JP2011015289A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アンテナスイッチのスイッチング用トランジスタにSOI MOSFETを用いながら、高調波歪を大幅に低減する。
【解決手段】アンテナスイッチの受信分路スルーMOSFETグループ13を構成するトランジスタ44〜48のドレイン−ゲート間の片方に静電容量素子54〜58を付加することにより、ソース−ゲート間とドレイン−ゲート間の電圧振幅が同じでなくなる。その結果、ソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存は、電圧の極性に対して非対称となる。この非対称性は、同様の非対称性を有する信号歪を発生させるので、それを基板容量の電圧依存による2次高調波と同等の振幅と逆の位相を持つように設定することにより、2次高調波歪を打ち消すことができ、2次高調波歪を低減することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、移動体通信機器などに用いられるアンテナスイッチの高調波歪の低減技術に関し、特に、SOI MOSFET(Silicon On Insulator Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を用いて構成したアンテナスイッチにおける2次高調波歪、および3次高調波歪の低減に有効な技術に関する。
一般に、携帯電話などに用いられる送受信切り替え用のアンテナスイッチは、スイッチング用トランジスタとしてHEMT(High Electron Mobility Transistor)などの化合物半導体FETが用いられているが、製造コストの低減などの要求に応えるために、該スイッチング用トランジスタとしてSOI MOSFETを用いることが知られている。
たとえば、SPDT(Single pole double throw)型のアンテナスイッチの場合には、送信分路スルーMOSFETグループ、送信分路シャントMOSFETグループ、受信分路スルーMOSFETグループ、および受信分路シャントMOSFETグループが設けられている。
送信分路スルーMOSFETグループは、送信端子とアンテナ端子との間に直列接続された複数のMOSFETからなり、各MOSFETのゲートには、抵抗の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
送信分路シャントMOSFETグループは、送信端子と基準電位VSSとの間に直列接続された複数のMOSFETからなり、各MOSFETのゲートには、抵抗の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
受信分路スルーMOSFETグループは、受信端子とアンテナ端子との間に直列接続された複数のMOSFETからなり、各MOSFETのゲートには、抵抗の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
受信分路シャントMOSFETグループは、受信端子と基準電位VSSとの間に直列接続された複数のMOSFETからなり、各MOSFETのゲートには、抵抗の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
これら送信分路スルーMOSFETグループ、送信分路シャントMOSFETグループ、受信分路スルーMOSFETグループ、および受信分路シャントMOSFETグループは、たとえば、5つのSOI nチャネルMOSFETを有する構成となっている。
また、送信分路スルーMOSFETグループ、および受信分路シャントMOSFETグループにそれぞれ接続されている抵抗の他方の接続には、直流電圧VTXがそれぞれ供給され、受信分路スルーMOSFETグループ、および送信分路シャントMOSFETグループにそれぞれ接続されている抵抗の他方の接続には、直流電圧VRXがそれぞれ供給される構成となっている。
そして、送信モードの場合は、直流電圧VTXが正電圧、直流電圧VRXが負電圧となり、送信分路スルーMOSFETグループと受信分路シャントMOSFETグループとがオン状態となり、受信分路スルーMOSFETグループと送信分路シャントMOSFETグループがオフ状態となる。
受信モードの場合は、直流電圧VTXが負電圧、直流電圧VRXが正電圧となり、送信分路スルーMOSFETグループ、および受信分路シャントMOSFETグループがオフ状態となり、受信分路スルーMOSFETグループ、ならびに送信分路シャントMOSFETグループがオン状態となる。
また、この種のSOI MOSFETを用いて構成されたアンテナスイッチとしては、たとえば、SOI層の支持基板として、シリコン(Si)基板ではなくサファイア基板を用いることにより、ソース−ドレイン拡散層に付随する基板容量を小さくし、2次高調波歪を低減するものが知られている(特許文献1参照)。
さらに、特許文献1では、ボディにその電位を制御するための電極を設け、ボディに負電位を印加してボディを完全空乏化することにより、ソース拡散層、およびドレイン拡散層とボディとの間の接合容量を小さくし、3次高調波歪を低減している。
特表2009−500868号公報
ところが、上記のようなSOI MOSFETを用いたアンテナスイッチによるスイッチング技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
アンテナスイッチ回路のスイッチング用トランジスタにSOI MOSFETを用いた場合には、化合物半導体FETを用いた場合と比較して、高調波歪が大きくなる問題がある。
図28は、本発明者が検討したSOI MOSFETを用いた場合と化合物半導体FETを用いた場合とにおける入力電力と発生した2次高調波歪電力との関係を示す説明図であり、図29は、本発明者が検討したSOI MOSFETを用いた場合と化合物半導体FETを用いた場合とにおける入力電力と発生した3次高調波歪電力との関係を示す説明図である。
図示するように、SOI MOSFETを用いた場合には、化合物半導体FETを用いた場合と比較して、発生した2次高調波歪は約10dB程度大きくなっており、3次高調波歪は約15dB程度大きくなっている。
SOI MOSFETを用いた場合の2次高調波歪の主要発生原因は、SOI MOSFETのソース−ドレイン拡散層とBOX酸化膜下Si基板との間の寄生容量(基板容量)に電圧依存性があることによる。
また、3次高調波歪の主要発生原因は、SOI MOSFETのソース拡散層、およびドレイン拡散層と、それらの間にあるボディ(ゲート直下の半導体層)との間の接合容量に電圧依存性があることによる。
化合物半導体FETの場合、半絶縁性基板上に形成されているため、上記の基板容量や接合容量がSOI MOSFETと比較して大幅に小さく、その結果高調波歪も小さい。
さらに、前述したように、特許文献1の技術によれば、スイッチング用トランジスタにSOI MOSFETを用いながらも、化合物半導体FETを用いた場合と同等程度まで、高調波歪を低減している。
しかしながら、サファイア上にSOI層を形成した基板(SOS基板:Silicon On Sapphire)は、SOI基板と比較して高価であり、製造コストの低減という要求に応えられないという問題がある。
また、ボディに負電位を給電する方法では、3次高調波は低減できるものの、2次高調波は低減できないという問題もある。
本発明の目的は、アンテナスイッチのスイッチング用トランジスタにSOI MOSFETを用いながら、高調波歪を大幅に低減することのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明は、少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、該アンテナスイッチは、アンテナ端子と送信端子との間に、接続された第1のトランジスタ群と、アンテナ端子と受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、第1の静電容量素子とを備え、第1〜第4のトランジスタ群は、1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、第1の静電容量素子は、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのゲート−ソース間、またはゲート−ドレイン間のいずれかに接続されているものである。
また、本発明は、前記第1の静電容量素子が、第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されているものである。
さらに、本発明は、少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、該アンテナスイッチは、アンテナ端子と送信端子との間に、接続された第1のトランジスタ群と、アンテナ端子と受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、第2の静電容量素子と、第3の静電容量素子とを備え、これら第1〜第4のトランジスタ群は、1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、第2の静電容量素子は、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのゲート−ソース間に接続され、第3の静電容量素子は、トランジスタのゲート−ドレイン間に接続され、第2の静電容量素子と第3の静電容量素子とは、異なる静電容量値よりなるものである。
また、本発明は、前記第2、および前記第3の静電容量素子が、第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されているものである。
さらに、本発明は、少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、該アンテナスイッチは、アンテナ端子と送信端子との間に、接続された第1のトランジスタ群と、アンテナ端子と受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、第4の静電容量素子とを備え、第1〜第4のトランジスタ群は、1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、第4の静電容量素子は、容量値が電圧依存性を有し、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのソース−ドレイン間に接続されているものである。
また、本発明は、前記第4の静電容量素子が、2つのMOS容量が接続された構成からなり、2つのMOS容量の接続部が、抵抗を介して基準電位、または電源電圧に接続されているものである。
さらに、本発明は、前記アンテナスイッチが、第5の静電容量素子を備え、該第5の静電容量素子は、一方の接続部が、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのゲートに接続され、他方の接続部が、第4の静電容量素子の2つのMOS容量の接続部のノードに接続されているものである。
また、本発明は、前記第4の静電容量素子が、第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されているものである。
さらに、本発明は、少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、該アンテナスイッチは、アンテナ端子と送信端子との間に接続された第1のトランジスタ群と、アンテナ端子と受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、第6の静電容量素子とを備え、第1〜第4のトランジスタ群は、1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、第6の静電容量素子は、一方の接続部が、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのソース、またはドレインのいずれかに接続され、他方の接続部が抵抗を介して基準電位に接続されているものである。
また、本発明は、前記アンテナスイッチが、第7の静電容量素子を備え、該第7の静電容量素子は、一方の接続部が、第1〜第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つのトランジスタのゲートに接続され、他方の接続部が、第6の静電容量素子と抵抗との接続ノードに接続されているものである。
さらに、本発明は、前記第6の静電容量素子が、第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されているものである。
また、本発明は、前記第5、第7の静電容量素子が、MOS容量よりなるものである。
さらに、本発明は、前記第1〜前記第7の静電容量素子が、SOI基板上に形成されているものである。
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
本発明は、前記第4の静電容量素子が、MOS容量よりなり、ゲート電極と、ゲート電極直下のゲート酸化膜と、シリコン基板とによって構成され、ゲート電極の周辺のシリコン基板領域を、ゲート電極の直下のシリコン基板領域よりも高不純物濃度としたものである。
また、本発明は、前記第4の静電容量素素子が、ゲート電極同士を電気的に接続して1つのゲート端子とし、各々のゲート電極周辺の高不純物濃度シリコン基板領域にそれぞれ1個の端子を設けたものである。
さらに、本発明は、前記第1〜前記第4のトランジスタ群を形成するトランジスタが、SOI基板上に形成されているものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
(1)SOI MOSFETを用いて構成されたアンテナスイッチにおける2次高調波歪、および2次高調波歪を大幅に低減することができる。
(2)上記(1)により、アンテナスイッチの製造コストを大幅に低減しながら高性能なアンテナスイッチを実現することができる。
本発明の実施の形態1による携帯電話機に設けられた送受信部における構成の一例を示すブロック図である。 図1の送受信部に設けられたアンテナスイッチの一例を示す回路図である。 図2のアンテナスイッチを構成する受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図3の受信分路スルーMOSFETグループにおけるレイアウトの一例を示す模式図である。 SOI MOSFETの基板容量の電圧依存を示す説明図である。 SOI MOSFETのソース−ドレイン間寄生容量における電圧依存を示す説明図である。 本発明の実施の形態2による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図7の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた2次高調波歪を低減する静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図である。 図8の静電容量素子における容量値の電圧依存を示す説明図である。 図8のa−b断面の一例を示す説明図である。 図8の静電容量素子におけるシンボル図である。 図7の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態3による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図13の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた2次高調波歪を低減する静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図である。 容量素子を付加しない場合のSOI MOSFETにおけるソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存を示す説明図である。 本発明の実施の形態4による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図16の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた3次高調波歪を低減する静電容量素子における容量値の電圧依存を示す説明図である。 図16の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図である。 図18のa−b断面を示す説明図である。 図18の静電容量素子におけるシンボル図である。 図16の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態5による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図22の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態6による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図24の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態7による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図である。 図26の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。 本発明者が検討したSOI MOSFETを用いて構成したアンテナスイッチと化合物半導体FETを用いて構成したアンテナスイッチとの2次高調波歪特性の説明図である。 本発明者が検討したSOI MOSFETを用いて構成したアンテナスイッチと化合物半導体FETを用いて構成したアンテナスイッチとの3次高調波歪特性の説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による携帯電話機に設けられた送受信部における構成の一例を示すブロック図、図2は、図1の送受信部に設けられたアンテナスイッチの一例を示す回路図、図3は、図2のアンテナスイッチを構成する受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図4は、図3の受信分路スルーMOSFETグループにおけるレイアウトの一例を示す模式図、図5は、SOI MOSFETの基板容量の電圧依存を示す説明図、図6は、SOI MOSFETのソース−ドレイン間寄生容量における電圧依存を示す説明図である。
本実施の形態1において、たとえば、携帯電話などに用いられる送受信部1は、図1に示すように、インタフェイス部2、ベースバンド部3、RF集積回路部4、電力増幅器5、低雑音増幅器6、制御部7、アンテナスイッチ8、およびアンテナ9などが設けられている。
インタフェイス部2は、送受信部1の後段に設けられた回路とのインタフェイスである。ベースバンド部3は、送信データをI信号やQ信号に変換したり、コントロール信号を出力し、RF集積回路部の制御などを行う。RF集積回路部4は、受信信号の復調や、送信信号の変調をそれぞれ行う。
電力増幅器5は、RF集積回路部4から出力された送信信号を増幅し、低雑音増幅器6は、アンテナ9が受信した受信信号を増幅する。制御部7は、ベースバンド部3、RF集積回路部4,ならびにアンテナスイッチ8の制御を司る。
アンテナスイッチ8は、制御部7からの制御信号に基づいて送受信する信号の切り替えを行う。このアンテナスイッチ8は、アンテナ端子ANT、送信端子TX、および受信端子RXを備えたSPDT型からなる。アンテナ9は、信号電波の送受信を行う。
アンテナスイッチ8は、図2に示すように、送信分路シャントMOSFETグループ10、送信分路スルーMOSFETグループ11、受信分路シャントMOSFETグループ12、および受信分路スルーMOSFETグループ13から構成されている。
送信分路シャントMOSFETグループ10は、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ14〜18、ならびに抵抗19〜23から構成されており、送信分路スルーMOSFETグループ11は、nチャネルMOSFETからなるトランジスタ24〜28、および抵抗29〜33から構成されている。また、受信分路シャントMOSFETグループ12は、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ34〜38、および抵抗39〜43から構成されている。
送信分路シャントMOSFETグループ10において、トランジスタ14〜18は、送信端子TXと基準電位VSSとの間に直列接続されており、個々のトランジスタ14〜18のゲートには、抵抗19〜23の一方の接続部がそれぞれ接続されている。そして、抵抗19〜23の他方に接続部には、制御部7から出力される受信用の制御信号が印加される制御端子VRXが接続されている。
送信分路スルーMOSFETグループ11において、トランジスタ24〜28は、送信端子TXとアンテナ端子ANTとの間に直列接続されており、各々のトランジスタ24〜28のゲートには、抵抗29〜33の一方の接続部がそれぞれ接続されている。これら抵抗29〜33の他方に接続部には、制御部7から出力される送信用の制御信号が印加される制御端子VTXが接続されている。
また、受信分路シャントMOSFETグループ12において、トランジスタ34〜38は、受信端子RXと基準電位VSSとの間に直列接続されており、各のトランジスタ34〜38のゲートには、抵抗39〜43の一方の接続部がそれぞれ接続されている。これら抵抗39〜43の他方に接続部には、制御部7から出力される送信用の制御信号が印加される制御端子VTXが接続されている。
また、トランジスタ14〜18によって第3のトランジスタ群が構成されており、トランジスタ24〜28によって第1のトランジスタ群が構成されており、トランジスタ34〜38によって第4のトランジスタ群が構成されている。
図3は、受信分路スルーMOSFETグループ13の一例を示す回路図である。
受信分路スルーMOSFETグループ13は、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53、および静電容量素子54〜58から構成されている。
そして、トランジスタ44〜48により、第2のトランジスタ群が構成されており、静電容量素子54〜58が第1の静電容量素子となる。
トランジスタ44〜48は、受信端子RXとアンテナ端子ANTとの間に直列接続されており、各々のトランジスタ44〜48のゲートには、抵抗49〜53の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
抵抗49〜53の他方に接続部には、制御部7から出力される受信用の制御信号が印加される制御端子VRXが接続されている。また、静電容量素子54〜58の一方の接続部には、トランジスタ44〜48のゲートがそれぞれ接続されており、該静電容量素子54〜58の他方の接続部には、トランジスタ44〜48の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
アンテナスイッチ8において、アンテナ端子ANTと送信端子TXとの間が送信分路となっており、アンテナ端子ANTと受信端子RXとの間が受信分路となっている。
送信モードの場合には、制御端子VTXの制御信号が正電圧となり、送信分路スルーMOSFETグループ11のトランジスタ24〜28と受信分路シャントMOSFETグループ12のトランジスタ34〜38がそれぞれオン状態となる。
また、制御端子VRXの制御信号は負電圧となり、受信分路スルーMOSFETグループ13のトランジスタ44〜48と送信分路シャントMOSFETグループ10のトランジスタ14〜18がそれぞれオフ状態となる。
受信モードの場合は、制御端子VTXが負電圧となり、送信分路スルーMOSFETグループ11のトランジスタ24〜28と受信分路シャントMOSFETグループ12のトランジスタ34〜38がそれぞれオフ状態となる。
また、制御端子VRXは正電圧となり、受信分路スルーMOSFETグループ13のトランジスタ44〜48と送信分路シャントMOSFETグループ10のトランジスタ14〜18がそれぞれオン状態となる。
ここで、静電容量素子54〜58は、2次高調波を補償するために付加した素子であり、たとえば、2層の配線層とその間の層間膜よりなる容量素子(MIM(Metal-Insulator-Metal)容量)から構成されている。
図4は、図2の受信分路スルーMOSFETグループ13のレイアウトの一例を示す説明図である。
図4の上方の左から右にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、抵抗49〜53の下方には、静電容量素子54〜58がそれぞれレイアウトされている。そして、静電容量素子54〜58の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウト(図中、点線で囲まれている領域)されている。
点線で囲まれたトランジスタ44のレイアウト領域において、左側には、ドレイン配線59が形成されており、その右側には、ゲート配線60が形成されている。また、点線で囲まれたトランジスタ44のレイアウト領域の左側には、該トランジスタ44のソース配線61が形成されている。このソース配線61は、隣接するトランジスタ50のドレイン配線と共通化された共通配線となっている。
トランジスタ44は、複数の分枝のMOSFETのトランジスタが並列に配置されて構成からなり、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線59により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線61により接続されている。
ソース配線61は、前述したように、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線60により接続され、抵抗49〜53を介して他のトランジスタ45〜48のゲート配線と束ねられて共通化されている。静電容量素子54には、ドレイン配線59とゲート配線60とがそれぞれ接続されている。
静電容量素子54〜58の容量値は、該容量値に起因するソース−ドレイン間寄生容量の正負非対称電圧依存により生じる信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定する。静電容量素子54〜58は、以下で述べる他の実施の形態と異なり、必ずしも容量値の電圧依存性は必要としない。
この場合、静電容量素子54〜58が設けられていない場合と比較して、アンテナスイッチ8の3次高調波、損失、およびアイソレーションといった2次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪を約10dB程度低減することができる。
次に、静電容量素子54〜58が、トランジスタ44〜48における寄生容量の、電圧依存の影響を補償できる理由について述べる。
2次高調波歪の主要原因は、SOI MOSFETからなるトランジスタのソース/ドレイン拡散層とBOX酸化膜下シリコン基板との間の寄生容量(基板容量)の電圧依存にある。
通常、シリコン基板は、基準電位VSSに接続され、アンテナスイッチ8の高周波信号は、基準電位VSSと同じ0Vを中心とした振幅を有する。その場合、基板容量には0Vを中心とした電圧振幅が印加される。
基板容量は、BOX酸化膜下のシリコン基板での空乏層の広がりが印加電圧の極性により異なるため、印加電圧の極性に対して非対称に変化する。基板を0Vとし、ソースもしくはドレインに電圧を印加した場合、基板容量は、図5に示すように、シリコン基板がn型の場合には電圧の増加と共に増加し、p型の場合には電圧の増加と共に減少する電圧依存を有する。
デバイスの寄生容量の電圧変動は、同様の非対称性を有する信号歪を発生させる。従って、上記基板容量の電圧依存により、アンテナスイッチ8の高周波信号に電圧振幅の極性に対して非対称な高調波歪、すなわち偶数次の高調波歪が発生する。2次高調波歪はその中で最も大きい歪要素である。
この2次高調波歪と逆の位相とほぼ同じ振幅を有する2次高調波を発生させる機構をアンテナスイッチ8に設けると、もともとの2次高調波歪が打ち消されるため、2次高調波の絶対値を低減することができる。そのため、図3に示したように、静電容量素子54〜58を設けることにより、ソース−ドレイン間の寄生容量の電圧依存が、電圧の極性により非対称になる。
その理由を以下に説明する。
図6は、ソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存の、その静電容量素子の有無による違いを示した説明図である。ソース−ドレイン間の寄生容量は、ソース−ゲート間寄生容量とソース−ボディ間寄生容量の並列接続と、ドレイン−ゲート間寄生容量とドレイン−ボディ間寄生容量の並列接続を直列に接続した構成となっている。
それら4種類の寄生容量には電圧依存があり、ソース−ゲート間とドレイン−ゲート間の電圧振幅が同じ場合には、ソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存は、電圧の極性に対して対称となる。
一方、ソース−ゲート間またはドレイン−ゲート間の片方への容量素子の付加により、ソース−ゲート間とドレイン−ゲート間の電圧振幅が同じでなくなる。その結果、ソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存は、電圧の極性に対して非対称となる。
この非対称性は、同様の非対称性を有する信号歪を発生させるので、それを基板容量の電圧依存による2次高調波と同等の振幅と逆の位相を持つように設定することにより、2次高調波歪を打ち消すことができる。
振幅の最適化は付加する容量値の調整により行い、位相の最適化は容量素子を接続する位置をソース−ゲート間にするかドレイン−ゲート間にするかにより行う。ソース−ゲート間とドレイン−ゲート間に異なる値の容量素子を付加することによっても、上記と同様な理由により、2次高調波歪を低減することができる。
それにより、本実施の形態1によれば、静電容量素子54〜58を付加することにより、SOI MOSFETを用いて構成されたアンテナスイッチ8における2次高調波を大幅に低減することができる。
また、静電容量素子54〜58を付加するだけなので、製造コストやチップサイズなどをほとんど増加させることがなく、安価で高性能なアンテナスイッチ8を実現することができる。
なお、静電容量素子から信号歪を発生させるために、送信状態においてドレインとゲート間の電圧が変動する必要があるために、本実施の形態1では、2次高調波を補償する静電容量素子54〜58を高調波歪が問題となる送信モードにおいてオフ状態となるトランジスタ44〜48に付加したが、これら静電容量素子54〜58は、送信分路シャントMOSFETグループ10のトランジスタ14〜18に付加する構成としても良好な効果を得ることができる。
但し、静電容量素子54〜58の容量値が、トランジスタ14〜18の寄生容量と比較して十分小さくないと2次高調波歪以外のスイッチ回路の特性を劣化させる可能性があるため、通常、よりゲート幅の大きい受信分路スルーMOSFETグループ13に付加する方が好ましい。この、容量素子を付加するMOSFETグループの選択に関しては、本実施の形態1のみならず、以下の全ての実施の形態において当てはまる。
また、本実施の形態1では、トランジスタ44〜48のゲート−ドレイン間に静電容量素子54〜58をそれぞれ設けた構成としたが、たとえば、トランジスタ44〜48のゲート−ドレイン間とゲートソース間とに静電容量が異なる静電容量素子(第2の静電容量素子、第3の静電容量素子)をそれぞれ設ける構成としても2次高調波を大幅に低減することができる。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図8は、図7の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた2次高調波歪を低減する静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図、図9は、図8の静電容量素子における容量値の電圧依存を示す説明図、図10は、図8のa−b断面の一例を示す説明図、図11は、図8の静電容量素子におけるシンボル図、図12は、図7の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。
本実施の形態2においては、アンテナスイッチ8の、所望の回路動作モードにおいてオフとなるトランジスタのソース−ドレイン間への、電圧の極性に対して非対称な電圧依存性を有する静電容量素子を付加する技術について説明する。
この非対称性は、同様の非対称性を有する信号歪を発生させるので、それを基板容量の電圧依存による2次高調波と同等の振幅と逆の位相を持つように設定することにより、2次高調波歪を打ち消すことができる。振幅の最適化は付加する容量値とその電圧依存性の調整により行い、位相の最適化は極性を有する容量素子のソース−ドレイン間への挿入の向きの選択により行う。
この場合、アンテナスイッチ8は、前記実施の形態1の図2と同様に、送信分路シャントMOSFETグループ10、送信分路スルーMOSFETグループ11、受信分路シャントMOSFETグループ12、および受信分路スルーMOSFETグループ13から構成されている。
この場合、受信分路スルーMOSFETグループ13の回路構成が、前記実施の形態1と異なる点である。受信分路スルーMOSFETグループ13は、図7に示すように、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53、および静電容量素子62〜66から構成されている。これら静電容量素子62〜66によって第4の静電容量素子が構成されている。
トランジスタ44〜48と抵抗49〜53との接続は、図3と同様である。また、トランジスタ44〜48のソース−ドレイン間には、所望の電圧依存性を有する補償用の静電容量素子62〜66がそれぞれされている。
図8は、静電容量素子62(〜66)の平面構造の一例を示した説明図である。
静電容量素子62(〜66)は、たとえば、図8に示したMOS型静電容量素子3分枝が並列に配置された構成からなる。
図8の左側には、トランジスタのソースに相当する端子Aが形成されている。この端子Aは、図8の上方から下方にかけて櫛形に形成されたソース配線67に接続されている。櫛形に形成されたソース配線67の間には、ゲート電極68がそれぞれ形成されている。これらゲート電極68は、左右両側に形成されているゲート配線69に接続され、端子Bに共通接続されている。
MOS型静電容量からなる静電容量素子62(〜66)では、前述した端子Aと端子Bとの間に電圧を印加することにより、ゲート酸化膜下の空乏層の厚さが変化するため、容量値に電圧依存が発生する。
端子Aを0Vとして端子Bの電圧を変化させた場合の、端子間電圧Vbaと容量値との関係を図9に示す。
ソース/ドレインとボディ(低不純物濃度シリコン層)に添加された不純物がn型の場合で、端子Bに負電圧を印加した場合には、ゲート酸化膜下の空乏層幅が広がるため、容量は減少する。
端子Bに正電圧を印加しその値を増加させていった場合は、ゲート酸化膜下の空乏層は消滅し電子の蓄積層が形成されていくため、容量値は微増した後ほぼ一定となる。ソース/ドレインとボディに添加された不純物がp型の場合は不純物がn型の場合と比較して0Vを中心に反転させた依存性となる。いずれの場合も電圧の極性に対して非対称な電圧依存となる。
また、この電圧依存の大きさは、ゲート酸化膜下のボディの不純物濃度を調整することにより、変化させることができる。従って、静電容量素子の不純物濃度とゲート幅を調整してその容量値の電圧変化量を最適化し、また、静電容量素子を接続する位置と極性を最適化することにより、基板容量の電圧依存による2次高調波歪を打ち消す効果を持たせることができる。最適化より容量値の絶対値は比較的小さくできるため、本容量素子の付加によって、偶数次高調波歪以外の特性には大きな影響を及ぼすことはない。
図10は、図8のa−b断面の一例を示す説明図である。
静電容量素子62(〜66)は、たとえば、MOS型容量から構成されている。高抵抗シリコン基板70の上部には、シリコン酸化膜(BOX酸化膜)71が形成されている。このシリコン酸化膜71の上部の左側、および右側には、トランジスタのソース/ドレインと類似の高不純物濃度シリコン層72,73がそれぞれ形成されている。
シリコン酸化膜71の上部において、高不純物濃度シリコン層72,73に挟まれるように低不純物濃度シリコン層(ボディ)74が形成されている。低不純物濃度シリコン層74の上部には、シリコン酸化膜(ゲート酸化膜)75を介してゲートとなる高不純物濃度多結晶シリコン膜76が形成されている。
MOS型容量は、通常のMOSFETと近い構造であるが、高不純物濃度シリコン層72,73のソース/ドレインに相当する部分、ならびに低不純物濃度シリコン層74のボディに添加された不純物の導電型が同じである点が異なっている。
低不純物濃度シリコン層の不純物濃度、および分布を調節することにより、所望の電圧依存性を得ることができる。その不純物濃度は、およそ1×1017cm-3〜1×1018cm-3である。また、高不純物濃度多結晶シリコン膜76の幅を調整することにより、所望の、電圧による容量変化の絶対値を得ることができる。
2次高調波低減のためには、そのMOS型容量のソースに相当する部分(高不純物濃度シリコン層72)を端子A、ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76)を端子Bとする2端子素子を用い、MOSFETのソース、もしくはドレインとゲート間、またはソース−ドレイン間に接続する。図11に、静電容量素子62(〜66)における2端子素子の回路図シンボルを示す。
ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76)の幅は、それを付加するMOSFETの特性に大きな影響を与えないようにするため、SOI MOSFETのゲート幅の約1/5以下となるようにする。また、ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76)の長さは、低不純物濃度シリコン層74の抵抗が静電容量素子の寄生抵抗として顕著にならないようにするため、約1μm以下とする。
図12は、受信分路スルーMOSFETグループ13の平面レイアウトの一例を示す説明図である。
図12上方の左から右にかけて、抵抗49〜53がレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトされている。そして、トランジスタ44〜48の下方には、静電容量素子62〜66がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44(図中、点線内の領域)は複数の分枝のSOI MOSFETが並列に配置されており、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線77により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線78により接続されている。
ソース配線78は、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線79により接続されている。そして、抵抗49〜53を介して他のトランジスタ44〜48のゲート配線と束ねられて共通化されている。
静電容量素子62〜66は、前述したように、トランジスタ44〜48を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置され、それを介してドレイン配線77とソース配線78が接続されている。
静電容量素子62〜66の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定している。そのために、図10における低不純物濃度シリコン層74の不純物濃度は、約5×1017cm-3に制御され、ゲートとなる高不純物濃度多結晶シリコン膜76の幅はトランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
この場合、静電容量素子62〜66の付加がない場合と比較して、アンテナスイッチ8の3次高調波、損失、アイソレーションといった2次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪を約10dB程度低減することができる。
(実施の形態3)
図13は、本発明の実施の形態3による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図14は、図13の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた2次高調波歪を低減する静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図である。
本実施の形態3においては、受信分路スルーMOSFETグループ13におけるトランジスタ44〜48のソース−グランド間、またはドレイン−グランド間に、電圧の極性によって電圧依存性が異なる静電容量素子を挿入する。また、それらの静電容量素子の電圧依存性は、それにより、基板容量の電圧の極性に対して非対称な電圧依存性の、回路特性に及ぼす効果が補償されるように設定する。
アンテナスイッチ8は、前記実施の形態1の図2と同様に、送信分路シャントMOSFETグループ10、送信分路スルーMOSFETグループ11、受信分路シャントMOSFETグループ12、および受信分路スルーMOSFETグループ13から構成されている。
この場合も、受信分路スルーMOSFETグループ13の回路構成が、前記実施の形態1,2と異なる点である。受信分路スルーMOSFETグループ13は、図13に示すように、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、および静電容量素子85〜94から構成されている。
そして、静電容量素子85〜89によって第5の静電容量素子が構成されており、静電容量素子90〜94によって第6の静電容量素子が構成されている。
トランジスタ44〜48と抵抗49〜53との接続は、図3と同様である。また、トランジスタ44〜48のドレインには、静電容量素子85〜89の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
静電容量素子85〜89の他方の接続部には、抵抗80〜84の一方の接続部、ならびに静電容量素子90〜94の一方の接続部がそれぞれ接続されており、これら抵抗80〜84の他方の接続部には、基準電位VSSがそれぞれ接続されている。
また、トランジスタ44〜48のゲートには、静電容量素子90〜94の他方の接続部がそれぞれ接続されている。静電容量素子90〜94は、そのノードをゲートにAC的に短絡させる役割を持つ。
図14は、図13の受信分路スルーMOSFETグループ13における平面レイアウトの一例を示した説明図である。
図14上方の左側から右側にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44(図中、点線で囲んだ領域)の下方左側には、静電容量素子85がレイアウトされており、該静電容量素子85の右側には、静電容量素子90がレイアウトされている。その他のトランジスタ45〜48においても、同様に、静電容量素子86〜89と静電容量素子91〜94がレイアウトされている。
トランジスタ44は、複数の分枝のMOSFETが並列に配置された構成からなり、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線77により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線78により接続されている。
ソース配線78は、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線79により接続され、抵抗49〜53を介して他のトランジスタ44〜48のゲート配線と束ねられて共通化されている。
図示するように、静電容量素子85〜89、抵抗80〜84、および静電容量素子90〜94は、トランジスタ44〜48を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置されている。
静電容量素子85〜89一方の端子はドレイン配線77にそれぞれ接続され、もう一方の端子は静電容量素子90〜94を介してゲート配線79にそれぞれ接続されると共に、抵抗49〜53を介して束ねられ、基準電位VSSに接続されている。
静電容量素子85〜89における容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定している。そのために、図10における低不純物濃度シリコン層74の不純物濃度は約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76の幅はトランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
本実施の形態3によると、静電容量素子85〜89の付加がない場合と比較して、アンテナスイッチ8の3次高調波、損失、アイソレーションといった2次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪を約10dB低減することができる。
(実施の形態4)
図15は、容量素子を付加しない場合のSOI MOSFETにおけるソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存を示す説明図、図16は、本発明の実施の形態4による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図17は、図16の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた3次高調波歪を低減する静電容量素子における容量値の電圧依存を示す説明図、図18は、図16の受信分路スルーMOSFETグループに設けられた静電容量素子におけるレイアウトの一例を示す説明図、図19は、図18のa−b断面を示す説明図、図20は、図18の静電容量素子におけるシンボル図である。
本実施の形態4においては、アンテナスイッチ8における3次高調波歪を低減する技術について説明する。
3次高調波歪の主要原因は、アンテナスイッチ8を構成するSOI MOSFETのトランジスタのソース、およびドレインとボディとの間の寄生容量の電圧依存にある。それらの寄生容量の接続により構成されているソース−ドレイン間寄生容量は、図15に示すように、電圧の極性によらず電圧印加により容量が増加する電圧依存性となり、それが奇数次高調波歪、特に3次高調波歪を発生させる。
この3次高調波歪と逆の位相とほぼ同じ振幅を有する3次高調波を発生させる機構をアンテナスイッチ8に設けると、もともとの3次高調波歪が打ち消されるため、3次高調波の絶対値を低減することができる。
具体的には、アンテナスイッチ8の、所望の回路動作モードにおいてオフとなるSOI MOSFETのトランジスタのソース−ドレイン間に、補償用の静電容量素子を付加する。
その静電容量素子に、ソース−ドレイン間寄生容量と反対の電圧依存性、すなわち、電圧の極性によらず電圧印加により容量が減少する電圧依存性を持たせる。この電圧依存性は、ソース−ドレイン間寄生容量の電圧依存に起因する3次高調波とは逆の位相の3次高調波を発生するので、その振幅を調整することにより、3次高調波歪を打ち消すことができる。振幅の最適化は付加する容量値とその電圧依存性の調整により行うことができる。
アンテナスイッチ8は、前記実施の形態1の図2と同様に、送信分路シャントMOSFETグループ10、送信分路スルーMOSFETグループ11、受信分路シャントMOSFETグループ12、および受信分路スルーMOSFETグループ13から構成されている。
この場合も、受信分路スルーMOSFETグループ13における構成が、前記実施の形態1〜2と異なる点である。受信分路スルーMOSFETグループ13は、図16に示すように、SOI nチャネルMOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、および静電容量素子90〜94,95〜99から構成されている。
また、トランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、ならびに静電容量素子90〜94の接続構成については、前記実施の形態3の図13と同様となっている。トランジスタ44〜48のドレインとソースには、静電容量素子95〜99がそれぞれ接続されている。
これら静電容量素子95〜99は、端子Bを有している。静電容量素子95の端子Bは、抵抗80と静電容量素子90との接続部に接続されている。他の静電容量素子96〜99における端子Bも同様に、抵抗81〜84と静電容量素子91〜94との接続部にそれぞれ接続されている。
ここで、静電容量素子95(〜99)について説明する。
静電容量素子95(〜99)は、たとえば、図10に示した2個の静電容量素子により構成され、ゲート同士を接続してそれを端子Bとし、それぞれのMOS容量のソース、もしくはドレインの一方のみに端子を設け、それぞれ端子A、端子Cとしている。
端子Bを基準電位VSSに接続し、端子A、ならびに端子Cに符号が逆で同じ大きさの電圧を印加した場合、図10に示した静電容量素子2個の電圧依存の組み合わせとなるため、その容量値は、図17に示すように端子間電圧(端子Bの電圧−端子Aの電圧)の極性に関わらず電圧が増加すると減少する電圧依存性を示す。
また、この電圧依存の大きさは、ゲート酸化膜下のボディの不純物濃度を調整することにより、変化させることができる。この容量の電圧依存は、図15に示したMOSFETのソース−ドレイン間寄生容量の、電圧の極性によらず電圧印加により容量が層増加する電圧依存とは逆の依存性となっている。
従って、静電容量素子95(〜99)の不純物濃度とゲート幅を調整してその容量値の電圧変化量を最適化することにより、基板容量の電圧依存による3次高調波歪を打ち消す効果を持たせることができる。最適化より容量値の絶対値は比較的小さくできるため、本容量素子の付加によって奇数次高調波歪以外の特性には大きな影響を及ぼすことはない。
図18は、静電容量素子95(〜99)の平面構造の一例を示した説明図である。
静電容量素子95(〜99)は、後述する(図19)MOS容量3分枝が並列に配置された構成からなり、図18の左側には、端子Aが形成されており、図18の右側には、端子Cが形成されている。
端子Aは、図18の上方から下方にかけて櫛形に形成されたソース配線67に接続されており、端子Cは、同じく図18の上方から下方にかけて櫛形に形成されたドレイン配線59に接続されている。
櫛形に形成されたソース配線67とドレイン配線59との間には、ゲート電極68がそれぞれ形成されている。これらゲート電極68は、左右両側に形成されているゲート配線69に接続され、端子Bに共通接続されている。
図19は、図18のa−b断面の一例を示す説明図である。
静電容量素子95(〜99)は、たとえば、2個のMOS型容量から構成されている。高抵抗シリコン基板70上部の左右には、シリコン酸化膜(BOX酸化膜)71,71aがそれぞれ形成されている。
シリコン酸化膜71の上部の左側、および右側には、トランジスタのソース/ドレインに類似した高不純物濃度シリコン層72,73がそれぞれ形成されており、シリコン酸化膜71aの上部の左側、および右側には、同様な高不純物濃度シリコン層72a,73aがそれぞれ形成されている。また、高不純物濃度シリコン層73と高不純物濃度シリコン層73aとの間には、絶縁膜となるシリコン酸化膜71aが形成されている。
シリコン酸化膜71の上部において、高不純物濃度シリコン層72,73に挟まれるように低不純物濃度シリコン層(ボディ)74が形成されている。同様に、シリコン酸化膜71aの上部には、高不純物濃度シリコン層72a,73aに挟まれるように低不純物濃度シリコン層74aが形成されている。
低不純物濃度シリコン層74の上部には、シリコン酸化膜(ゲート酸化膜)75を介してゲートとなる高不純物濃度多結晶シリコン膜76が形成されており、低不純物濃度シリコン層74aの上部には、シリコン酸化膜75aを介してゲートとなる高不純物濃度多結晶シリコン膜76aが形成されている。
低不純物濃度シリコン層74,74aの不純物濃度、分布を調節することにより、所望の電圧依存性を得る。その不純物濃度は,約1×1017cm-3〜1×1018cm-3である。MOS型容量2個のゲートとなる高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76aを接続してそれを端子Bとし、それぞれの高不純物濃度シリコン層の一方のみ(高不純物濃度シリコン層72,73a)に端子をそれぞれ設け、それぞれ端子A、端子Cとする。
また、図20に、静電容量素子95(〜99)における3端子素子の回路図シンボルを示す。
端子Bは、抵抗Rを介して基準電位VSS、もしくは電源電圧VDDに接続し、端子A、端子Cをトランジスタ44〜48のソースとドレインにそれぞれ接続する。
ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76a)の幅を調整することにより、所望の、電圧による容量変化の絶対値を得る。ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76a)の幅は、それを付加するトランジスタの特性に大きな影響を与えないようにするため、トランジスタ44〜48のゲート幅の約1/5以下となるようにする。
また、ゲート(高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76a)の長さは、低不純物濃度シリコン層(ボディ)74の抵抗が静電容量素子の寄生抵抗として顕著にならないようにするため、約1μm以下とする。
図21は、図16の受信分路スルーMOSFETグループ13の平面レイアウトの一例を示す説明図である。
図21上方の左側から右側にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44(図中、点線で囲んだ領域)の下方には、静電容量素子95がレイアウトされている。同様に、トランジスタ45〜48の下方には、静電容量素子96〜99がそれぞれレイアウトされている。
静電容量素子95の下方には、左から右にかけて、抵抗80、および静電容量素子90がそれぞれレイアウトされている。同様に、静電容量素子96〜99の下方には、左から右にかけて、抵抗81〜84、ならびに静電容量素子91〜94がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44は、複数の分枝のMOSFETが並列に配置された構成からなり、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線77により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線78より接続されている。
ソース配線78は、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線79により接続され、抵抗49〜53を介してトランジスタ44〜48のゲート配線と束ねられて共通化されている。
静電容量素子95〜99、抵抗80〜84、および静電容量素子90〜94は、トランジスタ44を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置されている。静電容量素子95〜99の端子Cは、ソース配線78に接続され、端子Aはドレイン配線77に接続され、端子Bは、静電容量素子90〜94を介してゲート配線79に接続されると共に、抵抗80〜84を介して束ねられ、基準電位VSSに接続されている。
静電容量素子95〜99の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、3次高調波歪を補償するように設定している。そのために、図19における低不純物濃度シリコン層74,74aの不純物濃度は、約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76aの幅は、トランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
本実施の形態4によると、静電容量素子95〜99が設けられていない場合と比較して、アンテナスイッチ8の2次高調波、損失、アイソレーションといった2次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、3次高調波歪を約10dB以上低減することができる。
(実施の形態5)
図22は、本発明の実施の形態5による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図23は、図22の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。
本実施の形態5においては、前記実施の形態1による2次高調波歪を低減する技術と、前記実施の形態4による3次高調波歪を低減する技術とを組み合わせた技術について説明する。
この場合、アンテナスイッチ8における受信分路スルーMOSFETグループ13は、図22に示すように、SOI MOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、静電容量素子54〜58,90〜99から構成されている。
トランジスタ44〜48、抵抗49〜53、ならびに静電容量素子54〜58については、前記実施の形態1の図3と同様の接続構成となっており、抵抗80〜84、および静電容量素子90〜99については、前記実施の形態4の図16と同様の接続構成となっているので説明は省略する。
図23は、図22の受信分路スルーMOSFETグループ13における平面レイアウトの一例を示す説明図である。
図23上方の左から右にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトとされている。
トランジスタ44の下方には、静電容量素子54がレイアウトされており、該静電容量素子54の下方には、静電容量素子95がレイアウトされている。この静電容量素子95の下方左側には、抵抗80がレイアウトされており、該抵抗80の右側には、静電容量素子90がレイアウトされている。
同様に、トランジスタ45〜48の下方には、静電容量素子55〜58がそれぞれレイアウトされており、該静電容量素子55〜58の下方には、静電容量素子96〜99がそれぞれレイアウトされている。
これら静電容量素子96〜99の下方左側には、抵抗81〜84がそれぞれレイアウトされており、該抵抗81〜84の右側には、静電容量素子91〜94がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44〜48は、複数の分枝のMOSFETが並列に配置された構成からなり、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線77により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線78により接続されている。
ソース配線78は、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線79により接続され、抵抗49〜53を介してトランジスタ44〜48のゲート配線79と束ねられて共通化されている。
静電容量素子95〜99、抵抗80〜84、静電容量素子90〜94、および静電容量素子54〜58は、トランジスタ44〜48を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置されている。
静電容量素子95〜99の端子Aはドレイン配線77に接続され、端子Cはソース配線78に接続され、端子Bは静電容量素子90〜94を介してゲート配線79に接続されると共に、抵抗80〜84を介して束ねられ、基準電位VSSに接続されている。静電容量素子54〜58はドレイン配線77とゲート配線79の間に接続されている。
静電容量素子54〜58の容量値は、それに起因するソース−ドレイン間寄生容量の正負非対称電圧依存により生じる信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定されている。
この場合、静電容量素子54〜58は、必ずしも容量値の電圧依存性は必要としない。また、静電容量素子95〜99の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、3次高調波歪を補償するように設定している。
そのために、図19における低不純物濃度シリコン層74,74aの不純物濃度は、約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76aの幅は、トランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
それにより、本実施の形態5では、アンテナスイッチ8の損失、アイソレーションといった2次高調波と3次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪と3次高調波歪をそれぞれ約10dB低減することができる。
(実施の形態6)
図24は、本発明の実施の形態6による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図25は、図24の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。
本実施の形態6においては、2次高調波歪を低減する技術と3次高調波歪を低減する技術とを組み合わせた他の例の技術について説明する。
この場合、アンテナスイッチ8における受信分路スルーMOSFETグループ13は、図24に示すように、SOI MOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、静電容量素子90〜99,および静電容量素子100〜104から構成されている。
トランジスタ44〜48、抵抗49〜53、ならびに静電容量素子90〜99については、前記実施の形態5の図22と同様の接続構成となっている。また、トランジスタ44〜48のドレインには、静電容量素子100〜104の一方の接続部がそれぞれ接続されており、該静電容量素子100〜104の他方の接続部には、静電容量素子95〜99の端子Bがそれぞれ接続されている。
図25は、図24の受信分路スルーMOSFETグループ13における平面レイアウトの一例を示す説明図である。
図25において、上方の左から右にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44の下方には、静電容量素子95がレイアウトされており、該静電容量素子95の左下方には、静電容量素子100がレイアウトされている。この静電容量素子100の下方には、抵抗80がレイアウトされており、該抵抗80の右側には、静電容量素子90がレイアウトされている。
同様に、トランジスタ45〜48の下方には、静電容量素子96〜99がそれぞれレイアウトされており、該静電容量素子96〜99の左下方には、静電容量素子101〜104がそれぞれレイアウトされている。
これら静電容量素子101〜104の下方には、抵抗81〜84がそれぞれレイアウトされており、該抵抗81〜84の右側には、静電容量素子91〜94がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44〜48は、複数の分枝のMOSFETが並列に配置された構成からなり、各分枝のドレインは、櫛形のドレイン配線77により接続され、各分枝のソースは、櫛形のソース配線78により接続されている。
ソース配線78は、隣接するトランジスタ45の各分枝のドレインとも接続されている。各分枝のゲートは梯子状のゲート配線79により接続され、抵抗49〜53を介してトランジスタ44〜48のゲート配線79と束ねられて共通化されている。
静電容量素子95〜99、抵抗80〜84、および静電容量素子90〜94は、トランジスタ45〜48を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置されている。
静電容量素子95〜99の端子Aはドレイン配線77に接続され、端子Cはソース配線78に接続され、端子Bは静電容量素子90〜94を介してゲート配線79に接続されると共に、抵抗80〜84を介して束ねられ、基準電位VSSに接続されている。
静電容量素子100〜104の容量値は、それに起因するソース−ドレイン間寄生容量の正負非対称電圧依存により生じる信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定されている。
静電容量素子100〜104の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定している。そのために、低不純物濃度シリコン層74の不純物濃度は約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76の幅はトランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
また、静電容量素子95〜99の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、3次高調波歪を補償するように設定している。そのために、図19における低不純物濃度シリコン層74の不純物濃度は約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76,76aの幅は、トランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
それにより、本実施の形態6においては、アンテナスイッチ8の損失、アイソレーションといった2次高調波と3次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪、および3次高調波歪をそれぞれ約10dB低減することができる。
(実施の形態7)
図26は、本発明の実施の形態7による受信分路スルーMOSFETグループの一例を示す回路図、図27は、図26の受信分路スルーMOSFETグループの平面レイアウトの一例を示す説明図である。
本実施の形態7においては、2次高調波歪を低減する技術と3次高調波歪を低減する技術とを組み合わせたさらに他の例の技術について説明する。
この場合、アンテナスイッチ8における受信分路スルーMOSFETグループ13は、図26に示すように、SOI MOSFETからなるトランジスタ44〜48、抵抗49〜53,80〜84、ならびに静電容量素子62〜66,90〜99から構成されている。
トランジスタ44〜48、抵抗49〜53、ならびに静電容量素子90〜99については、前記実施の形態5の図22と同様の接続構成となっており、静電容量素子62〜66は、前記実施の形態2の図7と同様となっている。
図27は、図26の受信分路スルーMOSFETグループ13における平面レイアウトの一例を示す説明図である。
図27において、上方の左から右にかけて、抵抗49〜53がそれぞれレイアウトされており、各々の抵抗49〜53の下方には、トランジスタ44〜48がそれぞれレイアウトされている。
トランジスタ44の下方には、静電容量素子62がレイアウトされており、該静電容量素子62の下方には、静電容量素子95がレイアウトされている。この静電容量素子95の左下方には、抵抗80がレイアウトされており、該抵抗80の右側には、静電容量素子90がレイアウトされている。
同様に、トランジスタ45〜48の下方には、静電容量素子63〜66がそれぞれレイアウトされており、該静電容量素子63〜66の下方には、静電容量素子96〜99がそれぞれレイアウトされている。
これら静電容量素子96〜99の左下方には、抵抗81〜84がそれぞれレイアウトされており、該抵抗81〜84の右側には、静電容量素子91〜94がそれぞれレイアウトされている。
静電容量素子62〜66、抵抗80〜84、静電容量素子90〜94、および静電容量素子62〜66は、トランジスタ44〜48を隔てて抵抗49〜53と反対側に配置されている。
静電容量素子95〜99の端子Aはドレイン配線77に接続され、端子Cはソース配線78に接続され、端子Bは静電容量素子90〜94を介してゲート配線79に接続されると共に、抵抗80〜84を介して束ねられ、基準電位VSSに接続されている。静電容量素子62〜66はドレイン配線77とソース配線78の間に接続されている。
静電容量素子62〜66の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、2次高調波歪を補償するように設定する。そのために、図10における低不純物濃度シリコン層74の不純物濃度は約5×1017cm-3に制御され、高不純物濃度多結晶シリコン膜76の幅はトランジスタ44〜48のゲート幅の約1/10に設計されている。
また、静電容量素子62〜66の容量値とその電圧依存性は、それにより発生する信号歪が、3次高調波歪を補償するように設定する。
それにより、本実施の形態7では、アンテナスイッチ8の損失、アイソレーションといった2次高調波と3次高調波以外の特性にはほとんど影響を与えることなく、2次高調波歪と3次高調波をそれぞれ約10dB低減することができる。
本発明は、SOI MOSFETを用いて構成されたアンテナスイッチの2次高調波歪、および2次高調波歪の低減技術に適している。
1 送受信部
2 インタフェイス部
3 ベースバンド部
4 RF集積回路部
5 電力増幅器
6 低雑音増幅器
7 制御部
8 アンテナスイッチ
9 アンテナ
10 送信分路シャントMOSFETグループ
11 送信分路スルーMOSFETグループ
12 受信分路シャントMOSFETグループ
13 受信分路スルーMOSFETグループ
14〜18 トランジスタ
19〜23 抵抗
24〜28 トランジスタ
29〜33 抵抗
34〜38 トランジスタ
39〜43 抵抗
44〜48 トランジスタ
49〜53 抵抗
54〜58 静電容量素子
59 ドレイン配線
60 ゲート配線
61 ソース配線
62〜66 静電容量素子
67 ソース配線
68 ゲート電極
69 ゲート配線
70 高抵抗シリコン基板
71,71a シリコン酸化膜
72,72a 高不純物濃度シリコン層
73,73a 高不純物濃度シリコン層
74,74a 低不純物濃度シリコン層
75,75a シリコン酸化膜
76,76a 高不純物濃度多結晶シリコン膜
77 ドレイン配線
78 ソース配線
79 ゲート配線
80〜84 抵抗
85〜94 静電容量素子
95〜99 静電容量素子
100〜104 静電容量素子
ANT アンテナ端子
TX 送信端子
RX 受信端子
VRX 制御端子
VTX 制御端子
A 端子
B 端子
C 端子

Claims (20)

  1. 少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、
    前記アンテナスイッチは、
    前記アンテナ端子と前記送信端子との間に接続された第1のトランジスタ群と、
    前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、
    前記送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、
    前記受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、
    第1の静電容量素子とを備え、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群は、
    1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、
    前記第1の静電容量素子は、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのゲート−ソース間、またはゲート−ドレイン間のいずれかに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1の静電容量素子は、
    前記第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  3. 請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1の静電容量素子は、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、
    前記アンテナスイッチは、
    前記アンテナ端子と前記送信端子との間に接続された第1のトランジスタ群と、
    前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、
    前記送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、
    前記受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、
    第2の静電容量素子と、
    第3の静電容量素子とを備え、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群は、
    1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、
    前記第2の静電容量素子は、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのゲート−ソース間に接続され、
    前記第3の静電容量素子は、
    前記トランジスタのゲート−ドレイン間に接続され、
    前記第2の静電容量素子と前記第3の静電容量素子とは、異なる静電容量値であることを特徴とする半導体集積回路装置。
  5. 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2、および前記第3の静電容量素子は、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  6. 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2、および前記第3の静電容量素子は、
    前記第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  7. 少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、
    前記アンテナスイッチは、
    前記アンテナ端子と前記送信端子との間に接続された第1のトランジスタ群と、
    前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、
    前記送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、
    前記受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、
    第4の静電容量素子とを備え、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群は、
    1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、
    前記第4の静電容量素子は、
    容量値が電圧依存性を有し、前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのソース−ドレイン間に接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  8. 請求項7記載の半導体集積回路装置において、
    前記第4の静電容量素子は、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  9. 請求項7または8記載の半導体集積回路装置において、
    前記第4の静電容量素子は、
    2つのMOS容量が接続された構成からなり、2つの前記MOS容量の接続部が、抵抗を介して基準電位、または電源電圧に接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  10. 請求項9記載の半導体集積回路装置において、
    前記MOS容量は、ゲート電極と、前記ゲート電極直下のゲート酸化膜と、シリコン基板とによって構成され、前記ゲート電極の周辺のシリコン基板領域を、前記ゲート電極の直下のシリコン基板領域よりも高不純物濃度とし、前記ゲート電極同士を電気的に接続して1つのゲート端子とし、各々の前記ゲート電極周辺の高不純物濃度シリコン基板領域にそれぞれ1個の端子を設けたことを特徴とする半導体集積回路装置。
  11. 請求項9または10記載の半導体集積回路装置において、
    前記アンテナスイッチは、第5の静電容量素子を備え、
    前記第5の静電容量素子は、
    一方の接続部が、前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのゲートに接続され、他方の接続部が、前記第4の静電容量素子の2つのMOS容量の接続部のノードに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  12. 請求項7,8,9または11記載の半導体集積回路装置において、
    前記第4の静電容量素子は、
    前記第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  13. 少なくとも1つのアンテナ端子と、少なくとも1つの送信端子と、少なくとも1つの受信端子とを有し、信号経路の切り替えを行うアンテナスイッチを備えた半導体集積回路装置であって、
    前記アンテナスイッチは、
    前記アンテナ端子と前記送信端子との間に接続された第1のトランジスタ群と、
    前記アンテナ端子と前記受信端子との間に接続された第2のトランジスタ群と、
    前記送信端子と基準電位との間に接続された第3のトランジスタ群と、
    前記受信端子と基準電位との間に接続された第4のトランジスタ群と、
    第6の静電容量素子とを備え、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群は、
    1つ、または複数のトランジスタが直列接続された構成からなり、
    前記第6の静電容量素子は、
    一方の接続部が、前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのソース、またはドレインのいずれかに接続され、他方の接続部が抵抗を介して基準電位に接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  14. 請求項13記載の半導体集積回路装置において、
    前記第6の静電容量素子は、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  15. 請求項13または14記載の半導体集積回路装置において、
    前記アンテナスイッチは、第7の静電容量素子を備え、
    前記第7の静電容量素子は、
    一方の接続部が、前記第1〜前記第4のトランジスタ群を構成する少なくとも1つの前記トランジスタのゲートに接続され、他方の接続部が、前記第5の静電容量素子と前記抵抗との接続ノードに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  16. 請求項15記載の半導体集積回路装置において、
    前記第6の静電容量素子は、
    前記第2のトランジスタ群に設けられたトランジスタに接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  17. 請求項14または15記載の半導体集積回路装置において、
    前記第7の静電容量素子は、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  18. 請求項11または15記載の半導体集積回路装置において、
    前記第5の静電容量素子は、MOS容量であることを特徴とする半導体集積回路装置。
  19. 請求項15記載の半導体集積回路装置において、
    前記第第7の静電容量素子は、MOS容量であることを特徴とする半導体集積回路装置。
  20. 請求項1〜19のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1〜前記第4のトランジスタ群を形成するトランジスタが、SOI基板上に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013179571A (ja) * 2012-01-30 2013-09-09 Renesas Electronics Corp レベルシフト回路
KR20150139452A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 인피니언 테크놀로지스 아게 무선 주파수 스위치에 대한 시스템 및 방법
KR20160032162A (ko) * 2013-07-17 2016-03-23 퀄컴 인코포레이티드 스위치 선형화장치
JP2016534569A (ja) * 2013-08-30 2016-11-04 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated 改良された線形性を有する金属酸化物半導体(mos)キャパシタ
CN106575962A (zh) * 2014-08-07 2017-04-19 天工方案公司 用于控制射频开关的装置和方法
KR101756203B1 (ko) 2015-02-13 2017-07-10 리치웨이브 테크놀로지 코포레이션 Spmt 스위치
US9768268B2 (en) 2015-01-14 2017-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
US10340704B2 (en) 2015-02-13 2019-07-02 Richwave Technology Corp. Switch device with a wide bandwidth

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5706103B2 (ja) * 2010-05-25 2015-04-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US9484973B1 (en) * 2010-08-09 2016-11-01 Qorvo Us, Inc. Voltage equalization for stacked FETs in RF switches
JP2015226262A (ja) * 2014-05-29 2015-12-14 株式会社東芝 半導体スイッチ、無線機器、及び、半導体スイッチの設計方法
US20160079945A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-17 Texas Instruments Incorporated Programmable impedance network in an amplifier
KR102231519B1 (ko) * 2015-01-30 2021-03-24 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 소자의 열화도 검출 기능을 갖는 반도체 집적 회로 장치 및 그 구동방법
TWI792656B (zh) * 2016-09-26 2023-02-11 美商天工方案公司 用於射頻應用之主輔場效電晶體組態
CN106656128A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 用于多晶体管串联射频开关的电压均匀化方法及射频开关
CN109274358B (zh) * 2017-07-18 2020-03-31 锐迪科微电子科技(上海)有限公司 一种soi cmos射频开关以及射频收发前端、移动终端
US10326440B1 (en) * 2018-02-28 2019-06-18 Nxp Usa, Inc. RF switches, integrated circuits, and devices with multi-gate field effect transistors and voltage leveling circuits, and methods of their fabrication
US10790307B2 (en) 2018-11-27 2020-09-29 Qorvo Us, Inc. Switch branch structure
CN109639334B (zh) * 2018-12-11 2021-08-24 深圳市联智物联网科技有限公司 一种中继器
US10784862B1 (en) 2019-09-10 2020-09-22 Nxp Usa, Inc. High speed switching radio frequency switches
US10972091B1 (en) 2019-12-03 2021-04-06 Nxp Usa, Inc. Radio frequency switches with voltage equalization
US11368180B2 (en) 2020-07-31 2022-06-21 Nxp Usa, Inc. Switch circuits with parallel transistor stacks and methods of their operation
US11418190B2 (en) * 2020-12-07 2022-08-16 Nxp Usa, Inc. Switch circuits and transistor stacks with capacitor networks for balancing off-state RF voltages and methods of their operation
US11683028B2 (en) 2021-03-03 2023-06-20 Nxp Usa, Inc. Radio frequency switches with voltage equalization
US20230353092A1 (en) * 2022-04-29 2023-11-02 Shaoxing Yuanfang Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor switches for analog signals with improved linear response

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0870245A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Hitachi Ltd 低歪スイッチ
WO2009022654A1 (ja) * 2007-08-16 2009-02-19 Nec Corporation スイッチ回路及び半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3019805B2 (ja) * 1997-06-19 2000-03-13 日本電気株式会社 Cmos論理回路
AU2001243426A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-17 Alpha Industries, Inc. Electronic switch
US6804502B2 (en) * 2001-10-10 2004-10-12 Peregrine Semiconductor Corporation Switch circuit and method of switching radio frequency signals
US20080076371A1 (en) * 2005-07-11 2008-03-27 Alexander Dribinsky Circuit and method for controlling charge injection in radio frequency switches
JP2007266700A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Toshiba Corp 電圧制御発振器、および、電圧制御発振器の調整回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0870245A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Hitachi Ltd 低歪スイッチ
WO2009022654A1 (ja) * 2007-08-16 2009-02-19 Nec Corporation スイッチ回路及び半導体装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013179571A (ja) * 2012-01-30 2013-09-09 Renesas Electronics Corp レベルシフト回路
US10491209B2 (en) 2013-07-17 2019-11-26 Qualcomm Incorporated Switch linearizer
KR20160032162A (ko) * 2013-07-17 2016-03-23 퀄컴 인코포레이티드 스위치 선형화장치
JP2016529788A (ja) * 2013-07-17 2016-09-23 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated スイッチリニアライザ
KR102189916B1 (ko) * 2013-07-17 2020-12-11 퀄컴 인코포레이티드 스위치 선형화장치
JP2016534569A (ja) * 2013-08-30 2016-11-04 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated 改良された線形性を有する金属酸化物半導体(mos)キャパシタ
KR20150139452A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 인피니언 테크놀로지스 아게 무선 주파수 스위치에 대한 시스템 및 방법
KR101712269B1 (ko) 2014-06-03 2017-03-03 인피니언 테크놀로지스 아게 무선 주파수 스위치에 대한 시스템 및 방법
US9680463B2 (en) 2014-06-03 2017-06-13 Infineon Technologies Ag System and method for a radio frequency switch
CN106575962A (zh) * 2014-08-07 2017-04-19 天工方案公司 用于控制射频开关的装置和方法
JP2017529752A (ja) * 2014-08-07 2017-10-05 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. 無線周波数スイッチを制御するための装置及び方法
KR101913974B1 (ko) 2014-08-07 2018-10-31 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 무선 주파수 스위치들을 제어하기 위한 장치 및 방법들
US9768268B2 (en) 2015-01-14 2017-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
US10340704B2 (en) 2015-02-13 2019-07-02 Richwave Technology Corp. Switch device with a wide bandwidth
KR101756203B1 (ko) 2015-02-13 2017-07-10 리치웨이브 테크놀로지 코포레이션 Spmt 스위치

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Publication number Publication date
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