一种射频芯片及制备方法技术

本发明专利技术提供一种射频芯片及制备方法，涉及半导体器件技术领域，包括在衬底上通过外延生长依次形成场效应晶体管外延层结构和双极晶体管外延层结构，刻蚀双极晶体管外延层结构以分别在电感器区域和场效应晶体管区域露出场效应晶体管外延层结构；在场效应晶体管区域形成场效应晶体管器件结构；在双极晶体管区域形成双极晶体管器件结构；对电感器区域的场效应晶体管外延层结构通过离子注入形成第一绝缘区；在第一绝缘区上形成电感器结构。便可以实现在同一衬底上依序制作出场效应晶体管器件结构、双极晶体管器件结构和电感器结构，可以有效的降低前端模块的占用体积，提高前端模块的集成度。的集成度。的集成度。

A RF chip and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种射频芯片及制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体而言，涉及一种射频芯片及制备方法。

技术介绍

[0002]随着通信技术的快速发展，5G通讯设备开始大规模建设和普及。为了满足人们更高的需求，6G通讯技术也已经处于了研发阶段，这也同时对通讯设备提出了更高的要求。在通讯设备中通常包含前端模块，而前端模块通常包含场效应晶体管、双极晶体管。原以场效应晶体管、双极晶体管两种材料结构为主的砷化镓组件，通常需要制成2个独立的组件，这在手机与平板计算机追求更加轻薄短小设计的同时，会被占去较多空间。而在过去场效应晶体管、双极晶体管因物理特性整合度不佳的问题，也拉高了砷化镓组件进一步微缩的难度。不过在全新领先同业推出的异质接面双载子暨假晶高速电子移动晶体管磊晶，则可将场效应晶体管、双极晶体管等不同制程的砷化镓微波开关、功率放大器(PA)、偏压电路与逻辑电路搭载在单一IC上，而包括Skyworks、TriQuint等砷化镓射频组件大厂，都已加速在4G产品导入异质接面双载子暨假晶高速电子移动晶体管晶圆制程，让全新的异质接面双载子暨假晶高速电子移动晶体管出货更有加速放大的趋势。
[0003]现有的通讯设备前端模块通常由多个独立的器件形成，其占用面积较大，不利于器件的高度集成。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种射频芯片及制备方法，以改善现有前端模块因器件独立导致占用面积较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术实施例的一方面，提供一种射频芯片制备方法，方法包括：在衬底上通过外延生长依次形成场效应晶体管外延层结构和双极晶体管外延层结构，其中，场效应晶体管外延层结构和双极晶体管外延层结构均覆盖于衬底上的电感器区域、场效应晶体管区域和双极晶体管区域；刻蚀双极晶体管外延层结构以分别在电感器区域和场效应晶体管区域露出场效应晶体管外延层结构；在场效应晶体管区域刻蚀场效应晶体管外延层结构并沉积金属以形成场效应晶体管器件结构；在双极晶体管区域刻蚀双极晶体管外延层结构并沉积金属以形成双极晶体管器件结构；对电感器区域的场效应晶体管外延层结构通过离子注入形成第一绝缘区；对场效应晶体管器件结构和双极晶体管器件结构蜡封；在第一绝缘区上形成电感器结构。
[0007]可选的，在第一绝缘区上形成电感器结构之前，方法还包括：在场效应晶体管器件结构和双极晶体管器件结构之间通过离子注入形成第二绝缘区，第二绝缘区沿垂直衬底方向延伸至衬底。
[0008]可选的，在第一绝缘区上形成电感器结构包括：在第一绝缘区上沉积钛层；在钛层上形成电感器结构。
[0009]可选的，电感器结构包括沿垂直衬底方向形成于第一绝缘区上的下线圈、墩柱和上线圈，其中，下线圈和上线圈分别与墩柱的两端接触。
[0010]可选的，场效应晶体管外延层结构包括依次形成于衬底上的缓冲层、沟道层、肖特基层和接触层。
[0011]可选的，在场效应晶体管区域刻蚀场效应晶体管外延层结构并沉积金属以形成场效应晶体管器件结构包括：在场效应晶体管区域的接触层上沉积金属以分别形成源极和漏极；刻蚀接触层以在源极和漏极之间露出肖特基层；在肖特基层沉积金属以形成栅极。
[0012]可选的，双极晶体管外延层结构包括依次形成于场效应晶体管外延层结构上的集电极层、基极层和发射极层。
[0013]可选的，在双极晶体管区域刻蚀双极晶体管外延层结构并沉积金属以形成双极晶体管器件结构包括：在双极晶体管区域刻蚀发射极层和基极层以分别露出集电极层和基极层；在发射极层、露出的基极层和露出的集电极层上分别沉积金属以对应形成电极。
[0014]可选的，集电极层包括依次形成于场效应晶体管外延层结构上的第一磷化铟镓层和第一砷化镓层；基极层包括依次形成于第一砷化镓层上的第二磷化铟镓层、第二砷化镓层和第三磷化铟镓层；发射极层包括依次形成于第三磷化铟镓层上的第三砷化镓层。
[0015]本专利技术实施例的另一方面，提供一种射频芯片，采用上述任一种射频芯片制备方法制备。
[0016]本专利技术的有益效果包括：
[0017]本专利技术提供了一种射频芯片及制备方法，用以实现通讯设备中的前端模块的各项功能，方法包括在衬底上通过外延生长先形成整层的场效应晶体管外延层结构，然后在场效应晶体管外延层结构上继续形成整层的双极晶体管外延层结构，且场效应晶体管外延层结构和双极晶体管外延层结构均覆盖于衬底上的电感器区域、场效应晶体管区域和双极晶体管区域。刻蚀双极晶体管外延层结构以分别在电感器区域和场效应晶体管区域露出场效应晶体管外延层结构，然后在场效应晶体管区域形成场效应晶体管器件结构；在双极晶体管区域形成双极晶体管器件结构，如此在同一衬底上完成场效应晶体管器件结构和双极晶体管器件结构的制作。之后，先在电感器区域的场效应晶体管外延层结构通过离子注入形成第一绝缘区，然后在第一绝缘区上制作电感器结构，在制作电感器结构之前，还可以对场效应晶体管器件结构和双极晶体管器件结构的整体进行蜡封，避免制作电感器结构对其形成影响。如此，通过上述方法可以实现在同一衬底上依序制作出场效应晶体管器件结构、双极晶体管器件结构和电感器结构，由一颗射频芯片取代现有多颗芯片实现多种功能，可以有效的降低前端模块的占用体积，提高前端模块的集成度，便于通讯设备布设时的便利性和降低使用时对于安装环境的要求。在此基础上，由于场效应晶体管器件结构、双极晶体管器件结构和电感器结构集成于同一衬底上，还可以减少外连线，从而增加效能。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种射频芯片制备方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的一种射频芯片的状态示意图之一；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的一种射频芯片的状态示意图之二；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的一种射频芯片的电感器结构的结构示意图。
[0023]图标：100
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衬底；110
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缓冲层；120
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沟道层；130
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肖特基层；140
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接触层；150
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源极；160
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漏极；170
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栅极；210
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第一磷化铟镓层；220
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第一砷化镓层；230
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第二磷化铟镓层；240
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第二砷化镓层；250
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第三磷化铟镓层；260
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第三砷化镓层；270
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电极；310
‑
下线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频芯片制备方法，其特征在于，所述方法包括：在衬底上通过外延生长依次形成场效应晶体管外延层结构和双极晶体管外延层结构，其中，所述场效应晶体管外延层结构和所述双极晶体管外延层结构均覆盖于所述衬底上的电感器区域、场效应晶体管区域和双极晶体管区域；刻蚀所述双极晶体管外延层结构以分别在所述电感器区域和所述场效应晶体管区域露出所述场效应晶体管外延层结构；在所述场效应晶体管区域刻蚀所述场效应晶体管外延层结构并沉积金属以形成场效应晶体管器件结构；在所述双极晶体管区域刻蚀所述双极晶体管外延层结构并沉积金属以形成双极晶体管器件结构；对所述电感器区域的所述场效应晶体管外延层结构通过离子注入形成第一绝缘区；对所述场效应晶体管器件结构和所述双极晶体管器件结构蜡封；在所述第一绝缘区上形成电感器结构。2.如权利要求1所述的射频芯片制备方法，其特征在于，所述在所述第一绝缘区上形成电感器结构之前，所述方法还包括：在所述场效应晶体管器件结构和所述双极晶体管器件结构之间通过离子注入形成第二绝缘区，所述第二绝缘区沿垂直所述衬底方向延伸至所述衬底。3.如权利要求1所述的射频芯片制备方法，其特征在于，所述电感器结构包括沿垂直所述衬底方向形成于所述第一绝缘区上的下线圈、墩柱和上线圈，其中，所述下线圈和所述上线圈分别与所述墩柱的两端接触。4.如权利要求1所述的射频芯片制备方法，其特征在于，所述场效应晶体管外延层结构包括依次形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文必，朱庆芳，
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：