[发明专利]半导体开关装置

说明书

本发明提供一种半导体开关装置以及一种制造该半导体开关装置的方法。该半导体开关装置包括位于半导体衬底上的场效应晶体管。该场效应晶体管包括多个栅极。每个栅极包括在该衬底的主表面上布置成环路的栅极电极和栅极电介质。由该栅极形成的该环路同轴地布置。每个栅极具有相邻于由该栅极形成的该环路的内边缘或外边缘定位的源极区和相邻于由该栅极形成的该环路的所述内边缘和所述外边缘中的另一边缘定位的漏极区。

技术领域

本发明涉及一种半导体开关装置以及一种制造半导体开关装置的方法。

背景技术

已知的RF(射频)MOS(金属氧化物半导体)开关基于梳形布局。在此布局中，开关包括具有多个互连指状物的栅极。指状物穿插在包括细长条带的源极和漏极区中。金属互连件沿着每个条带通过位于若干点处的一系列通孔提供到每个源极和漏极区。一般来说，在装置的一侧处，即，在将梳状物的每个指状物互连的共同条带处进行到栅极的连接。装置可以由深沟槽隔离(deep trench isolation，DTI)包围。可以通过沟槽的网的形式提供DTI。此DTI实施方案一般可以将装置的大小增加2倍或3倍。此开关内的损耗可能相对较高。举例来说，通过围绕装置的DTI提供的隔离不会影响装置内的衬底阻抗。有源装置本身的占用面积一般可以保持相对较宽并且由此展示较低衬底电阻，这可以产生较高插入损耗和较高噪声系数。

此装置的尺度还受限于将另外的指状物添加到梳状物或通过改变指状物的长度受限。

在单刀单掷(single-pole，single-throw，SPDT)开关内，存在提供静电放电(electrostatic discharge，ESD)保护的若干方法。一种方式是使用ESD自保护开关。在此方法中，仅开关的第一指状物承载ESD应力。装置的其它指状物不参与此方面，因为在此类装置中不存在多米诺效应。因此，可能需要第一指状物的宽度相对较大，这样可以增加装置的插入损耗和噪声系数。

发明内容

在随附的独立权利要求和从属权利要求中阐述了本发明的各方面。来自从属权利要求的特征的组合可以按需要与独立权利要求的特征进行组合，而不仅仅是按照权利要求书中所明确陈述的那样组合。

根据本发明的方面，提供一种半导体开关装置，该半导体开关装置包括位于半导体衬底上的场效应晶体管，

其中场效应晶体管包括多个栅极，每个栅极包括在衬底的主表面上布置成环路的栅极电极和栅极电介质，其中由栅极形成的环路被同轴地布置，以及

其中每个栅极具有相邻于由该栅极形成的所述环路的内边缘或外边缘定位的源极区和相邻于由该栅极形成的所述环路的所述内边缘和所述外边缘中的另一边缘定位的漏极区。

根据本发明的另一方面，提供一种制造半导体开关装置的方法，该方法包括：

提供具有主表面的半导体衬底；以及

通过以下操作在半导体衬底上形成场效应晶体管：

沉积和图案化衬底上的栅极电介质材料和栅极电极材料以形成多个栅极，每个栅极包括在衬底的主表面上布置成环路的栅极电极和栅极电介质，其中由栅极形成的环路被同轴地布置，以及

对于每个栅极，形成相邻于由该栅极形成的所述环路的内边缘或外边缘定位的源极区和相邻于由该栅极形成的所述环路的所述内边缘和所述外边缘中的另一边缘定位的漏极区。

通过将开关装置的栅极提供在多个同轴布置的环路中，栅极的长度可以改变，使得朝向装置的中心定位的栅极比远离该中心定位的栅极短。装置的较长栅极中的一个(例如，最外栅极)可以用于在ESD事件期间承载静电放电(electrostatic discharge，ESD)应力。因此，对于给定装置大小，开关装置的ESD稳定性可以相对较高。