射频开关芯片、射频开关及电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种射频开关芯片、射频开关及电子设备，该射频开关芯片包括衬底层、第一过渡层、第二过渡层、迁移主体层及栅极，第一过渡层设在衬底层上；第二过渡层设在第一过渡层上；迁移主体层设在第二过渡层上，迁移主体层具有用于外接电路的源极和漏极，且源极与漏极之间构造有能够被连通或断开的连接通道；栅极设在迁移主体层上；当栅极处于初始状态时，连接通道被断开以迫使源极与漏极相互断开；当栅极处于通电状态时，连接通道被连通以迫使源极与漏极相互导通。本发明专利技术能够在实际应用中进行射频信号切换时无需中断射频信号就能切换，使得外围电路更简单，并且插入损耗更低，开关时间更短。间更短。间更短。

【技术实现步骤摘要】
射频开关芯片、射频开关及电子设备


[0001]本专利技术涉及半导体芯片设计
，具体涉及一种射频开关芯片、射频开关及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，在各种通讯系统中，射频开关是不可或缺的关键元件，其可以将多路射频信号中的一路或几路通过控制逻辑连通，实现不同射频信号路径的切换，包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等，以达到共用天线、降低终端成本等目的。射频开关可分为机电式继电器开关和基于半导体技术的固态开关两大类，其中固态射频开关因其在切换时间、传输频率、尺寸、集成度及效率等方面的优异性能在当前各种通讯系统中得到更为广泛的应用。而随着通讯系统多入多出(MINO)技术、多波段无线设备(5G)及其它先进通讯技术的不断进步，固态射频开关在便携及以电池作为电源的设备中更是达到几乎垄断的程度。由于固态射频开关需要切换GHz甚至几十GHz的射频信号，其设计、制造及相关技术极为复杂，因此固态射频开关元件一直被称视为模拟芯片皇冠上的明珠，是雷达、手机、对讲机、通讯基站(2G、3G、4G、5G)、卫星等各种通讯系统中不可或缺的关键元件，其重要性不言而喻。
[0003]目前的氮化镓射频开关基本为耗尽型(D
‑
Mode)常开开关，即在没有施加栅极电压时，漏极(D)和源极(S)处于低电阻(导通)状态，而当在栅极施加负电压时，漏极和源极间处于高电阻(关断)状态。而目前的耗尽型氮化镓射频开关需要
‑
18V左右的负电压才能彻底关断，导致外围电路复杂、插入损耗高、开关时间长等缺点。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本专利技术的一个目的在于提出一种射频开关芯片，包括：
[0005]衬底层；
[0006]第一过渡层，所述第一过渡层设在所述衬底层上；
[0007]第二过渡层，所述第二过渡层设在所述第一过渡层上；
[0008]迁移主体层，所述迁移主体层设在所述第二过渡层上，所述迁移主体层具有用于外接电路的源极和漏极，且所述源极与所述漏极之间构造有能够被连通或断开的连接通道；
[0009]栅极，所述栅极设在所述迁移主体层上；
[0010]当所述栅极处于初始状态时，所述连接通道被断开以迫使所述源极与所述漏极相互断开；当所述栅极处于通电状态时，所述连接通道被连通以迫使所述源极与所述漏极相互导通。
[0011]优选的，所述迁移主体层包括：
[0012]第一氮化镓层，所述第一氮化镓层覆盖于所述第二过渡层上；
[0013]第二氮化镓层，所述第二氮化镓层覆盖于所述第一氮化镓层上，并与所述第一氮
化镓层构成所述连接通道。
[0014]优选的，所述栅极包括第三氮化镓层和第一金属层，所述第三氮化镓层设在所述第二氮化镓层上，所述第一金属层设在所述第三氮化镓层上。
[0015]优选的，所述第三氮化镓层和所述第一金属层具有多个，且所述第三氮化镓层为P型氮化镓层，用于将所述连接通道保持在初始状态。
[0016]优选的，所述第一过渡层为氮化铝制成，所述第二过渡层为铝氮化镓材质制成。
[0017]优选的，所述栅极的数量大于等于2个。
[0018]优选的，所述衬底层包括硅、碳化硅或蓝宝石中的任意一种材料生成。
[0019]优选的，所述漏极、源极和所述栅极被构造成相互平行。
[0020]优选的，所述栅极用于接入第一参考电压或第二参考电压，当所述栅极接入所述第一参考电压时，所述栅极处于初始状态，当所述栅极接入所述第二参考电压时，所述栅极处于通电状态。
[0021]优选的，所述第一参考电压为0
‑
1.5V，所述第二参考电压为4.5
‑
10V。
[0022]优选的，还包括栅极电阻和均衡电阻，所述栅极电阻与所述栅极的一端相连，所述均衡电阻与所述栅极的另一端相连。
[0023]优选的，所述栅极电阻具有多个，且多个所述栅极电阻之间通过第二金属层相互连通。
[0024]优选的，所述均衡电阻具有多个，且每个所述均衡电阻上设有滤波电容，多个所述均衡电阻和所述滤波电容之间通过第三金属层相连接。
[0025]优选的，还包括第四金属层，所述第四金属层用于将所述源极与所述均衡电阻和所述滤波电容相连接，以及将所述漏极与所述均衡电阻和所述滤波电容相连接。
[0026]优选的，所述连接通道为二维电子气构造形成。
[0027]本专利技术的第二个目的在于提出一种射频开关，包括如上述的射频开关芯片。
[0028]本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备，包括如上述的射频开关芯片。
[0029]本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：
[0030]本专利技术提供的射频开关芯片，在栅极处于初始状态时，连接通道被断开并使得源极和漏极之间也相互断开，在栅极处于通电状态时，连接通道被连通并使得源极和漏极之间也相互导通，从而在实际应用中进行射频信号切换时无需中断射频信号就能切换，使得外围电路更简单，并且插入损耗更低，开关时间更短。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术第二实施例中提供的射频开关芯片的等效电路图；
[0034]图2为本专利技术第二实施例中提供的射频开关芯片的简化电路图；
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0054]下面参照附图详细描述本专利技术实施例的的射频开关芯片、开关器件及电子设备。
[0055]第一实施例
[0056]如图3和图4所示，本专利技术实施例中提供的射频开关芯片，包括衬底层101；第一过渡层102，第二过渡层103，迁移主体层及栅极，第一过渡层102设在衬底层101上；第二过渡层103设在第一过渡层102上；迁移主体层设在第二过渡层103上，迁移主体层具有用于外接电路的源极109和漏极104，且源极109与漏极104之间构造有能够被连通或断开的连接通道110；栅极设在迁移主体层上；当栅极处于初始状态时，连接通道110被断开以迫使源极109与漏极104相互断开；当栅极处于通电状态时，连接通道110被连通以迫使源极109与漏极1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频开关芯片，其特征在于，包括：衬底层；第一过渡层，所述第一过渡层设在所述衬底层上；第二过渡层，所述第二过渡层设在所述第一过渡层上；迁移主体层，所述迁移主体层设在所述第二过渡层上，所述迁移主体层具有用于外接电路的源极和漏极，且所述源极与所述漏极之间构造有能够被连通或断开的连接通道；栅极，所述栅极设在所述迁移主体层上；当所述栅极处于初始状态时，所述连接通道被断开以迫使所述源极与所述漏极相互断开；当所述栅极处于通电状态时，所述连接通道被连通以迫使所述源极与所述漏极相互导通。2.根据权利要求1所述的射频开关芯片，其特征在于，所述迁移主体层包括：第一氮化镓层，所述第一氮化镓层覆盖于所述第二过渡层上；第二氮化镓层，所述第二氮化镓层覆盖于所述第一氮化镓层上，并与所述第一氮化镓层构成所述连接通道。3.根据权利要求2所述的射频开关芯片，其特征在于，所述栅极包括第三氮化镓层和第一金属层，所述第三氮化镓层设在所述第二氮化镓层上，所述第一金属层设在所述第三氮化镓层上。4.根据权利要求3所述的射频开关芯片，其特征在于，所述第三氮化镓层和所述第一金属层具有多个，且所述第三氮化镓层为P型氮化镓层，用于将所述连接通道保持在初始状态。5.根据权利要求1所述的射频开关芯片，其特征在于，所述第一过渡层为氮化铝制成，所述第二过渡层为铝氮化镓材质制成。6.根据权利要求1所述的射频开关芯片，其特征在于，所述栅极的数量大于等于2个。7.根据权利要求1所述的射频开关芯片，其特征在于，所述衬底层包括硅、碳化硅或蓝宝石中的任意一种材料生成。8.根据权利要求1所述的射...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：深圳市泰高技术有限公司，
类型：发明
国别省市：