專利名稱：半導(dǎo)體集成電路器件及高頻功率放大器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)安裝在移動(dòng)通信設(shè)備等中的天線開(kāi)關(guān) 的更高性能的技術(shù)，且更具體而言，涉及一種技術(shù)，其可以有效地 減少在多頻帶中使用的天線開(kāi)關(guān)的失真。
背景技術(shù)：
除了第二代移動(dòng)電話中的語(yǔ)音通信和無(wú)線因特網(wǎng)之外，第三代移 動(dòng)電話的出現(xiàn)支持通過(guò)無(wú)線因特網(wǎng)的TV電話以及聲音(音樂(lè))和視 頻分發(fā)，且因而便攜式電話系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)展以實(shí)現(xiàn)更高的功能，并且 實(shí)現(xiàn)多頻帶和多模式是對(duì)便攜式終端的基本要求。隨著移動(dòng)電話向多頻帶和多模式發(fā)展，天線開(kāi)關(guān)具有了越來(lái)越高 的性能，例如從SPDT (單刀雙擲)到SP4T、 SP6T等。在移動(dòng)電話中，天線開(kāi)關(guān)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在于，諸如EDGE(增 強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn))模式的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的引入要求高線性且 因而低失真技術(shù)變得很重要。關(guān)于這種類型移動(dòng)電話中的天線開(kāi)關(guān)的失真減少，存在這樣的技 術(shù)其中構(gòu)成SPDT開(kāi)關(guān)的FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)被配置成多級(jí)連接 (例如，多柵極配置或單個(gè)的三級(jí)配置)(見(jiàn)日本專利申請(qǐng) No. 2006-178928 )。在這種情況中，如日本專利申請(qǐng)No. 2006-178928 中的圖7B所示，多級(jí)連接允許逐級(jí)分散所施加的RF (射頻)電壓， 因而消除了偽導(dǎo)通狀態(tài)。此外，多級(jí)連接允許分散施加到FET的RF電壓，由此逐級(jí)減少RF電壓。由于施加到引起產(chǎn)生諧波失真的柵源 電容(Cgs)、柵漏電容(Cgd)和導(dǎo)通電阻的RF電壓被減少，所以 可以減少諧波失真。然而，在進(jìn)一步減少諧波失真方面多級(jí)連接自身具有局限性，且 因而需要新的電路設(shè)計(jì)技術(shù)。關(guān)于進(jìn)一步減少諧波失真的技術(shù)，存在這樣的技術(shù)其中在天線 開(kāi)關(guān)中設(shè)置升壓器電路且將由該升壓器電路所生成的升壓電壓施加 到開(kāi)關(guān)塊的FET的柵電極，由此提高了截止FET的柵源電壓Vgs (見(jiàn) 美國(guó)專利公開(kāi)No. 2004-0229577 )。在美國(guó)專利公開(kāi)No. 2 004-0229577的圖10中所示的升壓器電路 中，發(fā)射功率的一部分被輸入到升壓器電路，且通過(guò)兩個(gè)二極管411、 412的整流在電容402中生成電壓，然后從升壓器電路的輸出端子輸 出比作為FET控制電壓的控制電壓Vcl更高的電壓。發(fā)明內(nèi)容然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述的用于減少天線開(kāi)關(guān)中的諧波失真的技 術(shù)具有以下問(wèn)題。即，上述美國(guó)專利公開(kāi)No. 2004-0229577 (圖10)的升壓器電路 的問(wèn)題在于由于通過(guò)兩個(gè)電阻器所以出現(xiàn)了損耗，且在發(fā)射信號(hào) 端子和天線輸出端子之間出現(xiàn)了插入損耗的減少，而這是開(kāi)關(guān)特性 中的重要內(nèi)容。本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)，其通過(guò)防止插入損耗的減少來(lái) 減少天線開(kāi)關(guān)的諧波失真，同時(shí)確保足夠的升壓電壓。通過(guò)本說(shuō)明書(shū)的描述和附圖，本發(fā)明的上述和其它目的以及新穎特征將變得清楚。對(duì)本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明中的代表性發(fā)明的概要簡(jiǎn)述如下。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路器件，包括耦合到天線的第一端 子；耦合到發(fā)射電路的多個(gè)第二端子；切換晶體管電路，分別設(shè)置 在第一端子和第二端子之間，對(duì)第一端子和第二端子之間的連接進(jìn)行切換；以及升壓器電路，生成并輸出比切換晶體管電路的控制信 號(hào)更高的升壓電壓，其中升壓器電路包括控制端子，向其輸入切 換晶體管電路的控制信號(hào)；升壓端子，輸出升壓電壓；升壓部件， 其當(dāng)控制信號(hào)輸入到控制端子時(shí)獲得經(jīng)由切換晶體管電路輸出的發(fā) 射信號(hào)，并生成比輸入控制信號(hào)的電壓電平高的升壓電壓并經(jīng)由升 壓端子將生成的升壓電壓施加到切換晶體管電路的控制端子；以及 損耗改善電阻器，耦合在第二端子和升壓端子之間，減少發(fā)射信號(hào) 的電壓衰減。此外，在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路器件中，升壓部件包括 第一電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到第二端子；第一電阻器， 其一個(gè)連接部分耦合到第一電容性元件的另一連接部分；第一二極 管，其陰極耦合到第一電阻器的另一連接部分；第二電容性元件， 其一個(gè)連接部分耦合到第一二極管的陽(yáng)極；第二電阻器，其一個(gè)連 接部分耦合到第一電容性元件的另一連接部分；第二二極管，其陽(yáng) 極耦合到第二電阻器的另 一連接部分，且其陰極耦合到第二電容性 元件的另一連接部分；以及第三電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到控 制端子和第一二極管的陽(yáng)極，且其另 一連接部分耦合到升壓端子； 其中損耗改善電阻器耦合在第一電容性元件的另一連接部分和升壓 端子之間。此外，在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路器件中，將在GSM(移動(dòng) 通信全球系統(tǒng))、PCS (個(gè)人通信服務(wù))和DCS (數(shù)字蜂窩系統(tǒng))通 信系統(tǒng)中的至少 一個(gè)中使用的頻帶的發(fā)射信號(hào)輸入到與發(fā)射電路耦 合的第二端子。此外，將簡(jiǎn)要地給出本申請(qǐng)的其它發(fā)明的概述。 根據(jù)本發(fā)明的高頻功率放大器模塊，包括天線連接切換電路； 高頻功率放大器，從發(fā)射電路接收發(fā)射信號(hào)并將放大的發(fā)射信號(hào)供 給到天線連接切換電路；以及控制器，輸出控制信號(hào)到天線連接切 換電路以控制天線連接切換電路，其中，天線連接切換電路包括 耦合到天線的第一端子；耦合到發(fā)射電路的多個(gè)第二端子；切換晶7體管電路，分別設(shè)置在第一端子和第二端子之間，對(duì)第一端子和第二端子之間的連接進(jìn)行切換；以及升壓器電路，生成并輸出比切換 晶體管電路的控制信號(hào)更高的升壓電壓，其中升壓器電路包括控 制端子，向其輸入切換晶體管電路的控制信號(hào)；升壓端子，輸出升 壓電壓；升壓部件，其當(dāng)控制信號(hào)輸入到控制端子時(shí)獲得經(jīng)由切換 晶體管電路輸出的發(fā)射信號(hào)，并生成比輸入的控制信號(hào)的電壓電平電路的控制端子；以及損耗改善電阻器，耦合在第二端子和升壓端 子之間，減少發(fā)射信號(hào)的電壓衰減。此外，在本發(fā)明的高頻功率放大器模塊中，升壓部件包括第一 電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到第二端子；第一電阻器，其一 個(gè)連接部分耦合到第一電容性元件的另一連接部分；第一二極管， 其陰極耦合到第一電阻器的另一連接部分；第二電容性元件，其一 個(gè)連接部分耦合到第一二極管的陽(yáng)極；第二電阻器，其一個(gè)連接部 分耦合到第一電容性元件的另一連接部分；第二二極管，其陽(yáng)極耦 合到第二電阻器的另 一連接部分，且其陰極耦合到第二電容性元件 的另一連接部分；以及第三電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到控制端 子和第一二極管的陽(yáng)極，且其另一連接部分耦合到升壓端子；其中損耗改善電阻器耦合在第一電容性元件的另一連接部分和升壓端子 之間。此外，在本發(fā)明的高頻功率放大器模塊中，將在GSM、 PCS和DCS 通信系統(tǒng)中的至少 一個(gè)中使用的頻帶的發(fā)射信號(hào)輸入到與發(fā)射電路 耦合的第二端子。以下將簡(jiǎn)要描述通過(guò)本申請(qǐng)公開(kāi)的發(fā)明中的代表性發(fā)明所獲得 的效果。(1) 可以顯著改善升壓器電路中的插入損耗。(2) 因?yàn)?1)，所以可以減少天線開(kāi)關(guān)的諧波失真。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高頻功率放大器模塊的配置的
框圖2是示出在圖l的高頻功率放大器模塊中設(shè)置的天線開(kāi)關(guān)的配 置的框圖3是示出在圖2的天線開(kāi)關(guān)中設(shè)置的升壓器電路和天線開(kāi)關(guān)的 配置的說(shuō)明性視圖4是示出圖3所示的升壓器電路的配置的電路圖5是示出在圖4的升壓器電路中使用的二極管的例子的布局圖
案；
圖6是示出在圖4的升壓器電路中使用的電阻器的制作工藝的例 子的橫截面圖7是示出在圖4的升壓器電路中使用的二極管的制作工藝的例 子的橫截面圖8是示出在圖7的制作工藝之后的制作工藝的例子的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。另外，在用于說(shuō) 明實(shí)施例的全部附圖中，原則上對(duì)相同的元件使用相同的參考標(biāo)記 和符號(hào)，并省略對(duì)其的重復(fù)描述。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高頻功率放大器模塊的配置的 框圖，圖2是示出在圖1的高頻功率放大器模塊中設(shè)置的天線開(kāi)關(guān) 的配置的框圖，圖3是示出在圖2的天線開(kāi)關(guān)中設(shè)置的升壓器電路 和天線開(kāi)關(guān)的配置的說(shuō)明性視圖，圖4是示出圖3的升壓器電路的 配置的電路圖，圖5是示出在圖4的升壓器電路中使用的二極管的 例子的布局圖案，圖6是示出在圖4的升壓器電路中使用的電阻器 的制作工藝的例子的橫截面圖，圖7是示出在圖4的升壓器電路中 使用的二極管的制作工藝的例子的橫截面圖，圖8是示出在圖7的 制作工藝之后的制作工藝的例子的橫截面圖。在此實(shí)施例中，高頻功率放大器模塊1例如是作為通信系統(tǒng)的移 動(dòng)電話中的發(fā)射功率放大器模塊。如圖1所示，高頻功率放大器模
塊1包括功率放大器2、信號(hào)處理器3、 SAW (表面聲波)濾波器4 -6、用于WCDMA(寬帶碼分多址)的功率放大器7、 8以及雙工器9、 10。
功率放大器2包括用作高頻功率放大器的功率放大器11、 12; 低通濾波器13、 14;控制器15;以及天線開(kāi)關(guān)16。信號(hào)處理器3 包括低噪聲放大器17-21。
用作天線連接切換電路的天線開(kāi)關(guān)16具有所謂的SP7T配置，其 中七個(gè)信號(hào)端子(發(fā)射端子Txl、 Tx2，接收端子Rx2至Rx4,發(fā)射 和接收端子TRxl、 TRx5 )中的任意一個(gè)耦合到天線At所耦合的天線 端子ANT。
基于來(lái)自耦合到高頻功率放大器模塊1下一級(jí)的基帶電路的控 制信號(hào)，控制器15從這些端子中選出一個(gè)端子來(lái)耦合。
使用1. 71GHz至1. 91GHz頻帶的PCS(個(gè)人通信服務(wù))系統(tǒng)或DCS (數(shù)字蜂窩系統(tǒng))系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)由功率放大器11放大，并經(jīng)由低 通濾波器13輸入到用作第二端子的發(fā)射端子Txl。
使用900MHz頻帶的GSM系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)由功率放大器12放大， 并經(jīng)由低通濾波器14輸入到用作第二端子的發(fā)射端子Tx2。然后， 這些發(fā)射信號(hào)由控制器15進(jìn)行選擇并經(jīng)由天線At輸出。
另外，在這種情況下，控制器15還基于來(lái)自基帶電路的控制信 號(hào)來(lái)控制功率放大器11或功率放大器12的放大系數(shù)等。
此外，在通過(guò)SAW濾波器4選擇特定頻率(PCS: 1.9GHz頻帶) 的信號(hào)并將接收的信號(hào)通過(guò)低噪聲放大器17進(jìn)行放大之后，根據(jù)控 制器15的選擇從天線At輸入到接收端子Rx4的接收信號(hào)被輸出到 下一級(jí)的解調(diào)電路等。
類似地，在通過(guò)SAW濾波器5選擇特定頻率(DCS: 1. 8GHz頻帶) 后，輸入到接收端子Rx3的接收信號(hào)被低噪聲放大器18放大。
在通過(guò)SAW濾波器6選擇特定頻率(GSM: 900Mhz頻帶)后，輸入到接收端子Rx2的接收信號(hào)被低噪聲放大器21放大。然后，這些 放大的信號(hào)被輸出到解調(diào)電路等。
使用2. 1G H z頻帶的W C D M A系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)由功率放大器7放大， 然后經(jīng)過(guò)雙工器9對(duì)發(fā)射和接收信號(hào)進(jìn)行分離并輸入到發(fā)射和接收 端子TRxl,且之后通過(guò)控制器15的選擇經(jīng)由天線輸出。
另一方面，從天線At輸入到發(fā)射和接收端子TRxl的接收信號(hào)經(jīng) 過(guò)雙工器9進(jìn)行分離并通過(guò)低噪聲放大器19進(jìn)行放大，且然后輸出 到解調(diào)電路等。類似地，使用900MHz頻帶的WCDMA系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào) 由功率放大器8放大，然后經(jīng)過(guò)雙工器IO對(duì)發(fā)射和接收信號(hào)進(jìn)行分 離并輸入到發(fā)射和接收端子TRx5，且之后通過(guò)控制器15的選擇經(jīng)由 天線At輸出。
此外，從天線At輸入到發(fā)射和接收端子TRx5的接收信號(hào)經(jīng)過(guò)雙 工器10進(jìn)行分離并通過(guò)低噪聲放大器20進(jìn)行放大，且然后輸出到 解調(diào)電路等。
圖2是示出天線開(kāi)關(guān)16的配置的框圖。
如圖所示，天線開(kāi)關(guān)16包括天線開(kāi)關(guān)22至29和升壓器電路30、 31。這些天線開(kāi)關(guān)22至29基于控制器15的控制對(duì)發(fā)射和接收的信 號(hào)進(jìn)行切換。
天線開(kāi)關(guān)22設(shè)置在用作第一端子的天線端子ANT和發(fā)射端子 Txl之間，且天線開(kāi)關(guān)23設(shè)置在天線端子ANT和發(fā)射端子Tx2之間。
接收端子Rx2至Rx4分別耦合到天線開(kāi)關(guān)24至26的一個(gè)連接部 分，且天線開(kāi)關(guān)24至26的另一連接部分共同耦合到天線開(kāi)關(guān)27的 一個(gè)連接部分。天線端子ANT耦合到天線開(kāi)關(guān)27的另一連接部分。
升壓器電路30從發(fā)射端子Txl獲得發(fā)射信號(hào)，并生成升壓電壓， 且將該升壓電壓施加到天線開(kāi)關(guān)22的切換晶體管電路Q1 (圖3)的 柵極。
類似地，升壓器電路31從發(fā)射端子Tx2獲得發(fā)射信號(hào)，并生成 升壓電壓，且將該升壓電壓施加到天線開(kāi)關(guān)23的開(kāi)關(guān)晶體管的控制 端子。圖3是示出天線開(kāi)關(guān)22的配置和與升壓器電路30耦合的配置的 說(shuō)明性視圖。
天線開(kāi)關(guān)22包括晶體管電路Q1、 Q2;電阻器Rdl至Rd6; 電阻器Rddl至Rdd4、 Rgl至Rg6以及Rggl至Rgg4;以及電容性元 件Cl至C5。
用作切換晶體管電路的晶體管電路Ql包括兩級(jí)連接的三柵晶體 管Ql!、 Ql2，且晶體管電路Q2包括兩級(jí)連接的雙柵晶體管Q2t、 Q22。
晶體管電路Ql耦合在發(fā)射端子Txl和天線端子ANT之間，且晶 體管電路Q2耦合在發(fā)射端子Txl和接地(參考電勢(shì))端子GND之間。
電阻器Rdl至Rd3分別串聯(lián)耦合在晶體管Ql]的一個(gè)連接部分和 其另一連接部分之間(源漏之間)，且電阻器Rd4至Rd6分別串聯(lián) 耦合在晶體管Ql2的另一連接部分和其一個(gè)連接部分之間(源漏之 間)。
此外，偏置電壓分別從電阻器Rdl和電阻器Rd2之間的連接節(jié)點(diǎn) 以及從電阻器Rd2和電阻器Rd3之間的連接節(jié)點(diǎn)供給到晶體管QL 的柵極之間的兩個(gè)中間點(diǎn)。
類似地，偏置電壓分別從電阻器Rd4和電阻器Rd5之間的連接節(jié) 點(diǎn)以及從電阻器Rd5和電阻器Rd6之間的連接節(jié)點(diǎn)供給到晶體管Q12 的才冊(cè)極之間的兩個(gè)中間點(diǎn)。
電阻性元件Rgl至Rg3的一個(gè)連接部分分別耦合到晶體管QL的 三個(gè)柵極，且用作升壓器電路30的輸出部件的輸出端子DCgate(圖 4 )分別耦合到這些電阻性元件Rgl至Rg3的另一連接部分。
此外，電容性元件C3耦合在Ql,的源/漏的一端(在天線端子ANT 側(cè))和最接近的4冊(cè)極之間。
電阻器Rg4至Rg6的一個(gè)連接部分分別耦合到晶體管Qh的三個(gè) 柵極，且控制端子TxlcL耦合到這些電阻器Rg4至Rg6的另一連接 部分。電容性元件C4耦合在晶體管Qh的源/漏的一端(在發(fā)射端子 Txl側(cè))和最接近的柵極之間。
從控制器15 (圖l)輸入到控制端子Txlc的控制電壓經(jīng)由二極管Di施加到控制端子TxlcL (其中Txlc側(cè)是陽(yáng)極，TxlcL側(cè)是陰極)。 二極管Di具有防止來(lái)自晶體管電路Q1的柵極的反向電流的功能。
此外，由于較大的電功率輸入到發(fā)射端子Txl，升壓器電路30 耦合在晶體管電路Ql的柵極和發(fā)射端子之間。該升壓器電路30可 以在晶體管電路Ql導(dǎo)通時(shí)對(duì)柵極電壓進(jìn)行升壓。
在晶體管電路Q2中，發(fā)射端子Txl經(jīng)由電容性元件Cl耦合到晶 體管Q2t的一個(gè)連接部分，且晶體管Q22的另一連接部分經(jīng)由電容性 元件C3耦合到接地端(參考電勢(shì))。
此外，晶體管Q2,的另一連接部分和晶體管Q22的一個(gè)連接部分 連接在一起。晶體管Q2, 、 Q22的相應(yīng)柵極分別經(jīng)由電阻器Rggl、 Rgg2 和電阻器Rgg3、 Rgg4耦合到接地端。
電容性元件C2耦合在晶體管Q2:的源/漏的一端(發(fā)射端子Txl 側(cè))和最接近的柵極之間，且電容性元件C5耦合在晶體管Q22的源/ 漏的一端(GND側(cè))和最接近的柵極之間。
在晶體管Q2b Q22的源極和漏極之間，分別串聯(lián)耦合了電阻器 Rddl、 Rdd2和電阻器Rdd3、 Rdd4,且分別從該連接節(jié)點(diǎn)向柵極之間 的中間點(diǎn)供給偏置電壓。
當(dāng)向控制端子TxlcL施加高電平電壓且晶體管電路Ql導(dǎo)通時(shí)， 晶體管電路Q2截止，并且當(dāng)向控制端子TxlcL施加低電平電壓且晶 體管電路Q1截止時(shí)，晶體管電路Q2導(dǎo)通。
圖4是示出升壓器電路30的連接配置的說(shuō)明性視圖。
如圖所示，升壓器電路30包括二極管32、 33、電阻器34至37、 以及電容性元件38、 39。因此，二極管32、 33、電阻器34、 35、 37、 以及電容性元件38、 39構(gòu)成了升壓部件。
發(fā)射端子Txl耦合到用作第一電容性元件的電容性元件38的一 個(gè)連接部分，且電阻器34至36的一個(gè)連接部分分別耦合到電容性 元件38的另一個(gè)連接部分。
用作第一二極管的二極管32的陰極耦合到作為第一電阻器的電 阻器34的另一連接部分，且用作第二二極管的二極管33的陽(yáng)極耦合到作為第二電阻器的電阻器35的另一連接部分。用作第二電容性 元件的電容性元件39的一個(gè)連接部分耦合到二極管32的陽(yáng)極，且 電容性元件39的另一連接部分耦合到二極管33的陰極。
此外，作為第三電阻器的電阻器37的一個(gè)連接部分和控制端子 TxlcL分別耦合到電容性元件39的另一連接部分。輸出升壓電壓的 輸出端子DCgate耦合到電阻器37、 36的另一連接部分，并用作升 壓器電路30的輸出端子。
另外，盡管在圖3和圖4中只描述了天線開(kāi)關(guān)22和升壓器電路 30的配置，但天線開(kāi)關(guān)23和升壓器電路31的配置與圖3和圖4所 示配置相同。
接著，將描述此實(shí)施例中的升壓器電路30 (31)的效果。
在向控制端子TxlcL施加導(dǎo)通狀態(tài)電壓時(shí)，天線開(kāi)關(guān)22導(dǎo)通， RF信號(hào)(發(fā)射信號(hào))從發(fā)射端子Txl經(jīng)過(guò)天線端子ANT。
這時(shí)，發(fā)射信號(hào)的一部分供給到升壓器電路30 (31)。升壓器 電路30 ( 31 )獲得發(fā)射功率，并由于二極管32、 33的整流，在輸出 端子DCgate生成比從控制器15輸出的控制電壓高的升壓電壓，且 升壓器電路30 ( 31 )將升壓電壓施加到晶體管電路Ql的柵極。
這樣向截止?fàn)顟B(tài)的晶體管電路而不是晶體管電路Ql中的晶體管 的柵源電容Cgs導(dǎo)致了更高的天線電壓，由此允許提供更深的截止 狀態(tài)。
在這種情況下，此配置將RF信號(hào)路徑中輸入發(fā)射功率經(jīng)過(guò)的電 阻器通路設(shè)定成只通過(guò)一個(gè)電阻器36的通路，在該配置中用作損耗 改善電阻器的電阻器36耦合到輸出端子DCgate，所以可以減少發(fā)射 信號(hào)的衰減并防止插入損耗特'性的惡化。
圖5是示出升壓器電路30 ( 31 )中的二極管32 ( 33 )的布局例 子的說(shuō)明性視圖。
圖5右側(cè)所示的二極管32 ( 33 )具有這樣的配置其中例如， 歸S (金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管T的漏電極D和源電極S連接在一 起，即，所謂的二極管連接，如圖5左側(cè)所示。然后，漏電極D和源電極S的公共連接部分作為二極管32 ( 33 ) 的陰極，且M0S晶體管T的柵電極G作為二極管32 ( 33 )的陽(yáng)極。
接著，將描述在升壓器電路30 ( 31 )中使用的電阻器34 (至37 ) 和二極管32 ( 33 )的制作工藝。
圖6示出了電阻器34 (至37)的橫截面視圖。
首先，如圖6所示，在由半絕緣砷化鎵(GaAs)制成的半導(dǎo)體村 底SUB上方形成GaAs外延層EP,并在外延層EP的上表面上方形成 緩沖層LY1。
隨后，在緩沖層LY1的上表面上方形成鋁鎵砷(AlGaAs)層LY2， 并在其上表面上方形成n型砷化鎵(GaAs )層LY3。
然后，在對(duì)圖6右側(cè)的n型砷化鎵層LY3和鋁鎵砷層LY2進(jìn)行刻 蝕后，形成例如由PSG (磷硅酸鹽玻璃)/SiO制成的絕緣層IS。
在絕緣層IS的上方，例如，將由WSiN制成的電阻性元件34 (至 37 )形成在鋁鎵砷層LY2和n型砷化鎵層LY3被刻蝕的位置處。
此外，圖7和圖8是構(gòu)成二極管32 ( 33 )的MOS晶體管T的橫 截面視圖。
在形成圖6所示的電阻器34 (至37 )后，如圖7所示，對(duì)待設(shè) 置源極/漏極線SD1、 SD2的位置處的絕緣層IS進(jìn)行刻蝕，且利用金 屬線等形成這些源極/漏極線SD1、 SD2。
然后，如圖8所示，在由源極/漏極線SDl、 SD2圍繞的區(qū)域中， 對(duì)待設(shè)置柵極線Gl的位置處的絕緣層IS和n型砷化鎵層LY3進(jìn)行 刻蝕，且然后利用金屬線等形成柵極線Gl,由此形成用作二極管32 (33)的晶體管。
因而，根據(jù)此實(shí)施例，可以顯著地減少天線開(kāi)關(guān)16中的諧波失 真，同時(shí)通過(guò)升壓器電路30、 31生成穩(wěn)定的升壓電壓。
如上所述，盡管基于實(shí)施例具體描述了由本發(fā)明人完成的本發(fā) 明，但顯然本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，且可以在不脫離本發(fā)明的精 神的情況下進(jìn)行各種修改。
例如，在上述實(shí)施例中描述了用于支持多頻帶的便攜式電話系統(tǒng)等的天線開(kāi)關(guān)的例子，但本發(fā)明不限于此，且本發(fā)明可以類似地應(yīng)
用于例如包括用于支持多個(gè)頻帶(例如，2.4GHz頻帶、5GHz頻帶) 的無(wú)線LAN等的天線開(kāi)關(guān)的各種類型的無(wú)線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明適用于半導(dǎo)體集成電路器件以及高頻模塊中的天線開(kāi)關(guān)， 并適用于包括該天線開(kāi)關(guān)的移動(dòng)電話的高頻模塊，還適用于無(wú)線LAN
的天線開(kāi)關(guān)等。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體集成電路器件，包括第一端子，耦合到天線；多個(gè)第二端子，耦合到發(fā)射電路；切換晶體管電路，分別設(shè)置在所述第一端子和所述第二端子之間，對(duì)所述第一端子和所述第二端子之間的連接進(jìn)行切換；以及升壓器電路，生成并輸出比所述切換晶體管電路的控制信號(hào)更高的升壓電壓，其中所述升壓器電路包括控制端子，向其輸入所述切換晶體管電路的控制信號(hào)；升壓端子，輸出升壓電壓；升壓部件，當(dāng)所述控制信號(hào)輸入到所述控制端子時(shí)獲得經(jīng)由所述切換晶體管電路輸出的發(fā)射信號(hào)，并生成比所輸入控制信號(hào)的電壓電平高的升壓電壓且經(jīng)由所述升壓端子將所生成的升壓電壓施加到所述切換晶體管電路的控制端子；以及損耗改善電阻器，耦合在所述第二端子和所述升壓端子之間，減少所述發(fā)射信號(hào)的電壓衰減。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體集成電路器件，其中所述升壓部件 包括第一電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到所述第二端子； 第一電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述第一電容性元件的另一 連接部分；第一二極管，其陰極耦合到所述第 一 電阻器的另 一連接部分； 第二電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到所述第一二極管的陽(yáng)極；第二電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述第 一 電容性元件的另一 連接部分；第二二極管，其陽(yáng)極耦合到所述第二電阻器的另一連接部分，且其陰極耦合到所述第二電容性元件的另 一連接部分；以及第三電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述控制端子和所述第一二極管的陽(yáng)極，且其另一連接部分耦合到所述升壓端子；以及其中所述損耗改善電阻器耦合在所述第 一 電容性元件的另 一 連接部分和所述升壓端子之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的半導(dǎo)體集成電路器件，其中將在GSM、 PCS和DCS通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)中使用的頻帶的發(fā)射信號(hào)輸入到 與所述發(fā)射電路耦合的所述第二端子。
4. 一種高頻功率放大器模塊，包括 天線連接切換電i 各；高頻功率放大器，從發(fā)射電路接收發(fā)射信號(hào)并將放大的發(fā)射信號(hào) 供給到所述天線連接切換電路；以及控制器，輸出控制信號(hào)到所述天線連接切換電路以控制所述天線 連接切換電路，其中，所述天線連接切換電路包括 第一端子，耦合到天線； 多個(gè)第二端子，耦合到所述發(fā)射電路；切換晶體管電路，分別設(shè)置在所述第一端子和所述第二端子 之間，對(duì)所述第一端子和所述第二端子之間的連接進(jìn)行切換；以及升壓器電路，生成并輸出比切換晶體管電路的控制信號(hào)更高 的升壓電壓，其中所述升壓器電路包括控制端子，向其輸入所述切換晶 體管電路的控制信號(hào)；升壓端子，輸出升壓電壓；升壓部件，當(dāng)所 述控制信號(hào)輸入到所述控制端子時(shí)獲得經(jīng)由所述切換晶體管電路輸 出的發(fā)射信號(hào)，并生成比所輸入的控制信號(hào)的電壓電平高的升壓電電路的控制端子；以及損耗改善電阻器，耦合在所述第二端子和所 述升壓端子之間，減少所述發(fā)射信號(hào)的電壓衰減。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的高頻功率放大器模塊，其中所述升壓部件包括第一電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到所述第二端子； 第 一 電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述第 一 電容性元件的另一 連接部分；第一二極管，其陰極耦合到所述第 一電阻器的另 一連接部分； 第二電容性元件，其一個(gè)連接部分耦合到所述第一二極管的陽(yáng)極；第二電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述第 一 電容性元件的另一 連接部分；第二二極管，其陽(yáng)極耦合到所述第二電阻器的另一連接部分，且 其陰極耦合到所述第二電容性元件的另 一連接部分；以及第三電阻器，其一個(gè)連接部分耦合到所述控制端子和所述第一二 極管的陽(yáng)極，且其另一連接部分耦合到所述升壓端子；以及其中所述損耗改善電阻器耦合在所述第 一 電容性元件的另 一 連 接部分和所述升壓端子之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的高頻功率放大器模塊，其中將在GSM、 PCS和DCS通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)中使用的頻帶的發(fā)射信號(hào)輸入到 與所述發(fā)射電路耦合的所述第二端子。
全文摘要
通過(guò)防止插入損耗的減少，減少了天線開(kāi)關(guān)的諧波失真，同時(shí)確保了足夠的升壓電壓。在向控制端子施加導(dǎo)通狀態(tài)的電壓時(shí)，導(dǎo)通了設(shè)置在天線端子和發(fā)射端子之間的天線開(kāi)關(guān)，PCS/DCS系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)從發(fā)射端子通過(guò)天線端子傳送。這時(shí)，由于二極管的整流，供給一部分發(fā)射信號(hào)的升壓器電路在輸出端子處生成比從控制器輸出的控制電壓高的升壓電壓，并將該升壓電壓施加到天線開(kāi)關(guān)的晶體管電路的柵極。由于在升壓器電路中電阻器耦合到輸出端子，RF信號(hào)路徑中的輸入發(fā)射功率所經(jīng)過(guò)的電阻器只有一個(gè)電阻器，由此減少了發(fā)射信號(hào)的衰減并提供了優(yōu)良的插入損耗特性。
文檔編號(hào)H03K17/687GK101252352SQ20081000340
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者中島秋重, 石川知之, 重野靖 申請(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技