一種開關及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種半導體開關及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在大功率開關電路設計中，開關包括電連接信號輸入端的源極、電連接信號輸出端的漏極以及連接控制信號的柵極。其中，柵極通過控制電壓的高低，從而控制源極和漏極的導通情況?，F有的開關中，隨著輸入功率的增大，開關本身的非線性帶來的二次諧波和三次諧波會逐漸增大，難以滿足大功率應用中的線性度要求和雜散要求。
[0003]為解決這個問題，通常是在開關的輸入端和輸出端加入前饋電容。具體而言，請參閱圖1，圖1是現有技術的開關的電路結構示意圖。如圖1所示，開關10由柵極11和12形成雙柵極型開關，在開關10的輸入端和輸出端分別設置前饋電容13和14，使得開關10關斷時，每一級開關的漏端到源端的耐壓均衡，從而提高線性度。電容13和14在工藝上由金屬-絕緣層-金屬電容(Insulator Metal Capacitor, MIMCAPMetal)實現。但是,直接設置電容13和14的MMCAPMetal工藝需要另外增加兩層金屬層和一層絕緣層，將增大芯片面積以及芯片成本。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種開關及其制造方法，能夠節(jié)省芯片面積及降低芯片成本。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種開關，該開關包括:基底；半導體層，形成在基底中，半導體層包括第一有源區(qū)域、第二有源區(qū)域和溝道區(qū)域，其中，溝道區(qū)域位于第一有源區(qū)域和第二有源區(qū)域之間；柵極，設置在溝道區(qū)域之上；第一金屬層，設置在第一有源區(qū)域上并與第一有源區(qū)域電連接；第二金屬層，設置在第二有源區(qū)域上并與第二有源區(qū)域電連接；其中，第一金屬層和第二金屬層分別與柵極至少部分重疊以形成寄生前饋電容。
[0006]其中，開關進一步包括:第一歐姆接觸層，其設置在第一有源區(qū)域上，且第一金屬層通過第一歐姆接觸層與第一有源區(qū)域電相連；第二歐姆接觸層，其設置在第二有源區(qū)域上，且第二金屬層通過第二歐姆接觸層與第二有源區(qū)域電相連。
[0007]其中，開關進一步包括:至少一絕緣層，其設置在第一金屬層和第二金屬層下方，并位于第一歐姆接觸層、第二歐姆接觸層和柵極之上。
[0008]其中，絕緣層內形成有通孔，通孔包括第一通孔和第二通孔，第一金屬層通過第一通孔與第一歐姆接觸層電相連，第二金屬層通過第二通孔與第二歐姆接觸層電相連。
[0009]其中，第一金屬層和第二金屬層分別向柵極的方向延伸，以覆蓋至少部分柵極。
[0010]其中，開關為雙柵開關或者多柵開關，其包括兩個或者多個柵極，其分別設置在溝道區(qū)域之上。
[0011]其中，開關進一步包括:隔離區(qū)域，其設置在半導體層之外，以隔離開關。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種開關的制造方法，該方法包括以下步驟:提供一基底，在基底上形成半導體層，半導體層包括第一有源區(qū)域、第二有源區(qū)域和溝道區(qū)域，溝道區(qū)域位于第一有源區(qū)域和第二有源區(qū)域之間；在溝道區(qū)域上設置柵極；在第一有源區(qū)域上設置第一金屬層，并且第一金屬層與第一有源區(qū)域電連接；在第二有源區(qū)域上設置第二金屬層，并且第二金屬層與第二有源區(qū)域電連接；第一金屬層和第二金屬層分別與柵極至少部分重疊以形成寄生前饋電容。
[0013]其中，第一金屬層和第二金屬層分別與柵極至少部分重疊以形成寄生前饋電容的步驟包括:第一金屬層和第二金屬層分別向柵極的方向延伸，以覆蓋至少部分柵極。
[0014]其中，在溝道區(qū)域上設置柵極的步驟包括:在溝道區(qū)域上分別設置兩個或者多個柵極。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現有技術的情況，本發(fā)明的開關在第一有源區(qū)域和第二有源區(qū)域之上分別設置的分別與第一有源區(qū)域和第二有源區(qū)域電連接的第一金屬層和第二金屬層分別與柵極至少部分重疊以形成寄生前饋電容。從而可以提高開關的線性度，進一步地，通過現有的第一金屬層和第二金屬層分別與柵極形成寄生前饋電容的結構，使得本發(fā)明的開關節(jié)省了芯片面積并且降低了芯片成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是現有技術的開關的電路結構示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實施例的開關的平面結構示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例的開關的剖面結構示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實施例的開關的制造方法的流程圖；
[0020]圖5是圖4所示的開關的制造方法對應的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021]請一起參閱圖2和圖3，圖2是本發(fā)明實施例的開關的平面結構示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的開關的剖面結構示意圖。如圖2和圖3所示，本實施例的開關20包括基底21、形成在基底21中的半導體層211、柵極22、第一金屬層23和第二金屬層24。
[0022]其中，半導體層211包括第一有源區(qū)域212、第二有源區(qū)域213和溝道區(qū)域214。溝道區(qū)域214位于第一有源區(qū)域212和第二有源區(qū)域213之間。本實施例中，溝道區(qū)域214和第一有源區(qū)域212和第二有源區(qū)域213之間還包括異質結材料(圖未示)。開關20利用異質結材料形成2維電子氣，從而實現第一有源區(qū)域212和第二有源區(qū)域213之間的高速傳輸。
[0023]本實施例中，柵極22設置在溝道區(qū)域214之上，柵極22用于接受外部的控制信號，從而控制溝道區(qū)域214的金屬半導體接觸來控制第一有源區(qū)域212和第二有源區(qū)域213之間的高速傳輸。
[0024]第一金屬層23設置在第一有源區(qū)域212上并與第一有源區(qū)域212電連接，第二金屬層24設置在第二有源區(qū)域213上并與第二有源區(qū)域213電連接。其中，第一金屬層23和第二金屬層24分別與柵極22至少部分重疊以形成寄生前饋電容。其中，第一金屬層23和第二金屬層24分別作為開關20的源極和漏極。
[0025]本實施例中，利用分別作為開關20的源極和漏極的第一金屬層23和第二金屬層24分別與柵極22的至少部分重疊以形成寄生前饋電容，不僅有效地提高了開關20的線性度，而且還節(jié)省了芯片面積以及芯片成本。
[0026]由于雙柵極開關或多柵極開關具有工作頻率高、增益可控、高跨導、高輸入阻抗、低反饋電容以及大動態(tài)工作范圍等優(yōu)點，因此，本發(fā)明的開關20優(yōu)選為雙柵極開關或多柵極開關，其包括兩個或者多個柵極，其分別設置在溝道區(qū)域之上。本實施例以開關20為雙柵極開關為例進行具體介紹。
[0027]如圖2所示，柵極22包括間隔設置的第一柵極22a和第二柵極22b。
[0028]可選地，開關20進一步包括第一歐姆接觸層25和第二歐姆接觸層26。其中，第一歐姆接觸層25設置在第一有源區(qū)域212上，且第一金屬層23通過第一歐姆接觸層25與第一有源區(qū)域212電相連。第二歐姆接觸層26設置在第二有源區(qū)域213上，且第二金屬層24通過第二歐姆接觸層26與第二有源區(qū)域213電相連。本實施例中，第一歐姆接觸層25和第二歐姆接觸層26使得分別作為源極和漏極的第一金屬層23和第二金屬層24能夠更好地與第一有源區(qū)212和第二有源區(qū)213電連接。
[0029]可選地，第一金屬層23和第二金屬層24分別向柵極22的方向延伸，以覆蓋至少部分柵極22。具體而言,第一金屬層23自第一歐姆接觸層25向第一柵極22a的方向延伸，第二金屬層24自第二歐姆接觸層26向第二柵極22b的方向延伸。其中，本實施例的第一金屬層23和第二金屬層24優(yōu)選覆蓋全部柵極22，以得到更好的前饋寄生電容的效果。
[0030]可選地,開關20進一步包括至少一絕緣層,本實施例優(yōu)選包括三絕緣層28a、28b以及28c。絕緣層28a、28b以及28c分別依次層疊設置在第一金屬層23和第二金屬層24下方，并位于第一歐姆接觸層25、第二歐姆接觸層26和柵極22之上。絕緣層28a、28b以及28c的材質為碳化硅，用于防止外部的信號對第一歐姆接觸層25、第二歐姆接觸層26和柵極22的干擾。
[0031]可選地，絕緣層28a、28b以及28c內形成有通孔M，通孔M包括第一通孔Ml和第二通孔M2。其中，第一通孔Ml將第一歐姆接觸層25暴露出來，第二通孔M2將第二歐姆接觸層2