半导体切换装置以及制造半导体切换装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于切换射频信号的半导体切换装置以及一种制造该半导体切换装置的方法。该装置包括具有第一导电性类型的第一半导体区域。该装置还包括位于第一半导体区域中的源极区域和漏极区域。源极区域和漏极区域具有第二导电性类型。第二导电性类型不同于第一导电性类型。该装置另外包括分离源极区域与漏极区域的栅极。该装置还包括具有第二导电性类型的至少一个沉降区域。每个沉降区域可连接到外部电势以用于吸引少数载流子远离源极区域和漏极区域以减少在源极区域和漏极区域与第一半导体区域之间的接合点处的泄漏电流。

【技术实现步骤摘要】
半导体切换装置以及制造半导体切换装置的方法
本专利技术涉及用于切换射频信号的半导体切换装置以及制造用于切换射频信号的半导体切换装置的方法。
技术介绍
例如功率MOSFET的半导体装置可以用作用于高频脉宽调制应用的电力开关并且作为功率应用中的负载开关。当用作负载开关时，其中切换时间通常较长，开关的成本、大小和导通电阻(R开)是主要设计考虑因素。当用于高频脉宽调制应用时，可能需要MOSFET在切换期间呈现较小功率损耗，这施加了较小内部电容的额外要求。评估功率MOSFET的性能的最受欢迎的方式中的一个是计算优值(figureofmerit，FOM)，优值可被定义为装置的接通状态电阻(R开)和断开状态电容(C关)的乘积。装置内的泄漏电流对装置的总体性能而言也是重要的。
技术实现思路
在随附的独立权利要求和从属权利要求中陈述了本专利技术的各方面。从属权利要求的特征的组合可以按需要与独立权利要求的特征进行组合，并且不仅仅是按照权利要求书中所明确陈述的那样组合。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于切换射频信号的半导体切换装置，该半导体切换装置包括：第一半导体区域，该第一半导体区域具有第一导电性类型；位于第一半导体区域中的源极区域和漏极区域，其中源极区域和漏极区域具有第二导电性类型，其中第二导电性类型不同于第一导电性类型；栅极，该栅极分离源极区域与漏极区域；以及至少一个沉降区域，该至少一个沉降区域具有第二导电性类型，其中每个沉降区域可连接到外部电势以用于吸引少数载流子远离源极区域和漏极区域以减少在源极区域和漏极区域与第一半导体区域之间的接合点处的泄漏电流。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造用于切换射频信号的半导体切换装置的方法，该方法包括：提供具有第一导电性类型的第一半导体区域；形成栅极；形成位于第一半导体区域中的源极区域和漏极区域，其中源极区域和漏极区域具有第二导电性类型，其中第二导电性类型不同于第一导电性类型，其中栅极分离源极区域与漏极区域；以及形成具有第二导电性类型的至少一个沉降区域，其中每个沉降区域可连接到外部电势以用于吸引少数载流子远离源极区域和漏极区域以减少源极区域和漏极区域与第一半导体区域之间的接合点处的泄漏电流。在用于切换射频信号的半导体切换装置中，该装置包括位于不同导电性类型的半导体区域中的源极区域和漏极区域，泄漏电流可以发生在通过源极区域/漏极区域和第一半导体区域形成的二极管中。举例来说，此泄漏电流可以由于在低温处的耗尽电流和在较高温度处的扩散电流。至少一个沉降区域的提供可以允许此泄漏电流通过吸引少数载流子(与上述扩散电流相关联)远离源极区域和漏极区域而减小。这可以在一些实施例中实现而无须必须降级装置的计算优值(R开×C关)和/或无须增大装置复杂性。在一些例子中，至少一个沉降区域中的至少一个可以位于具有源极区域和漏极区域的第一半导体区域中。沉降区域邻近于源极区域和漏极区域可以增强沉降区域防止少数载流子到达源极区域和漏极区域与第一半导体区域之间的接合点的能力。第一半导体区域中的至少一个沉降区域可以通过位于第一半导体区域中的例如虚拟栅极或隔离区域(例如，包含电介质的沟槽)的间隔物与源极区域或漏极区域分离。在一些例子中，源极区域和/或漏极区域可以配备有它们自身的沉降区域。相应地，沉降区域中的一个可以是位于第一半导体区域中的源极区域附近的源极沉降区域并且沉降区域中的一个可以是位于第一半导体区域中的漏极区域附近的漏极沉降区域。针对源极区域和/或漏极区域的相应的沉降区域的分配可以增强沉降区域吸引少数载流子远离源极区域和漏极区域的能力。至少一个沉降区域中的至少一个可以位于第一半导体区域外部。这些沉降区域可以电连接到装置的下层衬底区域。通过提供第一半导体区域外部的沉降区域，可以避免源极区域和漏极区域附近的装置复杂性的增大，这可以使得装置更容易制造。位于第一半导体区域外部的沉降区域可以位于通过隔离区域(例如，填充有电介质的沟槽)分离第一半导体区域的半导体区域中。在一些例子中装置可以包括至少一个具有第一导电性类型的另外的半导体区域。这些另外的半导体区域可以连接到外部电势以用于将电势施加到第一半导体区域。这可以允许通过源极区域、漏极区域和栅极形成的晶体管的主体区域发生偏置。至少一个另外的半导体区域中的至少一个可以位于具有源极区域和漏极区域的第一半导体区域中。至少一个另外的半导体区域中的至少一个可以位于第一半导体区域外部并且可以经由装置的下层衬底区域电连接到第一半导体区域。在一些例子中，装置可以包括紧密地位于第一半导体区域下方的具有所述第一导电性类型的半导体层。另外区域的掺杂水平可以高于第一半导体区域的掺杂水平。具有所述第一导电性类型的半导体层可以另外减少装置内的泄漏电流。据设想，在一些例子中，装置可不包括在此类例子中上文所述种类的半导体层，第一半导体区域可以直接地位于装置的下层衬底区域上。以此方式将第一半导体区域直接提供在下层衬底区域上可以减少装置内的寄生接合点电容(由于高度掺杂的半导体层的缺乏可以允许第一半导体区域附近的掺杂的数量减小)，以减少装置的断开状态电容。在此类例子中，装置中的潜在地较高的泄漏电流可以通过至少一个沉降区域的提供而缓解。第一导电性类型可以是p型，且第二导电性类型可以是n型。相应地，在一些实施例中，装置可以包括NMOS晶体管。然而，还设想出第一导电性类型可以是n型并且第二导电性类型可以是p型。相应地，在一些实施例中，装置可以包括PMOS晶体管。外部电势可以接地。在第一导电性类型是p型的情况下，外部电势可以是正电势。相反地，在第一导电性类型是n型的情况下，外部电势可以是负电势。外部电势可以是装置的电源电势。出于本专利技术的目的“射频(RadioFrequency，RF)”是指通常在0.5GHz≤f≤30GHz范围内的频率，但不限于此。应注意虽然根据本专利技术的实施例的半导体切换装置可用于通过或阻断射频信号，但是通常装置将实际上不会在射频频率本身下切换。附图说明在下文中将仅借助于例子参考附图来描述本专利技术的实施例，在附图中相同的附图标记指代相同的元件，并且在附图中：图1示出根据本专利技术的实施例的半导体装置；以及图2示出根据本专利技术的另一个实施例的半导体装置。具体实施方式在下文中参考附图描述本专利技术的实施例。图1和2各自示出根据本专利技术的实施例的半导体装置10。装置10可以在包括例如硅的半导体衬底上实施。据设想衬底可以是包括在绝缘层上磊晶地生长的硅层的所谓的绝缘体上硅(SilicononInsulator，SOI)衬底。在图1和2中所示的例子中，装置包括形成NMOS(N沟道金属氧化物半导体)晶体管的特征。然而，据设想本专利技术的实施例还可以包括形成PMOS(P沟道金属氧化物半导体)晶体管的特征。将了解图1和2中所示的实施例可以替代于NMOS装置被实施为PMOS装置，方法是简单地逆转掺杂物的极性(例如，使得n型区被p型区替代，且反之亦然)。图1中的装置包括第一半导体区域40，该第一半导体区域40可以包括掺杂为具有p型导电性的硅。在此例子中第一半导体区域40(以及下文描述的半导体区域43和半导体区域41)由位于半导体衬底的主表面附近的硅的区域形成。在此例子中，第一半导体区域40位于埋入式半导体层38的顶部。层38是p型掺杂的，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于切换射频信号的半导体切换装置，其特征在于，所述装置包括：第一半导体区域，所述第一半导体区域具有第一导电性类型；位于所述第一半导体区域中的源极区域和漏极区域，其中所述源极区域和所述漏极区域具有第二导电性类型，其中所述第二导电性类型不同于所述第一导电性类型；栅极，所述栅极分离所述源极区域与所述漏极区域；以及至少一个沉降区域，所述至少一个沉降区域具有所述第二导电性类型，其中每个沉降区域可连接到外部电势以用于吸引少数载流子远离所述源极区域和漏极区域以减少在所述源极区域和漏极区域与所述第一半导体区域之间的接合点处的泄漏电流。

【技术特征摘要】
2016.01.28 EP 16153174.41.一种用于切换射频信号的半导体切换装置，其特征在于，所述装置包括：第一半导体区域，所述第一半导体区域具有第一导电性类型；位于所述第一半导体区域中的源极区域和漏极区域，其中所述源极区域和所述漏极区域具有第二导电性类型，其中所述第二导电性类型不同于所述第一导电性类型；栅极，所述栅极分离所述源极区域与所述漏极区域；以及至少一个沉降区域，所述至少一个沉降区域具有所述第二导电性类型，其中每个沉降区域可连接到外部电势以用于吸引少数载流子远离所述源极区域和漏极区域以减少在所述源极区域和漏极区域与所述第一半导体区域之间的接合点处的泄漏电流。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个沉降区域中的至少一个位于具有所述源极区域和漏极区域的所述第一半导体区域中。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一半导体区域中的至少一个沉降区域通过间隔物与所述源极区域或所述漏极区域分离。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述间隔物包括位于所述第一半导体区域中的隔离区域。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述间隔物包括虚拟栅极。6.根据权利要求2到5中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述沉降区域中的一个是位于所述第一半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：马哈茂德·谢哈布·穆罕默德·阿尔沙蒂，约翰内斯·J·T·M·唐克尔，帕图斯·胡贝图斯·柯奈利斯·马尼，伊戈尔·布鲁内斯，阿努拉格·沃赫拉，让·威廉·斯伦特伯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL