用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法
【專利摘要】一種用于天線切換電路的工藝方法，其步驟包括提供砷化鎵晶片，其包括覆蓋層；在砷化鎵晶片上設(shè)置隔離層，以形成元件區(qū)域；以及在器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層上設(shè)置柵極金屬，柵極金屬與覆蓋層的接觸面形成肖特基接面，且肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接。本發(fā)明還公開一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
【專利說明】用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法，特別是，一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]時至今日，由于無線通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展，市場對于天線的需求量亦急速提升，就現(xiàn)階段而言，手機(jī)、筆記型計算機(jī)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、數(shù)字電視、便攜式移動電子裝置等，都必須仰賴天線來發(fā)射與接收信號。換言之，天線是無線通訊設(shè)備與外界溝通的必備組件，用以負(fù)責(zé)無線信號的發(fā)送與接收，由于處于射頻系統(tǒng)的第一線，因此天線對于信號接收質(zhì)量的優(yōu)劣，對整體無線通訊系統(tǒng)的運(yùn)作效能影響甚巨。
[0003]各地區(qū)為因應(yīng)不同的需求，皆制訂有不一樣的無線通訊規(guī)范，也因此發(fā)展出位于不同頻段的無線通訊規(guī)格，為了能滿足各種規(guī)格的無線電波，將天線設(shè)計成可收發(fā)多頻段已是相當(dāng)普遍的應(yīng)用。在實(shí)際操作上，通過切換電路來分離出不同的饋入信號，而達(dá)成多頻的效果。
[0004]由于天線的電路設(shè)計的好壞直接影響到天線的收信質(zhì)量，當(dāng)然這也包括用于天線切換電路的電路設(shè)計。因此如何提供一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與其工藝方法，可增加用于天線切換電路的耐(電)壓強(qiáng)度及抗噪聲能力，進(jìn)而提高天線整體的收信質(zhì)量，已成為重要的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠增加用于天線切換電路的耐壓強(qiáng)度及抗噪聲能力，并提高天線整體的收信質(zhì)量的用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法。
[0006]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種用于天線切換電路的工藝方法的步驟包括提供砷化鎵晶片，其包括覆蓋層；在砷化鎵晶片上設(shè)置隔離層，以形成元件區(qū)域；以及在器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層上設(shè)置柵極金屬，柵極金屬與覆蓋層的接觸面形成肖特基接面，且肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接。
[0007]在一個實(shí)施例中，砷化鎵晶片包括緩沖層、通道層、間隔層、施體層及覆蓋層。
[0008]在一個實(shí)施例中，隔離層通過離子注入的方式設(shè)置于砷化鎵晶片上。
[0009]在一個實(shí)施例中，柵極金屬通過蒸鍍的方式設(shè)置于覆蓋層上。
[0010]在一個實(shí)施例中，柵極金屬的材質(zhì)包括金、鉬、鋁、鈦或鎳。
[0011]在一個實(shí)施例中，更包括:在覆蓋層上設(shè)置第一歐姆層及第二歐姆層；以及在第一歐姆層與柵極金屬上設(shè)置第一金屬層，并在第二歐姆層上設(shè)置第二金屬層。
[0012]在一個實(shí)施例中，第一歐姆層與柵極金屬鄰接。
[0013]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括緩沖層、通道層、間隔層、施體層、覆蓋層、隔離層以與柵極金屬。通道層設(shè)置于緩沖層上。間隔層設(shè)置于通道層上。施體層設(shè)置于間隔層上。覆蓋層設(shè)置于施體層上。隔離層設(shè)置于緩沖層上，隔離層還與通道層、間隔層、施體層以及覆蓋層相鄰接，以形成器件區(qū)域。柵極金屬設(shè)置于器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層上，閘極金屬與覆蓋層有接觸面。
[0014]在一個實(shí)施例中，隔離層的材質(zhì)是絕緣材質(zhì)，其設(shè)置方式是通過該離子注入的方式。
[0015]在一個實(shí)施例中，柵極金屬通過蒸鍍的方式設(shè)置于柵極開口上。
[0016]在一個實(shí)施例中，柵極金屬的材質(zhì)包括金、鉬、鋁、鈦或鎳。
[0017]在一個實(shí)施例中，柵極金屬與覆蓋層的接觸面形成有肖特基接面，且肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接。
[0018]在一個實(shí)施例中，更包括第一歐姆層、第二歐姆層、第一金屬層以及第二金屬層。第一歐姆層及第二歐姆層設(shè)置于覆蓋層上。第一金屬層設(shè)置于第一歐姆層與柵極金屬上。第二金屬層設(shè)置于第二歐姆層上。
[0019]在一個實(shí)施例中，第一歐姆層與柵極金屬鄰接。
[0020]承上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過在工藝的過程中柵極金屬與覆蓋層之間的異質(zhì)接觸面所產(chǎn)生的肖特基接面，以及與肖特基接面并聯(lián)連接的阻抗，不僅可使天線切換電路具有較佳的耐壓強(qiáng)度，同時可使天線切換電路的抗噪聲能力提高，進(jìn)而提高天線整體的質(zhì)量，十分具有市場潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1A為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022]圖1B為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的等效電路不意圖；
[0023]圖2為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種用于天線切換電路的工藝方法的流程圖；
[0024]圖3A為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的砷化鎵晶片的示意圖；以及
[0025]圖3B為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)置隔離層后的砷化鎵晶片的示意圖。
[0026] 【主要元件符號說明】
[0027]1:半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
[0028]11:緩沖層
[0029]12:通道層
[0030]13:間隔層
[0031]14:施體層
[0032]15:覆蓋層
[0033]16:隔離層
[0034]17:柵極金屬
[0035]181:第一歐姆層
[0036]182:第二歐姆層
[0037]191:第一金屬層[0038]192:第二金屬層
[0039]21:肖特基二極管
[0040]22:電阻器
[0041]3:砷化鎵晶片
[0042]SOl?S03:制造方法的步驟
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
[0044]請參照圖1A所示，其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I包括緩沖層11 (undoped Buffer Layer)、通道層12 (undopedChannel Layer)、間隔層 13 (undoped Space Layer)、施體層 14 (Donor Layer)、覆蓋層 15(Capping Layer)、隔離層 16 (Isolation Layer)以及柵極金屬 17 (Gate Metal)。
[0045]緩沖層11的材質(zhì)例如是砷化鎵(GaAs)。在實(shí)施上，緩沖層11作為基板，以讓其它的半導(dǎo)體層可設(shè)置在其上。
[0046]通道層12被設(shè)置于緩沖層11上，且通道層12的材質(zhì)例如是砷化銦鎵(InGaAs)。間隔層13被設(shè)置于通道層12上，且間隔層13的材質(zhì)例如是砷化鋁鎵(AlGaAs)。
[0047]施體層14被設(shè)置于間隔層13上，且施體層14的材質(zhì)例如是砷化鋁鎵(AlGaAs)。
[0048]覆蓋層15被設(shè)置于施體層14上，其中，覆蓋層15的材質(zhì)例如是砷化鎵(GaAs)。
[0049]隔離層16被設(shè)置于緩沖層11上，并與通道層12、間隔層13、施體層14、覆蓋層15相鄰接。隔離層16用以將其內(nèi)側(cè)與外側(cè)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相互隔離，并在其內(nèi)側(cè)形成器件區(qū)域。其中，隔離層16的材質(zhì)為絕緣材質(zhì)，且隔離層16可通過離子注入的方式進(jìn)行設(shè)置。
[0050]柵極金屬17被設(shè)置于器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層15上，從而形成接觸面。柵極金屬17的材質(zhì)包括金(Au)、鉬(Pt)、鋁(Al)、鈦(Ti)或鎳(Ni)等，當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用上，柵極金屬17的材質(zhì)也可以是其它可導(dǎo)電的金屬，本發(fā)明對此不予以限定。此外，設(shè)置柵極金屬17的方式例如但不限于物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)或化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)等。
[0051]除此之外，在實(shí)施上，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I更可包括第一歐姆層181、第二歐姆層182、第一金屬層191以及第二金屬層192。第一歐姆層181及第二歐姆層182被設(shè)置于覆蓋層15上，第一金屬層191被設(shè)置于第一歐姆層181與柵極金屬17上,而第二金屬層192被設(shè)置于第二歐姆層182上。
[0052]在此，第一金屬層191及第二金屬層192是作為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I與其它電子器件(圖未顯示)的電性連接點(diǎn)，可通過導(dǎo)線相互電性連接。
[0053]另外，在本實(shí)施例中，第一歐姆層181是與柵極金屬17相鄰接，但在不同實(shí)施例中，兩者也可以不相鄰接，本發(fā)明并不加以限定。
[0054]需特別注意的是，以上為了方便說明，上述的圖1A中所顯示的各層的高度及寬度的尺寸關(guān)系(比例)僅為不意，并不代表實(shí)際的尺寸關(guān)系。
[0055]請同時參照圖1B所示的等效電路示意圖，在本實(shí)施例中，當(dāng)柵極金屬17被設(shè)置于覆蓋層15上，而與覆蓋層15接觸時，將會在其接觸面(即所謂的異質(zhì)接面)產(chǎn)生肖特基勢壘(Schottky barrier),從而形成肖特基接面(Schottky contact),且肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接，其中阻抗由覆蓋層15的內(nèi)阻所形成。換言之，在本實(shí)施例中，在第一金屬層191及第二金屬層192之間，被視為是肖特基二極管21與電阻器22并聯(lián)連接的等效電路。此伴隨產(chǎn)生于柵極金屬17與覆蓋層15接觸面的肖特基接面，及與肖特基接面并聯(lián)連接的阻抗，將可提高用于天線切換電路的耐(電)壓強(qiáng)度以及抗噪聲能力。
[0056]接著，請參照圖2的流程圖并搭配圖1A及圖3A至圖3B所示，以說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于天線切換電路的工藝方法，其可用以制作如上述的用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I。工藝方法的步驟包含步驟SOl?步驟S03。以下將對工藝方法的步驟SOl?S03進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0057]在步驟SOl中，提供砷化鎵晶片3。請同時參照圖3A所示，其為砷化鎵晶片3的示意圖，以便于理解。砷化鎵晶片3包括緩沖層11、通道層12、間隔層13、施體層14以及覆蓋層15。
[0058]在本實(shí)施例中，緩沖層11是作為基板，且其材質(zhì)例如是砷化鎵，通道層12設(shè)置于緩沖層11上，且材質(zhì)例如是砷化銦鎵。間隔層13設(shè)置于通道層12上，而其材質(zhì)例如是砷化鋁鎵。施體層14的材質(zhì)例如是砷化鋁鎵，其設(shè)置于間隔層13上。覆蓋層15的材質(zhì)例如是砷化鎵，其設(shè)置于施體層14上。
[0059]需要注意的是，圖3A至圖3B中所示的各半導(dǎo)體層僅為示意而已，實(shí)際尺寸并非如圖中所示，另外所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)也僅為舉例而已，實(shí)際應(yīng)用上可根據(jù)需要而有不同的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0060]在步驟S02中，在砷化鎵晶片3上設(shè)置隔離層16，以形成器件區(qū)域。請同時參照圖3B所示，其為設(shè)置隔離層16后的砷化鎵晶片3的示意圖，以便于理解。在本實(shí)施例中，通過離子注入的方式將隔離層16設(shè)置于緩沖層11上，且通過隔離層16將其內(nèi)側(cè)與外側(cè)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相互隔離，以在內(nèi)側(cè)形成器件區(qū)域。隔離層16的材質(zhì)是絕緣材質(zhì)。
[0061]在步驟S03中，設(shè)置柵極金屬17于器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層15上。請同時參照圖1A所示，其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I的示意圖，以便于理解。在本實(shí)施例中，通過蒸鍍的方式將柵極金屬17設(shè)置于器件區(qū)域內(nèi)的覆蓋層15上。蒸鍍例如是物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積，實(shí)際在設(shè)置柵極金屬17時，也可使用蒸鍍以外的方法，本發(fā)明并不予以限定。柵極金屬17的材質(zhì)例如為金(Au)、鉬(Pt)、鋁(Al)、鈦(Ti)或鎳(Ni)等。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用上，柵極金屬17的材質(zhì)也可以是其它可導(dǎo)電的金屬，本發(fā)明對此不予以限定。
[0062]除此之外，更可在覆蓋層15上設(shè)置第一歐姆層181及第二歐姆層182，并設(shè)置第一金屬層191于第一歐姆層181與柵極金屬17上,設(shè)置第二金屬層192于第二歐姆層182上。在此，第一金屬層191及第二金屬層192是作為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I與其它電子元件(圖未顯示)的電性連接點(diǎn)，可通過導(dǎo)線相互電性連接。在此，第一歐姆層181可以是與柵極金屬17相鄰接或不相鄰接，本發(fā)明并不加以限定。
[0063]請參照圖1B所示的等效電路示意圖，經(jīng)由上述的制造步驟后，在柵極金屬17與覆蓋層15的接觸面(異質(zhì)接面)將會產(chǎn)生肖特基勢壘，從而形成肖特基接面，且肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接，其中阻抗由覆蓋層15的內(nèi)阻形成。換言之，在第一金屬層191及第二金屬層192之間，其被視為是肖特基二極管21與電阻器22并聯(lián)連接的等效電路。此伴隨產(chǎn)生于閘極金屬17與覆蓋層15的接觸面的肖特基接面，以及與肖特基接面并聯(lián)連接的阻抗可提高用于天線切換電路的耐(電)壓強(qiáng)度以及抗噪聲能力。
[0064]綜合上述，依據(jù)本發(fā)明的一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其工藝方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過在工藝的過程中柵極金屬與覆蓋層之間的異質(zhì)接面所產(chǎn)生的肖特基接面，以及與肖特基接面并聯(lián)連接的阻抗，不僅可使天線切換電路具有較佳的耐壓強(qiáng)度，同時可使天線切換電路的抗噪聲能力提高，進(jìn)而提高天線整體的質(zhì)量，十分具有市場潛力。
[0065]以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于天線切換電路的工藝方法，包括下列步驟: 提供砷化鎵晶片，該砷化鎵晶片包括覆蓋層； 在該砷化鎵晶片上設(shè)置隔離層，以形成器件區(qū)域；以及 在該器件區(qū)域內(nèi)的該覆蓋層上設(shè)置柵極金屬， 其中該柵極金屬與該覆蓋層的接觸面形成肖特基接面，且該肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其中該砷化鎵晶片包括緩沖層、通道層、間隔層、施體層以及該覆蓋層。
3.如權(quán)利要求1所述的工藝方法,其中該隔離層的材質(zhì)是絕緣材質(zhì),并通過離子注入的方式設(shè)置于該砷化鎵晶片上。
4.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其中該柵極金屬通過蒸鍍的方式設(shè)置于該覆蓋層上。
5.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，更包括下列步驟: 設(shè)置第一歐姆層及第二歐姆層于該覆蓋層上；以及 設(shè)置第一金屬層于該第一歐姆層及該柵極金屬上，并設(shè)置第二金屬層于該第二歐姆層上。
6.一種用于天線切換電路的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括: 緩沖層； 通道層，其設(shè)置于該緩沖層上； 間隔層，其設(shè)置于該通道層上； 施體層，其設(shè)置于該間隔層上； 覆蓋層，其設(shè)置于該施體層上； 隔離層，其設(shè)置于該緩沖層上，該隔離層還與該通道層、該間隔層、該施體層以及該覆蓋層相鄰接，從而形成器件區(qū)域； 柵極金屬，其設(shè)置于該器件區(qū)域內(nèi)的該覆蓋層上，該柵極金屬與該覆蓋層有接觸面。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該柵極金屬的材質(zhì)包括金、鉬、鋁、鈦或鎳。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該柵極金屬與該施體層的該接觸面形成有肖特基接面，且該肖特基接面與阻抗并聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更包括: 第一歐姆層，設(shè)置于該覆蓋層上； 第二歐姆層，設(shè)置于該覆蓋層上； 第一金屬層，設(shè)置于該第一歐姆層及該柵極金屬上；以及 第二金屬層，設(shè)置于該第二歐姆層上。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一歐姆層與該柵極金屬鄰接。
【文檔編號】H01Q3/24GK103578924SQ201310159981
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】廖克恭, 張東勝, 古俊彥, 陳詩喻 申請人:宣昶股份有限公司