相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求享有2014年9月19日提交的主題為“schottkyclampedradiofrequencyswitch”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)no.14/491,783的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)?jiān)诖顺鲇谒心康耐ㄟ^(guò)引用的方式并入本文。

背景技術(shù)：

射頻(rf)開(kāi)關(guān)相對(duì)于操作在其他技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)關(guān)而被置于極端條件中。在某些應(yīng)用中，這些開(kāi)關(guān)需要操作在數(shù)百吉赫茲(ghz)范圍中，并且以線性方式處理超過(guò)一瓦輸入功率。此外，rf開(kāi)關(guān)需要呈現(xiàn)低導(dǎo)通狀態(tài)電阻以最小化功耗，并且避免退化它們操作在其上的信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)該性能水平，rf開(kāi)關(guān)通常相對(duì)于在備選領(lǐng)域中的器件呈現(xiàn)極大的寬度。相比較而言，當(dāng)前的數(shù)字邏輯晶體管具有納米量級(jí)的寬度，而rf開(kāi)關(guān)晶體管的寬度可以在毫米的量級(jí)－差異因子超過(guò)百萬(wàn)。

由于需要它們操作在其中的緊張條件，rf開(kāi)關(guān)面對(duì)了由標(biāo)準(zhǔn)晶體管所面對(duì)普通問(wèn)題的更極端版本，并且由在其他技術(shù)領(lǐng)域下并未出現(xiàn)的許多問(wèn)題而額外地加重負(fù)擔(dān)。例如，在金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)rf開(kāi)關(guān)晶體的主體中電荷的累積可以激活mos晶體管的寄生雙極晶體管。在該情形中，在器件的主體中累積的電荷用于偏置mos晶體管的主體，如同其是雙極晶體管的基極一樣。該物理?xiàng)l件導(dǎo)致已知為“翹曲(kink)”效應(yīng)的性能退化。在實(shí)施在絕緣體上半導(dǎo)體(soi)晶片上的rf開(kāi)關(guān)中這特別成問(wèn)題，其中沒(méi)有施加至晶體管主體的外部偏置，因?yàn)椴淮嬖谟糜诶鄯e電荷流動(dòng)以便于離開(kāi)主體的低阻抗路徑。

除了經(jīng)歷在標(biāo)準(zhǔn)晶體管技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的普通問(wèn)題的更成問(wèn)題的版本之外，rf開(kāi)關(guān)面對(duì)從非理想物理?xiàng)l件的額外性能退化，這在其他領(lǐng)域不成問(wèn)題。累積的電荷也同樣是該類型物理?xiàng)l件的示例。給定標(biāo)準(zhǔn)rf開(kāi)關(guān)的大寬度，當(dāng)rf開(kāi)關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，累積的電荷可以引入非線性失真至rf開(kāi)關(guān)操作在其上的信號(hào)。盡管這對(duì)于具有小寬度的晶體管可以是可忽略的，但是由沿著rf開(kāi)關(guān)的整個(gè)寬度在主體結(jié)處對(duì)準(zhǔn)的累積電荷所引起的寄生電容對(duì)于當(dāng)rf開(kāi)關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)耦合至其端子的信號(hào)具有非常大的負(fù)面效應(yīng)。

rf開(kāi)關(guān)晶體管與更標(biāo)準(zhǔn)的晶體管相比展現(xiàn)了特別的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。在rf領(lǐng)域更尖銳地感覺(jué)到引起標(biāo)準(zhǔn)晶體管種性能退化的物理效應(yīng)。此外，某些物理效應(yīng)自身不合理的在rf領(lǐng)域外出現(xiàn)性能退化模式。因此，操作在rf開(kāi)關(guān)上的器件工程師使用專用設(shè)計(jì)方法學(xué)和器件配置以處理通常在其他操作領(lǐng)域未關(guān)注的物理效應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，射頻(rf)開(kāi)關(guān)包括分隔源極和漏極的溝道。rf開(kāi)關(guān)也包括鉗位區(qū)域，其橫跨溝道、延伸進(jìn)入源極和漏極中、并且具有比源極和漏極均更低的摻雜劑濃度。rf開(kāi)關(guān)也包括形成在溝道的任一側(cè)上并且與鉗位區(qū)域接觸的匹配硅化物區(qū)域的配對(duì)。鉗位區(qū)域與匹配硅化物區(qū)域的配對(duì)形成肖特基二極管勢(shì)壘的配對(duì)。rf開(kāi)關(guān)可以在多個(gè)操作模式中操作。肖特基二極管勢(shì)壘的配對(duì)為在被鉗位主體中累積電荷提供恒定的宿(sink)，這獨(dú)立于rf操作的操作模式。

在一個(gè)實(shí)施例中，rf開(kāi)關(guān)包括分隔了rf開(kāi)關(guān)的源極和漏極的溝道。rf開(kāi)關(guān)也包括半導(dǎo)體材料的第一鉗位區(qū)域：(i)跨越溝道；(ii)包括延伸進(jìn)入源極的第一接觸區(qū)域；以及(iii)包括延伸進(jìn)入漏極的第二接觸區(qū)域。rf開(kāi)關(guān)也包括形成在第一接觸區(qū)域上的第一硅化物區(qū)域。rf開(kāi)關(guān)也包括形成在第二接觸區(qū)域上的第二硅化物區(qū)域。半導(dǎo)體材料的第一鉗位區(qū)域具有比源極和漏極更低的摻雜劑濃度。第一接觸區(qū)域與第一硅化物區(qū)域形成第一肖特基二極管勢(shì)壘。第二接觸區(qū)域與第二硅化物區(qū)域形成第二肖特基二極管勢(shì)壘。

在一個(gè)實(shí)施例中，rf開(kāi)關(guān)包括柵極，其包括柵極電極和柵極絕緣體。rf開(kāi)關(guān)也包括溝道，其：(i)位于射頻開(kāi)關(guān)的主體中；以及(ii)由柵極絕緣體與柵極電極絕緣。rf開(kāi)關(guān)也包括第一摻雜區(qū)域，定位從第二摻雜區(qū)域跨越溝道。rf開(kāi)關(guān)也包括第三區(qū)域，其：(i)跨越溝道；(ii)延伸進(jìn)入第一和第二摻雜區(qū)域中；以及(iii)具有比第一和第二摻雜區(qū)域更低的摻雜劑濃度。rf開(kāi)關(guān)也包括與第三區(qū)域形成第一肖特基二極管結(jié)的第一硅化物區(qū)域。rf開(kāi)關(guān)也包括第二硅化物區(qū)域，其：(i)定位從第一硅化物區(qū)域跨越溝道；以及(ii)與第三硅化物區(qū)域形成第二肖特基二極管。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有鉗位區(qū)域的rf開(kāi)關(guān)部分的平面圖。

圖2a示出了沿著參考線a在圖1的平面圖中的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。

圖2b示出了沿著參考線b的在圖1的平面圖中一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘的能帶圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有兩個(gè)鉗位區(qū)域的rf開(kāi)關(guān)部分的平面圖。

圖5示出了沿著參考線b在圖1中平面圖的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有鉗位區(qū)域的rf開(kāi)關(guān)部分的平面圖。

圖7示出了沿著參考線e的圖6中平面圖的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造具有鉗位區(qū)域的rf開(kāi)關(guān)部分的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照所公開(kāi)本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或多個(gè)示例示出在附圖中。借由解釋說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)而非限制其的方式提供每個(gè)示例。實(shí)際上，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)做出修改和改變而并未脫離其精神和范圍。例如，示出或描述作為一個(gè)實(shí)施例的部件的特征可以用于另一實(shí)施例以產(chǎn)生又一實(shí)施例。因此，有意設(shè)計(jì)的是本發(fā)明主題覆蓋在所附權(quán)利要求及其等價(jià)形式的范圍內(nèi)的所有這些修改和改變。

圖1示出了rf開(kāi)關(guān)部分100的平面圖。rf開(kāi)關(guān)部分100可以是多個(gè)指部晶體管中的單個(gè)指部的一部分。多個(gè)指部晶體管是在共同耦合至單個(gè)柵極信號(hào)的分離物理柵極電極的控制之下在兩個(gè)電路節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的晶體管。多個(gè)指部的源極和漏極區(qū)域可以是完全分隔的。然而，在某些方案中，兩個(gè)指部的漏極或源極將是位于兩個(gè)指部的柵極電極之間的共用物理區(qū)域。rf開(kāi)關(guān)部分100包括柵極101，其半透明地繪制以示出在柵極101之下的有源區(qū)域103和鉗位區(qū)域102的一部分。以下將更詳細(xì)描述鉗位區(qū)域102和有源區(qū)域103的操作。圖1也包括示出了圖1的平面圖與圖2a和圖2b的剖視圖之間相互關(guān)系的兩個(gè)參考線a和b。

溝道從漏極105分隔源極104。溝道形成在有源區(qū)域103中并且位于柵極101之下。溝道是形成在晶體管的主體中并且響應(yīng)于柵極上控制信號(hào)而提供從源極至漏極的導(dǎo)電路徑的晶體管的區(qū)域?？梢允褂脰艠O101作為掩模，使用重離子注入將rf開(kāi)關(guān)部分100的有源區(qū)域103注入成源極和漏極區(qū)域。因此，位于柵極101之下的有源區(qū)域103的部分將用作rf開(kāi)關(guān)的主體，而并未在柵極101之下的部分將用作源極和漏極。在圖2a中由截面200示出了注入如何從主體形成作為分立區(qū)域的源極和漏極的示例。在某些方案中，主體也將延伸在源極和漏極區(qū)域之下。例如，如果rf開(kāi)關(guān)實(shí)施在體襯底上，主體將包括在源極和漏極之下的并未由重注入而改變的襯底的區(qū)域。

截面200示出了沿著參考線a的rf開(kāi)關(guān)部分100的一個(gè)實(shí)施方式。截面200示出了在根據(jù)有源區(qū)域103的一個(gè)實(shí)施方式的薄有源區(qū)域203中實(shí)施的rf開(kāi)關(guān)部分100。如圖所繪，源極和漏極區(qū)域104和105被實(shí)施作為一直向下延伸至掩埋絕緣體204的源極和漏極區(qū)域201和202。掩埋絕緣體204可以是絕緣體上半導(dǎo)體(soi)晶片的絕緣體。例如，絕緣體可以是氧化物。有源區(qū)域203可以是超薄硅層。rf開(kāi)關(guān)部分100的主體包括區(qū)域206。rf開(kāi)關(guān)部分100的溝道在截面200中示出為區(qū)域207。柵極101包括柵極電極以及分隔了柵極電極和溝道的柵極氧化物212。沿著至位于圖1平面中的參考線a的法線向量測(cè)量溝道的寬度。沿著參考線a測(cè)量溝道的長(zhǎng)度。同樣，參考線a可以稱作溝道的縱向維度向量。

晶體管的主體可以具有等于用于形成rf開(kāi)關(guān)的原始晶片的有源區(qū)域的摻雜劑濃度的摻雜劑濃度，以每立方米摻雜劑核素(n/m³)計(jì)。在某些方案中，該濃度將在10¹⁴－10¹⁷n/m³范圍內(nèi)。如果rf開(kāi)關(guān)被實(shí)施在soi工藝中，原始的摻雜劑濃度可以是用于制造soi晶片的施主晶片的殘留摻雜劑濃度。在這些方案中，摻雜劑濃度可以在10¹⁵n/m³的量級(jí)。主體也可以是形成在晶片表面中的阱，諸如當(dāng)rf開(kāi)關(guān)實(shí)施在單個(gè)襯底中均提供n型和p型晶體管的工藝中時(shí)，具有與原始晶片不同的摻雜劑濃度。主體也可以包括由用于改變形成在襯底中有源器件的閾值電壓的vth注入所設(shè)置的摻雜劑濃度。

鉗位區(qū)域102跨越rf開(kāi)關(guān)部分100的溝道并且延伸進(jìn)入源極104和漏極105中。鉗位區(qū)域具有比源極和漏極更低的摻雜劑濃度。在一些具體方案中，鉗位區(qū)域具有開(kāi)關(guān)形成在其中的有源層的原始濃度。在一些處理方案中，可以通過(guò)使用掩模阻擋重注入，而在用于形成源極和漏極的重注入中產(chǎn)生空洞，從而形成具有該特性的鉗位區(qū)域102。鉗位區(qū)域102的示例在圖2b中由截面210示出。

截面210示出了沿著參考線b的rf開(kāi)關(guān)部分100的一個(gè)實(shí)施方式。截面210示出了實(shí)施在根據(jù)有源區(qū)域103的一個(gè)實(shí)施方式的薄有源區(qū)域203中的rf開(kāi)關(guān)部分100。有源區(qū)域203、掩埋絕緣體204、源極區(qū)域201和漏極區(qū)域202是與圖2a中所示相同的區(qū)域。在所示的示例中，鉗位區(qū)域102一直向下延伸至掩埋絕緣體204、跨越溝道、并且延伸至源極區(qū)域201和漏極區(qū)域202中。沿著至位于圖1平面中參考線b的法線向量測(cè)量鉗位區(qū)域102的寬度。沿著參考線b測(cè)量鉗位區(qū)域的長(zhǎng)度。就此而言，參考線b可以稱作鉗位區(qū)域的縱向維度向量。

截面210也示出形成在溝道207任一側(cè)上的匹配硅化物區(qū)域211的配對(duì)。硅化物通常用于減小集成電路工藝中的電阻。如圖所繪，硅化物區(qū)域211覆蓋鉗位區(qū)域102的一部分以及源極201和漏極202。當(dāng)構(gòu)造在半導(dǎo)體材料(諸如硅)上時(shí)，當(dāng)半導(dǎo)體材料輕摻雜時(shí)，硅化物也形成肖特基二極管勢(shì)壘。在該情形中，硅化物區(qū)域211已經(jīng)在單個(gè)步驟中形成，并且也將如圖2a中所示覆蓋截面200中源極201和漏極202的表面。

鉗位區(qū)域102與匹配硅化物區(qū)域211的配對(duì)形成肖特基二極管勢(shì)壘的配對(duì)。硅化物區(qū)域可以特定地形成在鉗位區(qū)域之上并且獨(dú)立于源極和漏極接觸而被偏置。然而，如在所示的方案中，硅化物區(qū)域211可以連接至用于向源極201和漏極202發(fā)送信號(hào)的相同的接觸。該方案提供了重大的益處，其中用于處理漏極和源極的硅化步驟也用于形成連至漏極和源極的接觸，并且將不論是否存在鉗位區(qū)域都被傳導(dǎo)。因此，無(wú)需特定處理步驟以形成肖特基二極管結(jié)。替代地，在這些方案中，僅對(duì)于形成鉗位區(qū)域所需的處理流程的修改是對(duì)于當(dāng)初始地形成源極和漏極區(qū)域時(shí)引入的布圖的修改。

鉗位區(qū)域具有比源極和漏極更低的摻雜劑濃度。在注入中使用空洞形成鉗位區(qū)域并且以自對(duì)準(zhǔn)方式形成源極和漏極的情形中，鉗位區(qū)域可以包括與器件的主體相同的材料，從而在鉗位區(qū)域和主體之間不存在能量勢(shì)壘。在其中rf開(kāi)關(guān)實(shí)施在soi晶片中的情形中，該摻雜劑濃度可以是可以已經(jīng)由此形成soi晶片的施主晶片的殘留濃度。在使用該注入處理有源區(qū)域的情形中，使用阱或閾值電壓注入而備選地或累積地?fù)诫s鉗位區(qū)域。

肖特基二極管結(jié)有效地經(jīng)由鉗位區(qū)域短路了重注入?yún)^(qū)域和主體之間的pn結(jié)。因?yàn)殂Q位區(qū)域具有比源極和漏極更低的摻雜劑濃度，因此在主體和鉗位區(qū)域之間的能量勢(shì)壘比在主體和源極或漏極之間的能量勢(shì)壘更小。由于該低能量勢(shì)壘，因此可以由鉗位區(qū)域收集原本將在主體中累積的主體中的電荷載流子，并且虹吸出晶體管主體。通過(guò)提供用于移除原本將在器件主體中建立的電荷載流子的低阻抗通道，鉗位區(qū)域用于有效地將器件的主體鉗位至置位電壓。

因?yàn)殂Q位區(qū)域跨越溝道，因此晶體管的相對(duì)偏置并未影響鉗位區(qū)域的性能－不論如何偏置晶體管，主體從不浮置(float)。鉗位區(qū)域?yàn)樵诒汇Q位主體中累積的電荷提供了恒定的宿，這獨(dú)立于射頻開(kāi)關(guān)的操作模式。在截止?fàn)顟B(tài)，鉗位將移除原本將通過(guò)累積在主體中在源極與主體或漏極與主體之間的結(jié)處而產(chǎn)生非線性寄生電容的電荷載流子。在導(dǎo)通狀態(tài)，鉗位將移除原本可能已經(jīng)將主體的電勢(shì)改變至寄生雙極結(jié)型晶體管被激活的點(diǎn)的電荷。因此，在任一操作狀態(tài)，鉗位區(qū)域?qū)⑻岣咂骷男阅?。此外，因?yàn)槠骷南鄬?duì)偏置不會(huì)影響鉗位區(qū)域的操作，所得的rf開(kāi)關(guān)可以操作作為對(duì)稱器件，從而基于如何偏置晶體管而可以互換地使用術(shù)語(yǔ)源極和漏極以描述區(qū)域201和202。

鉗位區(qū)域102跨越溝道的事實(shí)在總工藝流程方面提供了額外益處。在半導(dǎo)體工藝流程中各個(gè)掩模的未對(duì)準(zhǔn)可以在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中產(chǎn)生重大缺陷。作為基本示例，傳導(dǎo)短路將發(fā)生在原本被隔離的兩個(gè)電路部分之間。在鉗位區(qū)域的情形中，鉗位區(qū)域可能被對(duì)準(zhǔn)在溝道區(qū)域外，從而它不與主體接觸并且因此將不用于從晶體管的主體移除累積的電荷。然而，因?yàn)殂Q位區(qū)域102跨越溝道，幾乎不可能的是：任何單獨(dú)的鉗位將完全無(wú)法用于該目的。由于從主體至漏極或源極的任何接觸將產(chǎn)生有益結(jié)果，因此鉗位可以幾乎以其總長(zhǎng)度一半而未被對(duì)準(zhǔn)，并且仍將用于從器件的主體移除累積的電荷。此外，在非常短?hào)艠O長(zhǎng)度的情形中，鉗位區(qū)域可以跨越溝道的事實(shí)提供的極大益處在于：對(duì)準(zhǔn)容差由鉗位區(qū)域的長(zhǎng)度而非溝道長(zhǎng)度設(shè)置。這是有益的，因?yàn)榕c增加晶體管溝道長(zhǎng)度的效果相比，增大鉗位的長(zhǎng)度的邊際性能效應(yīng)是可忽略的。如上所述，更低的晶體管溝道產(chǎn)生具有更低導(dǎo)通狀態(tài)電阻的晶體管，這是針對(duì)rf開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵性能度量。

圖3示出了由硅化物區(qū)域和半導(dǎo)主體域的結(jié)所形成的肖特基二極管勢(shì)壘的能帶圖300。能量圖300的y軸線是單位為電子伏特的電勢(shì)，并且x軸線是單位為米的沿著結(jié)的物理位置，其中y截線在結(jié)的硅化物側(cè)邊上。因?yàn)殡娮釉趯?dǎo)電金屬中是自由的，因此僅由費(fèi)米能級(jí)(ef)示出在結(jié)的左側(cè)上的能量圖。能帶圖的金屬側(cè)可以完全由ef和金屬的功函數(shù)限定－功函數(shù)設(shè)置了在金屬中釋放自由載流子所需的最小能量。在結(jié)的右側(cè)，能量圖包括半導(dǎo)體材料的導(dǎo)帶邊緣(ec)和價(jià)帶邊緣(ev)。導(dǎo)帶邊緣和價(jià)帶邊緣之間的差值限定了半導(dǎo)體材料的能量帶隙。導(dǎo)電朝向結(jié)向上彎曲，因?yàn)榱闫檬┘又两Y(jié)，半導(dǎo)體材料是n型的，以及ef必須在結(jié)的兩側(cè)上相等。

金屬以及對(duì)于半導(dǎo)主體域的偏置濃度的選擇影響肖特基勢(shì)壘的特性。為了使得鉗位區(qū)域正確工作，鉗位將為晶體管的主體中過(guò)量的電荷載流子提供從半導(dǎo)主體域至金屬的導(dǎo)電路徑，但是并不允許電荷載流子通過(guò)從金屬流入半導(dǎo)體中而“泄漏”。零偏置勢(shì)壘高度(φb)是在結(jié)處的導(dǎo)帶邊緣與ef之間的差值。使得結(jié)處于反向偏置狀態(tài)所需的偏置電壓由等式：φb-(ec-ef)而設(shè)置。由半導(dǎo)體材料中摻雜水平設(shè)置在該方程中的第二量，以及由金屬的功函數(shù)主要地設(shè)置第一量。因?yàn)橥ǔＳ善渌に嚳紤]而將鉗位區(qū)域的摻雜水平設(shè)置為給定水平(例如，如果通過(guò)在注入分布中空洞而形成鉗位，則是額定有效摻雜水平)，可以通過(guò)選擇具有特定功函數(shù)的金屬而控制勢(shì)壘高度。各種金屬可以用于形成金屬硅化物區(qū)域211的硅化物，諸如鎢、鈦、鈷、鎳或鉬。如果選擇大功函數(shù)金屬，則結(jié)在移除過(guò)量電荷方面效果較小，但是也不太可能泄漏。

圖4示出了rf開(kāi)關(guān)部分400的平面圖。rf開(kāi)關(guān)部分400可以具有參照rf開(kāi)關(guān)部分100如上所述的任意特性。然而，rf開(kāi)關(guān)400額外地包括匹配的鉗位區(qū)域401。匹配的鉗位區(qū)域401可以具有參照鉗位區(qū)域102如上所述的任意特性。匹配的鉗位區(qū)域401與鉗位區(qū)域102平行，并且沿著柵極101的寬度以使用參考線d標(biāo)記的尺度而與鉗位區(qū)域102間隔開(kāi)。也沿著柵極101的寬度定義鉗位區(qū)域102和匹配的鉗位區(qū)域401的寬度。鉗位區(qū)域的寬度在圖4的平面圖中使用參考線c示出。這些尺度的選擇對(duì)于這些器件作為其一部分的rf開(kāi)關(guān)的性能是關(guān)鍵的。以下將更詳細(xì)描述這些尺度影響rf開(kāi)關(guān)性能的特定方式。

rf開(kāi)關(guān)可以包括跨越多個(gè)晶體管叉指分布的多個(gè)鉗位。例如，rf開(kāi)關(guān)部分400可以是多個(gè)指部晶體管的單個(gè)叉指，其在所示的晶體管叉指的其他部分中以及在其他叉指上具有額外的鉗位區(qū)域。鉗位可以沿著晶體管叉指的叉指均勻間隔以確保充分地鉗位晶體的整個(gè)主體。因?yàn)椴煌木w管叉指可以具有不同的朝向或配置，單個(gè)叉指上鉗位之間的間距描述為沿著晶體管的“叉指寬度”、與沿著“晶體管的寬度”相反方向具有某一間距。當(dāng)僅考慮單個(gè)叉指時(shí)，這些術(shù)語(yǔ)將是等價(jià)的。

相鄰鉗位區(qū)域之間的間距以及每個(gè)單獨(dú)的鉗位區(qū)域的寬度是對(duì)于整體rf開(kāi)關(guān)性能而言的關(guān)鍵尺度。因?yàn)閞f開(kāi)關(guān)晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電阻是關(guān)鍵因素，在rf操作領(lǐng)域中特別重要的是保持溝道沿著其寬度不受阻。然而，鉗位區(qū)域用以減小溝道的有效寬度，因?yàn)樗鼈冏钄嘣景ㄔ谠礃O和主體之間的正向偏置二極管的區(qū)域。該關(guān)注影響如圖4中參考線c所示將每個(gè)單獨(dú)的鉗位區(qū)域的寬度保持盡可能小。

盡管最小化每個(gè)單獨(dú)的鉗位區(qū)域的寬度用于增大rf開(kāi)關(guān)晶體管的寬度，而其它均保持相等，當(dāng)嘗試最小化這些鉗位區(qū)域?qū)τ趓f開(kāi)關(guān)性能的影響時(shí)本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)意外的結(jié)果。當(dāng)每個(gè)鉗位區(qū)域的寬度減小至0.2微米(μm)以下時(shí)，鉗位區(qū)域沒(méi)有鉗位效應(yīng)。在具有10¹⁵n/m³的原始摻雜濃度的硅soi晶片中實(shí)施鉗位，并且經(jīng)由源極和漏極重注入中的空洞而形成鉗位區(qū)域。本發(fā)明人隨后確定硅化步驟使得小的鉗位區(qū)域開(kāi)口封閉，這是由于硅化物中的摻雜劑的增強(qiáng)擴(kuò)散所致。這是意外的結(jié)果，與最大化開(kāi)關(guān)的有效寬度的期望背道而馳。因此，在某些方案中，每個(gè)鉗位區(qū)域的寬度可以保持在0.2μm之上，但是應(yīng)該保持接近0.2μm以最小化rf開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)電阻。

可以緩解鉗位區(qū)域?qū)τ趓f開(kāi)關(guān)晶體管的有效寬度的影響的另一方式是增大相鄰鉗位區(qū)域之間的間距。如圖4中所示，可以增大由參考線d標(biāo)記的尺度，以覆蓋具有設(shè)置寬度的晶體管，而同時(shí)減小由鉗位區(qū)域所阻擋的溝道的部分。然而，在不引起對(duì)抵的(countervailing)問(wèn)題的情形下，無(wú)法增大鉗位之間的間距。如圖4中所示，過(guò)量的電荷載流子402將必須穿過(guò)以到達(dá)鉗位區(qū)域的最遠(yuǎn)距離等于相鄰鉗位區(qū)域之間間距的一半。載流子需要穿行的越遠(yuǎn)，則鉗位針對(duì)兩個(gè)原因而效果越小。首先，由于電荷載流子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所致，電荷載流子將花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)鉗位以從系統(tǒng)移除，并且如果其以比其被移除更快的速率而引入，則電荷將傾向于累積。其次，電荷載流子遷移穿過(guò)溝道越遠(yuǎn)，則由載流子累計(jì)引起的ir降越大，這使得主體的電勢(shì)升高。在具有大約10¹⁷n/m³至10¹⁵n/m³的初始摻雜濃度的硅soi晶片中，足夠?qū)挾鹊南噜忋Q位區(qū)域之間的間距不應(yīng)提高至25μm以上。在大多數(shù)方案中，不應(yīng)超過(guò)20μm的間距以便于提供誤差冗余并且是不同半導(dǎo)體材料以及處理技術(shù)的特性的原因。

當(dāng)選擇相鄰鉗位區(qū)域的間距和每個(gè)單獨(dú)的鉗位區(qū)域的寬度時(shí)必須考慮的最終考量是：所需的鉗位區(qū)域的總數(shù)目以及每個(gè)單獨(dú)的鉗位區(qū)域的寬度影響rf開(kāi)關(guān)中泄漏的程度。在具有近似10¹⁵n/m³的初始摻雜濃度的硅soi晶片上，當(dāng)使用柵極和源極之間0v電勢(shì)差、以及在漏極和源極之間3v電勢(shì)差而偏置晶體管時(shí)，針對(duì)具有0.2μm寬度的單個(gè)鉗位區(qū)域在25攝氏度測(cè)得了粗略地1na泄漏的測(cè)量值。盡管這相對(duì)于晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)傳導(dǎo)的總電流是低數(shù)值，如果鉗位區(qū)域分布遍及晶體管的整個(gè)長(zhǎng)度，則它們的總計(jì)泄漏可以開(kāi)始以不可忽略的方式影響rf開(kāi)關(guān)性能。在諸如緊接以上所述的一個(gè)情形中，泄漏可以通過(guò)不將鉗位區(qū)域之間的間距減小至5μm以下而將泄漏保持在可管控的水平。

圖5中的截面500示出了沿著參考線b的rf開(kāi)關(guān)部分100的另一實(shí)施方式。截面500示出了實(shí)施在根據(jù)有源區(qū)域103的一個(gè)實(shí)施方式的薄有源區(qū)域203中的來(lái)自圖1的rf開(kāi)關(guān)部分100。有源區(qū)域203、掩埋絕緣體204、源極區(qū)域201和漏極區(qū)域202是與圖2b中所述相同的區(qū)域。在所示的示例中，鉗位區(qū)域102向下一直延伸至掩埋絕緣體204，跨越溝道并且延伸至源極區(qū)域201和漏極區(qū)域202中。然而，如圖所示，鉗位區(qū)域從襯底表面向下至掩埋絕緣體不是均勻的。

截面500中的鉗位區(qū)域102的摻雜劑濃度仍然小于源極201和漏極202的摻雜劑濃度。然而，鉗位區(qū)域102現(xiàn)在包括適度摻雜的兩個(gè)區(qū)域501。這些適度摻雜的區(qū)域可以通過(guò)輕摻雜漏極注入或暈狀(halo)注入而形成。在由截面500所示的方案中，鉗位區(qū)域、源極和漏極均使用輕摻雜漏極注入而摻雜，但是源極和漏極也使用重注入而摻雜。重注入具有重注入濃度。鉗位區(qū)域的較低摻雜劑濃度以重注入濃度和中等摻雜濃度之間的差值而小于源極和漏極的摻雜劑濃度。該方案的益處在于不必修改用于進(jìn)行輕摻雜漏極注入的步驟并且僅需要改變強(qiáng)注入。盡管鉗位區(qū)域?qū)⒊尸F(xiàn)對(duì)于從鉗位主體移除過(guò)量載流子的稍微較高的勢(shì)壘，但是在一些方案中不必修改兩個(gè)不同注入步驟的成本收益可以兩抵地是有益的。

圖6示出了rf開(kāi)關(guān)部分600的平面圖。rf開(kāi)關(guān)部分600可以具有參照rf開(kāi)關(guān)部分100如上所述的任意特性。然而，rf開(kāi)關(guān)部分600的鉗位區(qū)域是非對(duì)稱的。鉗位區(qū)域601和602類似于鉗位區(qū)域401和102的源極側(cè)。然而，rf開(kāi)關(guān)的漏極側(cè)包括在整個(gè)漏極區(qū)域603中的鉗位區(qū)域部分。所得的rf開(kāi)關(guān)將在鉗位區(qū)域603的那部分中不是對(duì)稱的，因?yàn)榕c漏極105鄰接的鉗位區(qū)域603的部分將遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高效流出電荷，并且也將比在溝道的源極側(cè)上的鉗位區(qū)域的部分泄漏更多。因此，器件無(wú)法如對(duì)稱器件一樣使用?？梢耘渲胷f開(kāi)關(guān)部分600的p型版本，從而針對(duì)rf開(kāi)關(guān)部分600的n型版本區(qū)域105被偏置為比區(qū)域104更低的電勢(shì)并且反之亦然。鉗位區(qū)域部分603可以具有相對(duì)于鉗位區(qū)域在溝道另一側(cè)上的部分的任何圖形。例如，鉗位區(qū)域部分603可以包括與備選側(cè)上鉗位區(qū)域部分類似大小的兩倍數(shù)量的鉗位區(qū)域部分，在漏極側(cè)上鉗位區(qū)域部分在源極側(cè)上相鄰鉗位區(qū)域的每個(gè)集合之間交錯(cuò)。此外，用于形成鉗位區(qū)域的不同摻雜劑分布的任何組合可以與如上所述任意非對(duì)稱鉗位區(qū)域結(jié)合使用。例如，鉗位區(qū)域可以包括rf晶體管的整個(gè)漏極并且源極可以使用暈狀注入而被摻雜，而漏極并未使用暈狀注入摻雜。

圖7示出了沿著參考線e的rf開(kāi)關(guān)部分600的一個(gè)實(shí)施方式的截面700。截面700包括可以實(shí)施在soi晶片或體半導(dǎo)體晶片上的有源層701。在沿著溝道寬度的點(diǎn)處繪制參考線e，其中鉗位區(qū)域并未跨越溝道。替代地，源極702類似于不具有鉗位區(qū)域的晶體管，而漏極703包括形成在硅化物211與延伸進(jìn)入漏極的鉗位區(qū)域102的一部分之間所形成的肖特基勢(shì)壘。如上所述，鉗位區(qū)域102具有比源極702和漏極703更低的摻雜劑濃度。因?yàn)榈蛽诫s漏極區(qū)域704存在遍及溝道寬度的范圍，因此其不會(huì)在任何點(diǎn)處短路，并且所得的晶體管呈現(xiàn)低摻雜漏極晶體管的益處。因此，由截面700所示的rf開(kāi)關(guān)部分600的實(shí)施方式具有鉗位區(qū)域以防止在器件主體中累積不希望的電荷，并且也包括對(duì)于晶體管操作在高功率領(lǐng)域中晶體管有用的低摻雜漏極區(qū)域704。

可以參照?qǐng)D8解釋用于制造根據(jù)如上所述物理裝置的rf開(kāi)關(guān)的方法800。方法800開(kāi)始于步驟801，其中在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)域之上形成柵極。緊鄰位于柵極下方的有源區(qū)域的部分可以稱作rf開(kāi)關(guān)的溝道。柵極和溝道可以具有參照之前附圖如上所述的任意特性?？梢耘c步驟801一起進(jìn)行的額外處理步驟包括將阱或vth注入引入半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)域。例如，可選的引入阱摻雜劑在圖中示出為步驟802。

方法繼續(xù)至步驟803，其中進(jìn)行重注入以形成rf開(kāi)關(guān)的源極和漏極區(qū)域。源極和漏極區(qū)域可以具有參照之前附圖如上所述的任何特性。步驟803可以使用掩模而進(jìn)行以阻擋來(lái)自源極和漏極區(qū)域的某些部分的注入，以便于在器件的有源區(qū)域中形成鉗位區(qū)域。所得的鉗位區(qū)域?qū)⒕哂斜仍礃O和漏極區(qū)域較低的摻雜劑濃度。在某些方案中，所得的鉗位區(qū)域?qū)⒕哂信c開(kāi)關(guān)晶體管的主體相同的濃度。然而，步驟803的重注入之后可以跟著是輕摻雜漏或暈狀注入，由此并未使用形成鉗位區(qū)域所使用的掩模。結(jié)果，鉗位區(qū)域延伸進(jìn)入源極和漏極的部分將具有與開(kāi)關(guān)晶體管的主體不同的摻雜劑濃度。

方法繼續(xù)至步驟804，其中在鉗位區(qū)域之上形成自對(duì)準(zhǔn)的硅化物。結(jié)果，鉗位區(qū)域與新近形成的硅化物區(qū)域形成肖特基二極管結(jié)。在具體方案中，自對(duì)準(zhǔn)的硅化物將同時(shí)在源極和漏極區(qū)域之上形成硅化物。以該方式，肖特基二極管的形成并不需要額外的處理步驟，并且僅使用在步驟703期間的修改掩模實(shí)施額外的布局修改。假設(shè)掩模有時(shí)需要用于該步驟以阻擋不會(huì)暴露至源漏注入的襯底的遠(yuǎn)程部分，并且假設(shè)鉗位跨越溝道并且不必仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)，對(duì)于掩模的必須修改是實(shí)施便宜的。結(jié)果，與不具有鉗位區(qū)域的rf開(kāi)關(guān)相比，方法以很少至沒(méi)有額外成本而制造了具有鉗位主體的rf開(kāi)關(guān)。

盡管參照使用硅作為半導(dǎo)體材料的soi技術(shù)而實(shí)施的rf開(kāi)關(guān)具體示出了以上公開(kāi)中一些實(shí)施例，可以替代地使用備選的技術(shù)和材料。示例性的備選工藝技術(shù)包括，體半導(dǎo)體工藝，氧化物上半導(dǎo)體，以及外延半導(dǎo)體工藝。示例性的備選半導(dǎo)體材料包括硅、砷化鍺、砷化鎵、氮化鎵、和碲化鎘。的確，得到將另外經(jīng)受源自開(kāi)關(guān)主體中過(guò)量電荷載流子存在的性能效應(yīng)的rf開(kāi)關(guān)的任何工藝處理技術(shù)和半導(dǎo)體材料可以受益于在此的教導(dǎo)。

盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的具體實(shí)施例詳細(xì)描述了說(shuō)明書，應(yīng)該知曉的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦達(dá)到前述的理解可以容易想象對(duì)于這些實(shí)施例的改變、修改和等價(jià)形式?？梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施對(duì)本發(fā)明的這些和其他修改和改變，而并未脫離在所附權(quán)利要求中更特別地闡述的本發(fā)明的精神和范圍。