一种射频开关器件版图结构及射频开关器件制造技术

本发明专利技术公开了一种射频开关器件版图结构及射频开关器件，版图结构包括设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极、第一辅助金属块、第一金属块，栅极包括至少一子栅极，第一辅助金属块设置于相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分之间，第一辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间，第一金属块与第二电极主电极通过金属连接线相连且与第一子栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离。本发明专利技术用沟道电阻的方式去实现用于稳定栅极之间电压的Rds，并嵌入进射频开关器件内部，从而节省布局空间，有利于降低射频开关的整体成本，同时增加了射频开关器件耐功率能力，P1dB和隔离度均提高。

【技术实现步骤摘要】
一种射频开关器件版图结构及射频开关器件
本专利技术涉及开关器件，特别涉及应用于射频领域的开关器件版图结构、射频开关器件。
技术介绍
在射频微波通讯领域，TX/RX模块是用于多模多频的信号传送和接收。TX/RX模块在TX模式下是用来传送从射频前端模块FEM(Front-endModules，FEM射频前端模块)发出的大功率射频信号，在RX模式下用来接收从天线传进来的小功率射频信号。所以配合射频前端模块和天线，TX/RX模块就可以实现信号的传送和接收。在TX/RX模块中，开关器件是起到主要关键作用。其中，TX/RX开关器件的隔离度，插损以及耐功率能力，直接影响到TX/RX模块的信号传送和接收性能。如果开关器件的耐功率能力较弱，那么TX/RX模块在工作的时候过程中，会导致信号泄露的风险较过大，如附图1和附图2所示。现有的TX/RX射频开关器件可以由单栅射频开关器件或多栅射频开关器件，通常是用多栅射频开关器件结构的版图，如图3所示。相比于单栅射频开关器件而言，多栅射频开关器件拥有更紧凑的结构和更低的插入损耗，多栅射频开关器件的示意图如图4所示。然而在多栅射频开关器件中，两边区域的栅极电压与栅极中间区域的栅极电压是浮动电压，并未直接指定，所以在传输大功率信号下，栅极中间区域栅极电压会受到输入功率影响而浮动，从而导致多栅射频开关器件栅极的关断状态浮动，进而多栅射频开关器件沟道的泄露功率增加，导致多栅射频开关器件的耐功率能力降低。现有技术，为了解决多栅射频开关器件的上述问题，通常会用大电阻Rds将栅极与栅极的中间区域与输入和输入端口连接在一起，如图5，增加虚框内的电阻Rds1、Rds2、Rds3，用于稳定栅极之间的电压，由于为了稳定栅极与栅极之间的电压Rds，需要占用较大的版图空间，增加了多栅射频开关器件成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术问题，本专利技术专利提供射频开关器件版图结构、射频开关器件，该优化开关器件在关断偏置下的耐功率性能，同时提高器件的紧凑程度，从而节省版图空间。本专利技术的技术方案如下：本专利技术公开了一种射频开关器件版图结构，包括：半导体衬底，设置于半导体衬底的外延层，所述外延层包括依次设置的缓冲层、沟道层、势垒层；设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极；所述第一电极包括第一电极主电极和若干个第一电极指电极，若干个第一电极指电极平行间隔设置并分别于与第一电极主电极相连；所述第二电极包括第二电极主电极和若干个第二电极指电极，若干个第二电极指电极平行间隔设置并分别于与第二电极主电极相连；所述第一电极主电极和第二电极主电极相对设置，所述第一电极指电极和第二电极指电极交替间隔设置于第一电极主电极与第二电极主电极之间，呈叉指状排列；所述栅极包括至少一子栅极，所述子栅极设置于第一电极与第二电极之间，所述子栅极包括若干第一方向子栅极部分与第二方向子栅极部分依次串联构成；第一方向为与第一电极指电极相平行的方向；第二方向为与第一电极指电极相垂直的方向；所述版图结构还包括至少一个第一辅助金属块，所述第一辅助金属块在长度方向上设置于相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第一辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间；所述第一辅助金属块与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第一金属块，所述第一金属块设置在外延层上，所述第一金属块与第二电极主电极通过金属连接线相连且与第一子栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离；第一电极为源极、第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极、第二电极为源极。进一步的，上述射频开关器件版图结构的所述子栅极还包括设置在第一电极与第一子栅极之间的第二子栅极；所述版图结构还包括至少一个第二辅助金属块，所述第二辅助金属块在长度方向上设置于相邻第二子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第二辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第二子栅极的第二方向子栅极部分之间；所述第二辅助金属块与第二子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第三金属块，第二子栅极的第二方向子栅极部分与第一辅助金属块之间还设置有第二金属块，所述第二金属块与第三金属块通过金属连接线相连且与第二栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离。进一步的，上述射频开关器件版图结构的子栅极还包括设置在第一电极与第二子栅极之间的第三子栅极；所述版图结构还包括至少一个第三辅助金属块，所述第三辅助金属块在长度方向上设置于相邻第三子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第三辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第三子栅极的第二方向子栅极部分之间；所述第二辅助金属块与第三子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第四金属块，第三子栅极的第二方向子栅极部分与第三辅助金属块之间还设置有第五金属块，所述第四金属块与第五金属块通过金属连接线相连且与第三栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离。在本专利技术实施例射频开关器件版图结构中，第一辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分相连接；第二辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第二子栅极的第一方向子栅极部分相连接；第三辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第三子栅极的第一方向子栅极部分相连接；在本专利技术另一实施例射频开关器件版图结构中，所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块分别在其长度方向上的中间位置处设置有间隙；或者，所述第一辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第一子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙；所述第二辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第二子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙；所述第三辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第三子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙。进一步的，射频开关器件版图结构，所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块在其长度方向上的长度依次递减；所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块沿着其宽度方向的剖视图来看为T型状。上述射频开关器件版图结构相应的，本专利技术提供的一种射频开关器件，包括：半导体衬底，设置于半导体衬底的外延层，所述外延层包括依次设置的缓冲层、沟道层、势垒层；设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极；所述第一电极包括第一电极主电极和若干个第一电极指电极，若干个第一电极指电极平行间隔设置并分别于与第一电极主电极相连；所述第二电极包括第二电极主电极和若干个第二电极指电极，若干个第二电极指电极平行间隔设置并分别于与第二电极主电极相连；所述第一电极主电极和第二电极主电极相对设置，所述第一电极指电极和第二电极指电极交替间隔设置于第一电极主电极与第二电极主电极之间，呈叉指状排列；所述栅极包括至少一子栅极，所述子栅极设置于第一电极与第二电极之间，所述子栅极包括若干第一方向子栅极部分与第二方向子栅极部分依次串联构成；第一方向为与第一电极指电极相平行的方向；第二方向为与第一电极指电极相垂直的方向；子栅极包括第一子栅极，所述射频开关器件还包括至少一个第一辅助金属块，所述第一辅助金属块在长度方向上设置于相邻第一子栅极的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频开关器件版图结构，包括：半导体衬底，设置于半导体衬底的外延层，所述外延层包括依次设置的缓冲层、沟道层、势垒层；设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极；其特征在于，/n所述第一电极包括第一电极主电极和若干个第一电极指电极，若干个第一电极指电极平行间隔设置并分别于与第一电极主电极相连；/n所述第二电极包括第二电极主电极和若干个第二电极指电极，若干个第二电极指电极平行间隔设置并分别于与第二电极主电极相连；/n所述第一电极主电极和第二电极主电极相对设置，所述第一电极指电极和第二电极指电极交替间隔设置于第一电极主电极与第二电极主电极之间，呈叉指状排列；/n所述栅极包括至少一子栅极，所述子栅极设置于第一电极与第二电极之间，所述子栅极包括若干第一方向子栅极部分与第二方向子栅极部分依次串联构成；第一方向为与第一电极指电极相平行的方向；第二方向为与第一电极指电极相垂直的方向；/n所述版图结构还包括至少一个第一辅助金属块，所述第一辅助金属块在长度方向上设置于相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第一辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间；/n所述第一辅助金属块与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第一金属块，所述第一金属块设置在外延层上，所述第一金属块与第二电极主电极通过金属连接线相连且与第一子栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离；/n第一电极为源极、第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极、第二电极为源极。/n...

【技术特征摘要】
1.一种射频开关器件版图结构，包括：半导体衬底，设置于半导体衬底的外延层，所述外延层包括依次设置的缓冲层、沟道层、势垒层；设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极；其特征在于，
所述第一电极包括第一电极主电极和若干个第一电极指电极，若干个第一电极指电极平行间隔设置并分别于与第一电极主电极相连；
所述第二电极包括第二电极主电极和若干个第二电极指电极，若干个第二电极指电极平行间隔设置并分别于与第二电极主电极相连；
所述第一电极主电极和第二电极主电极相对设置，所述第一电极指电极和第二电极指电极交替间隔设置于第一电极主电极与第二电极主电极之间，呈叉指状排列；
所述栅极包括至少一子栅极，所述子栅极设置于第一电极与第二电极之间，所述子栅极包括若干第一方向子栅极部分与第二方向子栅极部分依次串联构成；第一方向为与第一电极指电极相平行的方向；第二方向为与第一电极指电极相垂直的方向；
所述版图结构还包括至少一个第一辅助金属块，所述第一辅助金属块在长度方向上设置于相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第一辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间；
所述第一辅助金属块与第一子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第一金属块，所述第一金属块设置在外延层上，所述第一金属块与第二电极主电极通过金属连接线相连且与第一子栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离；
第一电极为源极、第二电极为漏极；或者，第一电极为漏极、第二电极为源极。


2.根据权利要求1所述的射频开关器件版图结构，其特征在于，
所述子栅极还包括设置在第一电极与第一子栅极之间的第二子栅极；
所述版图结构还包括至少一个第二辅助金属块，
所述第二辅助金属块在长度方向上设置于相邻第二子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第二辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第二子栅极的第二方向子栅极部分之间；
所述第二辅助金属块与第二子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第三金属块，
第二子栅极的第二方向子栅极部分与第一辅助金属块之间还设置有第二金属块，所述第二金属块与第三金属块通过金属连接线相连且与第二栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离。


3.根据权利要求2所述的射频开关器件版图结构，其特征在于，
子栅极还包括设置在第一电极与第二子栅极之间的第三子栅极；
所述版图结构还包括至少一个第三辅助金属块，所述第三辅助金属块在长度方向上设置于相邻第三子栅极的第一方向子栅极部分之间，所述第三辅助金属块在宽度方向上设置于第一电极指电极其远离第一电极主电极的一端处与第三子栅极的第二方向子栅极部分之间；
所述第二辅助金属块与第三子栅极的第二方向子栅极部分之间还设置有第四金属块，
第三子栅极的第二方向子栅极部分与第三辅助金属块之间还设置有第五金属块，所述第四金属块与第五金属块通过金属连接线相连且与第三栅极的第二方向子栅极部分绝缘隔离。


4.根据权利要求3所述的射频开关器件版图结构，其特征在于，
第一辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第一子栅极的第一方向子栅极部分相连接；第二辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第二子栅极的第一方向子栅极部分相连接；第三辅助金属块在长度方向的两端分别与相邻第三子栅极的第一方向子栅极部分相连接；
或者，所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块分别在其长度方向上的中间位置处设置有间隙；
或者，所述第一辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第一子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙；所述第二辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第二子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙；所述第三辅助金属块长度方向的两端分别与相邻的第三子栅极的第一方向子栅极部分形成间隙。


5.根据权利要求3所述的射频开关器件版图结构，其特征在于，
所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块在其长度方向上的长度依次递减；所述第一辅助金属块、第二辅助金属块、第三辅助金属块沿着其宽度方向的剖视图来看为T型状。


6.一种射频开关器件，包括：半导体衬底，设置于半导体衬底的外延层，所述外延层包括依次设置的缓冲层、沟道层、势垒层；设置于外延层上的第一电极、第二电极、栅极；其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，蔡文必，吴扬，林义书，高谷信一郎，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35