(19)国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号1.2(22)申请日2022.08.11(30)优先权数据.08.12FR17/880,4732022.08.03US(73)专利权人意法半导体(图尔)公司地址法国图尔(72)发明人P奥特克尔(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256专利代理师(51)Int.Cl.H01L23/14(2006.01)H01L23/66(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称电子设备(57)摘要本描述涉及电子设备。电子设备包括半导体衬底；半导体衬底包括：第一层；在第一层上的第二层，第二层包括多个空穴；以及在第二层上的第三层，第三层包括多个电荷载流子陷阱。本实用新型的技术提供了改进性能的射频组件。权利要求书1页说明书5页附图2页CN2191232141.一种电子设备，其特征在于，包括：半导体衬底，包括：第一层；在所述第一层上的第二层，所述第二层为包括多个空穴的结晶层；以及在所述第二层上的第三层，所述第三层为包括多个电荷载流子陷阱的非晶态氧化层。2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括在所述半导体衬底的所述第三层上的绝缘层。3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，还包括在所述绝缘层上的至少一个射频组件。4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一层为半导体层。5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：所述第二层具有在从0.5μm到2μm的范围内或等于从0.5μm到2μm的范围的上端或下端的厚度；以及所述第三层具有在从0.5μm到2μm的范围内或等于从0.5μm到2μm的范围的上端或下端的厚度。CN219123214电子设备技术领域[0001]本公开总体涉及诸如射频组件的电子组件领域。背景技术[0002]相关技术说明[0003]已知的射频组件包括有源组件(诸如放大器、混频器和数据转换器)，以及无源组件(诸如电容器、电感和天线)。衬底中由于感应的寄生电流，会导致视频组件性能降低。实用新型内容[0004]鉴于射频组件的上述问题，需要改进已知的射频组件。[0005]本公开的实施例提供了一种电子设备。电子设备包括半导体衬底；半导体衬底包括：第一层；在第一层上的第二层，第二层包括多个空穴；以及在第二层上的第三层，第三层包括多个电荷载流子陷阱。[0006]在一些实施例中，电子设备还包括在半导体衬底的第三层上的绝缘层。[0007]在一些实施例中，电子设备还包括在绝缘层上的至少一个射频组件。[0008]在一些实施例中，其中第一层为半导体层。[0009]在一些实施例中，其中第二层为结晶层。[0010]在一些实施例中，其中第三层为非晶态氧化层。[0011]在一些实施例中，其中，第二层具有在从0.5μm到2μm的范围内或等于从0.5μm到2μm的范围的上端或下端的厚度；以及第三层具有在从0.5μm到2μm的范围内或等于从0.5μm到2μm的范围的上端或下端的厚度。[0012]本实用新型的技术提供了改进性能的射频组件。附图说明[0013]上述特征和优点以及其他将在以下以图示方式给出的具体实施例的描述中详细描述，而不限于参考附图，其中：[0014]图1是示出包括射频组件的设备示例的横截面图；[0015]图2是示出根据一个实施例，在制造包括射频组件的设备的方法的示例的步骤结束时获得的结构的横截面图；[0016]图3是示出根据一个实施例，在制造包括射频组件的设备的方法的示例的另一步骤结束时获得的结构的横截面图；[0017]图4是示出根据一个实施例，在制造包括射频组件的设备的方法的示例的另一步骤结束时获得的结构的横截面图；[0018]图5是示出根据一个实施例，在制造包括射频组件的设备的方法的示例的另一步骤结束时获得的结构的横截面图；以及[0019]图6是示出根据一个实施例，在制造包括射频组件的设备的方法的示例的另一步CN219123214骤结束时获得的结构的横截面图。具体实施方式[0020]相似特征由在不同图中的相似附图标记指定。特别地，各种实施例中常见的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以配置相同的结构、尺寸和材料特性。[0021]为了清楚起见，IM电竞 IM电竞app仅对有助于理解本文所述实施例的步骤和元件进行了详细说明和描述。特别地，射频组件的形成尚未详细说明，基于本说明书的指示，这些组件的形成在本领域技术人员的能力范围内。此外，可能使用此类组件的应用尚未详细说明，所描述的实施例与射频组件的通常应用兼容。[0022]除非另有说明，否则当提及被连接在一起的两个元件时，这表示直接连接，没有除导体以外的任何中间元件，并且当提及被耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或经由一个或多个其他元件被耦合。[0023]在以下公开中，除非另有规定，否则当提及绝对位置限定符，如术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，或相对位置限定符，如术语“在上面”、“在下面”、“上面的”、“下面的”等，或方向限定符时，例如“水平”、“垂直”等，参考图中所示的方向。[0024]除非另有规定，否则表达式“大约”、“近似”、“基本上”和“在…数量级”表示在10％以内，最好在5％以内。[0025]术语射频组件通常指示工作频率在3kHz至30GHz范围内的组件。[0026]实施例提供了在半导体衬底上制造包括至少一个射频组件的设备的方法，该方法包括：[0027]a)在衬底的上表面侧对衬底的第一厚度进行激光退火；[0028]b)在衬底的上表面上形成绝缘层；以及[0029]c)在绝缘层上形成所述至少一个射频组件。[0030]根据一个实施例，衬底的电阻率大于3kΩ.[0031]根据一个实施例，该方法包括：在步骤a)之前，在衬底的上表面侧形成氧化物层的步骤。[0032]根据一个实施例，IM电竞 IM电竞app在步骤a)期间激光的功率在4J/cm数量级。[0033]根据一个实施例，衬底由硅或氮化镓制成。[0034]根据一个实施例，激光的波长在300nm至700nm范围内。[0035]根据一个实施例，在步骤a)期间，熔化衬底的第一厚度。[0036]根据一个实施例，步骤a)之后是冷却衬底的步骤。[0037]根据一个实施例，第一厚度在0.5μm到2μm的范围内(例如，为1μm的量级)。[0038]图1是示出包括射频组件15的设备示例的横截面图。[0039]图1所示的设备包括涂覆有钝化层13的半导体衬底11，钝化层13上被布置射频组件15。例如，钝化层13通过其下表面与半导体衬底11的上表面接触。例如，钝化层13在半导体衬底11的整个表面上连续延伸。在图1所示的示例中，该设备包括两个射频组件15。实际上，该设备可以包括任意数量的射频组件15，例如，单个射频组件15或两个以上的射频组件 15。 [0040] 衬底11例如对应于半导体晶片或半导体晶片的一片。衬底11例如由硅或氮化镓 CN219123214 (GaN)制成。例如，衬底11是高电阻率的材料，例如，电阻率大于3kΩ的材料。衬底11例如由高电阻率硅制成。衬底11可以是固体半导体衬底，例如，固体高电阻率硅衬底或SOI(绝缘体 上的半导体)类型的衬底，例如，由绝缘体上高电阻率硅制成的衬底。 [0041] 钝化层13是电绝缘层。钝化层13例如是由二氧化硅制成的。 [0042] 实际上，由于射频组件15的高工作频率，感应电流可能出现在衬底11的上部分17 中，称为寄生表面传导(PSC)区域。这些感应电流可能会干扰射频组件15的正常工作，并降 低其性能。 [0043] 根据一个实施例，提供了在衬底11的上部中形成陷阱富集(trap‑rich)层。实际 上，陷阱的存在能够降低电子和空穴的迁移率，从而能够减少感应电流，这导致射频组件的 性能下降。 [0044] 已经提供了由各种技术，特别是由激光纹理、化学蚀刻、电子辐照、纳米腔的形成、 热应力或机械纹理，在半导体衬底中形成陷阱富集的表面层。为了增加陷阱密度，可以例如 组合多个这些技术。希望能够有一种更易于实现的替代技术，以在用于支持射频组件的半 导体衬底中形成陷阱富集的表面层。 [0045] 在下文描述的实施例中，提供了通过使用激光退火技术来产生陷阱富集层。该技 术目前用于激活或传播半导体层中的掺杂剂，在本实施例中以不寻常的方式被有意地用于 在半导体层中产生缺陷。 [0046] 图2至图6是示出根据一个实施例，制造包括射频组件的设备的方法示例的连续步 骤的横截面图。 [0047] 图2示出了由半导体衬底21形成的初始结构。衬底21例如是半导体材料的晶片。例 如，衬底21由硅或氮化镓制成。例如，衬底21由高电阻率材料制成。衬底21可以是固体半导 体衬底或SOI类型的衬底。 [0048] 例如，衬底21的厚度在300μm到800μm之间，例如725μm左右。 [0049] 例如，衬底21未掺杂或非常轻地掺杂。衬底21中的掺杂浓度例如小于磷原子的约 10 12 个原子/cm ，并且例如小于硼原子的约4.1012 个原子/cm 。例如，衬底21中存在的掺杂剂可以不同于磷和硼，并且可以是砷或锑。 [0050] 图3示出了在衬底21的上表面侧形成绝缘层23的步骤结束时获得的结构。 [0051] 例如，层23为氧化物层。 [0052] 在图3所示的示例中，衬底21的上部被氧化形成层23。然后，层23对应于衬底21的 上部。层23具有与衬底21相同的化学成分，不同之处在于其包含更高的氧原子浓度。在该示 例中，层23的厚度e1在5nm到30nm的范围内，例如在15nm到20nm的范围内。 [0053] 例如，层23是通过对衬底21的上部进行热氧化或化学氧化形成的。例如，层23是在 硫酸和过氧化氢的混合物中清洁衬底21的上表面期间形成的。作为变体，层23为存在于衬 底21表面的天然氧化物层。 [0054] 图4示出了在激光退火步骤结束时从图3所示的结构的上表面获得的结构。 [0055] 图3所示的激光退火步骤包括两个连续步骤。 [0056] 在第一步中，结构的上表面暴露于激光25的辐射(例如脉冲激光)。例如，结构的上 表面暴露于层25的辐射，以熔化衬底21的半导体材料的上部分。附图标记27指示厚度为e2 的结构的上层，在激光辐射的效应下熔化。厚度e2特别取决于激光25的功率、激光25的波 CN219123214 长、衬底21的材料，并且在脉冲激光的情况下，取决于激光25的脉冲持续时间和频率。例如，激光25的功率约为4J/cm 。激光25的波长可根据衬底21的材料来选择。例如，在300nm到700nm的范围内。例如，对于硅衬底21，激光25的波长可以小于500nm，对于氮化镓衬底21，激 光25的波长可以小于400nm。厚度e2例如在0.5μm到2μm的范围内(例如约为1μm)。例如，在第 一步中，氧化物层23中的氧原子扩散到层27中，然后说，层23是扩散到层27中的氧原子源。 因此，层27包含的氧原子浓度大于衬底21下部的氧原子浓度。 [0057] 在第二步中，结构尤其是结构的上层27被冷却，优选地被快速冷却。冷却速度最好 大于衬底21材料的结晶速度，以便层27不会再结晶并保持在非晶态。 [0058] 在激光退火步骤结束时，衬底21在其上部27中具有由于氧原子(尤其来自氧化层 23和退火室的大气)并入衬底材料而产生的缺陷。例如，在硅衬底的情况下，在层27中形成 的缺陷以碳原子和硅原子之间的络合物以及碳原子和氧原子之间的络合物的形式存在。这 些缺陷适于捕捉在层27中可能存在的电荷载流子。 [0059] 在退火步骤中，在衬底21上部27中产生的缺陷密度特别取决于衬底21的加热速度 和冷却速度。特别地，加热速度越高，冷却速度越快，缺陷密度越大。 [0060] 在激光退火步骤期间，位于熔化层27下方并与之接触的衬底21的另一层29也经历 转变。特别地，在冷却过程中，结构的晶体结构缺陷倾向于在27层下方的衬底21的厚度上传
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