[發(fā)明專利]開關(guān)電路裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02106544.6
• 申請日: 2002-02-27
• 公開（公告）號: CN1372382A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平井利和;淺野哲郎
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)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(fā)明的詳細(xì)說明]

[發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及用于高頻開關(guān)用途的化合物半導(dǎo)體開關(guān)電路裝置，特別是將控制端點(diǎn)做成1個(gè)的化合物半導(dǎo)體開關(guān)電路裝置。

[現(xiàn)有的技術(shù)]

在移動(dòng)電話等移動(dòng)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(fā)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(guān)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(yīng)晶體管(以下稱FET)，與此相伴隨，將上述開關(guān)電路自身集成化了的單片微波集成電路(MMIC)的開發(fā)正在進(jìn)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(zhì)，形成N型溝道區(qū)2，配置與溝道區(qū)2的表面呈肖特基接觸的柵電極3，在柵電極3的兩側(cè)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(qū)2內(nèi)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(dǎo)體開關(guān)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(diǎn)IN連接，各FET1、FET2的柵經(jīng)電阻器R1、R2與第1和第2控制端點(diǎn)Ctl-1、Ctl-2連接，然后各FET的漏(或源)與第1和第2輸出端點(diǎn)OUT1、OUT2連接。施加了在第1和第2控制端點(diǎn)Ctl-1、Ctl-2上的信號為互補(bǔ)信號，施加H電平的信號的FET導(dǎo)通，將施加至輸入端點(diǎn)IN的信號傳遞至某一個(gè)輸出端點(diǎn)。配置電阻器R1、R2的目的是，防止高頻信號經(jīng)柵電極對成為交流接地的控制端點(diǎn)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(dǎo)體開關(guān)電路裝置集成化了的化合物半導(dǎo)體芯片的一例。

在GaAs襯底上，在中央部位配置了進(jìn)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(diǎn)IN，輸出端點(diǎn)OUT1、OUT2以及控制端點(diǎn)Ctl-1、Ctl-2對應(yīng)的焊接區(qū)設(shè)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(shí)同時(shí)形成的柵金屬層(Ti/Pt/Au)20，實(shí)線示出的第3層布線是進(jìn)行各元件的連接和焊接區(qū)的形成的焊接區(qū)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(qū)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(diǎn)點(diǎn)劃線圍起來的長方形區(qū)是在襯底11上形成的溝道區(qū)12。從左側(cè)伸出的梳齒狀第3層焊接區(qū)金屬層30是與輸出端點(diǎn)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(cè)伸出的梳齒狀第3層焊接區(qū)金屬層30是與公用輸入端點(diǎn)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?xùn)沤饘賹?0形成的柵電極17呈梳齒狀配置在溝道區(qū)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(shè)置了n溝道區(qū)12以及在其兩側(cè)形成源區(qū)18和漏區(qū)19的n+型高濃度區(qū)，在溝道區(qū)12上設(shè)置了柵電極17，在高濃度區(qū)上設(shè)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(shè)置了由第3層焊接區(qū)金屬層30形成的漏電極13和源電極15，并進(jìn)行各元件的布線等。

[發(fā)明所要解決的課題]

在上述的化合物半導(dǎo)體開關(guān)電路裝置中，因各FET1、FET2的柵經(jīng)電阻器R1、R2與第1和第2控制端點(diǎn)Ctl-1、Ctl-2連接，所以必須將互補(bǔ)信號即2個(gè)控制信號施加至第1和第2控制端點(diǎn)Ctl-1、Ctl-2上。因此，在組裝有化合物半導(dǎo)體開關(guān)電路裝置的集成電路中，必須有2個(gè)成為第1和第2控制端點(diǎn)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(diǎn)，雖然有借助于內(nèi)置倒相電路實(shí)現(xiàn)單控制端點(diǎn)化的方法，但存在必須有構(gòu)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。