專利名稱：高頻開關(guān)電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體襯底上形成的切換高頻信號(hào)的通過和切斷的高 頻開關(guān)電路裝置。
背景技術(shù)：
近年來，以手機(jī)和便攜式終端(PDA)為代表的移動(dòng)通信機(jī)器的技 術(shù)革新迅速地進(jìn)步，響應(yīng)機(jī)器的高功能化、小型輕量化的要求，而對(duì)半導(dǎo) 體集成電路的小型高集成化、低功耗化的研究正迅速地發(fā)展。
這里，在移動(dòng)通信機(jī)器內(nèi)，用于切換高頻信號(hào)的高頻開關(guān)電路是天線 電路的收發(fā)的切換等所使用的重要的電路。以往，作為用于切換高頻信號(hào) 的開關(guān)元件，大家知道，通常使用設(shè)置在砷化鎵(G a A s )襯底上的G aAs—FET，但是，隨著近年來的微細(xì)加工技術(shù)的進(jìn)步，也已將設(shè)置 在硅襯底上的S i—FET作為高頻信號(hào)用開關(guān)元件使用。與G a A s — FET比較，由于改變襯底本身價(jià)格便宜，并且在工藝上也已確立了批量 生產(chǎn)的技術(shù)，所以，S i—FET可以用低成本進(jìn)行制造。另外，在使用 砷化鎵襯底時(shí)，由于砷化鎵襯底價(jià)格高，所以，盡可能減小砷化鎵襯底的 芯片面積，而不要求高頻特性的器件或即使需要高頻特性也不要求高的頻 率特性的器件，通常則另外設(shè)置到改變襯底上。與此相反，在使用改變襯 底時(shí)，則可形成盡可能將移動(dòng)通信機(jī)器所需要的元件(有源元件和無源元 件)與高頻信號(hào)用開關(guān)元件集成到1個(gè)襯底上的集成電路裝置。
這時(shí)，與使用半絕緣性襯底的G a A s—F E T不同，使用具有導(dǎo)體 功能的改變襯底的S i—FET除了源極、漏極和柵極外，還需要用于固 定襯底定位的反向柵極(與襯底的溝道下方的勢(shì)阱區(qū)域相當(dāng))，是4端子元件。因此，在S i—FET中，高頻信號(hào)容易通過漏極一反向柵極間和 源極一反向柵極間的電容從漏極或源極向反向柵極泄漏。即， Si —
FET的透過損失大，開關(guān)元件的性能有可能變壞。為了避免這種情況， 以往進(jìn)行了降低高頻信號(hào)從S i —F E T的反向柵極發(fā)生的泄漏。
圖8是現(xiàn)有的高頻開關(guān)電路的一例，是特開平l 0 — 2 4 2 8 2 6號(hào) 公報(bào)中所述的高頻開關(guān)電路的電路圖。如圖所示，現(xiàn)有的高頻開關(guān)電路具 有設(shè)置在第1節(jié)點(diǎn)P 1—第2節(jié)點(diǎn)P 2間的相互串聯(lián)連接的第1和第2 晶體管(FET)201及202、設(shè)置在第1節(jié)點(diǎn)P 1—接地間的第3 晶體管(F E T ) 2 0 3 、設(shè)置在第2節(jié)點(diǎn)P 2 —接地間的第4晶體管(F ET) 2 0 4 、分別與各晶體管2 0 1 2 0 4的柵極連接的電阻2 0 5 2 0 8 、設(shè)置在第1和第2晶體管2 0 l及2 0 2的反向柵極(由圖 8所示的BG所示的節(jié)點(diǎn)) 一接地間的電阻2 0 9 、設(shè)置在晶體管2 0 3 的反向柵極一接地間的電阻2 1 0和設(shè)置在晶體管2 0 4的反向柵極一 接地間的電阻2 1 1 。并且，利用控制電壓V c和/V c切換與第1和第 2晶體管2 0 l及2 0 2間的節(jié)點(diǎn)連接的第3節(jié)點(diǎn)P 3與第1節(jié)點(diǎn)P 1 及第2節(jié)點(diǎn)P 2的連接關(guān)系。即，禾U用控制電壓V c控制第1和第4晶體 管2 0 1及2 0 4的導(dǎo)通及截止，利用控制電壓/ V c控制第2和第 3晶體管2 0 2及2 0 3的柵極電壓，通過使各晶體管進(jìn)行導(dǎo)通及截止動(dòng) 作，將信號(hào)的流通路徑切換為第1節(jié)點(diǎn)P 1—第3節(jié)點(diǎn)P 3間的路徑或第 2節(jié)點(diǎn)P 2 —第3節(jié)點(diǎn)P 3間的路徑。
在現(xiàn)有的高頻開關(guān)電路中，由于各電阻2 0 5 2 0 8分別設(shè)置在各 晶體管2 0 1 2 0 4的反向柵極一接地間，所以，可以降低漏極一反向 柵極間電容或源極一反向柵極間電容引起的高頻信號(hào)的透過損失。
發(fā)明 內(nèi)容
但是，在上述現(xiàn)有的高頻開關(guān)電路中，作為高頻開關(guān)電路，原理上可 以降低漏極一反向柵極間電容或源極一反向柵極間電容引起的高頻信號(hào) 的透過損失，但在具有高頻開關(guān)電路的集成電路裝置中，高頻開關(guān)電路的 高頻信號(hào)的透過損失大，從而有可能高頻開關(guān)的性能將變壞。其理由如下
將多個(gè)電路集成到1個(gè)硅襯底上時(shí)，為了防止各晶體管的寄生振蕩和將各電路間分離，必須將硅襯底接地。結(jié)果，在圖8所示的上述公報(bào)所述 的高頻信號(hào)用開關(guān)元件中，通過電阻而接地的反向柵極也利用通過硅襯底 的路徑而接地。因此，高頻信號(hào)從反向柵極通過硅襯底向地泄漏，結(jié)果， 透過損失增大。
本發(fā)明的目的在于，在包含高頻開關(guān)元件的高頻開關(guān)電路裝置中即使 與其他半導(dǎo)體電路一起集成到1個(gè)半導(dǎo)體襯底上時(shí)也可以降低高頻信號(hào) 的透過損失。
本發(fā)明的第1個(gè)高頻開關(guān)電路包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；
P溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和N型 勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；電壓供給節(jié)點(diǎn)，與所述N型勢(shì)阱連接，用 于向所述N型勢(shì)阱供給電壓信號(hào)；和高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述N 型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)之間，用于將在所述N型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn) 之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述源極的電極、所述漏極的電極以及 所述柵極的電極，與所述N型勢(shì)阱的電極分離。
這樣，通過P溝道FET的N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)間的電壓信號(hào)的高 頻成分在電路上被切斷。另外，即使電壓加到與反向柵極相當(dāng)?shù)腘型勢(shì)阱 上，在N型勢(shì)阱與P型襯底區(qū)域間，耗盡層也擴(kuò)大，所以，在半導(dǎo)體襯底 內(nèi)，P型襯底區(qū)域與N型勢(shì)阱間傳輸?shù)母哳l信號(hào)就被切斷。因此，即使將
該高頻開關(guān)電路與其他半導(dǎo)體電路一起集成到1個(gè)半導(dǎo)體襯底上，也可以 降低通過N型勢(shì)阱的信號(hào)的泄漏，從而可以降低高頻信號(hào)的透過損失。
通過還具有從側(cè)方包圍所述N型勢(shì)阱并從所述半導(dǎo)體襯底的表面向 下方延伸到比所述N型勢(shì)阱深的位置的絕緣分離層，可以更可靠地降低半
導(dǎo)體襯底的橫向的高頻信號(hào)的透過損失。
所述半導(dǎo)體襯底通過采用將所述N型勢(shì)阱設(shè)置在絕緣體層上而成的
SOI襯底，可以更可靠地降低半導(dǎo)體襯底的縱向的高頻信號(hào)的透過損失。 通過還具有設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與接地間的用于將在N型勢(shì)阱與接
地間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離單元，可以使作為 反向柵極的N型勢(shì)阱的電壓更穩(wěn)定，從而可以抑制高頻信號(hào)的透過損失。 本發(fā)明的第2個(gè)高頻開關(guān)電路裝置包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底 區(qū)域；N溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵蜂和P型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；阻擋層，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域 與所述P型勢(shì)阱之間，成為所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間的高頻
信號(hào)的傳輸?shù)恼系K；和高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地之 間，用于將在所述P型勢(shì)阱與接地之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述 源極的電極、所述漏極的電極以及所述柵極的電極，與所述P型勢(shì)阱的電 極分離。
這樣，在N溝道FET的P型勢(shì)阱與接地間通過的電壓信號(hào)的高頻成分 的電路上被切斷。另外，即使電壓加到與反向柵極相當(dāng)?shù)腜型勢(shì)阱上，由 于存在阻擋層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)P型襯底區(qū)域與P型勢(shì)阱間傳輸?shù)母哳l信 號(hào)也將被切斷。因此，即使將該高頻開關(guān)電路與其他半導(dǎo)體電路一起集成 到l個(gè)半導(dǎo)體襯底上，也可以降低通過P型勢(shì)阱的信號(hào)的泄漏，從而可以 降低高頻信號(hào)的透過損失。
所述阻擋層是設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱間的N型勢(shì) 阱，通過還具有與所述N型勢(shì)阱連接的用于向所述N型勢(shì)阱供給電壓的電 壓供給節(jié)點(diǎn)和設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)間的用于將在所述N
型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分的另一個(gè)高頻信號(hào) 分離單元，利用擴(kuò)展到P型勢(shì)阱一N型勢(shì)阱一P型襯底區(qū)域間的雙重的過
渡層，可以降低高頻信號(hào)的透過損失。
通過還具有從側(cè)方包圍所述P型勢(shì)阱并從所述半導(dǎo)體襯底的表面向 下方延伸到比所述P型勢(shì)阱深的位置的絕緣分離層，可以更可靠地降低半 導(dǎo)體襯底的橫向的高頻信號(hào)的透過損失。
所述半導(dǎo)體襯底通過采用將所述P型勢(shì)阱設(shè)置在絕緣體層上而成的 SOI襯底，可以更可靠地降低半導(dǎo)體襯底的縱向的高頻信號(hào)的透過損失。
通過還具有設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地間的用于將在P型勢(shì)阱與接 地間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離單元，可以使作為 反向柵極的P型勢(shì)阱的電壓更穩(wěn)定，從而可以抑制高頻信號(hào)的透過損失。
可以將所述高頻信號(hào)分離單元采用電感，特別是通過將電感采用在半 導(dǎo)體襯底上形成的螺旋狀的配線，容易將電感與FET —起集成到半導(dǎo)體襯 底上，從而可以用低成本提供小型化的集成電路裝置。
可以將所述高頻信號(hào)分離單元采用電阻，特別是通過將電阻采用在所述半導(dǎo)體襯底上形成的多晶硅膜，容易將電阻與FET —起集成到半導(dǎo)體襯 底上，從而可以用低成本提供小型化的集成電路裝置。
可以將所述高頻信號(hào)分離單元采用具有通過的信號(hào)的波長的1/4 的奇數(shù)倍的線路長度的分布常數(shù)線路，特別是通過將所述分布常數(shù)線路采
用在半導(dǎo)體襯底上形成的配線，容易將配線與FET —起集成到半導(dǎo)體襯底 上，從而可以用低成本提供小型化的集成電路裝置。
所述SOI襯底通過采用具有由氧化硅構(gòu)成的埋入絕緣層的硅襯底，使 用制造成本廉價(jià)的SOI襯底，可以抑制高頻開關(guān)電路裝置的成本提高。
也可以采用在藍(lán)寶石襯底上外延成長硅結(jié)晶層而形成所述SOI襯底。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的高頻開關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2 (a)和圖2 ( b)分別是本實(shí)施例的P溝道FET的俯視圖和 由II b — II b線所示的剖面的剖面圖。
圖3 ( a)和圖3 ( b)分別是實(shí)施例1的變形例的高頻開關(guān)電路裝
置的俯視圖和由mb—nib線所示的剖面的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的高頻幵關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5 ( a)和圖5 ( b)分別是實(shí)施例2的三重勢(shì)阱N溝道F E T的 俯視圖和由V b—V b線所示的剖面的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3的高頻開關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7 ( a)和圖7 ( b)分別是實(shí)施例3的N溝道F E T的俯視圖和 由VD b —VH b線所示的剖面的剖面圖。
圖S是現(xiàn)有的公報(bào)所述的高頻開關(guān)電路的電路圖。
圖9是表示將電阻設(shè)置到實(shí)施例1、實(shí)施例2的固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)
與接地間的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
圖中1 0 O—P型硅襯底；1 0 1—P溝道F E T; 1 0 2—電感； 1 0 6—電容器；1 1 l一控制電壓供給節(jié)點(diǎn)；1 1 2—固定用電壓供給
11節(jié)點(diǎn)；1 1 5—第1節(jié)點(diǎn)；1 1 6—第2節(jié)點(diǎn)；1 2 O—P型硅襯底接線; 1 2 l—溝槽分離絕緣層；1 2 2—N型勢(shì)阱層；1 2 3—柵極氧化膜；
1 2 4—柵極；1 2 5—源極層；1 2 6—漏極層；1 2 7—源極接線；
1 2 8—漏極接線；1 2 9—N型勢(shì)阱接線；1 3 l—埋入絕緣膜；1 4 0—P型硅襯底層；14 1一P型溝道FET; 14 2、 1 4 6—電感； 14 7、 14 8—電容器；1 5 l—控制電壓供給節(jié)點(diǎn)；1 5 2—固定用 電壓供給節(jié)點(diǎn)；15 5—第1節(jié)點(diǎn)；156—第2節(jié)點(diǎn)；1 6 0—P型硅 襯底接線；1 6 l—溝槽分離絕緣層；1 6 2—P型勢(shì)阱層；1 6 3—柵 極氧化膜；1 6 4—柵極電極；1 6 5—源極層； 1 6 6—漏極層；
1 6 7—源極接線；1 6 8—漏極接線；1 6 9—P型勢(shì)阱接線；1 7 1 —N型勢(shì)阱層；1 7 3—N型勢(shì)阱接線；1 7 5—P型硅層；1 7 6—埋 入絕緣膜。
具體實(shí)施例方式
下面，使用

本發(fā)明的實(shí)施例。 實(shí)施例1
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的高頻開關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路 圖。如圖所示，在本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝置中，配置了具有后面說明 的圖2 (b)所示的剖面結(jié)構(gòu)的作為開關(guān)元件的P溝道FET 1 0 1 (J FET，以下相同)，P溝道FET1 0 1具有設(shè)置在硅襯底上的源極、 漏極、柵極和與反向柵極相當(dāng)?shù)腘型勢(shì)阱。并且，P溝道FET 1 0 l的 柵極通過電感1 0 2與用于供給控制電壓V c的控制電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1
l連接，與反向柵極相當(dāng)?shù)腘型勢(shì)阱通過電感1 0 3與用于供給固定用電 壓V c c的固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接。另外，P溝道F E T 1 0 1 的源極通過電感l(wèi) 0 4與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接，通過電容器l
0 6與第1節(jié)點(diǎn)1 1 5連接。此外，P溝道FET 1 0 l的漏極通過 電感l(wèi) 0 5與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接，通過電容器l 0 7與第2 節(jié)點(diǎn)l 1 6連接。另外，硅襯底接地。
這里，上述各電感l(wèi) Q 2 1 0 5的結(jié)構(gòu)使得通過的信號(hào)的頻率的阻 抗與第l節(jié)點(diǎn)l 1 5和第2節(jié)點(diǎn)1 1 6相比十分大。另外，電容器 10 6禾n 1 0 7用于阻止直流成分從第1 、第2節(jié)點(diǎn)1 1 5 、 1 1 6向P溝 道F E T 1 0 1的流通。
按照該結(jié)構(gòu)，與P溝道FET 1 0 1的反向柵極相當(dāng)?shù)腘型勢(shì)阱和與 P型硅襯底的接地連結(jié)的P型襯底區(qū)域由電感1 0 3實(shí)現(xiàn)高頻區(qū)的分離， 也就是將信號(hào)的高頻成分分離。
圖1所示的P溝道F E T 1 0 1相當(dāng)于上述圖8所示的高頻開關(guān)電 路中的第1 第4晶體管2 0 1 2 0 4，第1 、第2節(jié)點(diǎn)1 1 5、 1
1 6相當(dāng)于各晶體管間的節(jié)點(diǎn)。在圖8所示的現(xiàn)有的電路中，根據(jù)需要也 可以考慮設(shè)置電容器。
下面，對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的高頻開關(guān)電路裝置說明其動(dòng)作。使從控制電壓 供給節(jié)點(diǎn)1 1 1供給的控制電壓V c為低電平時(shí)，P溝道F E T 1 0 1成 為導(dǎo)通狀態(tài)，在第l節(jié)點(diǎn)l 1 5和第2節(jié)點(diǎn)1 1 6之間通過電信號(hào)。另外， 使控制電壓V c為高電平時(shí)，P溝道F E T 1 0 1成為截止?fàn)顟B(tài)，切斷第 l節(jié)點(diǎn)l 1 5和第2節(jié)點(diǎn)1 1 6之間的電信號(hào)通過。因此，例如如果組合 進(jìn)配置了本實(shí)施例那樣的P溝道F E T 1 0 1的高頻開關(guān)電路裝置而構(gòu) 成圖8所示的高頻開關(guān)電路，便可得到適合于移動(dòng)通信機(jī)器的天線電路的 高頻開關(guān)電路。另外，可以將本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝置配置到用于切 換高頻信號(hào)的通/斷的各種設(shè)備中。
下面，參照?qǐng)D2 ( a )和圖2 (b)說明圖1所示的P溝道F E T 1 0 1的結(jié)構(gòu)的一例。圖2 (a )和圖2 (b )分別是本實(shí)施例的P溝道 FET的俯視圖和在圖2 (a)由II b—II b線所示的剖面的剖面圖。
如圖2 (a)和圖2 (b)所示，在P型硅襯底1 0 0的上部，形成 N型勢(shì)阱層l 2 2和包圍N型勢(shì)阱層1 2 2的側(cè)方的用于將N型勢(shì)阱層 1 2 2與P型硅襯底1 0 O的P型襯底區(qū)域(在P型硅襯底1 0 O中除了 N型勢(shì)阱層1 2 2的部分)絕緣分離的溝槽分離絕緣層12 1。并且，設(shè) 置了以下那樣的P溝道FET 1 0 l的各要素。在N型勢(shì)阱層1 2 2上， 設(shè)置了由氧化硅構(gòu)成的柵極氧化膜l 2 3，在柵極氧化膜l 2 3上，設(shè)置 了由多晶硅構(gòu)成的柵極l 2 4。另外，在N型勢(shì)阱層1 2 2內(nèi)的柵極1 2 4的側(cè)方，形成包含P型雜質(zhì)的源極層1 2 5和漏極層1 2 6。此外，形 成與源極層1 2 5連接的源極接線12 7、與漏極層1 2 6連接的漏極接線l 2 8、與N型勢(shì)阱層1 2 2連接的N型勢(shì)阱接線1 2 9和與P型硅襯 底l 0 0連接的P型硅襯底接線1 2 0。圖2表示設(shè)置了2個(gè)N型勢(shì)阱接 線l 2 9的結(jié)構(gòu)，但是，也可以是設(shè)置1個(gè)N型勢(shì)阱接線1 2 9的結(jié)構(gòu)。
并且，如圖2 ( b )所示，N型勢(shì)阱接線1 2 9通過電感1 0 3與固 定用電壓供給節(jié)點(diǎn)l12連接。
在圖2 (b)中雖然未示出，但是，柵極l 2 4通過圖1所示的電感 1 0 2與控制電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 l連接，源極接線l 2 7通過圖1所示的 電感l(wèi) Q 4與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接，通過圖l所示的電容器l
0 6與第1節(jié)點(diǎn)1 1 5連接，漏極接線1 2 8通過圖1所示的電感1 0 5 與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)l 1 2連接，通過圖l所示的電容器 1 0 7 與第2節(jié)點(diǎn)116連接。
另外，在圖2 (b)中雖然未示出，但是，在P型硅襯底1 0 0上， 可以形成上述各電感和電容器，電感和電容器也可以設(shè)置為分立的芯片電 感和芯片電容器。
在圖2 (a)和圖2 (b)所示的高頻開關(guān)電路裝置中，正的控制電 壓V c加到固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2上時(shí)，在P型硅襯底1 0 O的P型 襯底區(qū)域與N型勢(shì)阱層1 2 2 (反向柵極)間就加上反向偏壓，所以，在 兩者邊界形成的PN結(jié)的耗盡層擴(kuò)大，P型硅襯底l 0 O的P型襯底區(qū)域 與N型勢(shì)阱層1 2 2 (反向柵極)成為在縱向成絕緣分離的狀態(tài)。
下面，參照?qǐng)D1、圖2 ( a )和圖2 (b )說明本實(shí)施例的高頻開關(guān) 電路裝置的作用效果。
本發(fā)明實(shí)施例1的高頻開關(guān)電路裝置如圖1所示，在與P溝道F E T
1 0 1的反向柵極相當(dāng)?shù)腘型勢(shì)阱(N型勢(shì)阱層12 2)與固定用電壓供 給節(jié)點(diǎn)l 1 2之間，設(shè)置了電感l(wèi) 0 3，所以，在電路上就切斷了通過P 溝道FET101的N型勢(shì)阱與固定用電壓給節(jié)點(diǎn)112之間的信號(hào)(固 定用電壓Vc c)的高頻成分。另外，將FET采用P溝道FET，采用 在P型硅襯底1 0 0的P型襯底區(qū)域與相當(dāng)于反向柵極的N型勢(shì)阱層1
2 2之間形成對(duì)于固定用電壓成為反向偏壓的PN結(jié)(耗盡層)的結(jié)構(gòu)， 所以，在P型硅襯底1 0 0內(nèi)，就切斷了P型襯底區(qū)域與N型勢(shì)阱間的高 頻信號(hào)通過。因此，即使將該高頻開關(guān)電路與其他半導(dǎo)體電路一起集成到P型硅襯底l 0 0上，也可以降低通過反向柵極的信號(hào)的泄漏，從而可以 降低高頻信號(hào)的透過損失。
此外，N型勢(shì)阱層l 2 2和P型硅襯底1 0 O的P型襯底區(qū)域在橫向 由溝槽分離絕緣層1 2 1實(shí)現(xiàn)高頻分離。g卩，切斷了在P型硅襯底 1
0 o的橫向的高頻信號(hào)通過。因此，可以更可靠地降低在表面附近特別大
的高頻信號(hào)的透過損失。 實(shí)施例l的變形例.
下面，說明本發(fā)明的實(shí)施例l的變形例。本變形例的高頻開關(guān)電路裝 置的電路結(jié)構(gòu)和圖l所示的電路圖相同，所以，在本變形例中，省略了電
路結(jié)構(gòu)的圖示。圖3 ( a)和圖3 (b )分別是本變形例的高頻開關(guān)電路 裝置的俯視圖和在圖3 (a)中由IIIb—nib線所示的剖面的剖面圖。
如圖3 (a)和圖3 (b)所示，在本變形例中，在P型硅半導(dǎo)體襯 底l 0 0的表面之下一定深度的下方形成由氧化硅構(gòu)成的埋入絕緣膜 13 1。并且，在埋入絕緣膜1 3 1的上方，形成N型勢(shì)阱層1 2 2 、 P 型硅層l 3 3和包圍N型勢(shì)阱層1 2 2的側(cè)方的用于在橫向?qū)型勢(shì)阱 層1 2 2與P型硅層1 3 3絕緣分離的溝槽分離絕緣層12 1。在本變形 例中，P型硅襯底l 0 0中埋入絕緣膜1 3 1的下方的區(qū)域和P型硅層1 3 3成為P型襯底區(qū)域。
并且，設(shè)置了 P溝道F E T 1 0 1 a的柵極氧化膜12 3、柵電極
1 2 4 、源極層1 2 5 、漏極層1 2 6 、源極接線1 2 7 、漏極接線 1
2 8和N型勢(shì)阱接線1 2 9，這些都和上述圖2所示的實(shí)施例2相同。但 是，在本變形例中，硅襯底配線l 2 O與設(shè)置在埋入絕緣膜 1 3 1 的上方的P型硅層1 3 3連接。
另外，如圖3所示，N型勢(shì)阱接線l 2 9通過電感1 0 3與固定用電 壓供給節(jié)點(diǎn)l 1 2連接，這一點(diǎn)也和圖2所示的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同。
此外，在圖3中雖然未示出，但是，柵電極l 2 4通過圖1所示的電 感1 0 2與控制電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 1連接，源極接線1 2 7通過圖1所示 的電感l(wèi) 0 4與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接，通過圖l所示的電容器 1 0 6與第1節(jié)點(diǎn)1 1 5連接，漏極接線1 2 8通過圖1所示的電感1 0
155與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2連接，通過圖l所示的電容器1 0 7
與第2節(jié)點(diǎn)1 1 6連接，這些都和圖2所示的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同。
在圖3中雖然未示出，但是，在P型硅襯底1 0 0上，可以形成上述 各電感和電容器，電感和電容器也可以設(shè)置為分立的芯片電感和芯片電容 器。
如上所述，在本變形例的高頻開關(guān)電路裝置中，在相當(dāng)于P溝道FE T 1 0 1 a的反向柵極的N型勢(shì)阱l 2 2與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)1 1 2 之間設(shè)置了電感l(wèi) 0 3 ，所以，就切斷了通過P溝道F E T 1 0 1 a的N 型勢(shì)阱l 2 2 (反向柵極)與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)l 1 2之間的信號(hào)(固 定用電壓Vc c)的高頻成分。另外，由埋入絕緣膜l 3 1切斷P型硅層 1 3 3 (P型襯底區(qū)域)與相當(dāng)于反向柵極的N型勢(shì)阱層1 2 2之間的高 頻信號(hào)通過。因此，可以更可靠地發(fā)揮上述實(shí)施例1的效果。
這里，在實(shí)施例l及其變形例中，最好在1個(gè)P型硅襯底1 0 0上， 與P溝道F E T 1 0 1—起設(shè)置電感1 0 2 1 0 5 。這里，各電感 1 0 2 1 0 5可以由例如螺旋狀的導(dǎo)線構(gòu)成。通過將電感l(wèi) 0 2 1 0 5集成到硅半導(dǎo)體上，可以實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)電路裝置的小型化和低成本 化。
在以上的說明中，說明了設(shè)置電感作為切斷相當(dāng)于反向柵極的N型勢(shì) 阱與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)間的高頻信號(hào)通過的單元(高頻信號(hào)分離單元) 的例子，但是，設(shè)置由多晶硅構(gòu)成的電阻或具有通過的信號(hào)的波長的1 / 4的奇數(shù)倍的線路長度的配線等其他要素作為分離由該F E T處理的信
號(hào)中的高頻成分的單元，也可以發(fā)揮和實(shí)施例1或其變形例相同的效果。 此外，在實(shí)施例l的變形例中，作為SOI襯底，說明了利用埋入絕
緣膜l 3 1分離P型硅襯底1 0 0與相當(dāng)于反向柵極的N型勢(shì)阱層 1 2 2的情況，但是，當(dāng)然也可以使用在絕緣襯底上具有半導(dǎo)體層的 S 0 I襯底。例如，也可以使用在藍(lán)寶石襯底或尖晶石襯底上通過外延成長
硅單晶層而形成的襯底。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的高頻開關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路
16圖。如圖所示，在本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝置中，配置了具有后面說明
的圖5 ( b)所示的剖面結(jié)構(gòu)的作為開關(guān)元件的三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1 ，三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1具有設(shè)置在硅襯底上的源極、漏極、 柵極、相當(dāng)于反向柵極的P型勢(shì)阱和N型勢(shì)阱。并且，三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1的柵極通過電感1 4 2與用于供給控制電壓V c的控制電壓 供給節(jié)點(diǎn)l 5 l連接，相當(dāng)于反向柵極的P型勢(shì)阱通過電感 1 4 4接 地，N型勢(shì)阱通過電感l(wèi) 4 3與用于供給固定用電壓V c c的固定用電壓 供給節(jié)點(diǎn)1 5 2連接。另外，三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1的源極通過電 感145與地連接，通過電容器1 4 7與第1節(jié)點(diǎn)1 5 5連接。此外，三重 勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1的漏極通過電感146與地連接，通過電容器 1 4 8與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6連接。另外，硅襯底接地。
這里，上述各電感l(wèi) 4 2 1 4 6構(gòu)成為使通過的信號(hào)頻率阻抗與第 l節(jié)點(diǎn)l 5 5和第2節(jié)點(diǎn)1 5 6相比足夠大。另外，電容器l 47、 1 4 8用于阻止直流成分從第1 、第2節(jié)點(diǎn)1 5 5及1 5 6向三重勢(shì)阱N溝 道F E T 1 4 1的流通。
按照該結(jié)構(gòu)，與三重勢(shì)阱N溝道FET 1 4 1的反向柵極相當(dāng)?shù)腜型
勢(shì)阱與和P型硅襯底的接地連通的P型襯底區(qū)域由電感1 4 4實(shí)現(xiàn)高頻
的分離。即，切斷了通過信號(hào)的高頻成分。
圖4所示的三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1是與上述圖8所示的高頻
開關(guān)電路中的第1 第4晶體管2 0 1 2 0 4相當(dāng)?shù)木w管，第l 、第 2節(jié)點(diǎn)1 5 5、 15 6相當(dāng)于各晶體管間的節(jié)點(diǎn)。在圖8所示的現(xiàn)有的電
路中，根據(jù)需要也可以考慮設(shè)置電容器。
下面，對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的高頻開關(guān)電路裝置說明其動(dòng)作。使從控制電壓
供給節(jié)點(diǎn)i 5 1供給的控制電壓V c為高電平時(shí)，三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1成為導(dǎo)通狀態(tài)，在第1節(jié)點(diǎn)1 5 5與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6之間通過電信
號(hào)。另外，使控制電壓V c為低電平時(shí)，三重勢(shì)阱N溝道FET 1 4 1成為截止?fàn)顟B(tài)，切斷第1節(jié)點(diǎn)1 5 5與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6間電信號(hào)的通過。
例如，如果組合進(jìn)配置了本實(shí)施例的三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1的 高頻開關(guān)電路裝置，構(gòu)成圖8所示的高頻開關(guān)電路，就可以得到適合于移動(dòng)通信機(jī)器的天線電路的高頻開關(guān)電路。另外，可以將本實(shí)施例的高頻開 關(guān)電路裝置配置到用于切換高頻信號(hào)的通/斷的各種設(shè)備中。
下面，參照?qǐng)D5 (a)和圖5 (b )說明圖4所示的三重勢(shì)阱N溝道 F E T 1 4 1的結(jié)構(gòu)的一例。圖5 (a )和圖5 (b)分別是本實(shí)施例的 三重勢(shì)阱N溝道FET的俯視圖和在圖5 (a)中由Vb—Vb線所示的 剖面的剖面圖。
如圖5 (a)和圖5 (b)所示，在作為P型硅半導(dǎo)體的P型硅襯底 層l 4 0的上部，形成N型勢(shì)阱層1 7 1 、 P型勢(shì)阱層l 6 2和包圍N型 勢(shì)阱層1 7 1的側(cè)方的用于將N型勢(shì)阱層1 7 1與P型硅襯底1 4 0的 P型襯底區(qū)域絕緣分離的溝槽分離絕緣層l 6 1 。并且，設(shè)置了以下那樣 的三重勢(shì)阱N溝道FET 1 4 l的各要素。在P型勢(shì)阱層1 6 2上設(shè)置了 由氧化硅構(gòu)成的柵極氧化膜l 6 3，在柵極氧化膜l 6 2上設(shè)置了由多晶 硅構(gòu)成的柵極l 6 4 。另外，在P型勢(shì)阱層1 6 2內(nèi)的柵極 1 6 4的 側(cè)方形成包含N型雜質(zhì)的源極層1 6 5和漏極層1 6 6。此外，形成與源 極層1 6 5連接的源極接線16 7、與漏極層1 6 6連接的漏極接線1 6 8、與P型勢(shì)阱層1 6 2連接的P型勢(shì)阱接線1 6 9、與N型勢(shì)阱層1 7 1連接的N型勢(shì)阱接線1 7 3和與P型硅襯底1 4 O連接的P型硅襯底 接線1 7 0 。
并且，如圖5 (b)所示，P型勢(shì)阱接線l 6 9通過電感1 4 4接地， 源極接線l 6 7通過電感1 4 5接地，漏極接線l 6 8通過電感1 4 6接 地。在圖5 (b)中雖然未示出，但是，柵電極l 6 4通過圖4所示的電 感1 4 2與控制電壓供給節(jié)點(diǎn)1 5 1連接，源極接線1 6 7通過圖4所示 的電容器1 4 7與第1節(jié)點(diǎn)1 5 5連接，漏極接線1 6 S通過圖4所示的 電容器i 4 8與第2節(jié)點(diǎn)i 5 6連接。該第1 、第2節(jié)點(diǎn) 1 5 5及
1 5 6是設(shè)置在例如與相鄰的FET間的配線或用于與外部機(jī)器連接的
外部信號(hào)連接端子(輸出端子或輸入端子)。
另外，在圖5 (b)中雖然未示出，但是，在P型硅襯底1 4 0上， 可以形成上述各電感和電容器，電感和電容器也可以設(shè)置為分立的芯片電 感和芯片電容器。
在圖5 (a )和圖5 (b )所示的高頻開關(guān)電路裝置中，在正的控制電壓V C加到固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)l 5 2上時(shí)，在P型硅襯底1 4 O的P
型襯底區(qū)域與N型勢(shì)阱層1 7 l之間就加上反向偏壓，所以，在兩者的邊 界形成的PN結(jié)的耗盡層擴(kuò)大，于是，P型硅襯底l 4 0的P型襯底區(qū)域 與N型勢(shì)阱層1 7 l就在縱向分離。這時(shí)，在P型勢(shì)阱層1 6 2與N型勢(shì) 阱層l 7 1之間也加上反向偏壓，所以，兩者邊界的PN結(jié)的耗盡層擴(kuò)大， 從而P型勢(shì)阱層1 6 2與N型勢(shì)阱層1 7 l分離。
下面，參照?qǐng)D4 、圖5 (a )和圖5 (b )說明本實(shí)施例的高頻開關(guān) 電路裝置的作用效果。
本發(fā)明實(shí)施例2的高頻開關(guān)電路裝置如圖4所示，在相當(dāng)于三重勢(shì)阱 N溝道FET 1 4 1的反向柵極的P型勢(shì)阱(P型勢(shì)阱層l 6 2)與接地 之間設(shè)置了電感14 4,所以，通過三重勢(shì)阱N溝道F E T 1 4 1的P型
勢(shì)阱與接地間的信號(hào)的高頻成分在電路上就被切斷。另外，在P型硅襯底 1 4 0的P型襯底區(qū)域與P型勢(shì)阱層1 6 2之間設(shè)置N型勢(shì)阱層1 7 1 ， 使該N型勢(shì)阱層1 7 1起切斷P型硅襯底1 4 O的P型襯底區(qū)域與P型 勢(shì)阱層l 6 2之間的高頻信號(hào)的阻擋層的功能。g卩，采用在與N型勢(shì)阱層 1 7 1之間和成為反向柵極的P型勢(shì)阱層1 6 2與N型勢(shì)阱層1 7 l之 間形成對(duì)于固定用電壓成為反向偏壓的PN結(jié)(耗盡層)的結(jié)構(gòu)，所以， 利用該雙重的耗盡層，在P型硅襯底1 4 0內(nèi)切斷P型襯底區(qū)域與P型勢(shì) 阱層l 6 2之間的高頻信號(hào)通過。因此，即使將該高頻開關(guān)電路與其他半 導(dǎo)體電路一起集成到P型硅襯底1 0 0上，也可以降低通過反向柵極的信 號(hào)的泄漏，從而可以降低高頻信號(hào)的透過損失。
此外，N型勢(shì)阱層l 7 1與P型硅襯底1 4 O的P型襯底區(qū)域在橫向 由溝槽分離絕緣層l 6 l所分離。即，切斷P型硅襯底1 4 O的橫向的高 頻信號(hào)通過。因此，可以更可靠地降低在表面附近特別大的高頻信號(hào)的透 過損失。
這里，在實(shí)施例2中，最好將電感1 4 2 1 4 5與三重勢(shì)阱N溝道 FET 1 4 1—起設(shè)置在1個(gè)P型硅襯底1 4 0上。這里，各電感 1 4 2 1 4 5可以由例如螺旋狀的導(dǎo)線構(gòu)成。通過將電感l(wèi) 4 2 1 4 5集成到硅半導(dǎo)體上，可以實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)電路裝置的小型化和低成本 化。在以上的說明中，說明了設(shè)置電感作為切斷相當(dāng)于反向柵極的P型勢(shì) 阱與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)間的高頻信號(hào)通過的單元(高頻信號(hào)分離單元) 的例子，但是，設(shè)置由多晶硅構(gòu)成的電阻或具有通過的信號(hào)的波長的l / 4的奇數(shù)倍的線路長度的配線等其他要素作為分離由該F E T處理的信
號(hào)中的高頻成分的單元，也可以發(fā)揮和實(shí)施例2相同的效果。 實(shí)施例3
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3的高頻開關(guān)電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路
圖。如圖所示，在本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝置中，配置了具有后面說明 的圖7 ( b)所示的剖面結(jié)構(gòu)的作為開關(guān)元件的N溝道F E T 1 4 1 a ， N溝道FET 1 4 1 a具有設(shè)置在硅襯底上的源極、漏極、柵極和與反向 柵極相當(dāng)?shù)腜型勢(shì)阱。并且，N溝道FET1 4 1 a的柵極通過電感l(wèi) 4 2與用于供給控制電壓Vc的控制電壓供給節(jié)點(diǎn)l 5 l連接，與反向柵極 相當(dāng)?shù)腜型勢(shì)阱通過電感1 4 4接地。另夕卜，N溝道FET 1 4 1 a的源 極通過電感145與地連接，通過電容器l 4 7與第1節(jié)點(diǎn)1 5 5連接。此 外，N溝道FET 1 4 1 a的漏極通過電感146與地連接，通過電容器1 4 8與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6連接。另外，硅襯底接地。
這里，上述各電感14 2、 1 4 4 1 4 6構(gòu)成為使通過的信號(hào)的頻 率的阻抗與第l節(jié)點(diǎn)l 5 5和第2節(jié)點(diǎn)1 5 6相比足夠大。另外，電容器 1 4 7及1 4 8用于阻止直流成分從第1 、第2節(jié)點(diǎn)1 5 5及1 5 6向N 溝道F E T 1 4 1 a的流通。在本實(shí)施例中，P型硅襯底1 4 0中埋入絕 緣膜l 7 6之下的下方區(qū)域與P型硅層1 7 5成為P型襯底區(qū)域。
按照該結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于N溝道FET1 4 1 a的反向柵極的P型勢(shì)阱與 接地的P型硅層1 7 5由電感1 4 4實(shí)現(xiàn)高頻的分離。SP，切斷信號(hào)的高 頻成分通過。
圖6所示的N溝道F E T 1 4 1 a是相當(dāng)于上述圖8所示的高頻開 關(guān)電路中的第1 第4晶體管2 0 1 2 0 4的晶體管，第l、第2節(jié)點(diǎn) 1 5 5及1 5 6相當(dāng)于各晶體管間的節(jié)點(diǎn)。在圖8所示的現(xiàn)有的電路中，
根據(jù)需要也可以考慮設(shè)置電容器。 .
下面，對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的高頻開關(guān)電路裝置說明其動(dòng)作。使從控制電壓
20供給節(jié)點(diǎn)1 5 1供給的控制電壓V c為高電平時(shí)，N溝道F E T 1 4 1 a 成為導(dǎo)通狀態(tài)，在第1節(jié)點(diǎn)1 5 5與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6間通過電信號(hào)。另外， 使控制電壓Vc為低電平時(shí)，N溝道FET 1 4 1 a成為截止?fàn)顟B(tài)，切斷 第l節(jié)點(diǎn)l 5 5與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6間的電信號(hào)通過。
例如，如果組合配置了本實(shí)施例的N溝道FET 1 4 1 a的高頻開關(guān) 電路裝置，構(gòu)成圖8所示的高頻開關(guān)電路，就可以得到適合于移動(dòng)通信機(jī) 器的天線電路的高頻幵關(guān)電路。另外，可以將本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝 置配置到用于切換高頻信號(hào)的通/斷的各種設(shè)備中。
下面，參照?qǐng)D7 (a)和圖7 (b)說明圖6所示的N溝道F E T 1 4 1a的結(jié)構(gòu)的一例。圖7 (a)和圖7 (b )分別是本實(shí)施例的N溝道 FET的俯視圖和在圖7 (a)中由VHb—Wb線所示的剖面的剖面圖。
如圖7 (a)和圖7 (b)所示，在P型硅半導(dǎo)體襯底1 4 0的表面 之下一定深度的下方形成了由氧化硅構(gòu)成的埋入絕緣膜l 7 6。并且，在 埋入絕緣膜l 7 6的上方，形成了P型勢(shì)阱層1 6 2、 P型硅層 1 7 5和包圍P型勢(shì)阱層1 6 2的側(cè)方的用于將P型勢(shì)阱層1 6 2與P型 硅層l 7 5在橫向絕緣分離的溝槽分離絕緣膜1 6 1 。
并且，設(shè)置了以下那樣的N溝道F E T 1 4 1 a的各要素。在P型勢(shì) 阱層l 6 2上，設(shè)置了由氧化硅構(gòu)成的柵極氧化膜l 6 3，在柵極氧化膜 1 6 3上，設(shè)置了由多晶硅構(gòu)成的柵極l 6 4。另外，在P型勢(shì)阱層1 6 2內(nèi)的柵電極1 6 4的側(cè)方形成了包含N型雜質(zhì)的源極層1 6 5和漏極 層1 6 6 。此外，還形成了與源極層1 6 5連接的源極接線1 6 7 、與漏 極層l 6 6連接的漏極接線1 6 8、與P型勢(shì)阱層1 6 2連接的P型勢(shì)阱 接線l 6 9和與P型硅層1 7 5連接的P型硅襯底接線1 7 0 。
并且，如圖7 (b)所示，P型勢(shì)阱接線l 6 9通過電感1 4 4接地， 源極接線l 6 7通過電感1 4 5接地，漏極接線l 6 8通過電感1 4 6接 地，P型襯底區(qū)域l 7 5接地。在圖7 (b)雖然未示出，但是，柵電極 1 6 4通過圖6所示的電感1 4 2與控制電壓供給節(jié)點(diǎn)1 5 l連接，源極 接線l 6 7通過圖6所示的電容器1 4 7與第1節(jié)點(diǎn)1 5 5連接，漏極接 線1 6 8通過圖6所示的電容器1 4 8與第2節(jié)點(diǎn)1 5 6連接。第1 、第 2節(jié)點(diǎn)1 5 5及1 5 6是例如設(shè)置在與相鄰的F ET之間的配線或用于與外部機(jī)器連接的外部信號(hào)連接端子(輸出端子或輸入端子)。
另外，在圖7 (b)中雖然未示出，但是，在P型硅襯底1 4 0上， 可以形成上述各電感和電容器，電感和電容器也可以設(shè)置為分立的芯片電 感和芯片電容器。
下面，參照?qǐng)D7 ( a )和圖7 (b )說明本實(shí)施例的高頻開關(guān)電路裝 置的作用效果。
本發(fā)明實(shí)施例3的高頻開關(guān)電路裝置如圖6所示，在相當(dāng)于N溝道F ET 1 4 1 a的反向柵極的P型勢(shì)阱(P型勢(shì)阱層l 6 2)與接地之間設(shè) 置了電感l(wèi) 4 4，所以，通過N溝道FET 1 4 1 a的P型勢(shì)阱與接地之 間的信號(hào)的高頻成分就被切斷。另夕卜，在P型硅襯底1 4 0內(nèi)設(shè)置了埋入 絕緣膜l 7 6，使該埋入絕緣膜l 7 6前切斷P型硅襯底1 4 O的P型襯 底區(qū)域與P型勢(shì)阱層1 6 2之間的高頻信號(hào)的阻擋層的功能。g卩，在P型 硅襯底l 4 0內(nèi)，利用埋入絕緣膜l 7 6切斷在P型半導(dǎo)體襯底1 4 0與
P型勢(shì)阱(反向柵極)間的高頻信號(hào)的通過。因此，即使將該高頻開關(guān)電 路與其他半導(dǎo)體電路一起集成到P型硅襯底1 4 0上，也可以降低通過反
向柵極的信號(hào)的泄漏，從而可以降低高頻信號(hào)的透過損失。
這里，在實(shí)施例3中，最好將電感l(wèi) 4 2 1 4 5與N溝道FET 1
4 1 a—起設(shè)置在l個(gè)P型硅襯底l 4 0上。各電感l(wèi) 4 2 1 4 5可以
由例如螺旋狀的導(dǎo)線構(gòu)成。通過將電感l(wèi) 4 2 1 4 5集成到硅半導(dǎo)體
上，可以實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)電路裝置的小型化和低成本化。
在以上的說明中，說明了設(shè)置電感作為切斷相當(dāng)于反向柵極的P型勢(shì)
阱與固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)間的高頻信號(hào)的通過的單元(高頻信號(hào)分離單
元)的例子，但是，設(shè)置由多晶硅構(gòu)成的電阻或具有通過的信號(hào)的波長的 1 / 4的奇數(shù)倍的線路長度的配線等其他要素作為分離由該F E T處理
的信號(hào)中的高頻成分的單元，也可以發(fā)揮和實(shí)施例3相同的效果。
此外，在實(shí)施例3中，作為SOI襯底，說明了利用埋入絕緣膜 1 7 6分離P型硅襯底1 4 0與相當(dāng)于反向柵極的N型勢(shì)阱層1 6 2的
情況，但是，當(dāng)然也可以使用在絕緣襯底上具有半導(dǎo)體層的S 0 I襯底。
例如，也可以使用在藍(lán)寶石襯底或尖晶石襯底上通過外延成長硅單晶層而
形成的襯底。另外，如圖9所示，實(shí)施例1和實(shí)施例2的固定用電壓供給節(jié)點(diǎn)
112 (15 2)實(shí)際上大多通過電阻R 1與用于供給電源電壓V d d的 電源電壓供給節(jié)點(diǎn)l 9 0連接，這時(shí)，通過同時(shí)使電阻R2連接在固定用 電壓供給節(jié)點(diǎn)l 12 (15 2)與接地之間，可以使反向柵極的電壓更穩(wěn) 定，從而可以抑制高頻信號(hào)的透過損失。
在上述各實(shí)施例中，作為半導(dǎo)體襯底，使用了僅有硅層的半導(dǎo)體襯底， 但是，本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施例，也可以利用具有S i G e層或S i G e C層的半導(dǎo)體襯底。
如上所述，本發(fā)明的高頻開關(guān)電路裝置通過在F E T的反向柵極與電 壓供給節(jié)點(diǎn)或接地之間設(shè)置高頻信號(hào)分離單元而將硅襯底與F E T的反
向柵極高頻的分離，即使與其他半導(dǎo)體電路一起集成時(shí)，也可以降低通過 反向柵極的信號(hào)的泄漏，從而可以降低高頻信號(hào)的透過損失。
權(quán)利要求
1. 一種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；P溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和N型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；電壓供給節(jié)點(diǎn)，與所述N型勢(shì)阱連接，用于向所述N型勢(shì)阱供給電壓信號(hào)；和高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)之間，用于將在所述N型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述源極的電極、所述漏極的電極以及所述柵極的電極，與所述N型勢(shì)阱的電極分離，所述源極的電極與信號(hào)輸入端子連接，所述漏極的電極與信號(hào)輸出端子連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述半導(dǎo)體襯底是在絕緣層上設(shè)置所述N型勢(shì)阱而成的SOI襯底。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述SOI襯底是具有由氧化硅構(gòu)成的埋入絕緣層的硅襯底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述SOI襯底是在藍(lán)寶石襯底上外延成長硅結(jié)晶層構(gòu)成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)項(xiàng)所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征 在于-還具有設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與接地之間的用于將在N型勢(shì)阱與接地 間通過的信號(hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)項(xiàng)所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述高頻信號(hào)分離單元是電感。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述電感是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的螺旋狀的導(dǎo)線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)項(xiàng)所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征 在于-所述高頻信號(hào)分離單元是電阻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述電阻是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的多晶硅膜。
10. —種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；P溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和 N型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；電壓供給節(jié)點(diǎn)，與所述N型勢(shì)阱連接，用于向所述N型勢(shì)阱供給電 壓信號(hào)；高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)之間，用于 將在所述N型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離； 和絕緣分離層，從側(cè)方包圍所述N型勢(shì)阱并從所述半導(dǎo)體襯底的表面向 下方延伸到比所述N型勢(shì)阱深的位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于還具有設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與接地之間的用于將在N型勢(shì)阱與接地 間通過的信號(hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述高頻信號(hào)分離單元是電感。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于-所述電感是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的螺旋狀的導(dǎo)線。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述高頻信號(hào)分離單元是電阻。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述電阻是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的多晶硅膜。
16. —種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；P溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和 N型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；電壓供給節(jié)點(diǎn)，與所述N型勢(shì)阱連接，用于向所述N型勢(shì)阱供給電 壓信號(hào)；和高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)之間，用于 將在所述N型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述高頻信號(hào)分離單元是具有通過的信號(hào)的波長的1/4的奇數(shù)倍的 線路長度的分布常數(shù)線路。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述分布常數(shù)線路是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的配線。
18. —種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于包括.-半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；N溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和 P型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；阻擋層，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間，成為所述P 型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間的高頻信號(hào)的傳輸?shù)恼系K；和高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地之間，用于將在所述 P型勢(shì)阱與接地之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述源極的電極、所述漏極的電極以及所述柵極的電極，與所述P型 勢(shì)阱的電極分離，所述源極的電極與信號(hào)輸入端子連接，所述漏極的電極與信號(hào)輸出端 子連接。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述阻擋層是設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間的N型勢(shì)阱，還具有與所述N型勢(shì)阱連接的用于向所述N型勢(shì)阱供給電壓的電壓 供給節(jié)點(diǎn)，和設(shè)置在所述N型勢(shì)阱與電壓供給節(jié)點(diǎn)間的用于將在所述N型勢(shì)阱與所述電壓供給節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離 單元。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底是在絕緣層上設(shè)置所述P型勢(shì)阱而成的SOI襯底。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述SOI襯底是具有由氧化硅構(gòu)成的埋入絕緣層的硅襯底。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述SOI襯底是在藍(lán)寶石襯底上外延成長硅結(jié)晶層構(gòu)成的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 還具有設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地之間的用于將在P型勢(shì)阱與接地間通過的信號(hào)的高頻成分分離的另一個(gè)高頻信號(hào)分離單元。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18 23中任一權(quán)項(xiàng)所述的高頻開關(guān)電路裝置，其 特征在于-所述高頻信號(hào)分離單元是電感。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述電感是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的螺旋狀的導(dǎo)線。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18 23中任一權(quán)項(xiàng)所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于-所述高頻信號(hào)分離單元是電阻。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述電阻是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的多晶硅膜。
28. —種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；N溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和 P型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；阻擋層，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間，成為所述P 型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間的高頻信號(hào)的傳輸?shù)恼系K；高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地之間，用于將在所述 P型勢(shì)阱與接地之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；和絕緣分離層，從側(cè)方包圍所述P型勢(shì)阱并從所述半導(dǎo)體襯底的表面向 下方延伸到比所述P型勢(shì)阱深的位置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述高頻信號(hào)分離單元是電感。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 所述電感是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的螺旋狀的導(dǎo)線。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述高頻信號(hào)分離單元是電阻。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于所述電阻是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的多晶硅膜。
33. —種高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于 包括半導(dǎo)體襯底，具有P型襯底區(qū)域；N溝道型FET，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域，具有源極、漏極、柵極和 P型勢(shì)阱，具有高頻開關(guān)元件功能；和阻擋層，設(shè)置在所述P型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間，成為所述P 型襯底區(qū)域與所述P型勢(shì)阱之間的高頻信號(hào)的傳輸?shù)恼系K；高頻信號(hào)分離單元，設(shè)置在所述P型勢(shì)阱與接地之間，用于將在所述 P型勢(shì)阱與接地之間傳輸?shù)男盘?hào)的高頻成分分離；所述高頻信號(hào)分離單元是具有通過的信號(hào)的波長的1/4的奇數(shù)倍的 線路長度的分布常數(shù)線路。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的高頻開關(guān)電路裝置，其特征在于-所述分布常數(shù)線路是在所述半導(dǎo)體襯底上形成的配線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使與其他半導(dǎo)體電路一起集成到1個(gè)半導(dǎo)體襯底上時(shí)也可以降低高頻信號(hào)的透過損失的高頻開關(guān)電路裝置。該高頻開關(guān)電路裝置在P型硅襯底100上具有作為開關(guān)元件的FET101。FET101具有N型勢(shì)阱122、柵電極124、源極層125和漏極層126。與作為反向柵極的N型勢(shì)阱層122連接的N型勢(shì)阱接線129通過電感103與電壓供給節(jié)點(diǎn)112連接。由電感103切斷電壓供給節(jié)點(diǎn)與N型勢(shì)阱層間高頻信號(hào)的通過，由擴(kuò)展到N型勢(shì)阱與P型襯底區(qū)域間的耗盡層切斷縱向的高頻信號(hào)的通過。另外，由溝槽分離絕緣層121切斷橫向的高頻信號(hào)的通過。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK101447486SQ20081009484
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者中谷俊文, 今西郁夫, 伊藤順治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社