[发明专利]开关电路装置

说明书

[发明的详细说明]

[发明的技术领域]

本发明涉及用于高频开关用途的化合物半导体开关电路装置，特别是将控制端点做成1个的化合物半导体开关电路装置。

[现有的技术]

在移动电话等移动体用通信装置中，使用GHz波段的微波的场合较多，在天线的切换电路、发送接收的切换电路等中，多使用用于切换这些高频信号的开关元件(例如特开平9-181642号)。作为这种元件，因处理的是高频，故多使用采用砷化镓(GaAs)的场效应晶体管(以下称FET)，与此相伴随，将上述开关电路自身集成化了的单片微波集成电路(MMIC)的开发正在进行。

图10(A)示出了GaAs MESFET的剖面图。在未掺杂的GaAs衬底1的表面部分掺入N型杂质，形成N型沟道区2，配置与沟道区2的表面呈肖特基接触的栅电极3，在栅电极3的两侧配置与GaAs表面呈欧姆接触的源、漏电极4、5。该晶体管依赖于栅电极3的电位在正下方的沟道区2内形成耗尽层，以此控制源电极4和漏电极5之间的沟道电流。

图10(B)示出了使用GaAs FET的称为SPDT(Single Pole DoubleThrought，单极双通)的化合物半导体开关电路装置的原理电路图。

第1和第2 FET1、FET2的源(或漏)与公用输入端点IN连接，各FET1、FET2的栅经电阻器R1、R2与第1和第2控制端点Ctl-1、Ctl-2连接，然后各FET的漏(或源)与第1和第2输出端点OUT1、OUT2连接。施加了在第1和第2控制端点Ctl-1、Ctl-2上的信号为互补信号，施加H电平的信号的FET导通，将施加至输入端点IN的信号传递至某一个输出端点。配置电阻器R1、R2的目的是，防止高频信号经栅电极对成为交流接地的控制端点Ctl-1、Ctl-2的直流电位漏泄。

图11示出了将图10所示化合物半导体开关电路装置集成化了的化合物半导体芯片的一例。

在GaAs衬底上，在中央部位配置了进行切换的FET1和FET2，电阻器R1、R2与各FET的栅电极连接。另外，与公用输入端点IN，输出端点OUT1、OUT2以及控制端点Ctl-1、Ctl-2对应的焊接区设置在衬底的周边。另外，虚线示出的第2层布线是在各FET的栅电极形成时同时形成的栅金属层(Ti/Pt/Au)20，实线示出的第3层布线是进行各元件的连接和焊接区的形成的焊接区金属层(Ti/Pt/Au)30。与第1层的衬底呈欧姆接触的欧姆金属层(AuGe/Ni/Au)10是用于形成各FET的源电极、栅电极和各电阻器的两端的取出电极的金属层，在图2中，因与焊接区金属层重叠，故未作图示。

在图12(A)中示出了将图10所示的FET1的部分放大了的平面图。在该图中，用单点点划线围起来的长方形区是在衬底11上形成的沟道区12。从左侧伸出的梳齿状第3层焊接区金属层30是与输出端点OUT1连接的源电极13(或漏电极)，其下有由第1层欧姆金属层10形成的源电极14(或漏电极)。另外，从右侧伸出的梳齿状第3层焊接区金属层30是与公用输入端点IN连接的漏电极15(或源电极)，其下有由第1层欧姆金属层10形成的漏电极16(或源电极)。该两电极配置成梳齿相互啮合的形状，在其间，由第2层栅金属层20形成的栅电极17呈梳齿状配置在沟道区12上。

在图12(B)中，示出了该FET的一部分的剖面图。在衬底11上设置了n沟道区12以及在其两侧形成源区18和漏区19的n+型高浓度区，在沟道区12上设置了栅电极17，在高浓度区上设置了由第1层欧姆金属层10形成的漏电极14和源电极16。如前所述，再在其上设置了由第3层焊接区金属层30形成的漏电极13和源电极15，并进行各元件的布线等。

[发明所要解决的课题]

在上述的化合物半导体开关电路装置中，因各FET1、FET2的栅经电阻器R1、R2与第1和第2控制端点Ctl-1、Ctl-2连接，所以必须将互补信号即2个控制信号施加至第1和第2控制端点Ctl-1、Ctl-2上。因此，在组装有化合物半导体开关电路装置的集成电路中，必须有2个成为第1和第2控制端点Ctl-1、Ctl-2的外部引线，这成了妨碍集成电路小型化封装的主要原因。为避免这一点，虽然有借助于内置倒相电路实现单控制端点化的方法，但存在必须有构成倒相电路的额外的FET，因而功耗以及封装尺寸增加的问题。