一种开关及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种开关及其制造方法。该开关包括：基底；半导体层，形成在基底中，半导体层包括第一有源区域、第二有源区域和沟道区域，其中，沟道区域位于第一有源区域和第二有源区域之间；栅极，设置在沟道区域之上；第一金属层，设置在第一有源区域上并与第一有源区域电连接；第二金属层，设置在第二有源区域上并与第二有源区域电连接；其中，第一金属层和第二金属层分别与栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容。通过上述方式，本发明专利技术的开关节省了芯片面积并且降低了芯片成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种半导体开关及其制造方法。
技术介绍
在大功率开关电路设计中，开关包括电连接信号输入端的源极、电连接信号输出端的漏极以及连接控制信号的栅极。其中，栅极通过控制电压的高低，从而控制源极和漏极的导通情况。现有的开关中，随着输入功率的增大，开关本身的非线性带来的二次谐波和三次谐波会逐渐增大，难以满足大功率应用中的线性度要求和杂散要求。为解决这个问题，通常是在开关的输入端和输出端加入前馈电容。具体而言，请参阅图1，图1是现有技术的开关的电路结构示意图。如图1所示，开关10由栅极11和12形成双栅极型开关，在开关10的输入端和输出端分别设置前馈电容13和14，使得开关10关断时，每一级开关的漏端到源端的耐压均衡，从而提高线性度。电容13和14在工艺上由金属-绝缘层-金属电容（Insulator Metal Capacitor，MIMCAPMetal）实现。但是，直接设置电容13和14的MIMCAPMetal工艺需要另外增加两层金属层和一层绝缘层，将增大芯片面积以及芯片成本。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种开关及其制造方法，能够节省芯片面积及降低芯片成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种开关，该开关包括：基底；半导体层，形成在基底中，半导体层包括第一有源区域、第二有源区域和沟道区域，其中，沟道区域位于第一有源区域和第二有源区域之间；栅极，设置在沟道区域之上；第一金属层，设置在第一有源区域上并与第一有源区域电连接；第二金属层，设置在第二有源区域上并与第二有源区域电连接；其中，第一金属层和第二金属层分别与栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容。其中，开关进一步包括：第一欧姆接触层，其设置在第一有源区域上，且第一金属层通过第一欧姆接触层与第一有源区域电相连；第二欧姆接触层，其设置在第二有源区域上，且第二金属层通过第二欧姆接触层与第二有源区域电相连。其中，开关进一步包括：至少一绝缘层，其设置在第一金属层和第二金属层下方，并位于第一欧姆接触层、第二欧姆接触层和栅极之上。其中，绝缘层内形成有通孔，通孔包括第一通孔和第二通孔，第一金属层通过第一通孔与第一欧姆接触层电相连，第二金属层通过第二通孔与第二欧姆接触层电相连。其中，第一金属层和第二金属层分别向栅极的方向延伸，以覆盖至少部分栅极。其中，开关为双栅开关或者多栅开关，其包括两个或者多个栅极，其分别设置在沟道区域之上。其中，开关进一步包括：隔离区域，其设置在半导体层之外，以隔离开关。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种开关的制造方法，该方法包括以下步骤：提供一基底，在基底上形成半导体层，半导体层包括第一有源区域、第二有源区域和沟道区域，沟道区域位于第一有源区域和第二有源区域之间；在沟道区域上设置栅极；在第一有源区域上设置第一金属层，并且第一金属层与第一有源区域电连接；在第二有源区域上设置第二金属层，并且第二金属层与第二有源区域电连接；第一金属层和第二金属层分别与栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容。其中，第一金属层和第二金属层分别与栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容的步骤包括：第一金属层和第二金属层分别向栅极的方向延伸，以覆盖至少部分栅极。其中，在沟道区域上设置栅极的步骤包括：在沟道区域上分别设置两个或者多个栅极。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术的开关在第一有源区域和第二有源区域之上分别设置的分别与第一有源区域和第二有源区域电连接的第一金属层和第二金属层分别与栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容。从而可以提高开关的线性度，进一步地，通过现有的第一金属层和第二金属层分别与栅极形成寄生前馈电容的结构，使得本专利技术的开关节省了芯片面积并且降低了芯片成本。附图说明图1是现有技术的开关的电路结构示意图；图2是本专利技术实施例的开关的平面结构示意图；图3是本专利技术实施例的开关的剖面结构示意图；图4是本专利技术实施例的开关的制造方法的流程图；图5是图4所示的开关的制造方法对应的工艺流程图。具体实施方式请一起参阅图2和图3，图2是本专利技术实施例的开关的平面结构示意图；图3是本专利技术实施例的开关的剖面结构示意图。如图2和图3所示，本实施例的开关20包括基底21、形成在基底21中的半导体层211、栅极22、第一金属层23和第二金属层24。其中，半导体层211包括第一有源区域212、第二有源区域213和沟道区域214。沟道区域214位于第一有源区域212和第二有源区域213之间。本实施例中，沟道区域214和第一有源区域212和第二有源区域213之间还包括异质结材料（图未示）。开关20利用异质结材料形成2维电子气，从而实现第一有源区域212和第二有源区域213之间的高速传输。本实施例中，栅极22设置在沟道区域214之上，栅极22用于接受外部的控制信号，从而控制沟道区域214的金属半导体接触来控制第一有源区域212和第二有源区域213之间的高速传输。第一金属层23设置在第一有源区域212上并与第一有源区域212电连接，第二金属层24设置在第二有源区域213上并与第二有源区域213电连接。其中，第一金属层23和第二金属层24分别与栅极22至少部分重叠以形成寄生前馈电容。其中，第一金属层23和第二金属层24分别作为开关20的源极和漏极。本实施例中，利用分别作为开关20的源极和漏极的第一金属层23和第二金属层24分别与栅极22的至少部分重叠以形成寄生前馈电容，不仅有效地提高了开关20的线性度，而且还节省了芯片面积以及芯片成本。由于双栅极开关或多栅极开关具有工作频率高、增益可控、高跨导、高输入阻抗、低反馈电容以及大动态工作范围等优点，因此，本专利技术的开关20优选为双栅极开关或多栅极开关，其包括两个或者多个栅极，其分别设置在沟道区域之上。本实施例以开关20为双栅极开关为例进行具体介绍。如图2所示，栅极22包括间隔设置的第一栅极22a和第二栅极22b。可选地，开关20进一步包括第一欧姆接触层25和第二欧姆接触层26。其中，第一欧姆接触层25设置在第一有源区域212上，且第一金属层23通过第一欧姆接触层25与第一有源区域212电相连。第二欧姆接触层26设置在第二有源区域213上，且第二金属层24通过第二欧姆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关，其特征在于，所述开关包括：基底；半导体层，形成在所述基底中，所述半导体层包括第一有源区域、第二有源区域和沟道区域，其中，所述沟道区域位于所述第一有源区域和所述第二有源区域之间；栅极，设置在所述沟道区域之上；第一金属层，设置在所述第一有源区域上并与所述第一有源区域电连接；第二金属层，设置在所述第二有源区域上并与所述第二有源区域电连接；其中，所述第一金属层和所述第二金属层分别与所述栅极至少部分重叠以形成寄生前馈电容。

【技术特征摘要】
1.一种开关，其特征在于，所述开关包括：
基底；
半导体层，形成在所述基底中，所述半导体层包括第一有源区域、
第二有源区域和沟道区域，其中，所述沟道区域位于所述第一有源区域
和所述第二有源区域之间；
栅极，设置在所述沟道区域之上；
第一金属层，设置在所述第一有源区域上并与所述第一有源区域电
连接；
第二金属层，设置在所述第二有源区域上并与所述第二有源区域电
连接；
其中，所述第一金属层和所述第二金属层分别与所述栅极至少部分
重叠以形成寄生前馈电容。
2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述开关进一步包括：
第一欧姆接触层，设置在所述第一有源区域上，且所述第一金属层
通过所述第一欧姆接触层与所述第一有源区域电相连；
第二欧姆接触层，设置在所述第二有源区域上，且所述第二金属层
通过所述第二欧姆接触层与所述第二有源区域电相连。
3.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述开关进一步包括：
至少一绝缘层，其设置在所述第一金属层和所述第二金属层下方，
并且位于所述第一欧姆接触层、所述第二欧姆接触层和所述栅极之上。
4.根据权利要求3所述的开关，其特征在于，所述绝缘层内形成有
通孔，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一金属层通过所述第
一通孔与所述第一欧姆接触层电连接，所述第二金属层通过所述第二通
孔与所述第二欧姆接触层电相连。
5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵骞，张黎阳，龙华，程珍娟，唐东杰，郑瑞，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44