发明名称 通信系统用机器及半导体积体电路装置
摘要 本发明的课题在提供一种通信系统用机器,适合配置在使用温度及空间等受到严格限制的条件下。本发明中的通信系统用机器包括有将萧特基二极体,MOSFET,电容及电感整合在SiC基板上所形成的半导体元件。在SiC基板10上面,从下方依顺序设置有含有高浓度n型不纯物(氮气)之δ参杂层12a与无参杂层12b所交替她叠积而成的第一叠积部12、含有高浓度p型不纯物(铝)之δ参杂层13a与无参杂层13b所交替地叠积而成的第二叠积部13。δ参杂层的载子会扩散到无参杂层。而且因为无参杂层中的不纯物浓度较低,所以不纯物离子的散乱较少,可以得到低阻抗及高耐压值。
申请公布号 TW511166 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW090128775 申请日期 2001.11.20
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 横川 俊哉;高桥 邦方;内田正雄;北真;楠本 修
分类号 H01L21/28;H01L29/16 主分类号 H01L21/28
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路三十七号十楼
主权项 1.一种通信系统用机器,其系配置在通信系统中,且 具有使用化合物半导体所形成之主动元件,其特征 为该主动元件包括: 化合物半导体层,设置在基板上;及 活性区域,此活性区域系设置有至少一层第一半导 体层与至少一层第二半导体层彼此邻接而构成;该 第一半导体层系设置在该化合物半导体层之上,具 有作为载子移动区域功能;而该第二半导体层较该 第一半导体层之膜厚为薄,含有高浓度的载子用不 纯物,可以量子效应来形成载子分布。2.如申请专 利范围第1项之通信系统用机器,其中,该第一半导 体层及第二半导体层,分别各由复数层所叠积而成 。3.如申请专利范围第1项或第2项之通信系统用机 器,其中,该主动元件为将该第一半导体层配置在 闸极电极的正下方所形成的MESFET。4.如申请专利 范围第1项或第2项之通信系统用机器,其中,该主动 元件为将该第一半导体层配置在萧特基电极的正 下方所形成的萧特基二极体。5.如申请专利范围 第4项之通信系统用机器,其中,该主动元件为横型 的萧特基二极体。6.如申请专利范围第1项或第2项 之通信系统用机器,其中,该主动元件为MISFET,且其 更包括: 闸极绝缘膜,设置在该第一半导体层上面; 闸极电极,设置在该闸极绝缘膜上面极电极;及 源极汲极区域,设置在该化合物半导体层中的该 闸极电极的两侧。7.如申请专利范围第1项或第2项 之通信系统用机器,其中,在该化合物半导体层之 上设置有电容及电感。8.如申请专利范围第1项或 第2项之通信系统用机器,其中,在该化合物半导体 层为SiC层。9.如申请专利范围第1项或第2项之通信 系统用机器,其中,该机器为使用在通信系统的基 地台。10.如申请专利范围第1项或第2项之通信系 统用机器,其中,该机器为使用在通信系统的移动 台。11.如申请专利范围第1项或第2项之通信系统 用机器,其中,该通信系统为行动电话、PHS、汽车 用电话及PDA中的任一者。12.如申请专利范围第1项 或第2项之通信系统用机器,其中,该主动元件为配 置在该通信系统的发射单元。13.一种半导体积体 电路装置,包含有使用化合物半导体所形成之主动 元件,其特征为该主动元件包括: 化合物半导体层,设置在基板上;及 活性区域,此活性区域系设置有至少一层第一半导 体层与至少一层第二半导体层彼此邻接而构成;该 第一半导体层系设置在该化合物半导体层之上,具 有作为载子移动区域功能;而该第二半导体层较该 第一半导体层之膜厚为薄,含有高浓度的载子用不 纯物,可以量子效应来形成载子分布。14.如申请专 利范围第13项之半导体积体电路装置,其中,该第一 半导体层及第二半导体层,分别是以复数层所叠积 而成。15.如申请专利范围第13项或第14项之半导体 积体电路装置,其中,该主动元件为将该第一半导 体层配置在闸极电极的正下方所形成的MESFET。16. 如申请专利范围第13项或第14项之半导体积体电路 装置,其中,该主动元件为将该第一半导体层配置 在萧特基电极的正下方所形成的萧特基二极体。 17.如申请专利范围第16项之半导体积体电路装置, 其中,该主动元件是横型的萧特基二极体。18.如申 请专利范围第13项或第14项之半导体积体电路装置 ,其中,该主动元件为MISFET,且其包括: 闸极绝缘膜,设置在该第一半导体层上面; 闸极电极,设置在该闸极绝缘膜上面极电极;及 源极汲极区域,设置在该化合物半导体层中的该 闸极电极的两侧。19.如申请专利范围第13项或第14 项之半导体积体电路装置,其中,在该化合物半导 体层之上设置有电容及电感。20.如申请专利范围 第13项或第14项之半导体积体电路装置,其中,在该 化合物半导体层为SiC层。图式简单说明: 图1为概略说明本发明的实施形态中之通信系统的 构成的方块图。 图2为详细说明本发明的实施形态中之通信系统中 的基地台的内部构成之方块电路图。 图3为说明配置在图1所示之发射接收放大单元中 之主放大器的构造例之电路图。 图4为本发明的实施形态中,在SiC基板上整合了萧 特基二极体,MESFET,MOSFET,电容及电感所形成的半导 体元件的剖面图。 图5为说明本发明的实施形态中所形成之活性区域 在深度方向的参杂浓度分布图。 图6(a),(b)为本发明的实施形态中之第一叠积部在 深度方向上的氮气的浓度分布与载子分布间的关 系以模式来说明的图,及说明沿着第一叠积部的深 度方向之导带端的形状的部分带状图。 图7(a),(b)为说明模拟包含厚度为10nm的参杂层之 样品A中之导带端的带状构造的结果图,及说明模 拟载子浓度分布的结果的图。 图8(a),(b)为说明模拟包含厚度为20nm的参杂层之 样品B中之导带端的带状构造的结果图,及说明模 拟载子浓度分布的结果的图。 图9(a1)~(c3)为是针对本发明的实施形态中的萧特基 二极体与先前的萧特基二极体,说明因偏压的变化 所造成导带端的形状的变化之能带图。 图10为说明本发明的实施形态中的MESFET,量测汲极 电流与汲极电压间的关系的闸极电压依存性(I-V特 性)的结果图。 图11(a)~(c)为说明本实施形态中的半导体元件的制 造步骤中,从第一,第二叠积部的形成到元件分离 区域的形成为止的步骤之剖面图。 图12(a)~(c)为说明本实施形态中的半导体元件的制 造步骤中,从源极汲极区域的形成到各元件的电 极或导体膜的形成为止的步骤之剖面图。 图13(a),(b)为说明本实施形态中的半导体元件的制 造步骤中,从电容的上部电极的形成到在各元件的 导体部形成接触窗为止的步骤之剖面图。 图14为概略地说明图1所示之通信系统中的行动电 话终端(移动台)的一个例子的图。 图15为说明图2或图14所示的混波器的电路构成例 之电路图。 图16为说明含有图14所示之SPDT开关之高输出开关 电路,或配置在图2所示之天线单元之高输出开关 电路的例子之电路图。 图17为说明本实施形态中之图3所示主放大器的另 一个构成例子(第一变形例)。 图18为说明上述实施形态中之图3所示主放大器的 另一个构成例子(第二变形例)。 图19为概略说明将两个主放大器以并联来配置后 之第3个变形例中之基地台的构成方块电路图。 图20为说明先前的基地台(通信系统的基地台)的内 部构成方块电路图。
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