ces opérations dépendent nécessairement de l'ordre. En particulier, ces opérations n'ont pas besoin d'être réalisées dans l'ordre de présentation. L'expression « dans un mode de réalisation » est utilisée à plusieurs reprises. L'expression ne fait généralement pas référence au même mode de réalisation ; cependant, elle peut. Les termes « comprenant », « comportant », et « incluant » sont synonymes, sauf indication contraire par le contexte. Pour fournir un contexte de clarification au langage qui peut être utilisé en association avec divers modes de réalisation, les expressions « A/B » et « A et/ou B » signifient (A), (B), ou (A et B) ; et l'expression « A, B, et/ou C » signifie (A), (B), (C), (A et B), (A et C), (B et C) ou (A, B et C). Le terme « couplé avec », conjointement avec ses dérivés, peut être utilisé dans les présentes. « Couplé » peut signifier un ou plusieurs de ce qui suit. « Couplé » peut signifier que deux, ou plus, éléments sont en contact physique ou électrique direct. Cependant, « couplé » peut également signifier que deux, ou plus, éléments entrent indirectement en contact les uns avec les autres, mais continuent de coopérer ou d'interagir les uns avec les autres, et peut signifier qu'un ou plusieurs autres éléments sont couplés ou connectés entre les éléments qui sont dits être couplés les uns avec les autres.
Les figures 2 à 5 peuvent illustrer divers empilements verticaux de couches qui peuvent être déposées de façon épitaxiale. Les tailles, les largeurs ou les hauteurs des diverses couches ne sont pas dessinées à l'échelle, et il ne faut pas supposer qu'elles sont limitées à être identiques les unes aux autres, ou différentes les unes des autres, sauf indication explicite qu'elles le sont dans le présent mémoire. La figure 1 illustre un schéma de circuit illustratif d'un varactor composé 100, conformément à divers modes de réalisation. Le varactor 5 composé 100 peut comprendre une pluralité de varactors, tels que les varactors 105a, 105b, 105c, 105d, 105e, ou 105f (collectivement varactors 105) généralement positionnés entre une borne d'entrée 110 et une borne de sortie 115. Dans certains modes de réalisation, la borne d'entrée 110 peut être configurée pour recevoir un signal à radiofréquence 10 (RF) qui se propage alors à travers le varactor composé 100 jusqu'à la borne de sortie 115. Dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs des varactors 105 peuvent être connectés en parallèle avec la borne d'entrée 110 et la borne de sortie 115, auquel cas le signal RF peut ne pas se propager à travers le varactor jusqu'à la borne de sortie 115. 15 Dans certains modes de réalisation, chacun des varactors 105 peut comporter un côté « avant » et un côté « arrière ». La figure 1 illustre le côté avant 107 et le côté arrière 109 du varactor 105a. Dans des modes de réalisation, le côté avant 107 du varactor 105a peut être appelé « cathode » du varactor 105a, et le côté arrière 109 du varactor 105a peut être appelé 20 « anode » du varactor 105a. Sur la figure 1, chacun des varactors 105 peut comporter un côté avant et un côté arrière (ou cathode et anode), bien que des désignateurs spécifiques sur la figure 1 soient omis pour chaque varactor pour la clarté. Dans certains modes de réalisation, deux, ou plus, des varactors 105 25 peuvent être couplés les uns aux autres dans une configuration dos à dos. Spécifiquement, les anodes des varactors peuvent être couplées directement les unes aux autres. Par exemple, les varactors 105b et 105c peuvent être considérés être dans une configuration dos à dos, comme cela est représenté sur la figure 1. Dans d'autres modes de réalisation, les 30 varactors 105 peuvent être couplés les uns aux autres dans une configuration face à face, comme cela est représenté sur la figure 1. Spécifiquement, les cathodes des varactors peuvent être couplées directement les unes aux autres. Par exemple, les varactors 105a et 105b peuvent être considérés être dans une configuration face à face, comme cela est représenté sur la figure 1. Dans des modes de réalisation, les côtés avant d'un ou de plusieurs des varactors 105 peuvent être couplés à la terre 120. En outre, les côtés arrière d'un ou de plusieurs des varactors 105 peuvent être couplés à une source d'énergie électrique CC 125. La source d'énergie électrique CC 125 peut être configurée pour fournir une tension de commande (VcTRL) négative pour polariser à l'inverse les varactors 105, comme cela va être expliqué de façon plus détaillée ci-dessous. Dans certains modes de réalisation, VCTRL peut être entre approximativement 2 Volts (V) et approximativement 18 V, alors que dans d'autres modes de réalisation VCTRL peut être entre approximativement -1,2 V et approximativement 3 V. Dans des modes de réalisation, une ou plusieurs résistances, telles que les résistances 135a, 135b, 135c, 135d, et 135e (collectivement résistances 135), peuvent être positionnées entre les varactors 105 et la terre 120 ou la source d'énergie électrique CC 125. Dans certains modes de réalisation, les résistances extérieures, telles que les résistances 135a et/ou 135e, peuvent posséder une résistance électrique de jusqu'à deux fois la résistance électrique des résistances 135b, 135c, ou 135d. La résistance électrique augmentée peut être sélectionnée pour égaliser la constante de temps de charge de tous les condensateurs dans l'empilement. Dans des modes de réalisation, la résistance électrique des résistances 135a et/ou 135e peut être approximativement 60 KI, alors que dans d'autres modes de réalisation la résistance électrique des résistances 135a et/ou 135e peut être entre approximativement 20 kO et approximativement 60 kO. De façon similaire, dans certains modes de réalisation, la résistance électrique des résistances 135b, 135c, ou 135d peut être approximativement 30 kr), alors que, dans d'autres modes de réalisation, la résistance électrique des résistances 135b, 135c, ou 135d peut être entre approximativement 10 IcS2 et approximativement 30 kO. Comme cela est représenté ci-dessus, le varactor composé 100 peut inclure un nombre de varactors 105 et de résistances 135. Bien que seulement six varactors 105 et cinq résistances 135 soient représentés sur la figure 1, dans d'autres modes de réalisation, le varactor composé 100 peut inclure un nombre plus grand ou moins grand de varactors 105 ou de résistances 135. Dans certains modes de réalisation, il peut être souhaitable que le varactor composé inclue au moins les résistances 135a et 135e. Dans certains modes de réalisation, des inductances peuvent également être utilisées à la place des résistances 135, ou en association avec celles-ci. Comme cela est décrit ci-dessus, lorsque le nombre de varactors 105 dans le varactor composé 100 augmente, la superficie que le varactor composé 100 requiert sur une microplaquette peut augmenter exponentiellement si tous les varactors 105 sont coplanaires les uns avec autres. Dans certains modes de réalisation, la source d'énergie électrique CC 125 peut être configurée pour fournir une Vcrm. positive et être couplée au côté avant, ou à la cathode, de chacun des varactors, alors que la terre 120 peut être couplée au côté arrière, ou à l'anode, de chacun des varactors, comme cela est décrit de façon plus détaillée ci-dessous. D'autres circuits plus compliqués peuvent être envisagés, comportant de multiples sources d'énergie électrique CC qui peuvent chacune fournir des tensions positives ou négatives différentes ou similaires, ou de multiples connexions à la terre. Typiquement, un varactor composé existant peut être mis en oeuvre dans des couches épitaxiales communes d'un transistor bipolaire à hétérojonction (HBT) à l'arséniure de gallium. Typiquement, seulement les couches épitaxiales inférieures, qui sont couramment utilisées pour mettre en oeuvre la jonction à base collecteur d'un HBT, peuvent être utilisées pour les varactors 105. Ceci est dû au fait que les couches épitaxiales supérieures du HBT peuvent être optimisées par dopage spécifique des couches pour mettre en oeuvre la jonction bipolaire à base émetteur. Ce dopage peut rendre les couches épitaxiales supérieures du HBT indésirables ou inappropriées pour mettre en oeuvre un varactor utile. Cependant, si un procédé différent est utilisé, et la nécessité d'un dispositif bipolaire est éliminée, alors une structure épitaxiale plus avantageuse peut être disponible. Spécifiquement, si les couches supérieures d'une structure épitaxiale ne sont pas dopées pour mettre en oeuvre une jonction bipolaire à base émetteur, alors un varactor utile peut en outre être mis en oeuvre dans les couches supérieures de la structure épitaxiale. La figure 2 illustre un exemple général d'un double empilement de varactor 200, conformément à divers modes de réalisation. Généralement, un varactor, comme cela est décrit dans les présentes, peut être considéré être composé de trois couches. Spécifiquement, un varactor peut être considéré être composé d'une couche de contact, d'une couche de varactor, et d'une couche d'anode. Dans certains modes de réalisation, la couche d'anode peut en outre être appelée couche de « contact » du varactor, mais pour la description dans les présentes la couche d'anode sera généralement appelée « couche d'anode », sauf indication explicite contraire. Dans ce mode de réalisation, la couche de contact peut être considérée être la cathode du varactor. Dans certains modes de réalisation, un varactor peut seulement être considéré comprendre la couche de varactor et la couche d'anode, la couche de varactor étant considérée être la cathode ; cependant comme cela est décrit dans les présentes pour la constance, le varactor va être décrit comme comportant trois couches. Les trois couches du varactor vont être décrites de façon plus détaillée ci-dessous. Dans des modes de réalisation, l'empilement 200 peut inclure une pluralité de couches épitaxiales dans lesquelles deux varactors sont mis en oeuvre de façon verticale, plutôt que coplanaire. Spécifiquement, l'empilement 200 peut inclure un premier varactor qui est composé d'une couche de contact 205, d'une couche de varactor 210, et d'une couche d'anode 215, comme cela est décrit ci-dessus. La couche d'anode 215 peut être une couche d'anode p+. Le désignateur « p+ » peut indiquer que la couche d'anode 215 est fortement dopée avec une impureté positivement chargée, telle que du carbone, du zinc, du béryllium, ou un certain autre dopant positivement chargé approprié. Par exemple, la couche d'anode 215 peut être construite d'un ou de plusieurs d'un matériau semi-conducteur, tel que de l'arséniure de gallium, du silicium, du germanium, du phosphure d'aluminium, de l'arséniure d'aluminium, du phosphure d'indium, du nitrure de gallium, de combinaisons ou d'alliages de ceux-ci, ou d'un certain autre matériau semi-conducteur, avec une quantité du matériau dopant positivement chargé mélangée à l'intérieur. Une couche p+ peut inclure de l'ordre d'un atome du dopant positivement chargé par dix milles atomes du matériau semi-conducteur. Dans d'autres modes de réalisation, la couche d'anode p+ peut comporter un dopage supérieur à approximativement 1x1019 cm-3. Dans certains modes de réalisation, la couche d'anode 215 peut posséder une hauteur verticale ou z d'entre approximativement 0,05 micron (pm) et approximativement 0,5 pm. De façon similaire, la couche de contact 205 peut être appelée couche de contact n+. Le désignateur « n-F » peut indiquer que la couche de contact 205 est fortement dopée avec une impureté négativement chargée, telle que du silicium ou un certain autre dopant négativement chargé approprié. Par exemple, la couche de contact 205 peut être construite d'un matériau semi-conducteur, tel que le matériau semi-conducteur décrit ci-dessus, avec une quantité du matériau dopant négativement chargé mélangée dedans. Une couche n+ peut inclure de l'ordre d'un atome du dopant négativement chargé par dix milles atomes du matériau semiconducteur. Dans d'autres modes de réalisation, la couche de contact n+ peut comporter un dopage supérieur à approximativement 1x1018 cm-3. Dans certains modes de réalisation, la couche de contact 205 peut posséder une hauteur verticale ou z d'entre approximativement 0,05 pm et 1,0 pm. La couche de varactor 210 peut être appelée couche de varactor n-. Le désignateur « n- » peut indiquer que la couche de varactor 210 est relativement légèrement dopée avec une impureté négativement chargée, telle que les dopants négativement chargés décrits ci-dessus.
Spécifiquement, une couche n- peut inclure de l'ordre d'un atome du dopant négativement chargé par cent millions atomes du matériau semi-conducteur. Dans d'autres modes de réalisation, la couche de varactor n- peut comporter un dopage d'entre approximativement 1x1014 et approximativement 1x1018 cm-3. Dans certains modes de réalisation, la 30 couche de varactor 210 peut posséder une hauteur verticale ou z d'entre approximativement 0,2 pm et 3 pm. L'empilement 200 peut également inclure un ou plusieurs contacts ohmiques p+, tels que les contacts ohmiques 220. Dans des modes de réalisation, les contacts ohmiques 220 peuvent être composés de titane (Ti), de platine (Pt), d'or (Au), de zinc (Zn), de nickel (Ni), de béryllium (Be), ou de combinaisons ou d'alliages de ceux-ci, tels que Ti/Pt/Au, Pt /Au, Ti/Au, Pt/Ti/Pt/Au, AuZn/Ni/Au, AuBe/Ni/Au, ou d'autres contacts de type p. Les contacts ohmiques 220 peuvent être directement couplés à la couche d'anode 215, et également couplés à une source d'énergie électrique CC, telle que la source d'énergie électrique CC 125 de la figure 1. Dans des modes de réalisation, les contacts ohmiques 220 peuvent être configurés pour recevoir une tension CC négative qui polarisera le varactor à l'inverse.
Spécifiquement, la tension CC négative appliquée sur la couche d'anode 215 peut faire en sorte que la tension au niveau de la cathode (à savoir la couche de contact 205) soit plus élevée que la tension au niveau de la couche d'anode 215. Cette tension plus élevée au niveau de la cathode du varactor peut avoir pour résultat le fait qu'aucun courant ne passe à travers le varactor jusqu'à ce que le varactor claque. L'empilement 200 peut en outre inclure un deuxième varactor qui peut être composé de la couche d'anode 215, de la couche de varactor 225, et de la couche de contact 230. La couche de varactor 225 peut être une couche de varactor n- qui peut être similaire à la couche de varactor 210. Dans certains modes de réalisation, la couche de varactor 225 et la couche de varactor 210 peuvent être composées du même matériau, alors que, dans d'autres modes de réalisation, les couches de varactor 225 et 210 peuvent être composées de matériaux différents. De façon similaire, la couche de contact 230 peut être une couche de contact n+ qui peut être similaire à la couche de contact 205. Dans certains modes de réalisation, la couche de contact 230 et la couche de contact 205 peuvent être composées du même matériau, alors que, dans d'autres modes de réalisation, les couches de contact peuvent être composées de matériaux différents. L'empilement peut en outre inclure un ou plusieurs contacts ohmiques n+, tels que les contacts ohmiques 235 ou 240. Spécifiquement, les contacts ohmiques n+ 235 et 240 peuvent être couplés avec les couches de contact n+ 205 ou 230, comme cela est représenté sur la figure 2. Dans certains modes de réalisation, les contacts ohmiques n+ 235 et 240 peuvent être composés d'un ou de plusieurs d'Au, de germanium (Ge), de Ni, d'Au, de Ti, de Pt, de tungstène (W), de silicium (Si), ou de combinaisons ou d'alliages de ceux-ci, tels qu'AuGe/Ni/Au, Ti/Pt/Au, Pt/Au, Ti/Au, TiW/Ti/Pt/Au, WSi/Ti/Pt/Au, ou d'autres contacts ohmiques. Dans certains modes de réalisation, les contacts ohmiques n+ 235 et 240 peuvent être formés du même matériau ou de matériaux différents. Dans certains modes de réalisation, les contacts ohmiques 235 ou 240 peuvent être recouverts avec un métal différent qui est utilisé pour entrer en contact avec un autre dispositif, une autre borne, une autre puce.
Dans des modes de réalisation, les contacts ohmiques n+ 235 et 240 peuvent être considérés être les bornes d'entrée et de sortie de l'empilement 200. Par exemple, l'un ou l'autre des contacts ohmiques n+ 235 ou 240 peut être configuré pour recevoir un signal RF, par exemple à partir de la borne d'entrée 110, d'un autre varactor, ou d'une certaine autre source.
L'autre des contacts ohmiques n+ 235 ou 240 peut être configuré pour envoyer un signal RF, par exemple à la borne de sortie 115, à un autre varactor, ou à une certaine autre source. Comme on peut le voir, le premier varactor et le deuxième varactor de l'empilement 200 peuvent partager la couche d'anode 215. Spécifiquement, les deux varactors de l'empilement 200 peuvent être considérés être dans une configuration dos à dos empilée verticalement, comme cela est décrit ci-dessus. Comme cela est décrit ci-dessus, la hauteur z de la couche d'anode 215 peut être relativement petite par rapport à la hauteur z des couches de varactor 210 ou 225, ou à la hauteur z des couches de contact 205 ou 230. Ceci peut être dû au fait que la résistance électrique de couche de la couche 215 peut ne pas sensiblement changer les performances de l'empilement 200. Comme il peut être important que les deux varactors de l'empilement 200 possèdent des caractéristiques de réglage identiques ou similaires, par exemple qu'ils subissent un changement égal similaire de capacité par rapport à un changement de tension, le dopage épitaxial de la couche de varactor n- supérieure 210 peut être choisi pour être identique, mais inversé, par rapport au dopage de la couche de varactor n- inférieure 225. Ces deux couches de varactor n- 210 et 225, qui peuvent être symétriques autour de leur couche d'anode p+ partagée 215, peuvent former les couches d'appauvrissement des deux diodes de varactor. Les deux couches de varactor n- 210 et 225 peuvent également servir de diélectriques de condensateur de varactor, et peuvent être créées avec un profil de dopage abrupt, hyper abrupt, ou linéaire. Dans d'autres modes de réalisation, un ou plusieurs autres profils de dopage appropriés pour l'application peuvent également être utilisés. L'empilement 200 peut présenter plusieurs avantages évidents par rapport à des varactors composés existants auparavant. Par exemple, l'empilement 200 peut presque doubler la capacité effective par unité de surface de microplaquette qui peut être atteinte par rapport à des architectures de varactor composé existant auparavant. Cette augmentation de capacité effective peut avoir pour résultat des performances plus élevées au degré élevé d'empilage qui peut être requis pour satisfaire à des nécessités de performances d'intermodulation difficiles. Une mise en oeuvre spécifique de l'arséniure de gallium assorti de réseau de varactor peut être décrite ci-dessous en ce qui concerne les figures 4 et 5. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, une ou plusieurs couches de l'empilement 200 peuvent inclure du silicium, du phosphure d'indium, ou d'autres matériaux appropriés. Dans des modes de réalisation, des couches d'arrêt de gravure peuvent être insérées pour faciliter la construction de l'empilement 200, comme cela est décrit de façon plus détaillée ci-dessous en ce qui concerne les figures 4 et 5.
L'empilement 200 peut fournir un avantage supplémentaire. Dans l'empilage de diode classique, tel que celui décrit en ce qui concerne la figure 1, le signal RF peut passer entre deux varactors dans une configuration dos à dos par l'intermédiaire de la couche de contact n+ inférieure. Cependant, cette couche de contact n+ peut typiquement posséder une résistivité importante, de l'ordre de 5 ou plus ohms. Cette résistivité peut contribuer à des pertes de conduction dans la diode de varactor, dégradant ainsi le facteur de qualité du varactor. Cependant, dans l'empilement 200, l'énergie RF peut transiter directement sur la couche d'anode p+ partagée relativement mince des deux diodes de varactor, et doit ainsi subir des pertes de conduction sensiblement réduites. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'un empilement de varactor 300 qui peut inclure deux varactors dans une configuration face à 5 face. Le premier varactor peut inclure une couche de varactor n- 310, une couche d'anode p+ 345, et une couche de contact n+ 350. La couche de varactor n- 310 peut être similaire à la couche de varactor n- 210 de la figure 2. La couche d'anode p+ 345 peut être similaire à la couche d'anode p+ 215. La couche de contact n+ 350 peut être similaire à la couche de 10 contact n+ 205. Cependant, dans l'empilement 300, dans certains modes de réalisation, la couche d'anode p+ 345 peut posséder une hauteur z d'entre approximativement 0,05 pm et approximativement 1,0 pm, alors que la couche de contact n+ 350 peut posséder une hauteur z d'entre approximativement 0,05 pm et approximativement 0,5 pm. Dans des modes 15 de réalisation spécifiques, la hauteur z de la couche d'anode pi- 345 peut être approximativement 0,3 pm, alors que la hauteur z de la couche de contact n+ 350 peut être approximativement 0,3 pm. L'empilement 300 peut en outre inclure un deuxième varactor qui peut inclure la couche de contact n+ 350, une couche de varactor n- 325, et une 20 couche d'anode p+ 355. La couche de varactor n- 325 peut être similaire à la couche de varactor n- 310 décrite ci-dessus. La couche d'anode p+ 355 peut être similaire à la couche d'anode p+ 345 décrite ci-dessus. Au lieu des deux varactors de l'empilement partageant la couche d'anode, comme cela est décrit ci-dessus en ce qui concerne l'empilement 200 de la figure 2, les deux 25 varactors de l'empilement 300 peuvent partager la couche de contact ni-, ayant pour résultat la configuration face à face décrite ci-dessus. Dans certains modes de réalisation, la hauteur z de la couche de contact n+ 350 peut être inférieure à la hauteur z des couches d'anode pi- 345 ou 355. Ceci peut être dû au fait que, comme cela est décrit ci-dessus, la résistance 30 électrique de couche de couche 350 peut ne pas sensiblement changer les performances de l'empilement 300. L'empilement 300 peut en outre inclure des contacts ohmiques n+ 360, qui peuvent être similaires aux contacts ohmiques n+ 235 ou 240 décrits ci- dessus. Dans l'empilement 300, les contacts ohmiques 360 peuvent être couplés avec la couche de contact n+ 350 et configurés pour recevoir de l'énergie électrique à partir de la source d'énergie électrique CC 125. Dans l'empilement 300, la source d'énergie électrique CC 125 peut fournir une tension positive aux contacts ohmiques 360, et à travers les contacts ohmiques 360 à la couche de contact n+ 350. Cette tension positive peut avoir pour résultat le fait que la tension de la couche de contact n+ 350 est plus élevée que la tension des couches d'anode p+ 345 et/ou 355. Comme cela est décrit ci-dessus, cette tension plus élevée au niveau de la couche de contact n+ 350 peut avoir pour résultat le fait que les varactors de l'empilement 300 sont polarisés à l'inverse. Enfin, l'empilement 300 peut en outre inclure un ou plusieurs contacts ohmiques p+ tels que les contacts ohmiques 365 et 370. Spécifiquement, les contacts ohmiques p+ 370 ou 365 peuvent être similaires aux contacts 15 ohmiques p+ 220 sur la figure 2. La figure 4 illustre un exemple spécifique d'un empilement 400, qui peut être similaire à l'empilement 200 de la figure 2. Spécifiquement, l'empilement 400 peut inclure une couche de contact n+ 405, et des couches de varactor n- 410 et 425, qui peuvent être respectivement similaires aux 20 éléments 205, 210, et 225 de la figure 2. De façon similaire, l'empilement 400 peut inclure un ou plusieurs contacts ohmiques n+, tels que les contacts ohmiques 435 et 440, et un ou plusieurs contacts ohmiques p+, tels que les contacts ohmiques 420, qui peuvent être similaires aux contacts ohmiques 235, 240, et 220, respectivement. 25 La couche de contact d'anode p+ peut être divisée dans l'empilement 400, avec une ou plusieurs couches d'arrêt de gravure positionnées entre les deux couches des couches de contact d'anode p+. Comme cela est représenté sur la figure 4, une couche d'arrêt de gravure 475, qui peut être une couche d'arrêt de gravure p+, peut être 30 positionnée entre la couche de contact d'anode p+ supérieure 415, et la couche de contact d'anode pi- inférieure 417. De façon similaire, une couche de contact n+ inférieure peut être divisée en deux couches séparées, avec une ou plusieurs couches d'arrêt de gravure, telles que les couches d'arrêt de gravure n+, positionnées entre celles-ci. Par exemple, dans l'empilement 400, la couche de contact n+ peut être divisée en une couche de contact n+ supérieure 430, et une couche de contact n+ inférieure 432. La couche d'arrêt de gravure 480 peut être positionnée entre les deux couches de la couche de contact n+. Dans des modes de réalisation, une ou plusieurs des couches de contact 405, 430, et 432, des couches de varactor 410 et 425, et des couches de contact d'anode 415 et 417 peuvent être composées d'arséniure de gallium dopé. Dans des modes de réalisation, les couches d'arrêt de gravure 475 et 480 peuvent être composées d'arséniure de gallium-aluminium dopé ou de phosphure de gallium-indium. La figure 5 illustre un exemple spécifique d'un empilement 500, qui peut être similaire à l'empilement 300 de la figure 3. Spécifiquement, l'empilement 500 peut inclure une couche d'anode p+ 545 et des couches de varactor n- 510 et 525, qui peuvent être respectivement similaires aux éléments 345, 310, et 325 de la figure 3. De façon similaire, l'empilement 500 peut inclure un ou plusieurs contacts ohmiques n+ 560, et contacts ohmiques p+ 565 ou 570, qui peuvent être respectivement similaires aux contacts ohmiques 360, 365, et 370 de la figure 3.
La couche de contact n+ peut être divisée en deux couches séparées avec une couche d'arrêt de gravure, telle qu'une couche d'arrêt de gravure n+ positionnée entre celles-ci. Comme cela est représenté sur la figure 5, l'empilement 500 peut inclure une couche de contact n+ supérieure 550, et une couche de contact n+ inférieure 552, avec une couche d'arrêt de gravure 575 positionnée entre celles-ci. La couche d'arrêt de gravure 575 peut être similaire à la couche d'arrêt de gravure 475 de la figure 4. De façon similaire, une couche d'anode p+ inférieure de l'empilement 500 peut être divisée en deux couches séparées, avec une couche d'arrêt de gravure, telle qu'une couche d'arrêt de gravure p+, positionnée entre celles-ci. Spécifiquement, les couches d'anode p+ peuvent être divisées en une couche d'anode p+ supérieure 555, et une couche d'anode p+ inférieure 557, avec une couche d'arrêt de gravure 580 positionnée entre celles-ci. La couche d'arrêt de gravure 580 peut être similaire à la couche d'arrêt de gravure 480 de la figure 4. Dans des modes de réalisation, une ou plusieurs des couches de contact 550 et 552, des couches de varactor 525 et 510, et des couches 5 d'anode 545, 555, et 557 peuvent être composées d'arséniure de gallium. La figure 6 illustre un procédé illustratif pour former un empilement, tel que les empilements 200, 300, 400, ou 500. Spécifiquement, une couche de contact d'un premier varactor peut être déposée à 600. La couche de contact peut être, par exemple, les couches d'anode p+ 355, 555, 557. En variante, 10 la couche de contact peut être, par exemple, les couches de contact n+ 230, 430, ou 432. Spécifiquement, le type de couche de contact peut être sélectionné en fonction du fait que l'empilement 200, 300, 400, ou 500 est construit. Dans certains modes de réalisation, le dépôt de la couche de contact peut inclure le dépôt d'une couche d'arrêt de gravure, telle que les 15 couches d'arrêt de gravure 480 ou 580. Ensuite, une couche de varactor du premier varactor peut être déposée à 605. Spécifiquement, la couche de varactor peut être une couche de varactor n-, telle que les couches 225, 325, 425, ou 525. Après avoir déposé la couche de varactor, le procédé peut comprendre le dépôt d'une 20 couche de contact commune du premier varactor et d'un deuxième varactor à 610. La couche de contact commune peut être, par exemple, les couches d'anode p+ 215, 415, ou 417. En variante, la couche de contact commune peut être les couches de contact n+ 350, 550, ou 552. Spécifiquement, la couche de contact commune peut être sélectionnée en fonction du fait que 25 les empilements 200, 300, 400, ou 500 sont construits. Dans certains modes de réalisation, le dépôt de la couche de contact commune peut comprendre le dépôt d'une couche d'arrêt de gravure, telle que des couches d'arrêt de gravure 475 ou 575. Après le dépôt des couches de contact communes à 610, le procédé 30 peut ensuite comprendre le dépôt d'une couche de varactor d'une deuxième couche de varactor à 615. Spécifiquement, la deuxième couche de varactor peut être une couche de varactor n-, telle que les couches 210, 310, 410, ou 510. Enfin, le procédé peut comprendre le dépôt d'une couche de contact du deuxième varactor à 620. Spécifiquement, la couche de contact peut être une couche de contact n+, telle que les couches 205 ou 405. Dans d'autres modes de réalisation, la deuxième couche de contact peut être une couche d'anode p+, telle que les couches 345 ou 545. Spécifiquement, le type de couche de contact peut être sélectionné en fonction du fait que l'empilement 200, 300, 400, ou 500 est construit. Dans certains modes de réalisation, le procédé peut comprendre des étapes supplémentaires ou autres. Par exemple, dans certains modes de réalisation, des contacts ohmiques peuvent être déposés sur l'empilement.
Dans d'autres modes de réalisation, une ou plusieurs des couches peuvent être déposées dans un ordre qui est différent de l'ordre illustré sur la figure 6. Par exemple, dans certains modes de réalisation, deux couches peuvent être déposées en parallèle l'une avec l'autre. Les empilements 200, 300, 400, ou 500 peuvent être incorporés dans une variété de systèmes. Un schéma de principe d'un système illustratif 700 est illustré sur la figure 7. Comme cela est illustré, le système 700 comprend un module amplificateur de puissance (PA) 702, qui peut être un module PA à radiofréquence (RF) dans certains modes de réalisation. Le système 700 peut inclure un émetteur-récepteur 704 couplé avec le module PA 702, comme cela est illustré. Le module PA 702 peut inclure un ou plusieurs des empilements 200, 300, 400, ou 500. Dans divers modes de réalisation, les empilements 200, 300, 400, ou 500 peuvent en outre/en variante être inclus dans l'émetteur-récepteur 704 pour fournir, par exemple, une conversion ascendante, ou dans un module commutateur d'antenne (ASM) 706 pour fournir diverses fonctions de commutation. Le module PA 702 peut recevoir un signal d'entrée RF, RFin, à partir de l'émetteur-récepteur 704. Le module PA 702 peut amplifier le signal d'entrée RF, RFin, pour fournir le signal de sortie RF, RFout. Le signal d'entrée RF, RFin, et le signal de sortie RF, RFout, peuvent tous les deux faire partie d'une chaîne de transmission, respectivement notée par Tx - RFin et Tx - RFout sur la figure 7. Le signal de sortie RF amplifié, RFout, peut être fourni à l'ASM 706, qui effectue une transmission par liaison radio (OTA) du signal de sortie RF, RFout, par l'intermédiaire d'une structure d'antenne 708. L'ASM 706 peut également recevoir des signaux RF par l'intermédiaire de la structure d'antenne 708 et coupler les signaux RF reçus, Rx, à l'émetteur-récepteur 704 le long d'une chaîne de réception.
Dans divers modes de réalisation, la structure d'antenne 708 peut inclure une ou plusieurs antennes directionnelles et/ou omnidirectionnelles, y compris, par exemple, une antenne dipolaire, une antenne monopolaire, une antenne à plaque, une antenne cadre, une antenne à microruban ou tout autre type d'antenne approprié pour la transmission/réception OTA de signaux RF. Le système 700 peut être approprié pour un ou plusieurs quelconques parmi des communications terrestres et satellites, des systèmes radar, et éventuellement dans diverses applications industrielles et médicales. Plus spécifiquement, dans divers modes de réalisation, le système 700 peut être un sélectionné parmi un dispositif radar, un dispositif de communication par satellite, un dispositif informatique mobile (par exemple, un téléphone, une tablette, un ordinateur portatif, etc.), une station de base, une radio de diffusion, ou un système amplificateur de télévision. Bien que la présente description ait été décrite en ce qui concerne les modes de réalisation illustrés ci-dessus, l'homme ordinaire du métier appréciera qu'une grande variété de mises en oeuvre autres et/ou équivalentes considérées pour atteindre les mêmes objectifs peuvent être substituées aux modes de réalisation spécifiques représentés et décrits sans s'éloigner de la portée de la présente invention. L'homme du métier appréciera facilement que les enseignements de la présente invention peuvent être mis en oeuvre dans une grande variété de modes de réalisation. La présente description est prévue pour être considérée comme illustrative au lieu de restrictive.

Claims (20)

  1. REVENDICATIONS1. Ensemble (200, 400), comprenant : un premier varactor qui comprend une première couche de contact (205, 405), une couche d'anode (215), et une première couche de varactor (210, 410) positionnée entre la première couche de contact (205, 405) et la couche d'anode (215) ; et un deuxième varactor qui comprend une deuxième couche de contact (230), la couche d'anode (215), et une deuxième couche de varactor (225, 425) positionnée entre la deuxième couche de contact (230) et la couche d'anode (215) ; dans lequel la couche d'anode (215) est positionnée entre la première couche de varactor (210, 410) et la deuxième couche de varactor (225, 425).
  2. 2. Ensemble (200, 400) selon la revendication 1, comprenant en outre un contact ohmique (220, 420) couplé avec la couche d'anode (215) et configuré pour recevoir une tension à courant continu (CC) négative.
  3. 3. Ensemble (200, 400) selon la revendication 1, comprenant en outre un premier contact ohmique (235, 435) couplé avec la première couche de contact (205), et un deuxième contact ohmique (240, 440) couplé avec la 20 deuxième couche de contact (230).
  4. 4. Ensemble (200, 400) selon la revendication 3, dans lequel le premier contact ohmique (235, 435) est une entrée de signal, et le deuxième contact ohmique (240, 440) est une sortie de signal. 25
  5. 5. Ensemble (200, 400) selon la revendication 1, dans lequel la première couche de contact (205, 405) ou la deuxième couche de contact (230) est dopée n+, la première couche de varactor (210, 410) ou la deuxième couche de varactor (225, 425) est dopée n-, et la couche 30 d'anode (215) est dopée p+.
  6. 6. Ensemble (200, 400) selon la revendication 1, dans lequel la première couche de contact (205, 405), la deuxième couche de contact (230), la première couche de varactor (210, 410), la deuxième couche de varactor (225, 425), ou la couche d'anode (215) comprend du gallium, de l'arsenic, du silicium, de l'indium, ou du phosphore.
  7. 7. Ensemble (400) selon la revendication 1, dans lequel la couche d'anode comprend une première couche d'anode (415) directement couplée avec la première couche de varactor (410), et une deuxième couche d'anode (417) directement couplée avec la deuxième couche de varactor (425), et une couche d'arrêt de gravure (475) positionnée entre et directement couplée avec la première couche d'anode (415) et la deuxième couche d'anode (417).
  8. 8. Ensemble (400) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième couche de contact comprend une couche supérieure (430) directement couplée avec la deuxième couche de varactor (425), et une couche inférieure (432), et une couche d'arrêt de gravure (480) directement couplée avec et positionnée entre la couche supérieure (430) et la couche inférieure (432).
  9. 9. Ensemble (300, 500), comprenant : un premier varactor qui comprend une couche de contact (350), une première couche d'anode (345, 545), et une première couche de 25 varactor (310, 510) positionnée entre la couche de contact (350) et la première couche d'anode (345, 545) ; et un deuxième varactor qui comprend la couche de contact (350), une deuxième couche d'anode (355), et une deuxième couche de varactor (325, 525) positionnée entre la couche de contact (350) et la 30 deuxième couche d'anode (355) ; dans lequel la couche de contact (350) est positionnée entre la première couche de varactor (310, 510) et la deuxième couche de varactor (325, 525).
  10. 10. Ensemble (300, 500) selon la revendication 9, comprenant en outre un contact ohmique (360, 560) couplé avec la couche de contact (350) et configuré pour recevoir une tension à courant continu (CC) positive.
  11. 11. Ensemble (300, 500) selon la revendication 9, comprenant en outre un premier contact ohmique (365, 565) couplé avec la première couche d'anode (345, 545), et un deuxième contact ohmique (370, 570) couplé avec la deuxième couche d'anode (355).
  12. 12. Ensemble (300, 500) selon la revendication 11, dans lequel le premier contact ohmique (365, 565) est une entrée de signal, et le deuxième contact ohmique (370, 570) est une sortie de signal. 15
  13. 13. Ensemble (300, 500) selon la revendication 9, dans lequel la couche de contact (350) est dopée n+, la première couche de varactor (310, 510) ou la deuxième couche de varactor (325, 525) est dopée n-, et la première couche d'anode (345, 545) ou la deuxième couche d'anode (355) est dopée p+. 20
  14. 14. Ensemble (300, 500) selon la revendication 9, dans lequel la couche de contact (350), la première couche de varactor (310, 510), la deuxième couche de varactor (325, 525), la première couche d'anode (345, 545), ou la deuxième couche d'anode (355) comprend du 25 gallium, de l'arsenic, du silicium, de l'indium, ou du phosphore.
  15. 15. Ensemble (500) selon la revendication 9, dans lequel la couche de contact comprend une première couche de contact (550) directement couplée avec la première couche de varactor (510), et une deuxième couche 30 de contact (552) directement couplée avec la deuxième couche de varactor (525), et une couche d'arrêt de gravure (575) positionnée entre et directement couplée avec la première couche de contact (550) et la deuxième couche de contact (552). 10
  16. 16. Ensemble (500) selon la revendication 9, dans lequel la deuxième couche d'anode comprend une couche supérieure (555) directement couplée avec la deuxième couche de varactor (525), et une couche inférieure (557), et une couche d'arrêt de gravure (580) directement couplée avec et positionnée entre la couche supérieure (555) et la couche inférieure (557).
  17. 17. Procédé, comprenant : le dépôt (600) d'une première couche de contact d'un premier varactor ; le dépôt (605) d'une première couche de varactor du premier varactor sur la première couche de contact ; le dépôt (610) d'une couche de contact commune du premier varactor et d'un deuxième varactor sur la première couche de varactor ; le dépôt (615) d'une deuxième couche de varactor du deuxième varactor sur la couche de contact commune ; et le dépôt (620) d'une deuxième couche de contact du deuxième varactor sur la deuxième couche de varactor.
  18. 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la couche de contact commune est une couche de contact d'anode dopée p+ (215, 415, 417) ; et dans lequel la première couche de contact et la deuxième couche de contact sont des couches de contact dopées n+.
  19. 19. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la couche de contact commune est une couche de contact dopée n+ (350, 550, 552) ; et dans lequel la première couche de contact et la deuxième couche de contact sont des couches de contact d'anode dopées p+.
  20. 20. Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre : le couplage d'une première entrée/sortie de signal à la première couche de contact ;le couplage d'une deuxième entrée/sortie de signal à la deuxième couche de contact ; et le couplage d'une entrée de tension CC à la couche de contact commune.
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