(57)【要約】  無線周波数層転写デバイスのためのＥＭＩシールドを含む様々な方法およびデバイスが開示される。一方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップを含む。半導体オンインシュレータウエハは、埋込絶縁体面および活性層面を有する。本方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層面に第２のウエハを接合するステップをさらに含む。本方法は、半導体デバイス用のシールド層を形成するステップをさらに含む。シールド層は、導電性材料を含む。本方法は、無線周波数構成要素を含む回路に無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップをさらに含む。本方法は、無線周波数電界効果トランジスタ、無線周波数構成要素、およびシールド層を単一化してダイにするステップをさらに含む。シールド層は、無線周波数構成要素の基板と、無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置される。
2017531307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップと
を含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と、前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置される、
方法。
【請求項２】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ内に前記無線周波数構成要素を形成するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に前記無線周波数構成要素を形成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面に第３のウエハを接合するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第３のウエハを接合する前に前記第３のウエハ内に前記無線周波数構成要素を形成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基板の前記一部分を除去しながら無線周波数構成要素キャビティを形成するステップ
をさらに含み、
前記無線周波数構成要素が、前記無線周波数構成要素キャビティを利用し、
前記無線周波数構成要素が音響フィルタである、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面に前記第３のウエハを接合する前に前記第３のウエハ上に形成された金属層を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項７】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップ
をさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シールド層が、金属を含み、所定の孔サイズを有するパターンを有し、
前記パターンの前記所定の孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下である、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ内に無線周波数構成要素を形成するステップと
を含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と、前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置される、
方法。
【請求項１０】
前記半導体オンインシュレータウエハ上に無線周波数構成要素キャビティを形成するステップ
をさらに含み、
前記無線周波数構成要素が、前記無線周波数構成要素キャビティを利用する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップ
をさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記シールド層が、金属を含み、所定の孔サイズを有するパターンを有し、
前記パターンの前記所定の孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ上に形成された金属層を含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記シールド層が、金属を含み、メッシュパターンを有する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記相互接続層内に金属被覆層を含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に無線周波数構成要素を形成するステップと、
前記無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップと
を含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と、前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置される、
方法。
【請求項１７】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップ
をさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記シールド層が、金属を含み、孔サイズを有し、
前記孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下に設定される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素を形成する前に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に堆積された金属層を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記無線周波数電界効果トランジスタが、前記埋込絶縁体層の掘削領域内に堆積された金属導体を介して前記回路に結合される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ上に形成された金属層を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記シールド層が、金属を含み、メッシュパターンを有する、
請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年８月７日に出願した「ＥＭＩ  ＳＨＩＥＬＤ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＬＡＹＥＲ  ＴＲＡＮＳＦＥＲＲＥＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１４／４５４２０４号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルクシリコンプロセスを超える進歩を表す半導体オンインシュレータ（ＳＯＩ）技術は、１９９０年代後半に最初に商品化された。ＳＯＩ技術の決定的な特性は、回路が形成される半導体領域が電気絶縁層によってバルク基板から絶縁されることである。バルク基板から絶縁する回路の１つの利点は、より望ましい電力速度性能の領域へのアクセスを可能にする、寄生容量の劇的な減少である。したがって、ＳＯＩ構造は、特に、無線周波数（ＲＦ）通信回路などの高周波数アプリケーションを求めている。ＲＦ通信回路が直面する電力制約を消費者の要求が厳しくし続けるにつれて、ＳＯＩ技術の重要性が大きくなり続ける。
【０００３】
典型的なＳＯＩ構造１００を図１に示す。ＳＯＩ構造１００は、基板層１０１、絶縁層１０２、および活性層１０３を含む。基板層１０１は、一般に、シリコンなどの半導体材料である。絶縁層１０２は、基板層１０１がシリコンである場合には、しばしば基板層１０１の酸化によって形成された二酸化ケイ素である誘電体である。活性層１０３は、能動デバイス層および金属被覆層または金属相互接続層を含み、ドーパント、誘電体、ポリシリコン、金属配線、不動態化の層、材料、または構成要素、および回路が内部に形成された後に存在する他の層、材料、または構成要素の組合せをさらに含む。その回路は、金属配線１０４（たとえば、金属相互接続層内）と、抵抗体、キャパシタ、およびインダクタなどの受動デバイスと、トランジスタ（たとえば、能動デバイス層内）などの能動デバイスとを含み得る。
【０００４】
ＲＦトランジスタは、大信号バイアス電圧においてバイアスされ信号電圧に応じてそのバイアス電圧から変化する信号に影響を及ぼす。両値は、劇的にスイングする可能性がある。その結果、スイッチは、半導体デバイスを通って伝播する電磁ノイズ１０５を発生させる。特に、電磁ノイズは、基板１０１と相互作用し、信号電圧の非線形ひずみをもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示する方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップを含む。半導体オンインシュレータウエハは、埋込絶縁体面および活性層面を有する。本方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層面に第２のウエハを接合するステップをさらに含む。本方法は、半導体デバイス用のシールド層を形成するステップをさらに含む。シールド層は、導電性材料を含む。本方法は、無線周波数構成要素を含む回路に無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップをさらに含む。本方法は、無線周波数電界効果トランジスタ、無線周波数構成要素、およびシールド層を単一化してダイにするステップをさらに含む。シールド層は、無線周波数構成要素の基板と、無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置される。
【０００６】
別の開示する方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層に第２のウエハを接合する前に第２のウエハ内に無線周波数構成要素を形成するステップを含む。別の開示する方法は、半導体オンインシュレータウエハの基板の少なくとも一部分を除去するステップを含む。本方法は、基板の一部分を除去した後に半導体オンインシュレータウエハの埋込絶縁体面上に無線周波数構成要素を形成するステップも含む。別の開示する方法は、半導体オンインシュレータウエハの基板の少なくとも一部分を除去するステップを含む。本方法は、基板の一部分を除去した後に半導体オンインシュレータウエハの埋込絶縁体面に第３のウエハを接合するステップも含む。本方法は、半導体オンインシュレータウエハの活性層に第３のウエハを接合する前に第３のウエハ内に無線周波数構成要素を形成するステップも含む。
【０００７】
シールド層は、金属とすることができる。シールド層は、所定の孔サイズを有するパターンを有することができる。本パターンは、メッシュパターンとすることができる。孔サイズは、処理するのに無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％未満に設定することができる。シールド層は、活性バイアス電圧生成器に結合することができる。活性バイアス電圧生成器は、無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧をシールド層に提供することができる。
【０００８】
無線周波数構成要素は、無線周波数電界効果トランジスタおよび無線周波数構成要素を含む無線周波数システムのよりタイトな統合を可能にする。無線周波数構成要素は、全体的に統合された受動デバイス、音響フィルタ、結晶フィルタ、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、デジタル論理ブロックなどの他のトランジスタのブロック、または任意の他の無線周波数システム構成要素とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】関連技術による高周波数ＳＯＩデバイスを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、シールド層を有する半導体デバイスを形成するための方法のフローチャートである。
【図３ａ】本発明の一実施形態による、図２の特定の方法による作製の様々な段階における半導体デバイスの断面ブロック図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による、図２の特定の方法による作製の様々な段階における半導体デバイスの断面ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、シールド層内の孔パターンと、シールド層がスクリーニングする電磁干渉波長に対する孔サイズの関係とを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による、図６の特定の方法に従って作製された半導体デバイスの断面ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による、層転写ウエハの埋込絶縁体面上に構築されたシールド層および統合ＲＦ構成要素を有する半導体デバイスを形成するための方法のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による、図８の特定の方法に従って作製されている半導体デバイスの断面ブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による、層転写ウエハの埋込絶縁体面上に構築されたシールド層および統合ＲＦ構成要素を有する半導体デバイスを形成するための方法のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による、図１０の特定の方法に従って作製されている半導体デバイスの断面ブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、層転写ウエハの埋込絶縁体面上に構築されたシールド層および統合ＲＦ構成要素を有する半導体デバイスを形成するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、１つまたは複数の実施例が添付の図面に示されている、本開示の発明の実施形態ついて詳細に述べる。各実施例は本技術の説明として提供するものであり、本技術を限定するものではない。実際、本技術をその趣旨および範囲から逸脱することなく修正および変形可能であることは、当業者にとっては明らかである。たとえば、一実施形態の一部として図示または記述された特徴が、別の実施形態とともに使用され、さらなる実施形態をもたらしてもよい。したがって、本発明の主題は添付の特許請求の範囲およびその均等物におけるそのようなすべての修正および変形を包含することが意図される。
【００１１】
無線周波数（ＲＦ）スイッチは、現在の集積回路設計に関する困難な集積の課題を示す。ＲＦスイッチがＲＦシステムにおける信号プロセッサとして十分に機能するために、各スイッチにおける入力電圧および出力電圧が線形関係を維持することが必要である。現在のＲＦシステムおよび実際にほぼすべての現在の通信システムは、線形復号／符号化システムと、線形エラー低減／ノイズ消去システムとの両方に依存している。信号経路中のどこかに非線形成分が導かれた場合、信号は、ノイズまたは不適当な符号化および復号によって調和することなく破壊される可能性がある。残念ながら、コストの視点から有益にＲＦスイッチと統合される可能性がある回路構成要素の多くが、スイッチの線形性に悪影響を及ぼす可能性がある。全体的に統合された受動デバイス、音響フィルタ、結晶フィルタ、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）などのＲＦ構成要素と、デジタル論理ブロックなどの他のトランジスタのブロックは、しばしば、半導体基板を必要とするか、または半導体基板がなければ商業的に実現できない。しかしながら、ＲＦスイッチのバイアス電圧およびＲＦ電圧の半導体基板との相互作用は、非線形ひずみの高い可能性を作り出す。したがって、ＲＦ構成要素の半導体基板からＲＦスイッチをシールドしながら、上述のＲＦ構成要素のうちのいずれかをＲＦスイッチと統合するのが有益である。
【００１２】
統合ＲＦ構成要素のＥＭＩシールディング
ＲＦスイッチと半導体基板との間に配置された導電性材料の層は、ＲＦスイッチのバイアス電圧およびＲＦ電圧が半導体基板と相互作用するのを防ぐ電磁干渉（ＥＭＩ）シールド層の働きをすることができる。開示する様々な方法およびシステムは、ＲＦスイッチと別のＲＦ構成要素の両方が単一の集積回路内に統合される集積回路内にそのようなＥＭＩシールド層を提供しようとする。したがって、これらの方法およびシステムは、ＲＦ回路の所望の性能レベルを維持しながら、コスト効果がある方法で、これらの他の相反する要素を統合する方法を提供する。
【００１３】
図２および図３ａ〜図３ｂを参照しながら、半導体デバイスを形成するための方法について説明することができる。方法２００は、半導体オンインシュレータ（ＳＯＩ）ウエハ３０１の活性層３００内にＲＦ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が形成されるステップ２０１で開始する。ＳＯＩウエハは、埋込絶縁体面３０２および活性層面３０３を有する。活性層面および埋込層面は、埋込絶縁体３０４と活性層３００との界面からの、それらの相対ロケーションによって画定される。埋込絶縁体面は界面から埋込絶縁体の方向にあるが、活性層面は界面から活性層の方向にある。
【００１４】
ＲＦ  ＦＥＴは、標準的なトランジスタプロセスを使用して活性層３００内に形成することができる。たとえば、ＲＦ  ＦＥＴは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）プロセスを使用して作製することができる。活性層３００を形成する半導体材料は、シリコンとすることができる。埋込絶縁体３０４は、二酸化ケイ素とすることができる。ＳＯＩ基板３０５は、アモルファスシリコンとすることができる。代替として、ＳＯＩ基板３０５および埋込絶縁体３０４は、ＳＯＩウエハ３０１がシリコンオンサファイア（ＳＯＳ）ウエハとなるように酸化アルミニウムの単一層とすることができる。基板は、埋込絶縁体ではなく埋込エッチ停止層を有することもできる。エッチ停止層は、基板材料の高ドープ領域とすることができる。これらの場合、活性層は、エピタキシャルシリコンを含むことができる。ＳＯＩウエハ３０１は、埋込絶縁体の下にトラップリッチ層を含むことができる。上記の背景技術部分に記載したＳＯＩデバイスと同様に、活性層３００は、半導体デバイス内に形成されたＦＥＴのチャネルに使用される実活性半導体材料に加えて相互接続層を含むことができる。活性層３００は、活性層を保護するために使用される、不動態化および絶縁の追加の層を含む場合もある。
【００１５】
次いで、方法２００は、ステップ２０２または２０３のいずれかを続けることができる。ステップ２０２では、第２のウエハ３０６が、ＳＯＩウエハ３０１の活性層面３０３に接合される。図３ａに示すように、第２のウエハは、一時的なハンドルウエハまたはＲＦ構成要素ウエハのいずれかとすることができる。接合は、ＳＯＩウエハ３０１のセットと第２のウエハ３０６との間に引かれた、図３ａの下向きの矢印によって示される。使用される接合方法は、直接酸化物間接合（融着）、接着接合、アノード接合、低温ガラスフリット接合、分子接合、静電接合、金属間接合などの、当業界において使用される任意の種類のウエハ接合プロセスとすることができる。ステップ２０３では、半導体デバイスのためにシールド層３０７が形成される。シールド層は、導電性材料を含む。方法２００がステップ２０２に移る前にステップ２０３に進む場合、シールド層は、接合プロセスにおいて使用することができる。たとえば、ステップ２０３の接合プロセスが金属間接合である場合、シールド層は、接合に必要な金属の一部分を提供することができる。
【００１６】
次いで、方法２００は、ＲＦ  ＦＥＴが、ＲＦ構成要素を含む回路に結合されるステップ２０４を続けることができる。ＲＦ構成要素は、ステップ２０２において第２のウエハ３０６の働きをしたＲＦウエハ内にあるか、またはステップ２０２においてハンドルウエハがＳＯＩウエハに接合された後にＳＯＩウエハ３０１に接合される第３のウエハ３０８とすることができる。ステップ２０２においてＲＦ構成要素ウエハがＳＯＩウエハに接合される場合、得られる構造は、シールド層がＳＯＩウエハの活性層面上にある構造である。対照的に、ステップ２０２においてハンドルウエハがＳＯＩウエハに接合される場合、得られる構造は、シールド層がＳＯＩウエハの埋込絶縁体面上にある構造である。これら２つのアプローチ間の別の違いは、一方では、ＲＦ  ＦＥＴがＲＦ構成要素ウエハ内の回路に電気的に結合された後に元のＳＯＩ基板３０５が除去されるが、他方では、ハンドルウエハ基板３０６が除去されることである。この材料の除去は、活性層面３０３および埋込絶縁体面３０２を向く上方に面する矢印によって図３ａに示される。図３ａに示すデバイスを作製することができる様々な統合技法について、以下により詳細に説明する。
【００１７】
方法２００は、ＲＦ  ＦＥＴ、ＲＦ構成要素、およびシールド層がすべてダイに単一化されるステップ２０５を続けることができる。得られる半導体デバイスは、ＲＦ構成要素に使用される基板が、ＲＦ  ＦＥＴに印加されＲＦ  ＦＥＴによって影響を受けるバイアス電圧およびＲＦ電圧の非線形成分を発生させることを防ぐ、統合ＲＦ  ＦＥＴ／ＲＦ構成要素を含む。ＲＦ構成要素の例は上記に提供されたが、特に図２を参照しながら説明したアプローチから利益を得るより具体的な例は、ＳＡＷフィルタ、ＢＡＷフィルタ、およびＦＢＡＲフィルタを含む。
【００１８】
シールド層は、上記で説明したいずれかのアプローチにおいて有益な効果を提供する。しかしながら、シールド層はまた、場合によってはグランドに分流されるエネルギーと効率的でないＲＦデバイスとをもたらすシステムに、ある程度の寄生容量を導く。シールド層をＲＦ  ＦＥＴからはるかに離して配置することは、この悪い方の影響を緩和するのを助ける。図３ａに示すように、いくつかの利益は、ＲＦ構成要素ウエハがＳＯＩウエハの活性層面３０３に接合されるアプローチに生じる。いくつかのＳＯＩウエハ内の埋込絶縁体が数十ナノメートル程度で極めて薄く、活性層が金属被覆および不動態化の比較的厚い層を含むことができるとき、ＲＦ構成要素ウエハがＳＯＩウエハの活性層面に接合される際にＲＦ構成要素とＲＦデバイスとの間により大きい距離が提供される。ＲＦ  ＦＥＴが埋込絶縁体と活性層との界面に形成されるので、活性層の残りの厚さ全体は、これらの場合には、比較的薄い埋込絶縁体と比較して、ＲＦ構成要素とＲＦスイッチとの間にある。
【００１９】
シールド層
シールド層は、導電性材料を含み、バイアス電圧およびＲＦ電圧のＲＦ構成要素ウエハの基板との相互作用によって生じる電磁干渉からＲＦ  ＦＥＴをスクリーニングまたはガードするように働く。バイアス電圧およびＲＦ電圧はどちらも、電磁干渉の効果を防ぐかまたは緩和する観点からは、これらのバイアス電圧およびＲＦ電圧を特に問題のあるものにする、比較的大きい振幅スイングおよび周波数を有する。しかしながら、シールド層は、普通ならＲＦ構成要素ウエハ基板の基板と悪影響を及ぼしあったエネルギー信号のための代替経路を提供するように働く。シールド層は、ＲＦ  ＦＥＴから電気的に絶縁され、場合によっては、ＲＦ  ＦＥＴが形成されるＳＯＩウエハの活性層全体から電気的に絶縁される場合がある。
【００２０】
シールド層は、様々な材料を含むことができ、半導体デバイスを作製するプロセス内の様々な段階において形成することができる。材料の選択は、層が形成される点によって影響を受ける。一般に、シールド層は、いずれかの導電性材料から作製することができる。シールド層は、銅、タングステン、またはモリブデンなどの純金属、窒化チタンなどの金属合金、ケイ化タングステンなどの金属ケイ化物、またはシリコンなどのドープされた半導体とすることができる。
【００２１】
シールド層は、ＳＯＩウエハの相互接続金属被覆で形成することができる。ＳＯＩウエハの相互接続層は、一般に、ＳＯＩウエハの上面がＲＦ構成要素ウエハに接合される任意の場合においてシールド層を形成するために使用することができるが、その理由は、相互接続金属被覆部が、ＲＦスイッチが形成される活性層よりも上にあるからである。ＲＦ構成要素が別のウエハ内に形成されるアプローチでは、シールド層は、ＲＦ構成要素ウエハの相互接続金属被覆部内に形成することもできる。シールド層を作製するのに使用される相互接続層内の金属被覆の層は、下にウエハが作製されたプロセスの上部の金属とすることができる。一般に、最終的なデバイス内のＲＦ構成要素がＳＯＩウエハの活性層面上にあるとき、ＲＦスイッチよりも上のＳＯＩウエハ内のどこかでウエハが処理されている間、シールド層を形成することができる。プロセスの上述の部分は、一般に、半導体製造プロセスのラインの中間またはライン部分のバックエンドと呼ばれる。
【００２２】
シールド層は、ＳＯＩウエハの表面上に堆積された材料層によって形成することができる。たとえば、シールド層は、ＳＯＩウエハの埋込絶縁体面上に堆積された導電性材料の層を含むことができる。これらのアプローチでは、シールド層は、以下に説明するように、ＳＯＩウエハ上への様々な材料の堆積によってＳＯＩウエハ上にＲＦ構成要素を形成するためのベース層の働きをすることができる。別の例として、シールド層は、ＳＯＩウエハの活性層面よりも上に堆積された導電性材料の層を含むことができる。これらのアプローチでは、ＳＯＩウエハの活性層面は、ＳＯＩウエハの相互接続金属被覆部間に短絡が起こることを防ぐためにシールド層の形成前に、何らかの種類の絶縁体または不動態化部によってカバーされる必要がある。ＲＦ構成要素が別のウエハ内に形成されるアプローチでは、シールド層は、ＲＦ構成要素ウエハの表面上に堆積された材料層によって形成することもできる。別の例として、シールド層は、ＳＯＩウエハの埋込絶縁体面上にポスト層転写金属被覆部を使用することによって形成することができる。このアプローチは、特に、ポスト層転写金属被覆部を使用して信号がルーティングされる場合に適用できるが、その理由は、シールド層を形成するのに必要な追加の処理ステップが無視できるからである。
【００２３】
シールド層は、接合プロセスにおいて利用することができる。たとえば、シールド層は、金属であり、２つのウエハ間の金属間接合のための接触面を提供することができる。この目的で、シールド層は、接合前の両ウエハ上への導電性材料の層の堆積により形成することもでき、その結果、デバイス用の最終的なシールド層が、これらの層の両方の溶融結合部となる。
【００２４】
シールド層は、様々なパターンを呈することができる。たとえば、シールド層は、固体層である必要はなく、不規則なまたは規則的なロケーションに孔を含む場合がある。これらのパターンは、有利にも、シールド層の寄生容量を低減しながら、同時に電磁エネルギーからＲＦ構成要素の基板をスクリーニングする能力の点でシールド層の有効性を維持することができる。たとえば、シールド層は、円形または四辺形の形状の均等に離間した孔を有するメッシュを含むことができる。四辺形の孔は、グリッドとしてレイアウトされた金属被覆のストリップを交差させることによって形成することができる。加えて、シールド層は、シールド層を通過する電気導管のためのギャップを含むことができる。シールド層は、ＲＦ構成要素の基板からＲＦスイッチを遮蔽するために使用されるが、これら２つの回路要素が統合されるためシールド層が必要とされるにすぎないので、シールド層は、これらの要素間の電気的接続を妨げる場合、役に立たない。しかしながら、シールドのいずれかの側で電気導管が回路要素を接続することを可能にするのに対するシールド層の有効性のバランスをとるために、導管用のギャップは、シールド層の所定のパターン内にフィットするように設計することができる。たとえば、導管は、シールド層の寄生容量を制限するためにすでに使用しているシールド層の孔を通して形成することができる。別の例として、導管は、ＲＦスイッチのすぐ近くから除去されるパターンで形成することができる。ＲＦスイッチは、ＳＯＩウエハの中央部分に配置することができるが、導管は、ＳＯＩウエハの周囲よりも上で一直線に調整される。
【００２５】
図４は、電磁波４０２をスクリーニングするのに使用されるシールド層を有するシールド層４００および４０１を示す。シールド層４００は、均等に離間した円形孔４０３のパターンを示す。シールド層４０１は、均等に離間した方形孔４０４のパターンを示す。パターンの規則性は、必須ではなく、説明のために含まれるにすぎない。円形孔４０３の孔サイズは、孔の半径によって設定される。方形孔４０４の孔サイズは、方形の対角線によって設定される。前述のように、シールド層の有効性は、孔のサイズおよびパターンを制御することによってシールド層の寄生容量を低減しながら維持することができる。
【００２６】
孔サイズに対するシールド層の有効性は、遮蔽されている電磁干渉の周波数によって設定される。今度は、電磁干渉の周波数は、ＲＦスイッチに影響を及ぼしているバイアス電圧およびＲＦ信号電圧の周波数によって設定される。ＧＨｚ範囲の典型的なＲＦ周波数では、ミクロン程度の孔サイズを有する孔は、電磁エネルギーから基板を依然として効果的にスクリーニングしながら寄生容量を低減することができる。半導体デバイスを通って伝搬する電磁干渉のコンテキストでは、波長は、次の式に従って表現することができる。
【００２７】
λ＝ｃ／（ｎｆ）
【００２８】
この式では、λは波長、ｃは光速、ｎは信号を伝搬させている材料の屈折率、およびｆは周波数である。二酸化ケイ素の相対屈折率は、約３．９である。したがって、二酸化ケイ素の１ＧＨｚ波の波長は、約７．５ｃｍである。開口によって提供される減衰量は、次の式から計算される。
【００２９】
Ａ＝２０ｌｏｇ１０（λ／２ｓ）
【００３０】
この式では、Ａは減衰量、λは波長、および開口サイズはｓである。この式によれば、減衰している信号の波長の１／１０である開口の減衰量は、１４デシベルである。減衰している信号の波長の１／１０００である開口は、５４デシベルの減衰量をもたらす。したがって、７．５ｃｍ波長に対する７５μｍの開口は、５４デシベルの減衰量を与える。したがって、シールド層パターンを許容できる最大孔サイズを決定するために必要な減衰量を使用することができる。一般に、波長とシールド層内の孔のサイズとの間の１０％の比率は、ほとんどのＲＦアプリケーションにメリットがある適切な数字を提供する。しかしながら、正確な比率は、一部分であるＲＦシステム全体の要件に依存する。
【００３１】
シールド層の有効性は、シールド層に活性バイアスを導入することによって高めることもできる。シールド層を設定電圧によってバイアスすることができるが、シールドがＲＦスイッチと同じ大信号電位によって駆動されるアプローチにいくつかの利益が生じる。この目的で、前に説明した半導体デバイスを作製する方法は、活性バイアス電圧生成器を含む回路にシールド層を結合するステップによって増強させることができる。活性バイアス電圧生成器は、ＲＦスイッチに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧をシールド層に提供することができる。ＲＦスイッチおよびシールド層に適用されるバイアス電圧が同相で保持される場合、シールド層とＲＦスイッチとの間の寄生容量は除去される。その結果、シールド層とＲＦ構成要素基板との間に発生する任意の非線形成分は、依然としてグランドに無害なまま分流されるが、ＲＦスイッチの寄生容量の増加はない。実際、ある事例では、駆動されたシールドの使用は、シールド層が導入されていない半導体デバイスに対して、半導体デバイスの総寄生容量を低減することができる。
【００３２】
統合技法
様々な統合技法は、図２および図３ａ〜図３ｂを参照しながら論じられた方法と組み合わせて適用することができる。これらの技法のうちのいくつかについて、図５〜図１０を参照しながら説明することができる。これらの特定のアプローチは、本開示の全範囲を包含しない。特に、図５、図７、および図９の半導体デバイスのブロック図は、ＲＦスイッチを有する音響フィルタの統合を対象とするが、本開示の統合技法は、ＲＦスイッチを有する任意のＲＦ構成要素の統合に適用することができる。
【００３３】
ＲＦスイッチを半導体デバイス内のＲＦ構成要素と統合するための具体的なアプローチについて、図５のデバイス断面図５００および図６の方法６００のフローチャートを参照しながら説明することができる。方法６００は、図２を参照しながら説明したステップのうちの多くを含み、方法２００のための関連の開示は、大部分は方法６００に適用可能である。しかしながら、図示するように、方法６００は、ステップ２０３におけるシールド層の形成前にステップ２０２における第２のウエハの接合を実行する。断面図５００を参照すると、ＳＯＩウエハに接合される第２のウエハは、ハンドルウエハ３０６である。ハンドルウエハ３０６は、ＳＯＩウエハの活性層面に接合される。ハンドルウエハは、代理人整理番号ＩＯＳＥＰ００９ＣＩＰ４を有する本出願と同日に出願された米国特許出願に開示されたトラップリッチ層を含むことができる。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。このステップの後、ステップ６０１において、ＳＯＩウエハが逆さにされ、ＳＯＩウエハの基板が、化学エッチングプロセスまたはグラインディングプロセスによって少なくとも部分的に除去される。得られる構造を断面図５００に示す。活性層および埋込絶縁体が、それらの前の基板から、効果的に新規の基板の働きをするハンドルウエハに転写されたので、ここで、ＳＯＩウエハは、より具体的に層転写ウエハと呼ぶことができる。この点において、層転写ウエハ３０１は、その活性層面上でハンドルウエハ３０６に接合され、埋込絶縁体層３０４の一部分が露出される場合がある。
【００３４】
方法６００は、層転写ウエハの埋込絶縁体面上のシールド層および統合ＲＦ構成要素の構築を続ける。シールド層は、層転写ウエハの埋込絶縁体面上に堆積することができるか、または他の手段によって形成することができる。図５に示すように、シールド層３０７は、層転写ウエハ３０１の裏面をカバーする。しかしながら、シールド層は、ウエハの一部分をカバーするにすぎない場合がある。また、図５のシールド層３０７は、埋込絶縁体層３０４上に直接形成される。しかしながら、シールド層は、ＳＯＩウエハ用の元の基板層の残りの部分上に形成することもできるか、またはシールド層の前に追加の誘電体層をＳＯＩウエハの埋込絶縁体面上に堆積することができる。
【００３５】
方法６００は、ステップ６０２において、層転写ウエハの埋込絶縁体面上の統合ＲＦ構成要素の形成を続ける。図示するように、ＲＦ構成要素５０１は、基板５０２およびキャビティ５０３を含むＦＢＡＲ音響フィルタである。しかしながら、ＲＦ構成要素は、前述のこれらのＲＦ構成要素のうちのいずれかとすることができる。ＲＦ構成要素は、層転写ウエハの埋込絶縁体面上の複数の材料層の堆積、エッチング、グラインディング、拡散、およびドーピングによって導くことができる。ハンドルウエハ３０６は、このプロセスをサポートするのに必要な所要の安定性を提供する。
【００３６】
ステップ６０２において構築されたＲＦ構成要素が低温プロセスを使用して構築される場合、このことが層転写ウエハへの不要の変更を防ぐので、いくつかの利益が生じる。特に、層転写ウエハがトラップリッチ層を含む場合、低温プロセスは、トラップリッチ層のトラップが焼きなまされるのを防ぐことによってトラップリッチ層の有効性を維持する場合がある。本開示では、低温プロセスは、４００℃を超えないプロセスである。
【００３７】
ＲＦスイッチを半導体デバイス内のＲＦ構成要素と統合するための具体的なアプローチについて、図７のデバイス断面図７００および図８の方法８００のフローチャートを参照しながら説明することができる。方法８００は、上記の方法６００を参照しながら説明したステップ２０１および２０２と一致したステップ２０２および２０１で開始する。再び、活性層３００および埋込絶縁体３０４は、ステップ２０２において接合されたハンドルウエハを有する層転写ウエハ３０１を含み、ハンドルウエハは、代理人整理番号ＩＯＳＥＰ００９ＣＩＰ４を有する本出願と同日に出願された米国特許出願に開示されるトラップリッチ層を含むことができる。方法８００は、ＳＯＩ基板の少なくとも一部分が除去されるステップ６０１を続ける。断面図５００とは対照的に、断面図７００は、ＳＯＩ基板の残りの部分７０１を示す。しかしながら、方法８００は、基板全体を除去することもできるとき、ＳＯＩ基板の一部分のみが除去されるアプローチには限定されない。
【００３８】
方法８００は、無線周波数構成要素が第３のウエハ７０２内に形成されるステップ８０１、または、上記で説明したように半導体デバイスのためにシールド層が形成されるステップ２０３のいずれかを続ける。断面図７００では、第３のウエハ７０２は、音響デバイス５０１を含む。しかしながら、第３のウエハ７０２は、代わりにＲＦ構成要素を含むことができる。方法８００は、いずれかの順序で実行することができるが、その理由は、ＲＦ構成要素が第３のウエハ内に形成された後にシールド層３０７が第３のウエハよりも上に堆積される場合があるか、または、ステップ８０１とステップ２０３の実行順序が重要でない場合にシールド層が層転写ウエハ上に形成される場合があるからである。シールド層は、ＳＯＩウエハの埋込絶縁体面に第３のウエハを接合する前に第３のウエハ上に形成された導電性材料の層を含むことができる。その場合、ステップ７０３は、ステップ２０３よりも前に行われる必要がある。図示するように、音響デバイス５０１の形成をシールド層３０７の形成の前または後に実行することができるように、シールド層３０７が層転写ウエハ３０１上に形成される。
【００３９】
方法８００は、ステップ６０１において基板の一部分を除去した後にＳＯＩウエハの埋込絶縁体面に第３のウエハが接合されるステップ８０２を続ける。その結果、部分７０１などのＳＯＩ基板の残りの部分は、第３のウエハと層転写ウエハ３０１との間に位置する場合がある。基板の残りの部分は、基板の高ドープエッチ停止領域である場合がある。しかしながら、ステップ８０２は断面図７００に限定されず、ステップ８０２において第３のウエハが層転写ウエハに接合される前にＳＯＩ基板全体を除去することができる。ステップ２０２に関して上記で説明したアプローチのうちのいずれかを使用してウエハを接合することができる。特に、前述のように、接合する前に層転写ウエハと第３のウエハ７０２の両方の表面上にシールド層が部分的に形成される場合があり、その結果、２つのウエハの金属間接合にシールド層が利用される。接合界面が以下に論じられるが、電気接点または音響デバイスキャビティが一直線に調整される必要がある場合、接合プロセスは、正確な調整が必要とされない場合よりもわずかにコストがかかる場合がある。図示するように、ＳＯＩウエハの基板内に形成されたキャビティ７０４は、音響デバイス５０１と一直線に調整される必要がある。
【００４０】
次いで、方法８００は、上記で説明したステップ２０４および２０５を続ける。方法８００では、２０４の結合ステップは、２つのウエハの接点を一直線に調整することができ、ウエハが接触するとすぐに電気的接続を形成することができる、ステップ８０２の一部分として行うことができる。代替として、ＴＳＶまたは他の接点は、ウエハが接合された後、活性層３００のＲＦ構成要素基板５０２を通してエッチングすることによって形成される必要がある場合がある。
【００４１】
ＲＦスイッチを半導体デバイス内のＲＦ構成要素と統合するための具体的なアプローチについて、図９のデバイス断面図９００および図１０の方法１０００のフローチャートを参照しながら説明することができる。方法１０００は、２つの主な違いを除いて方法８００と同様に進む。第１に、ＳＯＩ基板３０５は、ステップ２０２の実行前に除去されない。第２に、図示した場合ではＲＦ構成要素ウエハ３０６である第２のウエハは、埋込絶縁体面ではなくＳＯＩウエハ３０１の活性層面に接合される。その結果、活性層３００が層転写される前に、ＲＦ構成要素ウエハとＳＯＩウエハとの間の接合が形成され、ＲＦ構成要素ウエハ３０６は、層転写活性層を作製するためのハンドルウエハの働きを効果的にすることができる。
【００４２】
方法１０００のステップ２０２は、ＲＦ構成要素ウエハ３０６をＳＯＩウエハ３０１の活性層面に接合することによって実行される。この接合は、ＳＯＩウエハ３０１の活性層面上に堆積された接合層の使用によって行うことができる。接合層は、シールド層３０７の一部分を含むことができる。シールド層は、ＲＦ構成要素ウエハ上に単独で形成することもできるか、または、ステップ２０２の金属間接合を容易にするために両表面上に形成することができる。しかしながら、シールド層は、上記で説明した任意の形態を呈することもでき、その結果、シールド層は、接合ステップに関わらない。図示するように、シールド層３０７は、ＳＯＩウエハ３０１にＲＦ構成要素ウエハ３０６を接合する前にＲＦ構成要素ウエハ３０６上に形成された導電性材料の層を含む。方法１０００は、ＳＯＩウエハ３０１がＲＦ構成要素ウエハ３０６に接合された後にＳＯＩ基板３０５が除去される、追加のステップ１００２を含むこともできる。ＲＦ構成要素ウエハ３０６が層転写活性層のためのハンドルウエハの働きをするのは、このステップの間である。
【００４３】
界面特性
ＲＦ構成要素ウエハと層転写ウエハとの間の界面は、様々な特性を呈する可能性がある。界面は、ＲＦ構成要素が層転写ウエハ上に構築される場合に様々な特性を示す可能性もある。特に、界面は、ＲＦ  ＦＥＴをＲＦ構成要素に結合する導電性導管のための接点を含むことができる。ＲＦ構成要素が音響デバイスである場合、界面は、音響デバイスのためのキャビティを含むこともできる。これらのキャビティは、基板の一部分が除去された後、除去された基板の残りの部分内に形成することができる。シールド層が界面に配置される場合、シールド層は、接合プロセスへの界面の関与、界面を通る電気接点の存在、およびシステム内に存在し得る任意の音響デバイスのための界面におけるキャビティの存在に基づいて様々な特性を呈することもできる。
【００４４】
図５を参照しながら論じたアプローチでは、方法６００のステップ２０４におけるＲＦ構成要素を含む回路にＲＦ  ＦＥＴを結合するステップを様々な方法で行うことができる。１つのアプローチでは、方法６００のステップ２０１の一部分は、ハンドルウエハ３０６の接合前にＳＯＩウエハ３０１の活性層面から作製されるＴＳＶ接点５０４の作製に関与する。ＴＳＶは、埋込絶縁体層３０４内に配置された接合パッドにおいて、または埋込絶縁体層の上面もしくは下面上で終了する可能性がある。ＴＳＶが終了する場所に関係なく、ＲＦ構成要素５０１が構築されるとき、その構成要素への電気的接続を行うことができる。これらのアプローチは、ＴＳＶを露出させるために、シールド層３０７および埋込絶縁体３０４がエッチングされることを必要とする場合がある。このエッチングは、層転写ウエハの埋込絶縁体面から行われる可能性がある。シールド層３０４は、ステップ２０３において接点の周りに形成することができるか、または、ステップ６０２において接点を形成するためにステップ２０３の後に埋込絶縁体面から続けてエッチングすることができる。埋込絶縁体面または活性層面からのエッチングは、埋込絶縁体がエッチングされる際に形成される、埋込絶縁体の掘削領域などの、エッチング中に掘削される領域内に導電性材料を堆積させることを伴う可能性がある。ＲＦ  ＦＥＴが、この接点を介してＲＦ構成要素を有する回路に結合されるので、シールド層は、導管にシールド層の孔を通過させるか、または、導管にシールド層の横方向範囲外にあるデバイスの領域を通過させるかのいずれかによって、接点から絶縁させる必要がある。導管がシールド層を通過する孔は、導管とシールド層との間の接触を防ぐために絶縁体によって取り囲むことができる。
【００４５】
図７を参照しながら説明したアプローチでは、方法８００のステップ２０４におけるＲＦ構成要素を含む回路にＲＦ  ＦＥＴを結合することを様々な方法で行うことができる。図７を参照しながら論じたアプローチとは対照的に、ＲＦ構成要素ウエハ７０２は、接合前に電気接点を形成する準備ができている必要がある場合もある。ＲＦ構成要素ウエハ７０２の接合面は、導管７０３と結合するための接点パッド７０５を含むように処理することができる。また、シールド層がいずれかのウエハの上に形成される場合、シールドは、接点を露出させるためにエッチングされるか、または、図５を参照しながら上記で説明したように、接点を避けるパターンで堆積される必要がある場合がある。導管７０３は、導管５０４を参照しながら説明したように、埋込絶縁体面から処理するか、活性層面から処理するか、またはその両方の組合せを介して形成することができる。
【００４６】
図７に示すように、導管は、ＳＯＩ基板の一部分を除去しながらキャビティ７０４が形成される場合、ＳＯＩ基板の残りの層７０１を通して拡張する必要がある場合もある。導管のこの部分は、ＳＯＩウエハ３０１の埋込絶縁体面から形成され、ＳＯＩウエハ３０１の活性層面から先に形成されたＴＳＶに接続する場合がある。しかしながら、導管の両部分は、ＳＯＩウエハ３０１の埋込絶縁体面から形成することができ、活性層３００内に形成されたランディングパッドに接触することができる。
【００４７】
ステップ８０２において行われるウエハ接合は、ＲＦ構成要素ウエハ７０２およびＳＯＩウエハ３０１の特徴部を一直線に調整する必要がある場合がある。特に、音響デバイス用のキャビティの一部分がＳＯＩウエハ３０１の基板内に形成される場合、その部分は、ＲＦ構成要素ウエハ７０２内のＲＦ構成要素５０１と一直線に調整される必要がある。加えて、両ウエハが電気接点パッドを提供するように処理された場合、これらのパッドは、ＲＦスイッチがＲＦ構成要素ウエハ７０２内の回路に結合されることを仮定して一直線に調整される必要がある。調整要件は、大きい接点パッドが利用される場合、多少緩和される可能性がある。界面上であまりにも大きい実装面積を占めることを避けるために、接点パッドは、活性層３００中および基板５０２内に形成することができ、ＲＦ構成要素ウエハの裏面を介してウエハが接合された後、接点を形成することができる。
【００４８】
図９を参照しながら説明したアプローチでは、方法１０００のステップ２０４におけるＲＦ構成要素を含む回路にＲＦ  ＦＥＴを結合することを様々な方法で行うことができる。ＲＦ構成要素ウエハ３０６の事前接合プロセスは、図７を参照しながら説明したアプローチのうちのいずれかに従って進むことができる。しかしながら、ＳＯＩウエハ３０１に利用されるものと同じアプローチは、接点が絶縁体の活性層面から作製される必要があるので、一般には適用されない。幸い、この種類の接点は、埋込絶縁体をエッチングする必要がないので管理するのが比較的簡単で、接点は、活性層３００の相互接続層の一部分として形成することができるか、または活性層の上部に形成されたＲＤＬ材料とすることができる。図示するように、シールド層３０７は、ＲＦ構成要素ウエハの表面上全体に形成され、接点９０２を介して接触が行われる。シールド層がどのウエハの上に形成されるかに関係なく、シールド層パターンが、導管の横方向範囲外に存在する必要があるか、または、導管が、上記で説明したシールド層内の孔を通過する必要がある。
【００４９】
本明細書について、本発明の特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、上記のことを理解すると、これらの実施形態に対する改変形態、変形形態、および均等物を容易に想到し得ることが当業者には諒解されよう。当業者により本発明に、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲により詳細に記載したこれらおよび他の修正、変形を実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  ＳＯＩ構造
１０１  基板層
１０２  絶縁層
１０３  活性層
１０４  金属配線
１０５  電磁ノイズ
３００  活性層
３０１  ＳＯＩウエハ、層転写ウエハ
３０２  埋込絶縁体面
３０３  活性層面
３０４  埋込絶縁体、埋込絶縁体層
３０５  ＳＯＩ基板
３０６  第２のウエハ、ハンドルウエハ基板、ハンドルウエハ、ＲＦ構成要素ウエハ
３０７  シールド層
３０８  第３のウエハ
４００  シールド層
４０１  シールド層
４０２  電磁波
４０３  円形孔
４０４  方形孔
５０１  ＲＦ構成要素、音響デバイス
５０２  基板、ＲＦ構成要素基板
５０３  キャビティ
５０４  ＴＳＶ接点、導管
７０１  ＳＯＩ基板の残りの部分、ＳＯＩ基板の残りの層
７０２  第３のウエハ、ＲＦ構成要素ウエハ
７０３  導管
７０４  キャビティ
７０５  接点パッド
９０２  接点
【図１】
2017531307.tif 000003
【図２】
2017531307.tif 000004
【図３ａ】
2017531307.tif 000005
【図３ｂ】
2017531307.tif 000006
【図４】
2017531307.tif 000007
【図５】
2017531307.tif 000008
【図６】
2017531307.tif 000009
【図７】
2017531307.tif 000010
【図８】
2017531307.tif 000011
【図９】
2017531307.tif 000012
【図１０】
2017531307.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月8日(2017.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップとを含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置され、
前記シールド層が、金属を含み、孔サイズを有するパターンを有し、
前記パターンの前記孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下である、方法。
【請求項２】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ内に前記無線周波数構成要素を形成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に前記無線周波数構成要素を形成するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体オンインシュレータウエハの前記基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面に第３のウエハを接合するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面に前記第３のウエハを接合する前に前記第３のウエハ内に前記無線周波数構成要素を形成するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基板の前記一部分を除去しながら無線周波数構成要素キャビティを形成するステップをさらに含み、
前記無線周波数構成要素が、前記無線周波数構成要素キャビティを利用し、
前記無線周波数構成要素が音響フィルタである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面に前記第３のウエハを接合する前に前記第３のウエハ上に形成された金属層を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップをさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ内に無線周波数構成要素を形成するステップとを含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置され、
前記シールド層が、金属を含み、孔サイズを有するパターンを有し、
前記パターンの前記孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下である、方法。
【請求項９】
前記半導体オンインシュレータウエハ上に無線周波数構成要素キャビティを形成するステップをさらに含み、
前記無線周波数構成要素が、前記無線周波数構成要素キャビティを利用する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップをさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ上に形成された金属層を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記シールド層がメッシュパターンを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの相互接続層内に金属被覆層を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
半導体デバイスを形成するための方法であって、
埋込絶縁体面および活性層面を有する半導体オンインシュレータウエハの活性層内に無線周波数電界効果トランジスタを形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層面に第２のウエハを接合するステップと、
前記半導体デバイスのために、導電性材料を含むシールド層を形成するステップと、
前記半導体オンインシュレータウエハの基板の少なくとも一部分を除去するステップと、
前記基板の前記一部分を除去した後に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に無線周波数構成要素を形成し、前記無線周波数構成要素を含む回路に前記無線周波数電界効果トランジスタを結合するステップと、
前記無線周波数電界効果トランジスタ、前記無線周波数構成要素、および前記シールド層を単一化してダイにするステップとを含み、
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素の基板と、前記無線周波数電界効果トランジスタとの間に配置され、
前記シールド層が、金属を含み、孔サイズを有し、
前記孔サイズが、処理するのに前記無線周波数電界効果トランジスタが定格とする信号の波長の１０％以下に設定される、方法。
【請求項１５】
活性バイアス電圧生成器を含む第２の回路に前記シールド層を結合するステップをさらに含み、
前記活性バイアス電圧生成器が、前記無線周波数電界効果トランジスタに提供される大信号バイアス信号を追跡するバイアス電圧を前記シールド層に提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記シールド層が、前記無線周波数構成要素を形成する前に前記半導体オンインシュレータウエハの前記埋込絶縁体面上に堆積された金属層を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記無線周波数電界効果トランジスタが、埋込絶縁体層の掘削領域内に堆積された金属導体を介して前記回路に結合される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記シールド層が、前記半導体オンインシュレータウエハの前記活性層に前記第２のウエハを接合する前に前記第２のウエハ上に形成された金属層を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記シールド層がメッシュパターンを有する、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2017531307.tif 000014