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、筆記型計算機、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，用以負責無線信號的發(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)多頻段已是相當普遍的應(yīng)用。在實際操作上，通過切換電路來分離出不同的饋入信號，而達成多頻的效果。
[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)壓強度及抗噪聲能力，進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]在一個實施例中，柵極金屬的材質(zhì)包括金、鉬、鋁、鈦或鎳。
[0011]在一個實施例中，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]在一個實施例中，第一歐姆層與柵極金屬鄰接。
[0013]為達上述目的，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]在一個實施例中，柵極金屬的材質(zhì)包括金、鉬、鋁、鈦或鎳。
[0017]在一個實施例中，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度，同時可使天線切換電路的抗噪聲能力提高，進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，當然，在實際應(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，可通過導(dǎo)線相互電性連接。
[0053]另外，在本實施例中，第一歐姆層181是與柵極金屬17相鄰接，但在不同實施例中，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，在本實施例中，當柵極金屬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進行詳細說明。
[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。當然，在實際應(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，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度，同時可使天線切換電路的抗噪聲能力提高，進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