[发明专利]MEMS为基础的共振鳍式场效晶体管

说明书

本发明涉及MEMS为基础的共振鳍式场效晶体管，其中，一种半导体结构包括半导体衬底、耦接至该半导体衬底的鳍片、在该等鳍片上的FinFET、用于该等FinFET的共栅极、在该半导体衬底上的介电层、以及在该等FinFET上面的互连结构，该介电层围绕空腔且该半导体衬底通过全内反射提供该声腔的底端约束，该互连结构包括用以将该空腔中的声能约束的(多个)声子晶体，包括合夹于两个介电层间的该空腔及(多个)金属层。该半导体衬底可在FinFET的FEOL制作期间，通过在半导体衬底的表面上形成空腔来实现。接着，在制作该FinFET之后，就该FinFET形成互连结构。在形成该互连结构期间，该互连结构的材料用于形成用以将介于该声子晶体与该半导体衬底间的空腔约束的声子晶体。

技术领域

本发明大体上关于用于共振三维晶体管。更具体地说，本发明关于MEMS为基础的共振FinFET。

背景技术

高Q滤波器可用于建立振荡器，是通过将其并入正回授回路并以放大器提供适当增益来达成。此“Q”是指“品质”因子，属无次元参数，描述振荡器的欠阻尼程度，特征化共振器相对于其中心频率的带宽；Q愈高，则相对于此共振器储能的能量损失率愈低(阻尼愈低)；Q愈高则阻尼愈低(能量损失愈低)。

此类振荡器是当作信号源用于通讯系统及模拟电子器件。也可当作频率源用于数字电子器件。

高Q滤波器也在通讯系统中用于选择特定波段与通道、消除干扰因素、抑制乱真传输，以及许多其它用途。滤波器的质量因子Q愈高，其就不同通道与波段提供的选择性愈好，就此类滤波器所建构的振荡器而提供的相位噪声与抖动也愈低。

现有解决方案包括可达到数十GHz频率者，但缺点在于低质量因子(Q<50)。其它现有解决方案在升高GHz频率方面非常有挑战性。在其它现有解决方案需要额外的制作步骤，这可能影响到良率，及/或导致热预算受限。

因此，对于没有上述缺点的高Q滤波器持续存在需求。

发明内容

通过在一态样中提供一种MEMS为基础的共振FinFET(RFT)的制作方法，得以克服现有技术的缺点，并且提供附加优点。本方法包括在FinFET的FEOL制作期间，于半导体衬底的表面上形成声共鸣空腔，以及在制作该FinFET之后，就该FinFET形成互连结构。本方法更包括在形成该互连结构期间，使用该互连结构的材料形成声子晶体，以及于该声子晶体与该半导体衬底间约束该声共鸣空腔，建立共振FinFET。

根据另一态样，一种半导体结构。该半导体结构包括半导体衬底、耦接至该半导体衬底的多个鳍片、在该多个鳍片上的多个FinFET、用于该多个FinFET的共栅极、在该半导体衬底上的介电层、以及在该多个FinFET上面的互连结构，该介电层围绕空腔且该半导体衬底通过全内反射提供该空腔的底端约束，该互连结构包括用以将该空腔中的声能约束的至少一个声子晶体，包括合夹于两个介电层间的该空腔及至少一个金属层。

本发明的这些及其它目的、特征及优点经由以下本发明各项态样的详细说明，搭配附图，将会变为显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一或多项态样的MEMS为基础的共振FinFET(RFT)的底端部分的一项实施例的三维立视图，该底端部分包括主体半导体衬底、耦接至该半导体衬底的多个鳍片、及将该多个鳍片的中心(通道)部分围绕的共栅极，各鳍片亦包括源极与漏极。

图2是根据本发明的一或多项态样的一电路图，其展示从源极观点来看图1中RFT接地的底端部分、以直流偏压充当射频(RF)接地的栅极、及施加有直流电压与RF信号两者的漏极的一项实施例。

图3是根据本发明的一或多项态样的一电路图，其展示从漏极观点来看图1中RFT接地的底端部分、以直流偏压充当射频(RF)接地的栅极、及施加有直流电压与RF信号两者的源极的一项实施例。