JPH0774185A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0774185A
JPH0774185A JP5216614A JP21661493A JPH0774185A JP H0774185 A JPH0774185 A JP H0774185A JP 5216614 A JP5216614 A JP 5216614A JP 21661493 A JP21661493 A JP 21661493A JP H0774185 A JPH0774185 A JP H0774185A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
input
electrodes
electrode
fets
Prior art date
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Pending
Application number
JP5216614A
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English (en)
Inventor
Kanji Ooka
幹治 大岡
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波特性に優れ、しかもチップ面積が縮小
された半導体装置を提供することである。 【構成】 外部信号により、1つの入/出力信号と2つ
の出/入力信号とをスイッチングする半導体装置におい
て、前記入/出力信号が入/出力される第1の共通電極
と、前記第1の共通電極に隣接し、前記2つの出/入力
信号がそれぞれ出/入力される第1及び第2の出/入力
電極と、前記第1及び第2の出/入力電極にそれぞれ隣
接した第2の共通電極と、前記第1の共通電極と前記第
1及び第2の出/入力電極との間に設けられた第1の制
御電極と、前記第2の共通電極と前記第1及び第2の出
/入力電極との間に設けられた第2の制御電極とを半導
体上に含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体上に集積された
半導体装置に関し、特に高周波スイッチとして使用され
る半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の高周波スイッチは、
例えばUHF帯〜2GHzの移動体通信におけるトラン
シーバのアンテナの切換えに使用されており、回路のス
イッチング素子である電界効果トランジスタは、1GH
z以上で低損失を確保する等の良好な高周波特性を得る
ため、またUHF帯での耐圧力を考慮してGaAs系の
MESFET(ゲート形成面に金属を接合させてそのシ
ョットキーバリアをゲート電極とするFET)を用いる
ことが多い。さらに、FETとしては、総ゲート幅の大
きいFETを用いた方がスイッチとしての耐電力性、耐
歪み性に優れているため、いわゆる櫛形ゲート構造のF
ETが主に用いられる。
【0003】図3は、この種の高周波スイッチの構成を
示す従来の回路図である。
【0004】この高周波スイッチは、前記したトランシ
ーバの内部にモノリシック集積回路として設けられるも
ので、入/出力端子1を有し、この入/出力端子には外
部端子2に接続されるアンテナ3からの高周波信号が供
給される。また、該入/出力端子1は例えばコイル4を
介して接地されているので、直流的にはグランド電位と
なっている。
【0005】さらに、入/出力端子1は、チップ内部側
に設けられたMESFET5,6の各ソースに接続さ
れ、そして、FET5のゲートが抵抗7を介してコント
ロール端子9に、FET6のゲートが抵抗8を介してコ
ントロール端子10にそれぞれ接続されている。一方、
FET5,6の各ドレインは、MESFET11,12
の各ドレインにそれぞれ接続され、そのFET11,1
2の各ゲートは、抵抗13,14を介してコントロール
端子10,9にそれぞれ接続されている。FET11,
12の各ソースは接地されている。
【0006】また、FET5,6の各ドレインは、入/
出力端子15,16を介してチップ外部に設けられた直
流分カット用のコンデンサ17,18にそれぞれ接続さ
れ、そしてコンデンサ17側には受信部(図示省略)
が、またコンデンサ18側には送信部(図示省略)がそ
れぞれ接続されている。
【0007】受信時には、コントロール端子9,10を
それぞれ“H”レベル及び“L”レベルに設定し、FE
T5,12はオン状態に、FET6,11はオフ状態に
する。その結果、アンテナ3からの高周波信号は、入/
出力端子1を介してFET5及びコンデンサ17を経て
受信部へ供給される。
【0008】これに対して送信時は、コントロール端子
9,10をそれぞれ“L”レベル及び“H”レベルに設
定し、FET5,12はオフ状態に、FET6,11は
オン状態にする。その結果、送信部からの高周波信号
は、コンデンサ18及びFET6を経て入/出力端子1
からアンテナ3へ送出される。
【0009】FET5,6,11,12は、オン状態の
ときには低抵抗に、オフ状態のときは高抵抗になる。そ
のうち、高周波信号の伝達経路に対して直列に挿入され
ているFET5,6(以下、直列FETという)はオン
状態のときに高周波信号を通過させ、オフ状態のときに
信号を反射する。但し、FETには通常ソース・ドレイ
ン間に寄生容量があるため、信号の周波数が高くなると
この寄生容量による結合で、ある程度信号が通過する。
【0010】周波数の高い信号に対しては並列に挿入さ
れているFET11,12(以下、並列FETという)
をオン状態とし、信号伝達経路の電位をほぼ接地電位と
することにより信号を反射させる。並列FET11,1
2がオフ状態であるときはほとんど信号に影響を及ぼさ
ない。
【0011】上記の高周波スイッチを同一基板上に集積
化(モノリシック集積回路)した場合は、個別のFET
で構成する場合に比べて、全体的な小型化、高周波特性
の向上を図ることができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この高
周波スイッチをモノリシック集積回路で構成する場合、
FET5,6,11,12と、抵抗7,8,13,14
と、FET間の配線とを別々に配置してレイアウト設計
を行っている。そのため、チップ面積が小さくならずコ
スト高になるという問題があった。特に、直列FETと
して櫛形ゲート構造のFETを用い、且つゲートの本数
を偶数とした場合は、その問題が顕著となる。
【0013】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、高周波特性に
優れ、しかもチップ面積が縮小された半導体装置を提供
することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の特徴は、外部信号により、1つの入/出力
信号と2つの出/入力信号とをスイッチングする半導体
装置において、前記入/出力信号が入/出力される第1
の共通電極と、前記第1の共通電極に隣接し、前記2つ
の出/入力信号がそれぞれ出/入力される第1及び第2
の出/入力電極と、前記第1及び第2の出/入力電極に
それぞれ隣接した第2の共通電極と、前記第1の共通電
極と前記第1及び第2の出/入力電極との間に設けられ
た第1の制御電極と、前記第2の共通電極と前記第1及
び第2の出/入力電極との間に設けられた第2の制御電
極とを半導体上に含むことにある。
【0015】
【作用】上述の如き構成によれば、半導体装置を構成す
る複数のFETにおいて電極(第1の共通電極と第1及
び第2の出/入力電極)を共用することができるため、
チップ面積を縮小することができ、しかもモノリシック
に半導体上で構成できるため高周波特性も優れている。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明を実施した高周波スイッチ(半
導体装置)のパターン配置図であり、上述した図3に示
す回路のパターン配置を示すものである。なお、図3と
共通の要素には同一の符号が付されている。
【0017】本実施例は、モノリシックに高周波スイッ
チを製造する際に1つのFETを以下の如く分割した構
造とすることにより、チップ面積を小さくしたことに特
徴がある。
【0018】この高周波スイッチには、半絶縁性のGa
As基板上にSiをイオン注入した活性層(図示省略)
が設けられており、その活性層上に次のように電極パタ
ーンを配置する。
【0019】図1において、チップの中央部には直列F
ET5,6の各ソース電極(第1の共通電極)21が3
本の櫛形に分割されて一体的に配置されている。その3
本の櫛形の中央部分が、直列FET5,6における両方
のソース電極21を共用すると共に、その上端部が入/
出力端子1を構成している。
【0020】さらに、チップの両サイドには、並列FE
T11,12の各ソース電極(第2の共通電極)22,
23が前記直列FET5,6のソース電極21と所定間
隔(前記ソース電極21の櫛形の間隔と同程度の寸法)
を置いてそれぞれ配置されている。この並列FET1
1,12の各ソース電極22,23はそれぞれ2本の櫛
形に分割され、その各2本の櫛形の外側の方が接地され
る。
【0021】このように配置された直列FET5,6と
並列FET11,12との各ソース電極21,22,2
3によって形成された同寸法の6個の間隔部分には、該
直列FET5,6及び並列FET11,12の各ドレイ
ン電極(第1及び第2の出/入力電極)24,25が配
置されている。すなわち、ドレイン電極24,25は、
それぞれ3本の櫛形に分割されて一体形成され、その幅
寸法は前記間隔部分より小さく設定されている。そのう
ち、ドレイン電極24の各櫛形部は、前記各ソース電極
21,22,23によって形成された同寸法の6個の間
隔部分のうちの左側の3個に配置され、右側3個にはド
レイン電極25の各櫛形部が配置されている。ここで、
ソース電極21,22,23とドレイン電極24,25
との間に形成される各隙間部分は、後述するゲート電極
が配置できる程度の同寸法に設定される。
【0022】その際、FET5のソース電極21とFE
T11のソース電極22との間に形成された間隔部分に
配置されるドレイン電極24の櫛形部は、FET5とF
ET11のドレイン電極を共用する。同様に、FET6
のソース電極21とFET12のソース電極23との間
に形成された間隔部分に配置されるドレイン電極25の
櫛形部は、FET6とFET12のドレイン電極を共用
する。そして、各々一体的に形成されるドレイン電極2
4,25の各上端部はそれぞれ入/出力端子15,16
を構成する。
【0023】なお、前記直列FET5,6及び並列FE
T11,12のソース電極21,22,23及びドレイ
ン電極24,25は、例えばAuGe/Au層からな
り、オーミックコンタクトがとられる。
【0024】以上のように配置された4個のFET5,
6,11,12におけるソース電極21,22,23と
ドレイン電極24,25との間に形成される前記各隙間
部分には、3本の櫛形に一体形成されたゲート電極(第
1及び第2の制御電極)26,27,28,29の櫛形
部がそれぞれ配置されている。ここで、ゲート電極2
6,27,28,29は、例えばTi/Al層から成
り、1個のFET当りのゲート幅が1.2mmであり、
かつ1本の櫛形部の長さは400μmに設定される。こ
れによって耐電力は20dBm程度になる。
【0025】そして、抵抗13,7,8,14が各ゲー
ト電極26〜29の下端部側にそれぞれ接続されて形成
されている。そのうちの抵抗13,8にはコントロール
端子10が、抵抗7,14にはコントロール端子9がそ
れぞれ接続され、これらコントロール端子9,10がチ
ップ下部に配置されている。
【0026】以上のように本実施例では、ソース電極2
1の櫛形部の中央部分が、直列FET5,6におけるソ
ース電極を共用し、ドレイン電極24の櫛形部の中央部
分ががFET5とFET11のドレイン電極を共用し、
且つドレイン電極25の櫛形部の中央部分はFET6と
FET12のドレイン電極を共用する。そのため、従来
のように、直列FET5,6と、並列FET11,12
と、抵抗7,8,13,14と、FET間の配線とを別
々に配置した場合に比べてチップ面積をかなり小さくす
ることができる。本実施例によるチップ面積は2.6m
2 程度になる。これにより、高周波特性に優れた低コ
ストの高周波スイッチが実現できる。
【0027】本発明の比較例として、本発明を適用せず
に、4個のFET5,6,11,12と、抵抗7,8,
13,14と、FET間の配線とを別々に配置してレイ
アウトを行った場合の高周波スイッチのパターン配置図
を図2に示す。
【0028】同図に示すように上記実施例で説明した電
極の共用部分がないので、ゲート幅を上記実施例と同様
にした場合、そのチップ面積は3.9mm2 程度とな
り、本実施例の約1.5倍にもなる。なお、説明を簡単
にするために上記実施例と共通の要素には同一の符号を
付して詳細な説明は省略する。
【0029】なお、本発明は図示の実施例に限定されず
種々の変形が可能であり、例えば各電極をさらに櫛形に
分割してもよく、その場合も、ゲート電極の櫛形部の本
数は奇数とする。また、並列FET11のソース電極2
2を接地したが、これを接地しなくともよい。
【0030】
【発明の効果】以上に説明したように、入/出力信号が
入/出力される第1の共通電極と、前記第1の共通電極
に隣接し、2つの出/入力信号がそれぞれ出/入力され
る第1及び第2の出/入力電極と、前記第1及び第2の
出/入力電極にそれぞれ隣接した第2の共通電極と、前
記第1の共通電極と前記第1及び第2の出/入力電極と
の間に設けられた第1の制御電極と、前記第2の共通電
極と前記第1及び第2の出/入力電極との間に設けられ
た第2の制御電極とを半導体上に含むようにしたので、
チップ面積を大幅に縮小でき、しかも良好な高周波特性
を確保することができる。これにより、例えば低コスト
で高周波特性に優れた高周波スイッチを実現することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した高周波スイッチのパターン配
置図である。
【図2】本発明の比較例を示す図である。
【図3】従来の高周波スイッチの構成を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1,15,16 端子 5,6 直列FET 9,10 コントロール端子 11,12 並列FET 21,22,23 ソース電極 24,25 ドレイン電極 26,27,28,29 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/693 A 9473−5J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部信号により、1つの入/出力信号と
    2つの出/入力信号とをスイッチングする半導体装置に
    おいて、 前記入/出力信号が入/出力される第1の共通電極と、 前記第1の共通電極に隣接し、前記2つの出/入力信号
    がそれぞれ出/入力される第1及び第2の出/入力電極
    と、 前記第1及び第2の出/入力電極にそれぞれ隣接した第
    2の共通電極と、 前記第1の共通電極と前記第1及び第2の出/入力電極
    との間に設けられた第1の制御電極と、 前記第2の共通電極と前記第1及び第2の出/入力電極
    との間に設けられた第2の制御電極とを半導体上に含む
    ことを特徴とする半導体装置。
JP5216614A 1993-08-31 1993-08-31 半導体装置 Pending JPH0774185A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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