[发明专利]具有隔离结构的射频晶体管放大器和其它多单元晶体管

说明书

一种多单元晶体管包括半导体结构，并联电连接的多个单位单元晶体管，每个单位单元晶体管在半导体结构中在第一方向上延伸，其中，单位单元晶体管沿着第二方向彼此间隔开，以及隔离结构，该隔离结构位于第一组单位单元晶体管和第二组单位单元晶体管之间并在半导体结构上方延伸。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月4日提交的、作为于2018年7月19日提交的美国申请序列No.16/039,703的部分连续申请的美国申请序列No.16/208,940的优先权，并要求于2018年7月19日提交的美国申请序列No.16/039,703的优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所描述的发明构思涉及微电子器件，并且更具体地，涉及具有基于单位单元(unit cell)的结构的晶体管。

背景技术

近年来，需要在诸如射频(500MHz)、S频带(3GHz)和X频带(10GHz)之类的高频下操作时的高功率处理能力的电气电路已经变得更加普遍。因为高功率、高频电路的增加，存在对能够可靠地在射频和微波频率下操作同时仍然能够处理高功率负载的晶体管放大器的需求上的对应的增加。

场效应晶体管是被形成在半导体结构中的众所周知类型的晶体管。源极区、漏极区和沟道区被设置在半导体材料中，其中沟道区在源极区和漏极区之间。经常被称为栅极指的栅极电极被形成在沟道区上方。栅极指可以由诸如例如半导体材料、金属或金属合金之类的导电材料形成。源极接触被电连接到源极区，以及漏极接触(经常被称为“漏极指”)被电连接到漏极区。

晶体管的功率处理能力可以随晶体管的栅极周边(periphery)变化，其中越大的栅极周边对应于增大的功率处理能力。晶体管的栅极周边是指栅极指在源极区和漏极区之间延伸的距离。这个距离也被称为栅极指的“宽度”。因而，增大栅极指的宽度是用于增大晶体管的栅极周边并且因此增大晶体管的功率处理能力的一种技术。用于增大晶体管的有效栅极周边的另一种技术是提供多个晶体管单元，多个晶体管单元在单位单元配置中被并联电连接以形成多单元晶体管。例如，高功率多单元晶体管可以包括彼此平行延伸的多个栅极指。每个栅极指可以定义单独的单位单元晶体管。

图1是常规多单元晶体管1的示意性平面视图。如图1中所示，常规晶体管1包括被形成在半导体结构10上的多个栅极指30、多个源极指40和多个漏极指50。栅极指30沿着第一方向(例如，图1中的y方向)彼此间隔开并且在第二方向(例如，图1中的x方向)上延伸。栅极指30通过栅极心轴(mandrel)32彼此电连接。源极指40沿着第一方向彼此间隔开并在第二方向上延伸。源极指40可以通过通孔或其它结构(在图1中不可见)彼此电连接，并且可以被电连接到晶体管1的底侧上的源极接触(在图1中不可见)。漏极指50同样地沿着第一方向彼此间隔开并在第二方向上延伸，并且通过漏极心轴52彼此电连接。每个栅极指30在相邻的源极指40和漏极指50的对之间在x方向上延伸。栅极指30、源极指40和漏极指50可以各自包括诸如金属或金属合金之类的导电材料。

在图1中，代表性的单位单元晶体管1被图示在框60处，代表性的单位单元晶体管1可以包括栅极指30、在栅极指30的相对侧上的源极指40和漏极指50以及半导体结构10的在栅极指30、源极指40和漏极指50下面的部分。在许多情况下，源极指40和/或漏极指50中的一个或多个(以及半导体结构10中的在源极指40和漏极指50下面的源极区和/或漏极区)可以被两个相邻的栅极指30共享。如图1中所示，在这种情况下，每个单位单元晶体管60可以被认为包括共享的源极指40的一半和共享的漏极指50的一半。“栅极长度”是指栅极指30在y方向上的距离，而“栅极宽度”是栅极指30与其相关联的源极指40和漏极指50在x方向上重叠(在平面视图中)的距离。注意的是，在许多应用中，“栅极宽度”比“栅极长度”大得多。多单元晶体管1的栅极周边是其每个单位单元晶体管60的栅极宽度的总和。