[發明專利]開關電路裝置

無效

• 申請號: 02106544.6
• 申請日: 2002-02-27
• 公開（公告）號: CN1372382A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發明（設計）人: 平井利和;淺野哲郎
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H03K17/00
• 分類號: H03K17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,葉愷東

[發明的詳細說明]

[發明的技術領域]

本發明涉及用于高頻開關用途的化合物半導體開關電路裝置，特別是將控制端點做成1個的化合物半導體開關電路裝置。

[現有的技術]

在移動電話等移動體用通信裝置中，使用GHz波段的微波的場合較多，在天線的切換電路、發送接收的切換電路等中，多使用用于切換這些高頻信號的開關元件(例如特開平9-181642號)。作為這種元件，因處理的是高頻，故多使用采用砷化鎵(GaAs)的場效應晶體管(以下稱FET)，與此相伴隨，將上述開關電路自身集成化了的單片微波集成電路(MMIC)的開發正在進行。

圖10(A)示出了GaAs?MESFET的剖面圖。在未摻雜的GaAs襯底1的表面部分摻入N型雜質，形成N型溝道區2，配置與溝道區2的表面呈肖特基接觸的柵電極3，在柵電極3的兩側配置與GaAs表面呈歐姆接觸的源、漏電極4、5。該晶體管依賴于柵電極3的電位在正下方的溝道區2內形成耗盡層，以此控制源電極4和漏電極5之間的溝道電流。

圖10(B)示出了使用GaAs?FET的稱為SPDT(Single?Pole?DoubleThrought，單極雙通)的化合物半導體開關電路裝置的原理電路圖。

第1和第2?FET1、FET2的源(或漏)與公用輸入端點IN連接，各FET1、FET2的柵經電阻器R1、R2與第1和第2控制端點Ctl-1、Ctl-2連接，然后各FET的漏(或源)與第1和第2輸出端點OUT1、OUT2連接。施加了在第1和第2控制端點Ctl-1、Ctl-2上的信號為互補信號，施加H電平的信號的FET導通，將施加至輸入端點IN的信號傳遞至某一個輸出端點。配置電阻器R1、R2的目的是，防止高頻信號經柵電極對成為交流接地的控制端點Ctl-1、Ctl-2的直流電位漏泄。

圖11示出了將圖10所示化合物半導體開關電路裝置集成化了的化合物半導體芯片的一例。

在GaAs襯底上，在中央部位配置了進行切換的FET1和FET2，電阻器R1、R2與各FET的柵電極連接。另外，與公用輸入端點IN，輸出端點OUT1、OUT2以及控制端點Ctl-1、Ctl-2對應的焊接區設置在襯底的周邊。另外，虛線示出的第2層布線是在各FET的柵電極形成時同時形成的柵金屬層(Ti/Pt/Au)20，實線示出的第3層布線是進行各元件的連接和焊接區的形成的焊接區金屬層(Ti/Pt/Au)30。與第1層的襯底呈歐姆接觸的歐姆金屬層(AuGe/Ni/Au)10是用于形成各FET的源電極、柵電極和各電阻器的兩端的取出電極的金屬層，在圖2中，因與焊接區金屬層重疊，故未作圖示。

在圖12(A)中示出了將圖10所示的FET1的部分放大了的平面圖。在該圖中，用單點點劃線圍起來的長方形區是在襯底11上形成的溝道區12。從左側伸出的梳齒狀第3層焊接區金屬層30是與輸出端點OUT1連接的源電極13(或漏電極)，其下有由第1層歐姆金屬層10形成的源電極14(或漏電極)。另外，從右側伸出的梳齒狀第3層焊接區金屬層30是與公用輸入端點IN連接的漏電極15(或源電極)，其下有由第1層歐姆金屬層10形成的漏電極16(或源電極)。該兩電極配置成梳齒相互嚙合的形狀，在其間，由第2層柵金屬層20形成的柵電極17呈梳齒狀配置在溝道區12上。

在圖12(B)中，示出了該FET的一部分的剖面圖。在襯底11上設置了n溝道區12以及在其兩側形成源區18和漏區19的n+型高濃度區，在溝道區12上設置了柵電極17，在高濃度區上設置了由第1層歐姆金屬層10形成的漏電極14和源電極16。如前所述，再在其上設置了由第3層焊接區金屬層30形成的漏電極13和源電極15，并進行各元件的布線等。

[發明所要解決的課題]

在上述的化合物半導體開關電路裝置中，因各FET1、FET2的柵經電阻器R1、R2與第1和第2控制端點Ctl-1、Ctl-2連接，所以必須將互補信號即2個控制信號施加至第1和第2控制端點Ctl-1、Ctl-2上。因此，在組裝有化合物半導體開關電路裝置的集成電路中，必須有2個成為第1和第2控制端點Ctl-1、Ctl-2的外部引線，這成了妨礙集成電路小型化封裝的主要原因。為避免這一點，雖然有借助于內置倒相電路實現單控制端點化的方法，但存在必須有構成倒相電路的額外的FET，因而功耗以及封裝尺寸增加的問題。