JP6322569B2 - 半導体スイッチ - Google Patents
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Description
本実施形態に係る半導体スイッチについて図1乃至図4を用いて説明する。図1は本実施形態の半導体スイッチを示す回路図である。図2は半導体スイッチが設けられた半導体チップの各部の配置を示す図である。図3は半導体スイッチが設けられるSOI(Silicon On Insulator)基板を示す断面図である。図4は半導体スイッチの高周波配線と多結晶半導体層との位置関係を説明するための図で、図4(a)は半導体チップの上面から見た場合の位置関係を示す図、図4(b)は図4(a)のA−A線に沿って切断し矢印方向に眺めた半導体スイッチの断面図である。
本実施形態に係る半導体スイッチについて図10を用いて説明する。図10は本実施形態の半導体スイッチの高周波配線と第2半導体層との位置関係を説明するための図で、図10(a)は半導体チップの上面から見た場合の位置関係を示す図、図10(b)は図10(a)のA−A線に沿って切断し、矢印方向に眺めた半導体スイッチの断面図である。
本実施形態に係る半導体スイッチについて図11を用いて説明する。図11は本実施形態の半導体スイッチの高周波配線と多結晶半導体層、及びビアの位置関係を説明するための図で、図11(a)は半導体チップを上面から見た場合のそれらの位置関係を示す図、図11(b)は図11(a)のA−A線に沿って切断し、矢印方向に眺めた半導体スイッチの断面図である。
本実施形態に係る半導体スイッチについて図12を用いて説明する。図12は本実施形態の半導体スイッチの高周波配線と多結晶半導体層との位置関係を説明するための図で、図12(a)は半導体チップを上面から見た場合の位置関係を示す図、図12(b)は図12(a)のA−A線に沿って切断し、矢印方向に眺めた半導体スイッチの断面図である。
本実施形態に係る半導体スイッチについて図18乃至図20を用いて説明する。図18は本実施形態の半導体スイッチを示す回路図である。図19は半導体スイッチが設けられた半導体チップの各部の配置を示す図である。図20は図19のA−A線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。
本実施形態に係る半導体スイッチについて図25および図26を用いて説明する。図25は半導体スイッチが設けられた半導体チップの各部の配置を示す図である。図26は図25のA−A線に沿って切断し、矢印方向に眺めた半導体スイッチの断面図である。
(付記1) 前記半導体スイッチ回路は電界効果トランジスタを有し、前記多結晶半導体層は前記電界効果トランジスタのゲート配線と同じ材料で構成されている請求項1に記載の半導体スイッチ。
11 アンテナ端子
12、12a、12b 多結晶半導体層
20、101、111 半導体チップ
21 バイアス/制御回路
30 SOI基板
31、103 シリコン基板
31a 第1部分
31b 第2部分
32 シリコン酸化膜
33、33a シリコン層
41、65、65a、67、105 層間絶縁膜
42 高周波配線
43 電気力線
44a、44b、102a、102b、102c 電荷
51 ポリシリコン膜
52、54 レジスト膜
53 導電膜
60 ソース・ドレイン層
61 ゲート絶縁膜
62 ゲート電極
63 チャネル層
66 ゲート配線
68 STI層
71 ビア
72 パッド
73 抵抗
74 電源
81 ビア
82 ビア群
85 電荷捕獲準位層
76、86、113 接地配線
91 引出配線
102、112 導電層
106a、106b 電極
R1、R2 抵抗
N1〜N4 ノード
RF1〜RF8 高周波端子
RW0〜RW8 高周波配線
SW1〜SW8 半導体スイッチ回路
T1〜T8 スルートランジスタ
S1〜S8 シャントトランジスタ
Cont1〜Cont8 制御信号
Cont1/〜Cont8/ 反転制御信号
Claims (22)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に設けられた第1半導体層と、
前記第1半導体層に設けられた半導体スイッチ回路と、
前記第1絶縁膜の上方であって、かつ前記第1絶縁膜の前記半導体基板が設けられた側と反対側に設けられ、前記半導体スイッチ回路と端子とを接続する配線と、
前記配線と前記第1絶縁膜の間に設けられた多結晶半導体層と、
を具備することを特徴とする半導体スイッチ。 - 前記多結晶半導体層のキャリアの移動度は、前記半導体基板のキャリアの移動度より低いことを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層のキャリア濃度は、前記第1半導体層のキャリア濃度より高いことを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層のキャリア濃度は、1E20cm−3以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層は、第2絶縁膜で覆われて絶縁分離されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層は、前記半導体基板の電位より高い電位が与えられるよう電源に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層はポリシリコン層であり、前記ポリシリコン層の上部に高融点金属とのシリサイドが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層は、平面視で前記配線より外側に延在していることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記多結晶半導体層と前記半導体基板とを接続する導電性の柱状体を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記半導体基板と前記第1絶縁膜の間の界面に電荷捕獲準位を有する層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチ。
- 前記電荷捕獲準位を有する層は、電気的に不活性な不純物を含む半導体層であることを特徴とする請求項10に記載の半導体スイッチ。
- 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に設けられた第1半導体層と、
前記第1半導体層に設けられた半導体スイッチ回路と、
前記第1絶縁膜の上方であって、かつ前記第1絶縁膜の前記半導体基板が設けられた側と反対側に設けられ、前記半導体スイッチ回路と端子とを接続する配線と、
前記配線と前記半導体基板の間に設けられ、前記第1半導体層より高い不純物濃度を有する第2半導体層と、
を具備することを特徴とする半導体スイッチ。 - 前記第2半導体層のキャリアの移動度は、前記半導体基板のキャリアの移動度より低いことを特徴とする請求項12に記載の半導体スイッチ。
- 前記第2半導体層は、多結晶半導体層であることを特徴とする請求項12に記載の半導体スイッチ。
- 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に設けられた第1半導体層と、
前記第1半導体層に設けられた半導体スイッチ回路と、
前記第1絶縁膜の上方に設けられ、かつ前記第1絶縁膜の前記半導体基板が設けられた側と反対側に設けられ、前記半導体スイッチ回路と端子とを接続する配線と、
前記第1絶縁膜上または上方に設けられ、第2絶縁膜に覆われて絶縁分離され、かつ帯電している導電層と、
を具備することを特徴とする半導体スイッチ。 - 前記導電層は、前記配線と前記第1絶縁膜の間に設けられていることを特徴とする請求項15に記載の半導体スイッチ。
- 前記導電層は、金属層、半導体層、金属と半導体の合金層のいずれかであることを特徴とする請求項15に記載の半導体スイッチ。
- 前記導電層に電子をトンネル注入するための電極を有することを特徴とする請求項15に記載の半導体スイッチ。
- 半導体基板と、第1絶縁膜と、第1半導体層とがこの順に積層された複合半導体基板の前記第1半導体層に半導体スイッチ回路を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の上方、かつ前記第1絶縁膜の前記半導体基板が設けられた側と反対側に、前記半導体スイッチ回路と端子とを接続する配線を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上または上方に、導電層を形成する工程と、
前記導電層を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、
前記導電層を帯電させる工程と、
を具備することを特徴とする半導体スイッチの製造方法。 - 前記導電層に荷電粒子を注入して、前記導電層を帯電させることを特徴とする請求項19に記載の半導体スイッチの製造方法。
- 前記導電層をプラズマ処理して、前記導電層を帯電させることを特徴とする請求項19に記載の半導体スイッチの製造方法。
- 前記第2絶縁膜をプラズマCVD法により形成し、前記導電層を帯電させながら前記導電層を被覆することを特徴とする請求項19に記載の半導体スイッチの製造方法。
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