[发明专利]适宜使用RF组件的硅衬底，此类硅衬底形成的RF组件

说明书

技术领域

本发明涉及适于使用RF组件的硅衬底，以及在该硅基板上形成的一个或多个RF组件。

背景技术

已知的是，部件(诸如，微机电系统(MEMS)开关)在某些情况下可以用于替代在射频应用中的机电继电器或固态开关。

该开关已普遍形成在高电阻率硅片上，诸如浮区晶圆。浮区(FZ)晶片具有低的氧含量。这些晶片得到高电阻率，其在整个后续处理步骤中保持稳定。然而，浮区晶片与标准电阻率Czochralski，CZ晶片相比是昂贵与。此外，浮区晶片的较低氧含量使得晶片屈服强度差，使得它们脆弱并在晶片处理工具中易于断裂。因此，他们改善的电气性能带来处理问题并增加费用。其他RF组件(诸如，滤波器、耦合器和传输线)也可以受益于使用较高电阻率的衬底。

发明内容

本公开涉及一种硅衬底，其包括通过Czochralski方法形成的硅结构，并具有沉积在硅结构上的载流子寿命时间杀灭层。

该结构具有晶片的形式。该晶片通过切削/剪切使用Czochralski处理形成的晶体而形成。

该载流子寿命时间杀灭层可以通过在硅结构上沉积材料的另外层，诸如晶片，或者通过合适地掺杂晶片的上部区域而形成。

优选地，载流子寿命杀灭层是淀积在硅结构上的一层多晶硅。优选地，所述多晶硅层被掺杂。非常低的掺杂水平可以是允许的，在这种情况下，多晶硅可以被认为是基本上未掺杂。然而，其他的载流子寿命杀技术也可使用，代替或除了所述多晶硅层的形成。因此，使用杂质(诸如，金、铂等)掺杂也可以执行以形成载流子寿命杀灭层。也可以使用氧化铝和/或氮化硅，以减少载流子寿命。

该载流子寿命时间杀灭层也可用作在硅层表面上的钝化。然而，氧化物的另外层(诸如，二氧化硅)可以形成在载流子寿命时间杀灭层上。

因此，可提供多晶硅层或充当载流子寿命杀手的其他材料层。这具有防止可出现于在钝化上沉积氧化物层之后寄生传导层形成的效果。

本公开内容的进一步方面涉及形成RF组件，用于大约或超过1GHz的射频范围，例如在1和几个GHz或几十GHz之间。该组件可以是微型机械开关，用于在信号路径中切换信号。该组件还可以是传输线、滤波器、信号组合器、信号分离器、RLC网络、诸如定向耦合器的耦合器、或其它射频组件。

根据本公开的另一个方面，提供了一种形成衬底的方法，该方法包括：接收由Czochralski处理形成的掺杂半导体晶片，并且在晶片的表面上沉积一层未掺杂多晶硅。

附图说明

图1是在半导体衬底上形成的微机械开关的横截面图；

图2是在具有形成在其中的载流子寿命时间杀灭层的衬底上形成的开关的横截面图；

图3是在具有载流子寿命时间杀灭层形成于其上的CZ硅晶片上形成的共面波导(CPW)的示意图；

图4是示出在P型和N型CZ硅衬底上形成的信号路径的传播损耗的曲线图，比较其中多晶硅层已被提供以及已被省略的情况；和

图5是曲线图，表示基板电阻率作为已接收热处理的晶片深度的函数，所述热处理经设计以在制造例如微机械开关的随后处理期间复制由衬底经历的处理历史。

具体实施方式

本发明人已经发现，添加作为载流子寿命杀手的层，因此减少半导体衬底内热产生载流子(空穴或电子)的实例显著增加成本相对较低的CZ晶片的电阻率，使得它具有将用于RF应用中的足够高电阻率。因此，该应用可以是提供在数GHz运行的MEMS开关，例如在1至6千兆赫范围内，或者在GHz频率空间的其他范围。