JP2012134251A - High-frequency semiconductor switch - Google Patents

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Takeshi Sugiura
毅 杉浦
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency semiconductor switch capable of forming a good voltage distribution for a gate wire and improving insertion loss characteristics and harmonic characteristics.SOLUTION: A field effect transistor 50 included in a high-frequency semiconductor switch for switching over wireless communication, has: a source wire 60 electrically connected with a source region 100 that is formed on a substrate, and extending in one direction; a drain wire 70 electrically connected with a drain region 110 that is formed on the substrate, and extending in substantially parallel to the source wire; a gate 120 having a parallel part 122 provided between the source wire 60 and the drain wire 70, and extending in substantially parallel to the source wire 60 and the drain wire 70; a gate wire 80 for applying a voltage to the gate 120; and a gate via 82 electrically connecting between the gate 120 and the gate wire 80. The parallel part 122 has two end parts 126. Voltage application paths from the gate via 82 to the two end parts 126 are formed respectively.

Description

本発明は、高周波半導体スイッチに関し、特に、無線通信機器に使用される高周波半導体スイッチに関する。   The present invention relates to a high-frequency semiconductor switch, and more particularly to a high-frequency semiconductor switch used in a wireless communication device.

携帯電話やパソコンなどの無線通信機器のフロントエンドには、高周波半導体スイッチが用いられている。高周波半導体スイッチは、アンテナから受信した受信信号を伝達する経路や、アンテナから送信する送信信号を伝達する経路を切り替える。切り替えのために、高周波半導体スイッチは、複数のFET(電界効果型トランジスタ:Field Effect Transistor)を含む。   High-frequency semiconductor switches are used for the front end of wireless communication devices such as mobile phones and personal computers. The high-frequency semiconductor switch switches a path for transmitting a reception signal received from an antenna and a path for transmitting a transmission signal transmitted from the antenna. For switching, the high-frequency semiconductor switch includes a plurality of FETs (Field Effect Transistors).

FETは、送信信号が入力される送信端子、または、受信信号が出力される受信端子に接続される。信号を送信する際には、送信端子に接続されたFETのゲートに電圧が印加されて、信号を受信する際には、受信端子に接続されたFETのゲートに電圧が印加されて、信号伝達経路が形成される。   The FET is connected to a transmission terminal to which a transmission signal is input or a reception terminal from which a reception signal is output. When transmitting a signal, a voltage is applied to the gate of the FET connected to the transmission terminal, and when receiving a signal, a voltage is applied to the gate of the FET connected to the reception terminal to transmit the signal. A path is formed.

FETとしては、櫛形のものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。櫛形のトランジスタは、平面として見ると、ソース領域に接続されたソース配線と、ドレイン領域に接続されたドレイン配線とが、それぞれ櫛形に形成され、櫛形の歯が左右から交互にかみ合うように配置されている。ゲートも櫛形に形成されており、ソース配線またはドレイン配線と歯が平行になるように配置されている。   A comb-shaped FET is known (for example, see Patent Document 1). When viewed as a plane, a comb-shaped transistor has a source wiring connected to the source region and a drain wiring connected to the drain region formed in a comb shape, and the comb-shaped teeth are alternately arranged from the left and right. ing. The gate is also formed in a comb shape, and is arranged so that the teeth are parallel to the source wiring or the drain wiring.

特開平11−103072号公報JP-A-11-103072

しかし、上記のような、櫛形のゲートでは、櫛の歯部分がソース領域およびドレイン領域と同じかそれ以上の長さ延びる。これでは長く延びたゲートの抵抗成分によって電圧降下が発生し、良好な電圧分布が得られない。結果として、挿入損失特性とハーモニック特性が劣化してしまう。   However, in the comb-shaped gate as described above, the teeth of the comb extend the same length or longer than the source region and the drain region. This causes a voltage drop due to the resistance component of the gate extending long, and a good voltage distribution cannot be obtained. As a result, the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic are deteriorated.

本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ゲート配線に良好な電圧分布を形成し、挿入損失特性およびハーモニック特性を向上した高周波半導体スイッチを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-frequency semiconductor switch in which a good voltage distribution is formed in a gate wiring and insertion loss characteristics and harmonic characteristics are improved.

無線通信を切り替えるための高周波半導体スイッチに含まれる電界効果型トランジスタは、ソース配線と、ドレイン配線と、ゲートと、ゲート配線と、ゲートビアとを有する。ソース配線は、基板に形成されたソース領域と電気的に接続され、一の方向に延びる。ドレイン配線は、基板に形成されたドレイン領域と電気的に接続され、ソース配線と略平行に延びる。ゲートは、ソース配線およびドレイン配線の間において、ソース配線およびドレイン配線と略平行に延びる平行部分を有する。ゲート配線は、ゲートに電圧を印加する。ゲートビアは、ゲートおよびゲート配線を電気的に接続する。平行部分は、2つの端部を有し、ゲートビアから2つの端部にそれぞれ電圧の印加の経路が形成される。   A field effect transistor included in a high-frequency semiconductor switch for switching wireless communication includes a source wiring, a drain wiring, a gate, a gate wiring, and a gate via. The source wiring is electrically connected to a source region formed on the substrate and extends in one direction. The drain wiring is electrically connected to a drain region formed on the substrate and extends substantially parallel to the source wiring. The gate has a parallel portion extending substantially parallel to the source wiring and the drain wiring between the source wiring and the drain wiring. The gate wiring applies a voltage to the gate. The gate via electrically connects the gate and the gate wiring. The parallel portion has two ends, and a path for applying a voltage is formed from the gate via to the two ends.

上記構成によれば、平行部分に2つの端部が形成されゲートビアから電圧が印加される経路が分割される。したがって、経路が短い分、経路の長さによる電圧降下を低減でき、ゲートの電圧分布をより均一にできる。   According to the above configuration, the two ends are formed in the parallel portion, and the path through which the voltage is applied from the gate via is divided. Therefore, the voltage drop due to the length of the path can be reduced by the shorter path, and the gate voltage distribution can be made more uniform.

挿入損失特性およびハーモニック特性を向上できる。   Insertion loss characteristics and harmonic characteristics can be improved.

高周波半導体スイッチの概略回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic circuit structure of a high frequency semiconductor switch. スイッチに含まれるFETのゲートである。This is the gate of the FET included in the switch. 配線の下部に位置するゲート、ソース領域およびドレイン領域を示す平面図である。It is a top view which shows the gate, source region, and drain region which are located in the lower part of wiring. 図2の4−4線に沿って切った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 図2の5−5線に沿って切った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 図2の6−6線に沿って切った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 図2の7−7線に沿って切った断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG. 比較形態の配線を示す平面図である。It is a top view which shows the wiring of a comparison form. 第2実施形態の高周波半導体スイッチに含まれるFETのゲートである。It is the gate of FET contained in the high frequency semiconductor switch of 2nd Embodiment. 配線の下部に位置するゲートである。It is a gate located at the bottom of the wiring. 図9の11−11線に沿って切ったFETの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of FET cut along the 11-11 line of FIG.

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、説明中の「〜上に形成する」という表現は、直接接触して設けられる場合だけでなく、他の物質を介して間接的に設けられる場合も含む。明細書中の「略」は、製造誤差、製造精度程度を含めることを意味する。たとえば、「略」平行とは、製造誤差、製造精度程度により完全には平行にならない場合も含む。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios. In addition, the expression “to be formed on” in the description includes not only the case of being provided in direct contact but also the case of being provided indirectly through another substance. “Abbreviation” in the specification means including manufacturing error and manufacturing accuracy. For example, “substantially” parallel includes a case where it is not completely parallel due to manufacturing error and manufacturing accuracy.

(第1実施形態)
図1は、高周波半導体スイッチの概略回路構成の一例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic circuit configuration of a high-frequency semiconductor switch.

図1に示すように、高周波半導体スイッチ10は、4つのシリーズスイッチ20a〜dを含む。シリーズスイッチ20a〜dは、アンテナ端子30とRF端子40a〜dとの間に設けられる。シリーズスイッチ20a〜dは、それぞれ、少なくとも一つの電界効果型トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)を含む。同じシリーズスイッチ20a〜dに含まれる複数のFETは、図示されるように、同時にゲートに電圧を印加できる。したがって、シリーズスイッチ20a〜d毎にゲートへの電圧の印加を切り替えることによって、アンテナ端子30およびRF端子40a〜d間の導通を制御できる。なお、FETには、ボディにも電圧が印加されている。   As shown in FIG. 1, the high-frequency semiconductor switch 10 includes four series switches 20a to 20d. The series switches 20a to 20d are provided between the antenna terminal 30 and the RF terminals 40a to 40d. Each of the series switches 20a to 20d includes at least one field effect transistor (hereinafter referred to as FET). A plurality of FETs included in the same series switch 20a-d can simultaneously apply a voltage to their gates, as shown. Therefore, the conduction between the antenna terminal 30 and the RF terminals 40a-d can be controlled by switching the application of the voltage to the gate for each of the series switches 20a-d. Note that a voltage is also applied to the body of the FET.

図1に示す例においては、RF端子40a〜dは、RF端子40a、bが送信端子(TX)であり、RF端子40c、dが受信端子(RX)である。送受信端子は、たとえば、周波数分割複信方式のための異なる周波数の端子や、時分割複信方式のために所定時間毎に切り替えられるための端子である。   In the example illustrated in FIG. 1, the RF terminals 40a to 40d are RF terminals 40a and 40b, which are transmission terminals (TX), and RF terminals 40c and 40d are reception terminals (RX). The transmission / reception terminal is, for example, a terminal having a different frequency for the frequency division duplex system or a terminal for switching at a predetermined time for the time division duplex system.

たとえば、シリーズスイッチ20aがオンにされ、他のシリーズスイッチ20c〜dがオフにされることにより、900MHzの周波数の送信が実現され、シリーズスイッチ20cがオンにされ、他のシリーズスイッチ20a、b、dがオフにされることにより、900MHzの周波数の受信が実現される。シリーズスイッチ20およびRF端子40の数は、送受信の方式や必要な多様性によって適宜増減できる。   For example, when the series switch 20a is turned on and the other series switches 20c to 20d are turned off, transmission of a frequency of 900 MHz is realized, the series switch 20c is turned on, and the other series switches 20a, b, When d is turned off, reception of a frequency of 900 MHz is realized. The number of series switches 20 and RF terminals 40 can be appropriately increased or decreased depending on the transmission / reception method and required diversity.

次に、シリーズスイッチ20a〜dに含まれる複数のFET50のうち、一つFETの構造に注目して説明する。   Next, description will be made by paying attention to the structure of one FET among the plurality of FETs 50 included in the series switches 20a to 20d.

図2はスイッチに含まれるFETのゲート、ソースおよびドレイン配線を示す概略平面図、図3は配線の下部に位置するゲート、ソース領域およびドレイン領域を示す平面図である。図2は、たとえば、図1の点線で丸く囲まれたFET50aの配線を示す。図3は図2の配線の下部に形成されるゲート、ソース領域およびドレイン領域を示す。   FIG. 2 is a schematic plan view showing the gate, source and drain wirings of the FET included in the switch, and FIG. 3 is a plan view showing the gate, source region and drain region located below the wirings. FIG. 2 shows, for example, the wiring of the FET 50a circled by the dotted line in FIG. FIG. 3 shows the gate, source region, and drain region formed below the wiring of FIG.

図2に示すように、FET50aには、ソース配線60、ドレイン配線70、ゲート配線80およびボディ配線90が設けられる。   As shown in FIG. 2, the FET 50 a is provided with a source wiring 60, a drain wiring 70, a gate wiring 80 and a body wiring 90.

ソース配線60およびドレイン配線70は、それぞれ櫛形に形成されている。ソース配線60は、櫛形の柄部分62と、柄部分62と略直交する方向(一の方向)に延びた歯部分64とを有する。歯部分64にはビア66が形成されている。ビア66を介して、ソース配線60は、図3に示すソース領域100に接続されている。ソース領域100は、基板に形成されており、図3に示すように、ゲート120の両側で分割されている。ただし、ソース配線60の歯部分64が上部で連続しているので、ソース配線60から分割されたソース領域100の両側に電圧が印加される。   The source wiring 60 and the drain wiring 70 are each formed in a comb shape. The source wiring 60 includes a comb-shaped handle portion 62 and a tooth portion 64 extending in a direction (one direction) substantially orthogonal to the handle portion 62. Vias 66 are formed in the tooth portions 64. The source wiring 60 is connected to the source region 100 shown in FIG. 3 through the via 66. The source region 100 is formed in the substrate and is divided on both sides of the gate 120 as shown in FIG. However, since the tooth portion 64 of the source wiring 60 is continuous in the upper part, a voltage is applied to both sides of the source region 100 divided from the source wiring 60.

ドレイン配線70も、ソース配線60と類似に形成されている。櫛形の柄部分72と、柄部分72と略直交する方向(一の方向)に延びた歯部分74とを有する。歯部分74にはビア76が形成されている。ビア76を介して、ドレイン配線70は、図3に示すドレイン領域110に接続されている。ドレイン領域110は、基板に形成されており、図3に示すように、ゲート120の両側で分割されている。ただし、ドレイン配線70の歯74が上部で連続しているので、ドレイン配線70から分割されたドレイン領域110の両側に電圧が供給される。   The drain wiring 70 is also formed similarly to the source wiring 60. It has a comb-shaped handle portion 72 and a tooth portion 74 extending in a direction substantially perpendicular to the handle portion 72 (one direction). Vias 76 are formed in the tooth portions 74. The drain wiring 70 is connected to the drain region 110 shown in FIG. 3 through the via 76. The drain region 110 is formed in the substrate and is divided on both sides of the gate 120 as shown in FIG. However, since the teeth 74 of the drain wiring 70 are continuous in the upper part, a voltage is supplied to both sides of the drain region 110 divided from the drain wiring 70.

ゲート配線80は、ソース配線60の柄部分62およびドレイン配線70の柄部分72の間であって、平面からみて歯部分64、74と略直交し、柄部分62、72と略平行である。好ましくは、ゲート配線80は、柄部分62、72の略中央に位置する。ゲート配線80にはビア(ゲートビア)82が形成されている。ビア82を介して、ゲート配線80は、図3に示すゲート120に接続されている。   The gate wiring 80 is between the handle portion 62 of the source wiring 60 and the handle portion 72 of the drain wiring 70, and is substantially orthogonal to the tooth portions 64 and 74 and substantially parallel to the handle portions 62 and 72 when viewed from the plane. Preferably, the gate wiring 80 is located substantially at the center of the handle portions 62 and 72. A via (gate via) 82 is formed in the gate wiring 80. Via the via 82, the gate wiring 80 is connected to the gate 120 shown in FIG.

ゲート120は、図3に示すように、ソース配線60の歯部分64およびドレイン配線70の歯部分74と略平行に延びる平行部分122と、平行部分122と同一層に形成され平行部分122と直交して延びる1本の直交部分124とを有する。平行部分122は、2つの端部126を有し、1本の直交部分124から両側に延びる。ビア82は、直交部分124上であって、平行部分122と直交部分124との交点から外れた位置に設けられている。   As shown in FIG. 3, the gate 120 includes a parallel portion 122 that extends substantially parallel to the tooth portion 64 of the source wiring 60 and the tooth portion 74 of the drain wiring 70, and is formed in the same layer as the parallel portion 122 and orthogonal to the parallel portion 122. And one orthogonal portion 124 extending in the direction. The parallel portion 122 has two ends 126 and extends from one orthogonal portion 124 to both sides. The via 82 is provided on the orthogonal portion 124 at a position off the intersection of the parallel portion 122 and the orthogonal portion 124.

ボディ配線90は、ゲート120、ソース領域100およびドレイン領域110の両側に、ゲート120の直交部分124と略平行に2本に形成される。ボディ配線90にはビア(ボディビア)92が形成されている。ビア92を介して、ボディ配線90は、後述するSOI基板のボディ領域に電気的に接続される。ボディ領域は、ゲート120の下に形成されている。ビア92は、たとえば、図3に示すように、ゲート120の平行部分122の両側に設けられる。ビア92を介して、ボディ領域に電圧が印加される。   Two body wirings 90 are formed on both sides of the gate 120, the source region 100, and the drain region 110, approximately parallel to the orthogonal portion 124 of the gate 120. A via (body via) 92 is formed in the body wiring 90. The body wiring 90 is electrically connected to the body region of the SOI substrate, which will be described later, via the via 92. The body region is formed under the gate 120. The vias 92 are provided on both sides of the parallel part 122 of the gate 120, for example, as shown in FIG. A voltage is applied to the body region via the via 92.

次に、上述の配線、領域、ビアの立体的な位置関係を断面図を参照して説明する。   Next, the three-dimensional positional relationship between the above-described wirings, regions, and vias will be described with reference to cross-sectional views.

図4は図2の4−4線に沿って切った断面図、図5は図2の5−5線に沿って切った断面図、図6は図2の6−6線に沿って切った断面図、図7は図2の7−7線に沿って切った断面図である。なお、図4〜7では、一部の層間絶縁膜については図示を省略している。   4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 2, and FIG. 6 is cut along line 6-6 in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG. 4-7, illustration of some interlayer insulating films is omitted.

図4〜7に示すように、FET50は、SOI基板上に形成される。ある導電形(たとえばP形)のシリコン基板130上に酸化シリコンの絶縁膜140が形成されている。絶縁膜140上の半導体層150には、基板とは異なる導電形(たとえばN形)のソース領域100およびドレイン領域110が形成されている。ソース領域100およびドレイン領域110間のボディ領域150上には、酸化膜160を介して、ゲート120が形成されている。   As shown in FIGS. 4 to 7, the FET 50 is formed on an SOI substrate. An insulating film 140 of silicon oxide is formed on a silicon substrate 130 of a certain conductivity type (for example, P type). In the semiconductor layer 150 on the insulating film 140, a source region 100 and a drain region 110 having a conductivity type (for example, N type) different from that of the substrate are formed. A gate 120 is formed on the body region 150 between the source region 100 and the drain region 110 via an oxide film 160.

ゲート120は、ポリシリコン層から形成される。ゲート配線80は、図4、7に示すように、ゲート120の上部に形成され、ビア82を介してゲート120に電気的に接続される。ビア82は、層間絶縁膜を開口してできたビアホールに金属材料を流し込むことによって形成できる。   The gate 120 is formed from a polysilicon layer. As shown in FIGS. 4 and 7, the gate wiring 80 is formed on the gate 120 and is electrically connected to the gate 120 through the via 82. The via 82 can be formed by pouring a metal material into a via hole formed by opening an interlayer insulating film.

ゲート120の上部には、ゲート120と接触しないように、ソース配線60およびドレイン配線70が形成されている。図5に示すように、ソース配線60およびドレイン配線70は、ビア66、76を介して、それぞれ、ソース領域100およびドレイン領域110に電気的に接続される。ビア66、76は、層間絶縁膜を開口してできたビアホールに金属材料を流し込むことによって形成できる。   A source line 60 and a drain line 70 are formed on the gate 120 so as not to contact the gate 120. As shown in FIG. 5, the source wiring 60 and the drain wiring 70 are electrically connected to the source region 100 and the drain region 110 through vias 66 and 76, respectively. The vias 66 and 76 can be formed by pouring a metal material into a via hole formed by opening an interlayer insulating film.

図6に示すように、ボディ配線90は、ゲート120の両側上方に形成されている。ボディ配線90に接続されたビア92は、ボディ領域150と接続される。ボディ配線90は、図7に示すように、ゲート配線80と同じ高さに形成されている。   As shown in FIG. 6, the body wiring 90 is formed above both sides of the gate 120. The via 92 connected to the body wiring 90 is connected to the body region 150. The body wiring 90 is formed at the same height as the gate wiring 80 as shown in FIG.

図7に示すように、ソース配線60は、ゲート配線80およびゲート120を跨ぐように形成される。ソース配線60は、ゲート120の下部のボディ領域150によって分割されたソース領域100に、ビア66を介して電圧を印加する。   As shown in FIG. 7, the source line 60 is formed so as to straddle the gate line 80 and the gate 120. The source wiring 60 applies a voltage to the source region 100 divided by the body region 150 below the gate 120 through the via 66.

次に、本願発明と比較するための比較形態と対比して説明する。   Next, description will be made in comparison with a comparative embodiment for comparison with the present invention.

図8は、比較形態の配線を示す平面図である。   FIG. 8 is a plan view showing the wiring of the comparative form.

図8に示すように、比較形態では、ソース配線160、ドレイン配線170、ゲート配線180が、それぞれ櫛形に形成されている。したがって、ゲート配線180に設けられたゲートビア182から、ゲート220の先端222までの距離Lpの長さ分電圧降下が生じ、電圧分布が悪くなってしまう。結果として、挿入損失特性とハーモニック特性が劣化してしまう。   As shown in FIG. 8, in the comparative embodiment, the source wiring 160, the drain wiring 170, and the gate wiring 180 are each formed in a comb shape. Therefore, a voltage drop corresponding to the distance Lp from the gate via 182 provided in the gate wiring 180 to the tip 222 of the gate 220 occurs, and the voltage distribution is deteriorated. As a result, the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic are deteriorated.

一方、図2に示すように、本実施形態では、ゲート配線80がソース配線60およびドレイン配線70の間に形成され、ビア82もゲート配線80に沿って設けられている。そして、ゲート120の平行部分122に2つの端部126がある。したがって、ビア82から、ゲート120の2つの先端126までの距離Lは、図8の距離Lpよりも短くなる。換言すると、ゲート120の平行部分122に先端126が2つ形成されているので、ビア82から先端126までの経路が1本ではなく2本に分割され、それぞれの距離も短くなる。距離が短くなった分、電圧降下が少なくなり、ゲート120における電圧分布が均等になる。ゲート120にかかる電圧が均等になるので、ボディ領域150に形成される反転層も均等になり、挿入損失特性が向上する。加えて、ゲート120における電圧分布が均等になると、信号の歪がなくなるので、ハーモニック特性も向上する。   On the other hand, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the gate wiring 80 is formed between the source wiring 60 and the drain wiring 70, and the via 82 is also provided along the gate wiring 80. There are two ends 126 in the parallel portion 122 of the gate 120. Therefore, the distance L from the via 82 to the two tips 126 of the gate 120 is shorter than the distance Lp in FIG. In other words, since the two leading ends 126 are formed in the parallel portion 122 of the gate 120, the path from the via 82 to the leading end 126 is divided into two instead of one, and each distance is also shortened. As the distance is shortened, the voltage drop is reduced and the voltage distribution at the gate 120 becomes uniform. Since the voltage applied to the gate 120 is uniform, the inversion layer formed in the body region 150 is also uniform, and the insertion loss characteristic is improved. In addition, when the voltage distribution at the gate 120 becomes uniform, the distortion of the signal is eliminated, so that the harmonic characteristics are also improved.

特に、ゲート配線80がソース配線60およびドレイン配線70の中央に配置される場合、左右対象になり、しかもビア82からゲート120先端126までの距離が距離Lpの約半分になる。したがって、よりゲート120における電圧分布を均等にでき、挿入損失特性およびハーモニック特性を向上できる。   In particular, when the gate line 80 is arranged at the center of the source line 60 and the drain line 70, it becomes a right and left object, and the distance from the via 82 to the tip 120 of the gate 120 is about half of the distance Lp. Therefore, the voltage distribution in the gate 120 can be made more uniform, and the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic can be improved.

加えて、図8に示す比較形態では、ボディ配線190が一本で片側に形成されている。ボディ配線190から電圧が印加されるボディ領域は、ゲート220の下に形成される。したがって、ビア192からボディ領域の先端までの距離がおよそゲート120と同じ距離Lpとなってしまう。ボディ領域に印加される電圧もおよそ距離Lpの長さ分電圧降下が生じる。比較形態では、ボディ領域にかかる電圧分布も悪くなってしまうので、結果として、挿入損失特性とハーモニック特性が劣化してしまう。   In addition, in the comparative embodiment shown in FIG. 8, one body wiring 190 is formed on one side. A body region to which a voltage is applied from body wiring 190 is formed under gate 220. Therefore, the distance from the via 192 to the tip of the body region is approximately the same distance Lp as the gate 120. The voltage applied to the body region also causes a voltage drop by the length of the distance Lp. In the comparative form, the voltage distribution applied to the body region is also deteriorated. As a result, the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic are deteriorated.

一方、図2に示すように、本実施形態では、ボディ配線90が左右に形成されている。ゲート120の下部のボディ領域150は、両側(図中左右)のビア92から電圧が印加されるので、電圧降下が発生する距離が、距離Lpの約半分になる。結果として、比較形態に比べて挿入損失特性およびハーモニック特性を向上できる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the body wiring 90 is formed on the left and right. Since a voltage is applied to the body region 150 below the gate 120 from the vias 92 on both sides (left and right in the figure), the distance at which the voltage drop occurs is about half of the distance Lp. As a result, the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic can be improved as compared with the comparative example.

(第2実施形態)
図9は第2実施形態の高周波半導体スイッチに含まれるFETのゲート、ソースおよびドレイン配線を示す概略平面図、図10は配線の下部に位置するゲート、ソース領域およびドレイン領域を示す平面図、図11は、図9の11−11線に沿って切ったFETの概略断面図である。第1実施形態と同様の構成には、同じ参照番号を付し、その説明を省略している。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic plan view showing the gate, source and drain wirings of the FET included in the high-frequency semiconductor switch of the second embodiment. FIG. 10 is a plan view showing the gate, source and drain regions located below the wirings. 11 is a schematic cross-sectional view of the FET taken along the line 11-11 in FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第2実施形態の高周波半導体スイッチに含まれるFET50では、ソース配線260およびドレイン配線270は、第1実施形態と同様に櫛形に形成される。ソース配線260およびドレイン配線270は、それぞれ、柄部分262、272、歯部分264、274およびビア266、276を有する。ゲート配線280は、図9に示すように、ソース配線260およびドレイン配線270の柄部分262、272と平行に、両側に2本形成される。   In the FET 50 included in the high-frequency semiconductor switch of the second embodiment, the source wiring 260 and the drain wiring 270 are formed in a comb shape as in the first embodiment. The source wiring 260 and the drain wiring 270 have handle portions 262 and 272, tooth portions 264 and 274, and vias 266 and 276, respectively. As shown in FIG. 9, two gate wirings 280 are formed on both sides in parallel with the handle portions 262 and 272 of the source wiring 260 and the drain wiring 270.

ゲート配線280は、ソース配線260およびドレイン配線270の歯部分264、274の延びる方向(一の方向)と直交する方向に2本延び、ゲート320(平行部分)を挟むように形成される。ゲート320は、上記一の方向で2本に分割され、各ゲート配線280から互いに近づくように延びる。ゲート320は、2つの端部322がボディ配線290の両側に位置する。   Two gate wirings 280 extend in a direction orthogonal to the extending direction (one direction) of the tooth portions 264 and 274 of the source wiring 260 and the drain wiring 270, and are formed so as to sandwich the gate 320 (parallel portion). The gate 320 is divided into two in the one direction, and extends so as to approach each other from each gate wiring 280. The gate 320 has two end portions 322 located on both sides of the body wiring 290.

ゲート配線280は、ゲートビア282を有し、ビア282を介して、ゲート320に電気的に接続されている。ビア282は、ゲート配線280とゲート320の交点に設けられる。   The gate wiring 280 has a gate via 282 and is electrically connected to the gate 320 through the via 282. The via 282 is provided at the intersection of the gate wiring 280 and the gate 320.

ボディ配線290は、ゲート配線280と略平行に、平面から見て、分割されたゲート320の間に形成される。ボディ配線290は、平面から見て、分割されたソース領域300およびドレイン領域310の間も通るように、中央で伸延している。ボディ配線290はボディビア292を有し、図11に示すように、SOI基板に形成されたボディ領域350に接続されている。ボディビア292を介して、ボディ配線290からボディ領域に電圧が印加される。   The body wiring 290 is formed between the divided gates 320 substantially in parallel with the gate wiring 280 when viewed from above. The body wiring 290 extends in the center so as to pass between the divided source region 300 and drain region 310 as viewed from above. The body wiring 290 has a body via 292 and is connected to a body region 350 formed on the SOI substrate as shown in FIG. A voltage is applied from the body wiring 290 to the body region via the body via 292.

以上のように構成された第2実施形態に係るFET50では、ゲート320は、一の方向で2つに分割され、それぞれが中央に向かって延びている。ゲート320が分割された分、ビア282から、ゲート320の先端322までの距離は、図8に示す形態と比べて約半分になる。電圧が印加される距離が短くなる分、電圧降下が少なくなり、ゲート320における電圧分布が均一である。   In the FET 50 according to the second embodiment configured as described above, the gate 320 is divided into two in one direction, and each extends toward the center. Since the gate 320 is divided, the distance from the via 282 to the tip 322 of the gate 320 is about half that of the embodiment shown in FIG. As the distance to which the voltage is applied is shortened, the voltage drop is reduced and the voltage distribution at the gate 320 is uniform.

加えて、ボディ配線290が中央に形成されているので、ビア292からボディ領域350の端部までの距離が、図8に示す形態と比べて約半分になる。したがって、電圧が印加される距離が短くなる分、電圧降下が少なくなり、ボディ領域350における電圧分布が均一である。このように、第2実施形態においても、図8の比較形態に比べて、FET50の電圧分布が均一であり、結果として、挿入損失特性およびハーモニック特性を向上できる。   In addition, since the body wiring 290 is formed at the center, the distance from the via 292 to the end of the body region 350 is about half that of the embodiment shown in FIG. Accordingly, the voltage drop is reduced as the distance to which the voltage is applied becomes shorter, and the voltage distribution in the body region 350 is uniform. As described above, also in the second embodiment, the voltage distribution of the FET 50 is uniform as compared with the comparative example of FIG. 8, and as a result, the insertion loss characteristic and the harmonic characteristic can be improved.

なお、本明細書では、平面からみて、第1実施形態として、ゲート配線を中央に配置し、ボディ配線を両側に配置する形態を説明し、第2実施形態として、ボディ配線を中央に配置し、ゲート配線を両側に配置する形態を説明した。本発明は、平面から見て、当該配置関係が満たされておればよい。ゲート配線、ソース配線、ドレイン配線、ボディ配線の高低の位置関係については、設計変更できる。たとえば、第1実施形態では、ボディ配線90を、ソース配線60およびドレイン配線70よりも高い位置に形成することもできる。   In this specification, as viewed from the plane, as the first embodiment, the gate wiring is arranged in the center and the body wiring is arranged on both sides, and as the second embodiment, the body wiring is arranged in the center. In the above description, the gate wiring is arranged on both sides. In the present invention, the arrangement relationship only needs to be satisfied when viewed from the plane. The design of the positional relationship between the gate wiring, source wiring, drain wiring, and body wiring can be changed. For example, in the first embodiment, the body wiring 90 can be formed at a position higher than the source wiring 60 and the drain wiring 70.

なお、ソース配線60、260およびドレイン配線70、270が櫛形の場合について説明したが、これに限定されない。櫛形でなくとも、少なくとも1本位置の方向に延びていればよい。たとえば、1本の歯部分64を一の方向に延びるソース配線60とし、1本の歯部分74をソース配線60と略平行に延びるドレイン配線70としてもよい。   Although the case where the source wirings 60 and 260 and the drain wirings 70 and 270 are comb-shaped has been described, the present invention is not limited to this. Even if it is not a comb shape, it should just extend in the direction of at least one position. For example, one tooth portion 64 may be a source wiring 60 extending in one direction, and one tooth portion 74 may be a drain wiring 70 extending substantially parallel to the source wiring 60.

10 高周波半導体スイッチ、
20a〜d シリーズスイッチ、
30 アンテナ端子、
40a〜d 端子、
50 FET、
60、260 ソース配線、
62、262 柄部分、
64、264 歯部分、
66、76、82、92、282、292、 ビア、
70、270 ドレイン配線、
72 柄部分、
74 歯部分、
80、280 ゲート配線、
90、290 ボディ配線、
100、300 ソース領域、
110、310 ドレイン領域、
120、220、320 ゲート、
122 平行部分、
124 直交部分、
126、322 端部、
130 シリコン基板、
140 絶縁膜、
150、350 ボディ領域、
160 酸化膜。
10 high frequency semiconductor switch,
20a-d series switch,
30 Antenna terminal,
40a-d terminals,
50 FET,
60, 260 source wiring,
62, 262 handle part,
64, 264 teeth,
66, 76, 82, 92, 282, 292, via,
70, 270 drain wiring,
72 handle part,
74 teeth,
80, 280 gate wiring,
90, 290 body wiring,
100, 300 source region,
110, 310 drain region,
120, 220, 320 gates,
122 parallel parts,
124 orthogonal part,
126, 322 end,
130 silicon substrate,
140 insulating film,
150, 350 body area,
160 Oxide film.

Claims (6)

無線通信を切り替えるための高周波半導体スイッチに含まれる電界効果型トランジスタであって、
基板に形成されたソース領域と電気的に接続され、一の方向に延びるソース配線と、
基板に形成されたドレイン領域と電気的に接続され、前記ソース配線と略平行に延びるドレイン配線と、
前記ソース配線および前記ドレイン配線の間において、前記ソース配線および前記ドレイン配線と略平行に延びる平行部分を有するゲートと、
前記ゲートに電圧を印加するためゲート配線と、
前記ゲートおよび前記ゲート配線を電気的に接続するゲートビアと、
を有し、
前記平行部分は、2つの端部を有し、前記ゲートビアから前記2つの端部にそれぞれ電圧の印加の経路が形成される電界効果型トランジスタ。
A field effect transistor included in a high-frequency semiconductor switch for switching wireless communication,
A source wiring electrically connected to a source region formed in the substrate and extending in one direction;
A drain wiring electrically connected to a drain region formed on the substrate and extending substantially parallel to the source wiring;
A gate having a parallel portion extending substantially parallel to the source wiring and the drain wiring between the source wiring and the drain wiring;
A gate wiring for applying a voltage to the gate;
A gate via for electrically connecting the gate and the gate wiring;
Have
The parallel portion has two ends, and a field effect transistor in which a voltage application path is formed from the gate via to the two ends, respectively.
前記ゲートは、前記平行部分と同一層に形成され、当該平行部分に直交して延びる直交部分も有し、
前記ビアは、前記直交部分上に設けられる請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
The gate is formed in the same layer as the parallel part and also has an orthogonal part extending perpendicular to the parallel part,
The field effect transistor according to claim 1, wherein the via is provided on the orthogonal portion.
前記直交部分は、1本形成され、
前記平行部分は、前記直交部分から両側に延びる請求項1または請求項2記載の電界効果型トランジスタ。
One orthogonal portion is formed,
3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the parallel portion extends from the orthogonal portion to both sides.
前記ゲートの下部であって、前記基板に形成されたボディ領域と、
前記ボディ領域に電圧を印加するためのボディ配線と、
前記ボディ領域と前記ボディ配線とを電気的に接続するボディビアとをさらに有し、
前記ボディ配線は、前記直交部分と略平行に、前記ゲートの両側に形成される請求項3記載の電界効果型トランジスタ。
A body region formed in the substrate below the gate;
Body wiring for applying a voltage to the body region;
A body via for electrically connecting the body region and the body wiring;
4. The field effect transistor according to claim 3, wherein the body wiring is formed on both sides of the gate substantially parallel to the orthogonal portion.
前記ゲート配線は、一の方向と直交する方向に2本延び、前記平行部分を挟むように形成され、
前記平行部分は2本に分割され、各ゲート配線から互い近づくように延びる請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
The gate wiring extends in a direction perpendicular to one direction, and is formed so as to sandwich the parallel part,
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the parallel portion is divided into two and extends so as to approach each other from each gate wiring.
前記ゲートの下部であって、前記基板に形成されたボディ領域と、
前記ボディ領域に電圧を印加するためのボディ配線と、
前記ボディ領域と前記ボディ配線とを電気的に接続するボディビアとをさらに有し、
前記ボディ配線は、前記ゲート配線と略平行に、分割された前記平行部分の間に形成される請求項5記載の電界効果型トランジスタ。
A body region formed in the substrate below the gate;
Body wiring for applying a voltage to the body region;
A body via for electrically connecting the body region and the body wiring;
6. The field effect transistor according to claim 5, wherein the body wiring is formed between the divided parallel portions substantially parallel to the gate wiring.
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