JP2012514380A - モノリシック半導体マイクロ波スイッチアレイ - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (22)
- PIN接合の電位の選択利用によってマイクロ波放射線の通過が制御される絶縁スロットラインで分離された、一次P型電極及び一次N型電極で形成されたPIN接合を含むタイプの半導体マイクロ波スイッチであって、
前記PIN接合は、電位がかかるときにマイクロ波スイッチ機能を提供する第1PIN接合であり、
さらに、前記一次P型電極及び二次N型電極間に設けられた第2PIN接合;
前記第2PIN接合の前記一次P型電極及び前記二次N型電極に接続する第1金属コンタクト;
前記一次N型電極及び二次P型電極間に設けられた第3PIN接合;及び、
第3PIN接合の前記一次N型電極及び前記二次P型電極を接続する第2金属コンタクト
を備えることを特徴とする半導体マイクロ波スイッチ。 - 請求項1に記載の半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。
- 一次P型電極;
一次N型電極;
前記一次P型及びN型電極を分離する絶縁スロット;
第1絶縁ギャップによって前記一次P型電極と分離された二次N型電極;
前記二次N型電極と前記一次P型電極とを接続する第1金属コンタクト;
第2絶縁ギャップによって前記一次N型電極と分離された二次P型電極;及び、
前記二次P型電極と前記一次N型電極とを接続する第2金属コンタクト
を備え、
前記二次N型電極が絶縁スロットによって前記二次P型電極と分離されている半導体マイクロ波スイッチ。 - 請求項3に記載の半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。
- ドープされていない半導体材料の基板;
それぞれが一次P型電極を提供する、前記基板の複数の第1P-ドープ領域;
前記基板の絶縁領域によってそれぞれが複数の第1P-ドープ領域と分離され、それぞれが一次N型電極を提供し、第1PIN接合が、前記各一次P型電極、対応する1つの前記一次N型電極及びそれらを分離する前記絶縁領域で形成されている、前記基板の複数の第1N-ドープ領域;
ドープされていない基板材料の第1絶縁ギャップによってそれぞれが複数の第1P-ドープ領域と分離され、それぞれが二次N型電極を提供し、第2PIN接合が、前記各二次N型電極、対応する1つの前記一次P型電極及びそれらを分離する前記絶縁領域で形成されている、前記基板の複数の第2N-ドープ領域;
それぞれが1つの前記二次N型電極と、対応する一次P型電極とを、それらの間に形成された前記第2PIN接合間で接続する複数の第1金属コンタクト;
ドープされていない基板材料の第2絶縁ギャップによってそれぞれが複数の第1N-ドープ領域と分離され、それぞれが二次P型電極を提供し、第3PIN接合が、前記各二次P型電極、対応する1つの前記一次N型電極及びそれらを分離する前記第2絶縁ギャップで形成されている、前記基板の複数の第2P-ドープ領域;及び、
それぞれが1つの前記二次P型電極と、対応する一次N型電極とを、それらの間に形成された前記第3PIN接合間で接続する複数の第2金属コンタクト
を備えた半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。 - 半導体材料の基板;
一次P型電極を形成する前記基板の第1P-ドープ領域;
一次N型電極を形成し、前記一次P型電極及び前記一次N型電極がドープされていない基板領域で分離され、前記一次P型電極、前記ドープされていない基板領域及び前記一次N型電極が第1PIN接合を形成する、前記基板の第1N-ドープ領域;
前記一次P型電極からドープされていない基板材料の第1ギャップによって分離された二次N型電極を形成し、前記二次N型電極、前記第1ギャップ及び前記一次P型電極が第2PIN接合を形成する、前記基板の第2N-ドープ領域;
前記二次N型電極と、前記一次P型電極とを、前記第2PIN接合間で接続する第1金属コンタクト;
ドープされていない基板材料の第2ギャップによって前記一次N型電極と分離された二次P型電極を形成し、前記二次P型電極、前記第2ギャップ、及び、前記一次N型電極が第3PIN接合を形成している、前記基板の第2P-ドープ領域;及び、
前記二次P型電極と、前記一次N型電極とを、前記第3PIN接合間で接続する第2金属コンタクト
を備えた半導体マイクロ波スイッチ。 - 前記二次N型電極が前記ドープされていない基板領域によって前記二次P型電極から分離され、
前記ドープされていない基板領域が、前記第1PIN接合の電位の選択利用によって切替可能であるマイクロ波スロットラインを形成する請求項6に記載の半導体マイクロ波スイッチ。 - 請求項6に記載の半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。
- 請求項7に記載の半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。
- スロットラインのマイクロ波の通過を制御する半導体マイクロ波スイッチであって、
前記スイッチが、前記スロットラインが、半導体材料の基板上に形成された、一次P型電極及び一次N型電極の間を通過するタイプであり、前記一次P型電極、スロットライン及び一次N型電極が第1PIN接合を形成し、放射線のスロットラインの通過が前記第1PIN接合の電位の選択利用によって制御され、
前記基板上に形成され、前記一次P型電極から基板材料の第1ギャップによって分離された前記一次P型電極及び二次N型電極で形成された第2PIN接合;
前記第2PIN接合間で前記一次P型電極及び二次N型電極に接続する第1金属コンタクト;
前記基板上に形成され、前記一次N型電極から基板材料の第2ギャップによって分離された、前記一次N型電極及び二次P型電極で形成された第3PIN接合;及び、
前記第3PIN接合間で前記一次N型電極及び二次P型電極に接続する第2金属コンタクト
を備え、
前記二次N型電極及び前記二次P型電極が前記スロットラインによって分離されている半導体マイクロ波スイッチ。 - 請求項10に記載の半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイ。
- (a)主表面を有するドープされていない半導体材料の基板を準備する工程;
(b)前記基板の主表面をドープして、複数の一次P型電極、複数の一次N型電極、複数の二次N型電極及び複数の二次P型電極を形成する工程であって、前記各一次P型電極がドープされていない基板領域で前記一次N型電極の対応する1つから分離される工程;
(b)前記主表面を絶縁保護層で覆う工程;
(c)前記保護層の選択部分を除去して前記基板主表面に絶縁保護領域又は島部のパターンを残す工程であって、前記保護領域又は島部の少なくとも数個が前記ドープされていない基板領域を覆う工程;
(d)前記保護領域又は島部を覆うように、前記基板主表面上に導電性金属の層を形成する工程;及び、
(e)前記金属層の選択部分を除去して第1金属コンタクトのアレイ及び第2金属コンタクトのアレイを形成する工程であって、第1及び第2金属コンタクトの各ペアが前記ドープされていない基板領域のそれぞれを覆う露出保護領域又は島部によって分離される工程;
を含み、
前記第1コンタクトのそれぞれが、前記二次P型電極の1つ及びその両側の一次N型電極に接続しており、前記第2金属コンタクトのそれぞれが、前記二次N型電極の1つ及びその両側の一次P型電極に接続しており、
マイクロ波スロットラインが、前記第1コンタクトの1つを対応する前記第2コンタクトの1つから分離する前記露出した保護領域のそれぞれによって提供され、
各スロットラインが、前記一次P型電極の1つ及び対応する前記一次N型電極の1つの間に設けられる
半導体マイクロ波スイッチのモノリシックアレイの製造方法。 - 前記保護層の選択された部分を除去する工程及び前記金属層の選択された部分を除去する工程の少なくとも1つをフォトリソグラフィーで行う請求項12に記載の方法。
- 前記ドープする工程を、前記二次N型電極のそれぞれを、その両側の一次P型電極からドープされていない基板材料の第1分離ギャップによって分離するように、及び、前記二次P型電極のそれぞれを、その両側の一次N型電極からドープされていない基板材料の第2分離ギャップによって分離するように行う請求項12に記載の方法。
- 前記保護層の選択された部分を除去する工程を、前記保護領域又は島部が前記ドープされていない基板領域及び前記第1及び第2保護ギャップを覆うように行う請求項14に記載の方法。
- 前記金属層の選択された部分を除去する工程を、前記第1コンタクトが前記第1分離ギャップ間で前記二次N型電極の1つをその両側の前記一次P型電極に接続し、及び、前記第2コンタクトが1つの前記第2分離ギャップ間で前記二次P型電極の1つをその両側の前記一次N型電極に接続するように行う請求項15に記載の方法。
- 半導体基板に形成された複数のマイクロ波スロットラインを備えるタイプのモノリシック半導体マイクロ波スイッチアレイであって、
前記スロットラインのそれぞれが、プラズマを前記スロットラインへ注入する前記PIN接合スイッチ間の電位の前記選択利用で操作可能な前記基板のPIN接合スイッチで制御され、
前記PIN接合スイッチのそれぞれが第1PIN接合で形成され、
さらに、前記第1PIN接合から拡散するプラズマを取り出すために前記基板に形成され、構成され且つ前記第1PIN接合に対して設けられた複数の第2PIN接合及び複数の第3PIN接合を備え、
前記注入プラズマを前記第1PIN接合のそれぞれの周辺の前記各スロットライン部分に制限することを特徴とするモノリシック半導体マイクロ波スイッチアレイ。 - 前記第2及び第3PIN接合が前記プラズマのドリフト現象によって前記プラズマを取り出す請求項17に記載のモノリシック半導体スイッチアレイ。
- 前記第2PIN接合のそれぞれ及び前記第3PIN接合のそれぞれが、前記第1PIN接合の1つの反対側に設けられている請求項17に記載のモノリシック半導体スイッチアレイ。
- 前記第1PIN接合のそれぞれが、前記基板に形成された一次P型電極、前記基板に形成された一次N型電極、及び、前記一次P型電極及び前記一次N型電極間に設けられた前記スロットラインの1つの部分によって提供される請求項17に記載のモノリシック半導体スイッチアレイ。
- 前記第2PIN接合のそれぞれが、前記基板に形成された二次N型電極、対応する前記一次P型電極の1つ、及び、それらの間のドープされていない基板材料の分離ギャップによって形成され、
前記第3PIN接合のそれぞれが、前記基板の二次P型電極、対応する前記一次N型電極の1つ、及び、それらの間のドープされていない基板材料の分離ギャップによって形成された請求項20に記載のモノリシック半導体スイッチアレイ。 - それぞれが前記二次N型電極の1つをその両側の前記一次P型電極の1つに接続する複数の第1金属コンタクト;及び、
それぞれが前記二次P型電極の1つをその両側の前記一次N型電極の1つに接続する複数の第2金属コンタクト
をさらに備えた請求項21に記載のモノリシック半導体スイッチアレイ。
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