Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2996169B2 - High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2996169B2 - High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment - Google Patents

High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment

Info

Publication number
JP2996169B2
JP2996169B2 JP8049929A JP4992996A JP2996169B2 JP 2996169 B2 JP2996169 B2 JP 2996169B2 JP 8049929 A JP8049929 A JP 8049929A JP 4992996 A JP4992996 A JP 4992996A JP 2996169 B2 JP2996169 B2 JP 2996169B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
realized
frequency
sic
semiconductor device
gan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8049929A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09246471A (en
Inventor
隆弘 横山
明彦 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP8049929A priority Critical patent/JP2996169B2/en
Publication of JPH09246471A publication Critical patent/JPH09246471A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2996169B2 publication Critical patent/JP2996169B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は通信用高周波半導体
装置及びそれを用いた高周波通信機器に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency semiconductor device for communication and a high-frequency communication device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波半導体装置として例えば送信増幅
器、受信増幅器、ミキサ、スイッチ、発振器、アッテネ
ータなどあり、これらに要求される性能は高周波域で高
い利得を持つこと、低雑音であること、電力変換効率が
高いことなどが挙げられる。
2. Description of the Related Art High-frequency semiconductor devices include, for example, transmission amplifiers, reception amplifiers, mixers, switches, oscillators, and attenuators. These devices require high performance in a high-frequency range, low noise, and power conversion. And high efficiency.

【0003】これらの要求を満足するために、シリコン
(Si)に比べて移動度が高く高周波特性の良い化合物
半導体、中でもガリウム砒素(GaAs)による半導体
装置が使われることが多い。ところがGaAsはSiと
比べて単位面積当たりの価格が高いという難点がある。
携帯電話に代表されるように近年の高周波通信機器の一
般への普及は目ざましいものがある。それにともなって
高周波半導体装置にもより一層の高性能化(高利得化、
高出力化、高効率化、低雑音化、小型化)、高機能化
(多機能の集積化)が要求されると同時に低コスト化も
要求されるようになってきている。即ち高性能化、高機
能化と低価格化という相反する性質のものをいかに両立
させるか、さらに言えば、現状においてはSiとGaA
sとをいかにうまく使い分けるかが高周波通信機器の実
現の鍵となっているのである。
In order to satisfy these requirements, a compound semiconductor having high mobility and good high-frequency characteristics as compared with silicon (Si), particularly a semiconductor device made of gallium arsenide (GaAs) is often used. However, GaAs has a disadvantage that the price per unit area is higher than that of Si.
BACKGROUND ART In recent years, high-frequency communication devices have become remarkably popularized by mobile phones, as represented by mobile phones. Along with that, higher performance (higher gain,
Higher output, higher efficiency, lower noise, and smaller size) and higher functionality (multifunctional integration) are also required, as well as lower cost. In other words, how to achieve the contradictory properties of high performance, high functionality and low cost, more specifically, at present, Si and GaAs
How to properly use s and s is the key to realizing a high-frequency communication device.

【0004】ここで現状の携帯電話の高周波部(図1
4)を例に説明する。図14は9つのブロック(発振器
50、スイッチ23、2つの局部発振器用増幅器46、
2つのミキサ48、受信増幅器49、送信増幅器22、
アンテナスイッチ23)から構成される。一般に発振器
50、局部発振器用増幅器(局発増幅器)46、ミキサ
48の各半導体にはSiが使用され、送信増幅器22、
受信増幅器49、アンテナスイッチ23の各半導体には
GaAsが使用される。発振器、局発増幅器、ミキサは
GaAsと同等の高周波特性を持つものがSiによって
も実現できるので、価格の安いSiが使用され、送信増
幅器、受信増幅器、アンテナスイッチは一般にSiでは
十分な高周波特性が得られないのでGaAsが使用され
るのである。これら9つのブロックをプリント基板上に
実現して高周波部が完成するのであるが、実際には各ブ
ロックがそれぞれのパッケージに入れられていること、
各ブロック間に高周波的にマッチングをとるためのチッ
プキャパシタ、チップインダクタ、チップ抵抗を必要と
することなどから高周波部はプリント基板上で大きな面
積を必要とし、電話機も大きくなってしまう。このため
小型化の一手法として、半導体の高機能化、即ち半導体
の集積化により小型化を図る必要がある。
[0004] Here, the high-frequency section of the current portable telephone (FIG. 1)
4) will be described as an example. FIG. 14 shows nine blocks (oscillator 50, switch 23, two local oscillator amplifiers 46,
Two mixers 48, a receiving amplifier 49, a transmitting amplifier 22,
Antenna switch 23). Generally, Si is used for each semiconductor of the oscillator 50, the local oscillator amplifier (local amplifier) 46, and the mixer 48, and the transmission amplifier 22,
GaAs is used for each semiconductor of the receiving amplifier 49 and the antenna switch 23. Oscillator, local amplifier, and mixer have high-frequency characteristics equivalent to that of GaAs, but can be realized by Si. Therefore, inexpensive Si is used. Since GaAs cannot be obtained, GaAs is used. These nine blocks are realized on a printed circuit board to complete the high-frequency part. In practice, each block is contained in its own package.
Since a chip capacitor, a chip inductor, and a chip resistor are required for high-frequency matching between the blocks, the high-frequency portion requires a large area on a printed circuit board, and the size of the telephone becomes large. For this reason, as one method of miniaturization, it is necessary to improve the function of the semiconductor, that is, to reduce the size by integrating the semiconductor.

【0005】例えばミキサ48と局発増幅器46を1チ
ップに集積化したり(O.Ishikawa etal. "Advanced Tech
nologies of Low-power GaAs ICs and Power Modules f
orCellular Telephones", IEEE GaAsIC Sympo.Tech.Dig
est, 131,1992)、送信増幅器22とアンテナスイッチ2
3を1チップに集積化して高周波部の小型化を図る場合
(K.Fujimoto et al. "A High Performance GaAs MMIC T
ransceiver for Personal Handy Phone System (PHS)",
Proc. of the 25th European Microwave Conf.,926,19
95)が報告されている。
For example, a mixer 48 and a local amplifier 46 are integrated on one chip (see O. Ishikawa et al. "Advanced Tech.
nologies of Low-power GaAs ICs and Power Modules f
orCellular Telephones ", IEEE GaAsIC Sympo.Tech.Dig
est, 131, 1992), transmission amplifier 22 and antenna switch 2
In the case of miniaturizing the high frequency part by integrating 3 on one chip
(K. Fujimoto et al. "A High Performance GaAs MMIC T
ransceiver for Personal Handy Phone System (PHS) ",
Proc. Of the 25th European Microwave Conf., 926,19
95) have been reported.

【0006】今後さらに小型化を図るためには、Siに
よる半導体装置とGaAsによる半導体装置を1チップ
に集積化する必要がでてきている。
In order to further reduce the size, it is necessary to integrate a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of GaAs on one chip.

【0007】一方、GaAsによる高周波半導体装置に
ついては、表1に示すようにGaAsはSiと比べて熱
伝導率が悪いので、送信増幅器のように大きな電流を消
費する半導体装置では放熱の良い実装方法を採用せねば
ならない制約がある。また、PL法施行に見られるよう
に、最近では製品の安全性が以前にも増して重視される
ようになってきている。高周波半導体装置の製品化に際
しても、安全面から使用部品における危険物質を最小限
に抑える必要がある。GaAsは有害物質である砒素
(As)を含んでいるので、Siに比べて高周波特性に
優れていても、安全面では見劣りがする。有害物質を含
まない高周波半導体装置や高周波通信機器が望まれてい
る所以である。
On the other hand, as shown in Table 1, a high-frequency semiconductor device using GaAs has a lower thermal conductivity than Si, so that a semiconductor device that consumes a large current, such as a transmission amplifier, has good heat dissipation. There is a restriction that must be adopted. Further, as seen in the enforcement of the PL law, recently, the safety of products has become more important than ever. When commercializing a high-frequency semiconductor device, it is necessary to minimize hazardous substances in used parts from the viewpoint of safety. Since GaAs includes arsenic (As), which is a harmful substance, it is inferior in terms of safety, even though it has excellent high-frequency characteristics as compared with Si. This is why high-frequency semiconductor devices and high-frequency communication devices that do not contain harmful substances are desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】今後さらに高周波半導
体装置の高性能化、高機能化、小型化を図るためには、
前述のように異種半導体同士の集積化、例えばSiとG
aAsの集積化が必要となってきた。ところが異種半導
体集積化技術として現実的なものは現在のところSi/
GaAsの集積化技術のみであり、このSi/GaAs
集積化技術に関しても、単に基礎検討としての報告、例
えばSi上にエピタキシャル成長したGaAs基板につ
いてやGaAs on Si上のGaAsデバイスの報告(T.Ishida et
al. "GaAsMESFET Ring Oscillator on Si Substrate",
IEEE Trans. Electron. Dev.,ED-32[6],1037,1985)が
あるにとどまっており、両者によるデバイスを1チップ
に集積化した具体例はまだ報告されいない。
In order to further improve the performance, function and size of a high-frequency semiconductor device in the future,
As described above, integration of heterogeneous semiconductors, for example, Si and G
Integration of aAs has become necessary. However, at present, the realistic technology for heterogeneous semiconductor integration is Si /
Only the integration technology of GaAs, this Si / GaAs
Regarding the integration technology, reports are merely a basic study, such as reports on GaAs substrates epitaxially grown on Si and GaAs devices on GaAs on Si (T. Ishida et al.
al. "GaAsMESFET Ring Oscillator on Si Substrate",
IEEE Trans. Electron. Dev., ED-32 [6], 1037, 1985), and no specific example of integrating both devices on one chip has yet been reported.

【0009】これはSi基板上に成長したGaAsで
は、未だに欠陥密度が大きく高周波特性が十分ではない
ためである。従来技術では異種半導体の集積化が困難で
あり、その結果高周波半導体装置の高性能化と同時に小
型化、低コスト化を十分に実現できないのである。
This is because GaAs grown on a Si substrate still has a high defect density and insufficient high frequency characteristics. In the prior art, it is difficult to integrate heterogeneous semiconductors, and as a result, it is not possible to sufficiently realize high-frequency semiconductor devices with high performance, as well as miniaturization and cost reduction.

【0010】また、高周波特性を確保するために例えば
GaAsを使用すると、熱伝導率が悪いので、送信増幅
器のように大きな電流を消費する半導体装置では放熱の
良い実装方法を採用せねばならず、パッケージが大きく
なったり、実装コストが高価になる欠点があった。さら
に、GaAsは有害物質であるAsを含んでいるので、
高周波半導体装置/高周波通信機器を製品化する際、安
全面で問題があった。
In addition, if GaAs is used to ensure high-frequency characteristics, for example, a semiconductor device that consumes a large amount of current, such as a transmission amplifier, must adopt a mounting method with good heat dissipation because thermal conductivity is poor. There are disadvantages that the package becomes large and the mounting cost becomes expensive. In addition, GaAs contains harmful substance As,
When commercializing a high-frequency semiconductor device / high-frequency communication device, there was a problem in terms of safety.

【0011】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、高周波半導体装置および高周波通信機器の高機能
化、小型化を安全な物質を使用して実現する方法を提供
することを目的としている。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for realizing high-performance and high-frequency semiconductor devices and high-frequency communication devices by using a safe substance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1に記載の高周波半導体装置では第
1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体である
SiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領域に第
3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN上ある
いはSiC上あるいはSi上に高周波半導体装置を実現
し、Si/SiC/GaN混成集積回路を構成する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the high-frequency semiconductor device according to the first aspect of the present invention, SiC as a second semiconductor is formed in a predetermined region on Si as a first semiconductor. Further, a GaN, which is a third semiconductor, is selectively grown in a predetermined region on the SiC to realize a high-frequency semiconductor device on the GaN, on the SiC, or on the Si, thereby forming a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit. .

【0013】本発明の請求項2に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器の2つの内のいずれか1つを実現
し、Si上にはミキサ、スイッチ、発振器の3つの内の
いずれか1つを実現し、Si/SiC/GaN混成集積
回路による高周波通信機器を構成する。
[0013] In the high-frequency communication device according to the second aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
One of two of a transmission amplifier and a reception amplifier is realized as a high-frequency semiconductor device on Si or on SiC, and one of three of a mixer, a switch and an oscillator is realized on Si. , A high frequency communication device using a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit.

【0014】本発明の請求項3に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つの内のい
ずれか2つを実現し、Si上にはミキサ、スイッチ、発
振器の3つの内のいずれか1つを実現し、Si/SiC
/GaN混成集積回路による高周波通信機器を構成す
る。
In the high-frequency communication device according to the third aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
Any two of a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on SiC or on SiC, and any one of three mixers, switches, and oscillators is realized on Si. And Si / SiC
/ GaN hybrid integrated circuit constitutes high-frequency communication equipment.

【0015】本発明の請求項4に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチを実現し、Si
上にはミキサ、スイッチ、発振器の3つの内のいずれか
1つを実現し、Si/SiC/GaN混成集積回路によ
る高周波通信機器を構成する。
In the high-frequency communication device according to a fourth aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
A transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as high-frequency semiconductor devices on the
A high frequency communication device using a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit is realized by realizing one of the three components of the mixer, the switch, and the oscillator.

【0016】本発明の請求項5に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器の2つの内のいずれか1つを実現
し、Si上にはミキサ、スイッチ、発振器の3つの内の
いずれか2つを実現し、Si/SiC/GaN混成集積
回路による高周波通信機器を構成する。
In the high-frequency communication device according to the fifth aspect of the present invention, SiC as a second semiconductor is formed in a predetermined region on the Si as the first semiconductor, and a third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
One of two transmission amplifiers and two reception amplifiers is realized as a high-frequency semiconductor device on SiC or SiC, and any two of a mixer, a switch, and an oscillator are realized on Si. , A high frequency communication device using a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit.

【0017】本発明の請求項6に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器の2つの内のいずれか1つを実現
し、Si上にはミキサ、スイッチ、発振器を実現し、S
i/SiC/GaN混成集積回路による高周波通信機器
を構成する。
In the high-frequency communication device according to the sixth aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
One of a transmission amplifier and a reception amplifier is realized as a high-frequency semiconductor device on Si or on SiC, and a mixer, a switch, and an oscillator are realized on Si,
A high-frequency communication device using an i / SiC / GaN hybrid integrated circuit is configured.

【0018】本発明の請求項7に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つの内のい
ずれか2つを実現し、Si上にはミキサ、スイッチ、発
振器の3つの内の2つを実現し、Si/SiC/GaN
混成集積回路による高周波通信機器を構成する。
In the high frequency communication device according to the present invention, SiC as a second semiconductor is formed in a predetermined region on Si as a first semiconductor, and a third semiconductor is formed in a predetermined region on SiC. Is selectively grown, and GaN
Realizes any two of three transmission amplifiers, reception amplifiers, and antenna switches as high-frequency semiconductor devices on SiC or SiC, and realizes two of three mixers, switches, and oscillators on Si And Si / SiC / GaN
A high frequency communication device using the hybrid integrated circuit is configured.

【0019】本発明の請求項8に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つの内のい
ずれか2つを実現し、Si上にはミキサ、スイッチ、発
振器を実現し、Si/SiC/GaN混成集積回路によ
る高周波通信機器を構成する。
In the high-frequency communication device according to the eighth aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
Any two of a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as high-frequency semiconductor devices on Si or SiC, and a mixer, a switch, and an oscillator are realized on Si, and Si / SiC / GaN is realized. A high frequency communication device using the hybrid integrated circuit is configured.

【0020】本発明の請求項9に記載の高周波通信機器
では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導体
であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の領
域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、GaN
上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチを実現し、Si
上にはミキサ、スイッチ、発振器の3つの内の2つを実
現し、Si/SiC/GaN混成集積回路による高周波
通信機器を構成する。
In the high-frequency communication device according to the ninth aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and GaN
A transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as high-frequency semiconductor devices on the
On the upper side, two out of three of a mixer, a switch, and an oscillator are realized to constitute a high-frequency communication device using a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit.

【0021】本発明の請求項10に記載の高周波通信機
器では第1半導体であるSi上の所定の領域に第2半導
体であるSiCを形成し、さらにこのSiC上の所定の
領域に第3半導体であるGaNを選択的に成長し、Ga
N上あるいはSiC上に高周波半導体装置として送信用
増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチを実現し、S
i上にはミキサ、スイッチ、発振器を実現し、Si/S
iC/GaN混成集積回路による高周波通信機器を構成
する。
In the high-frequency communication device according to the tenth aspect of the present invention, the second semiconductor SiC is formed in a predetermined region on the first semiconductor Si, and the third semiconductor is formed in a predetermined region on the SiC. Is selectively grown, and Ga
A transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on N or SiC.
A mixer, switch, and oscillator are realized on i, and Si / S
A high-frequency communication device using an iC / GaN hybrid integrated circuit is configured.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施例を説明する断面図であり、図1、図16〜図19ま
で断面図により作製手順を示している。ここでは高周波
半導体装置として図2に示す回路のFET2段による増
幅器をGaN上に、図3に示す回路のSPDTスイッチ
(Single Pole Double Through)をSiC上に、さらに図
4に示す回路の局発増幅器をSi上に作製する場合を例
示した。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of the present invention, and the manufacturing procedure is shown by the cross-sectional views of FIG. 1, FIG. 16 to FIG. Here, as a high-frequency semiconductor device, an amplifier having two stages of FETs of the circuit shown in FIG. 2 is mounted on GaN, and the SPDT switch of the circuit shown in FIG.
(Single Pole Double Through) is fabricated on SiC, and the local amplifier of the circuit shown in FIG. 4 is fabricated on Si.

【0024】図1(a)のように高抵抗のp型Si基板
1上にp−CVD法で堆積された酸化膜(SiO2膜)
をマスクにコレクタ埋め込み層2を砒素(As)の拡散
法により形成し前記酸化膜を除去した後、前記コレクタ
埋め込み層2上にn型Si(エピタキシャル成長層)3
を形成する。
As shown in FIG. 1A, an oxide film (SiO 2 film) deposited by a p-CVD method on a high-resistance p-type Si substrate 1
The collector buried layer 2 is formed by the arsenic (As) diffusion method using the mask as a mask, and the oxide film is removed. Then, an n-type Si (epitaxial growth layer) 3 is formed on the collector buried layer 2.
To form

【0025】この後、CVD法で全面に絶縁性6H−S
iC4を5000A、その上にn型SiC5を1000
A成長し、レジストをマスクに所定の領域のみCF4
CHF3ガスを使ったRIEでSiCを除去する。これ
によりSi基板上に部分的にSiC領域6が形成される
ことになる。
Thereafter, insulating 6H-S is applied to the entire surface by CVD.
5000 A of iC4 and 1000 n-type SiC5 on top
A grown and CF 4 /
SiC is removed by RIE using CHF 3 gas. Thus, the SiC region 6 is partially formed on the Si substrate.

【0026】次に図1(b)に示すように、SiO2
7を3000A、SiN膜8を4000A堆積した後、
所定の領域のみこれらSiO2膜7、SiN膜8をエッ
チングし、さらにn型エピタキシャル層3の半ばまでエ
ッチングする。
Next, as shown in FIG. 1B, after depositing 3000 A of the SiO 2 film 7 and 4000 A of the SiN film 8,
The SiO 2 film 7 and the SiN film 8 are etched only in a predetermined region, and further, the etching is performed up to the middle of the n-type epitaxial layer 3.

【0027】この後、図16(c)に示すように、アイ
ソレーションを確実にするため、チャネル防止用のボロ
ン(B)イオン注入を行いp+層9を形成し、熱処理を
行った後、選択酸化(LOCOS10)を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 16C, in order to ensure isolation, boron (B) ions for channel prevention are implanted to form ap + layer 9, and after heat treatment, Selective oxidation (LOCOS10) is performed.

【0028】次にSiN膜8を除去してからレジスト4
7をマスクにBをイオン注入し、熱処理を加え、p型ベ
ース層11を形成する。これと全く同様にして砒素(A
s)イオン注入を行い、コレクタコンタクト層12を作
製し、さらに図16(d)に示すように、全面に燐ガラ
ス(PSG膜)13を2000A堆積した後、前記PS
G膜13の所定の領域にRIE法で開口部を設ける。
Next, after removing the SiN film 8, the resist 4
Using B as a mask, B is ion-implanted and heat-treated to form a p-type base layer 11. Arsenic (A)
s) Ion implantation is performed to form a collector contact layer 12, and further, as shown in FIG.
An opening is provided in a predetermined region of the G film 13 by RIE.

【0029】次に砒素(As)をドープしたポリシリコ
ン14をCVD法で成長し、レジストをマスクに所定の
領域のみ残し、熱処理を行ってエミッタコンタクト層1
5を形成する。さらにレジストをマスクにBの低加速イ
オン注入によりベースコンタクト層16を形成し、レジ
ストで所定のパターンを作製した後、Ti/Pt/Au
を全面に蒸着してベース電極17、コレクタ電極18、
エミッタ電極19を形成し、npnバイポーラトランジ
スタ20が完成する。
Next, polysilicon 14 doped with arsenic (As) is grown by CVD, leaving only a predetermined region with a resist as a mask, and performing heat treatment to form an emitter contact layer 1.
5 is formed. Further, a base contact layer 16 is formed by low-acceleration ion implantation of B using a resist as a mask, and a predetermined pattern is formed with the resist. Then, Ti / Pt / Au is formed.
Is deposited on the entire surface to form a base electrode 17, a collector electrode 18,
An emitter electrode 19 is formed, and an npn bipolar transistor 20 is completed.

【0030】また、p型ベース層11を利用して抵抗2
1を作製する。抵抗21はバイポーラトランジスタ20
内のp型ベース層上のエミッタ電極19をなくし、2つ
のベース電極17のみにした構造であるので、上記バイ
ポーラトランジスタと同時に形成できる。
Further, the resistance 2 is formed using the p-type base layer 11.
Prepare No. 1. The resistor 21 is a bipolar transistor 20
Since the emitter electrode 19 on the p-type base layer inside is eliminated and only the two base electrodes 17 are provided, it can be formed simultaneously with the bipolar transistor.

【0031】次に前記n型SiC5上にGaNを選択的
に成長した後、SiCおよびGaN上に2段増幅器22
およびSPDTスイッチ23を作製する方法を以下に説
明する。
Next, after GaN is selectively grown on the n-type SiC 5, a two-stage amplifier 22 is formed on the SiC and GaN.
A method of manufacturing the SPDT switch 23 will be described below.

【0032】図17(e)のように、レジスト47をマ
スクにして、SiC上のSiO2/PSG膜を除去した
後、所定の領域のみ酸素(O)をイオン注入し、n型S
iC5上に導電性領域(能動素子領域)24と高抵抗領
域(受動素子領域)25を作製する。
As shown in FIG. 17 (e), after removing the SiO 2 / PSG film on the SiC using the resist 47 as a mask, oxygen (O) is ion-implanted only in a predetermined region, and the n-type S
A conductive region (active element region) 24 and a high-resistance region (passive element region) 25 are formed on iC5.

【0033】次に図17(f)に示すように、絶縁膜と
してSiO2膜26を2000A全面に堆積した後、所
定の領域のみレジストを用いて開口し、該開口部に有機
金属気相成長法(MOVPE法)で絶縁型GaN27を
5000A続いてn型GaN28を1000A図3のよ
うに選択的(部分的)に成長させる。
Next, as shown in FIG. 17 (f), after depositing an SiO 2 film 26 as an insulating film on the entire surface of 2000A, an opening is formed only in a predetermined region using a resist, and metalorganic vapor phase epitaxy is formed in the opening. As shown in FIG. 3, an insulating type GaN 27 is grown 5000 A and then an n-type GaN 28 is selectively (partially) grown as shown in FIG.

【0034】このn型GaN28上の所定の領域のみレ
ジストをマスクにBイオン注入により高抵抗化し、Ga
N上にもSiC上と同様に導電性領域(能動素子領域)
24と高抵抗領域(受動素子領域)25を作製する。前
記SiO2膜26を除去してから再びSiO2膜を図18
に示すように2000A全面に堆積し、さらに、レジス
トをマスクにしてn型GaN上の所定の領域に開口部を
設ける。
Only in a predetermined region on the n-type GaN 28, a resist is used as a mask to increase the resistance by implanting B ions.
Conductive area (active element area) on N as well as on SiC
24 and a high-resistance region (passive element region) 25 are formed. After removing the SiO 2 film 26, the SiO 2 film is
As shown in (1), deposition is performed on the entire surface of 2000A, and an opening is provided in a predetermined region on n-type GaN using a resist as a mask.

【0035】次にアルミニウム(Al)を500A、チ
タニウム(Ti)を1500A全面に蒸着し、前記レジ
ストを利用してリフトオフ法により開口部にオーミック
電極29を作製する。該オーミック電極29はその下の
n型GaN27とのオーミック接触を良好にするために
900℃で熱処理する。
Next, 500 A of aluminum (Al) and 1500 A of titanium (Ti) are vapor-deposited on the entire surface, and an ohmic electrode 29 is formed in the opening by a lift-off method using the resist. The ohmic electrode 29 is heat-treated at 900 ° C. in order to improve the ohmic contact with the underlying n-type GaN 27.

【0036】次に上記と同様にしてSiC上の能動素子
領域24にオーミック電極30を作製する。但しSiC
上のオーミック電極はTiを2000A蒸着して形成さ
れる点と、蒸着後に熱処理が不要な点がGaN上のオー
ミック電極29と異なる。
Next, an ohmic electrode 30 is formed in the active element region 24 on SiC in the same manner as described above. However, SiC
The upper ohmic electrode is different from the ohmic electrode 29 on GaN in that Ti is formed by vapor-depositing 2000 A and that heat treatment is not required after the vapor deposition.

【0037】次に、前記オーミック電極形成法と全く同
様にSiC上とGaN上の所定の領域に開口部を設け、
白金(Pt)を2000A全面蒸着し、リフトオフして
ゲート電極31、32を作製し、図2の前段FET3
3、後段FET34、図4のスルーFET35、シャン
トFET36が完成する。
Next, openings are provided in predetermined regions on SiC and GaN in exactly the same manner as in the ohmic electrode forming method.
Platinum (Pt) was vapor-deposited on the entire surface of 2000A and lifted off to produce gate electrodes 31 and 32.
3. The latter-stage FET 34, the through FET 35 in FIG. 4, and the shunt FET 36 are completed.

【0038】一方、図2の回路図中のインダクタ37、
キャパシタ38はSiCの受動素子領域25上に実現
し、インダクタは通常図19に示すようなスパイラルイ
ンダクタで実現するため、配線長が長くなる。この配線
ロスを低減するためにインダクタは厚膜メッキによる2
層配線を用い、キャパシタは1、2層配線間に絶縁膜を
挟んで形成する。まず層間絶縁膜としてSiN膜39を
5000A堆積し、FET、バイポーラトランジスタの
各電極と接続するためのコンタクトホールを形成した
後、チタニウム/金(Ti/Au)をそれぞれ500A
/5000A全面に蒸着し、レジストをマスクにイオン
ミリング法で所定の領域に1層配線40により配線部と
キャパシタ下層金属を形成した後、SiN膜41を20
00A堆積する。
On the other hand, the inductor 37 in the circuit diagram of FIG.
The capacitor 38 is realized on the passive element region 25 of SiC, and the inductor is generally realized by a spiral inductor as shown in FIG. In order to reduce this wiring loss, the inductor is
A capacitor is formed using a layer wiring, with an insulating film interposed between the first and second layer wiring. First, a 5000A SiN film 39 is deposited as an interlayer insulating film, and contact holes for connecting to respective electrodes of the FET and the bipolar transistor are formed. Then, titanium / gold (Ti / Au) is deposited at 500A each.
/ 5000A is vapor-deposited on the entire surface, and a wiring portion and a capacitor lower metal are formed by a single-layer wiring 40 in a predetermined region using a resist as a mask by an ion milling method.
00A is deposited.

【0039】次に2層配線42を厚膜メッキで形成す
る。Ti/Auを500A/2000A全面に蒸着しメ
ッキの下地金属とし、次にレジストで所定領域、即ち配
線部、インダクタ部、キャパシタ部、パッド部を形成し
てから厚さ3umのAuを全面にメッキしリフトオフす
る。さらに下地金属をヨウ化カリウム(KI)溶液で除
去し、2層配線42によりインダクタ37、キャパシタ
38、パッド43を形成する。最後に表面保護膜として
SiN膜44を全面に7000A堆積し、前記パッド4
3部のみRIE法で開口しておく。能動素子である前記
各FET、バイポーラトランジスタと受動素子であるイ
ンダクタ、キャパシタ、抵抗とを1層配線または2層配
線によって接続することにより局発増幅器46/SPD
Tスイッチ23/2段増幅器22を1チップに集積した
回路が完成する。
Next, a two-layer wiring 42 is formed by thick film plating. Ti / Au is vapor-deposited on the entire surface of 500A / 2000A to form a base metal for plating, and then a predetermined area, that is, a wiring portion, an inductor portion, a capacitor portion, and a pad portion is formed with a resist, and then a 3 μm-thick Au is plated on the entire surface. And lift off. Further, the base metal is removed with a potassium iodide (KI) solution, and the inductor 37, the capacitor 38, and the pad 43 are formed by the two-layer wiring. Finally, a SiN film 44 as a surface protection film is deposited on the entire surface at 7000 A,
Only three parts are opened by the RIE method. By connecting each of the FETs and bipolar transistors as active elements and inductors, capacitors and resistors as passive elements with one-layer wiring or two-layer wiring, a local oscillator 46 / SPD is provided.
A circuit in which the T switch 23 / 2-stage amplifier 22 is integrated on one chip is completed.

【0040】なお、上記の例ではSi上にバイポーラト
ランジスタを形成する場合について述べたが、図5
(b)に示したMOSFET45を形成して高周波半導
体素子とする場合でも同様である。またインダクタやキ
ャパシタをSiC上に実現する場合を例示したが、これ
をGaN上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where a bipolar transistor is formed on Si has been described.
The same applies to the case where the MOSFET 45 shown in FIG. Further, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC has been described as an example, but this may be manufactured in the passive element region 25 on the GaN.

【0041】以上のように構成された局発増幅器/SP
DTスイッチ/2段増幅器集積回路の効果について以下
に述べる。
The local oscillation amplifier / SP configured as described above
The effect of the DT switch / two-stage amplifier integrated circuit will be described below.

【0042】図15にGaN、6H−SiC、GaA
s、Siのバンドギャップ(Eg)値と飽和電子速度お
よび熱伝導度を示した。GaN、6H−SiCはGaA
sやSiよりおおきなバンドギャップを持つため一般に
ワイドギャップ半導体と呼ばれる。バンドギャップが大
きいので、これらによる半導体装置は高温での動作が可
能であること、放射線耐性に優れていることなど耐環境
性に優れている。
FIG. 15 shows GaN, 6H-SiC, and GaAs.
The band gap (Eg) value, the saturated electron velocity, and the thermal conductivity of s and Si are shown. GaN, 6H-SiC is GaAs
Since it has a larger band gap than s or Si, it is generally called a wide gap semiconductor. Since the band gap is large, the semiconductor device using these materials is excellent in environmental resistance, such as being operable at a high temperature and being excellent in radiation resistance.

【0043】また図15からわかるように、GaN、6
H−SiCの飽和電子速度は高周波特性に優れているG
aAsと同等またはそれ以上であることから、GaN、
SiCは高周波素子に向いた物性をもっていると言うこ
とができる。さらにGaNは例えばSiO2膜をマスク
に所望の領域にのみ選択成長可能であること(1995
年春季、第42回応用物理学関係連合講演会、28p−
ZH−11)、SiCはSi上にCVD法で成長できる
ことから、Si/SiC/GaN3種の半導体を集積化
できる。
As can be seen from FIG. 15, GaN, 6
The saturation electron velocity of H-SiC is excellent in high frequency characteristics.
GaN, since it is equal to or more than aAs
It can be said that SiC has physical properties suitable for high-frequency devices. Further, GaN can be selectively grown only in a desired region using, for example, a SiO 2 film as a mask (1995).
Spring, 42nd Lecture Meeting on Applied Physics, 28p-
Since ZH-11) and SiC can be grown on Si by a CVD method, three types of semiconductors of Si / SiC / GaN can be integrated.

【0044】従来のGaAsによる高周波半導体装置で
は、低コスト化の観点から受動素子部分の一部または全
部をプリント基板上に実現し、優れた高周波特性を要求
される能動素子部分をGaAs上に実現していたので、
プリント基板上の高周波半導体装置部分の小型化が困難
であったが、上記の構成によれば受動素子をSiC上に
実現できると同時に高周波用の能動素子も同一チップ上
に集積できるので、従来のようにプリント基板上に実現
していた受動素子もチップ内に集積化できる。
In a conventional GaAs high-frequency semiconductor device, part or all of a passive element portion is realized on a printed circuit board from the viewpoint of cost reduction, and an active element portion requiring excellent high-frequency characteristics is realized on GaAs. I was doing
Although it has been difficult to reduce the size of the high-frequency semiconductor device portion on the printed circuit board, the above-described configuration makes it possible to realize passive elements on SiC and at the same time integrate active elements for high-frequency on the same chip. As described above, the passive element realized on the printed circuit board can be integrated in the chip.

【0045】また、これまで困難であったSiによる半
導体装置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、
Si/SiC/GaN混成集積回路という形で1チップ
で実現可能となる。上記の構成による高周波半導体装置
では、これらの理由から高周波通信機器の小型化、高機
能化が可能になるうえに、GaAsのような有害物質を
含む半導体を使用しないので、高周波半導体装置の安全
性を従来より向上できる。
Further, integration of semiconductor devices using Si and compound semiconductors, which has been difficult until now,
It can be realized on a single chip in the form of a Si / SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above-described configuration, for these reasons, the high-frequency communication device can be downsized and highly functional. In addition, since a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used, the safety of the high-frequency semiconductor device can be improved. Can be improved than before.

【0046】(実施の形態2)図5は本発明の第2の実
施例を説明したものであり、高周波半導体装置として送
信用増幅器22をn型GaN28上に、ミキサ48をS
i1上に実現し、受動素子であるインダクタ37、キャ
パシタ38をSiC上に実現した場合である。
(Embodiment 2) FIG. 5 illustrates a second embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmission amplifier 22 is provided on an n-type GaN 28 and a mixer 48 is provided as an S-type semiconductor device.
This is a case where the inductor 37 and the capacitor 38, which are realized on i1, and are passive elements, are realized on SiC.

【0047】このインダクタとキャパシタは送信用増幅
器22あるいはミキサ48の回路の一部をなすものであ
り、1層または2層配線で各半導体装置内のFETある
いはバイポーラトランジスタあるいはMOSFETと接
続された構成となっている。具体的な実施方法は(実施
の形態1)と全く同様である。
The inductor and the capacitor form a part of the circuit of the transmission amplifier 22 or the mixer 48, and are connected to the FET, the bipolar transistor, or the MOSFET in each semiconductor device by one-layer or two-layer wiring. Has become. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0048】なお、図5の例では送信用増幅器をGaN
上に実現し、ミキサをSi上に実現する場合を示した
が、送信用増幅器をGaN上に、スイッチをSi上に実
現する場合、送信用増幅器をGaN上に、発振器をSi
上に実現する場合、あるいは、受信用増幅器をGaN上
に、ミキサをSi上に実現する場合、受信用増幅器をG
aN上に、スイッチをSi上に実現する場合、受信用増
幅器をGaN上に、発振器をSi上に実現する場合につ
いても上記と同様である。
In the example of FIG. 5, the transmission amplifier is GaN.
In the case where the transmission amplifier is implemented on GaN and the switch is implemented on Si, the transmission amplifier is implemented on GaN and the oscillator is implemented on Si.
If the receiver amplifier is implemented on GaN, or if the receiver amplifier is implemented on GaN and the mixer is implemented on Si,
The same applies to the case where the switch is realized on aN, the switch is realized on Si, the receiving amplifier is realized on GaN, and the oscillator is realized on Si.

【0049】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0050】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器とミキサを1チップに実現しており、図14
に示した高周波部の9つのブロックの内2つを集積化し
たことになる。これによって高周波通信機器の小型化が
可能になるうえに、GaAsのような有害物質を含む半
導体を使用しないので、高周波通信機器の安全性を従来
より向上できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be performed by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmission amplifier and mixer are realized on one chip.
This means that two of the nine blocks of the high-frequency section shown in FIG. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0051】(実施の形態3)図6は本発明の第3の実
施例を説明したものであり、高周波半導体装置として送
信用増幅器22と受信用増幅器49をn型GaN4上
に、ミキサ48をSi1上に実現し、受動素子であるイ
ンダクタ37、キャパシタ38をSiC上に実現した場
合である。このインダクタとキャパシタは送信用増幅器
22あるいは受信用増幅器49あるいはミキサ48の回
路の一部をなすものであり、1層または2層配線で各半
導体装置内のFETあるいはバイポーラトランジスタあ
るいはMOSFETと接続された構成となっている。具
体的な実施方法は(実施の形態1)と全く同様である。
(Embodiment 3) FIG. 6 illustrates a third embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmission amplifier 22 and a reception amplifier 49 are provided on an n-type GaN 4 and a mixer 48 is provided. This is a case where the inductor 37 and the capacitor 38, which are realized on Si1, and are passive elements, are realized on SiC. These inductors and capacitors constitute a part of the circuit of the transmission amplifier 22, the reception amplifier 49, or the mixer 48, and are connected to the FET, the bipolar transistor, or the MOSFET in each semiconductor device by one-layer or two-layer wiring. It has a configuration. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0052】なお、図6の例では送信用増幅器、受信用
増幅器、アンテナスイッチの3つの内2つを両方ともに
GaN上に実現し、ミキサをSi上に実現する場合を示
したが、送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッ
チの3つの内2つを選び、その内の1つをGaN上に、
もう1つをSiC上に実現する場合、さらに上記のそれ
ぞれの組合せについて、スイッチをSi上に実現する場
合、発振器をSi上に実現する場合が有り得るがいずれ
の場合についても上記と同様である。
In the example shown in FIG. 6, two out of three transmission amplifiers, reception amplifiers and antenna switches are realized on GaN, and the mixer is realized on Si. Select two out of three amplifiers, receiver amplifiers, and antenna switches, and place one of them on GaN,
In the case where the other is realized on SiC, for each of the above combinations, when the switch is realized on Si, or when the oscillator is realized on Si, there is a possibility that it is the same as above.

【0053】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0054】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、ミキサを1チップに実現し
ており、図14に示した高周波部の9つのブロックの内
3つを集積化したことになる。これによって高周波通信
機器の小型化が可能になるうえに、GaAsのような有
害物質を含む半導体を使用しないので、高周波通信機器
の安全性を従来より向上できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult so far, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmitting amplifier, the receiving amplifier, and the mixer are realized on one chip, and three of the nine high-frequency blocks shown in FIG. 14 are integrated. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0055】(実施の形態4)図7は本発明の第10の
実施例を説明したものであり、高周波半導体装置として
送信用増幅器22、受信用増幅器49、アンテナスイッ
チ(SPDTスイッチ)23をn型GaN28上に、ミ
キサ48をSi1上に実現し、受動素子であるインダク
タ37、キャパシタ38をSiC上に実現した場合であ
る。このインダクタとキャパシタは送信用増幅器あるい
は受信用増幅器あるいはアンテナスイッチあるいはミキ
サの回路の一部をなすものであり、1層または2層配線
で各半導体装置内のFETあるいはバイポーラトランジ
スタあるいはMOSFETと接続された構成となってい
る。具体的な実施方法は(実施の形態1)と全く同様で
ある。
(Embodiment 4) FIG. 7 illustrates a tenth embodiment of the present invention, wherein a transmitting amplifier 22, a receiving amplifier 49, and an antenna switch (SPDT switch) 23 are arranged as n high-frequency semiconductor devices. In this case, the mixer 48 is realized on Si1 and the inductor 37 and the capacitor 38, which are passive elements, are realized on SiC. These inductors and capacitors form a part of the circuit of the transmission amplifier, the reception amplifier, the antenna switch or the mixer, and are connected to the FET, the bipolar transistor or the MOSFET in each semiconductor device by one or two layers wiring. It has a configuration. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0056】なお、図7の例では送信用増幅器、受信用
増幅器、アンテナスイッチの3つをともにGaN上に実
現し、ミキサをSi上に実現する場合を示したが、送信
用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つの内
2つをGaN上に実現し、残りの1つをSiC上に実現
する場合、送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイ
ッチの3つの内1つをGaN上に実現し、残りの2つを
SiC上に実現する場合、さらに上記のそれぞれの組合
せについて、スイッチをSi上に実現する場合、発振器
をSi上に実現する場合が有り得るがいずれの場合につ
いても上記と同様である。
In the example shown in FIG. 7, the transmission amplifier, the reception amplifier, and the antenna switch are all realized on GaN, and the mixer is realized on Si. When two out of three amplifiers and antenna switches are realized on GaN and the remaining one is realized on SiC, one of the three amplifiers for transmission, reception and antenna is realized on GaN. Then, when the remaining two are realized on SiC, furthermore, for each of the above combinations, when the switch is realized on Si, the oscillator may be realized on Si, the same as above in any case It is.

【0057】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0058】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチ、ミキサ
を1チップに実現しており、図14に示した高周波部の
9つのブロックの内4つを集積化したことになる。これ
によって高周波通信機器の小型化が可能になるうえに、
GaAsのような有害物質を含む半導体を使用しないの
で、高周波通信機器の安全性を従来より向上できるので
ある。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult so far, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmitting amplifier, the receiving amplifier, the antenna switch, and the mixer are realized on one chip, and four out of the nine blocks of the high frequency section shown in FIG. 14 are integrated. This allows high-frequency communication equipment to be downsized,
Since a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used, the safety of the high-frequency communication device can be improved as compared with the related art.

【0059】(実施の形態5)図8は本発明の第5の実
施例を説明したものであり、高周波半導体装置として送
信用増幅器22をn型GaN28上に、ミキサ48、ス
イッチ23をSi1上に実現し、受動素子であるインダ
クタ37、キャパシタ38をSiC上に実現した場合で
ある。このインダクタとキャパシタは送信用増幅器ある
いはスイッチあるいはミキサの回路の一部をなすもので
あり、1層または2層配線で各半導体装置内のFETあ
るいはバイポーラトランジスタあるいはMOSFETと
接続された構成となっている。具体的な実施方法は(実
施の形態1)と全く同様である。
(Embodiment 5) FIG. 8 illustrates a fifth embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmission amplifier 22 is provided on n-type GaN 28, and a mixer 48 and a switch 23 are provided on Si1. In this case, the inductor 37 and the capacitor 38, which are passive elements, are realized on SiC. The inductor and the capacitor form a part of the circuit of the transmission amplifier, the switch or the mixer, and are configured to be connected to the FET, the bipolar transistor or the MOSFET in each semiconductor device by one or two-layer wiring. . The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0060】なお、図16の例では送信用増幅器をGa
N上に実現し、ミキサ、スイッチをSi上に実現する場
合を示したが、送信用増幅器をGaN上に実現し、ミキ
サ、発振器をSi上に実現する場合、送信用増幅器をG
aN上に実現し、スイッチ、発振器をSi上に実現する
場合、受信用増幅器をGaN上に実現し、ミキサ、スイ
ッチをSi上に実現する場合、受信用増幅器をGaN上
に実現し、ミキサ、発振器をSi上に実現する場合、受
信用増幅器をGaN上に実現し、スイッチ、発振器をS
i上に実現する場合、のいずれの場合についても上記と
同様である。
In the example of FIG. 16, the transmission amplifier is Ga
In the case where the transmission amplifier is realized on GaN and the mixer and the oscillator are realized on Si, the transmission amplifier is realized on G and the mixer and the switch are realized on Si.
When the switch and the oscillator are realized on Si, the receiving amplifier is realized on GaN, and when the mixer and the switch are realized on Si, the receiving amplifier is realized on GaN. When the oscillator is realized on Si, the receiving amplifier is realized on GaN, and the switch and the oscillator are S
In the case of realizing on i, the above is the same in any case.

【0061】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0062】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、スイッチ、ミキサを1チップに実現してお
り、図14に示した高周波部の9つのブロックの内3つ
を集積化したことになる。これによって高周波通信機器
の小型化が可能になるうえに、GaAsのような有害物
質を含む半導体を使用しないので、高周波通信機器の安
全性を従来より向上できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult so far, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmission amplifier, switch, and mixer are realized on one chip, and three out of the nine blocks of the high-frequency section shown in FIG. 14 are integrated. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0063】(実施の形態6)図9は本発明の第6の実
施例を説明したものであり、高周波半導体装置として送
信用増幅器22をn型GaN28上に、ミキサ48、ス
イッチ23、発振器50をSi1上に実現し、受動素子
であるインダクタ37、キャパシタ38をSiC上に実
現した場合である。このインダクタとキャパシタは送信
用増幅器あるいはスイッチあるいは発振器の回路の一部
をなすものであり、1層または2層配線で各半導体装置
内のFETあるいはバイポーラトランジスタあるいはM
OSFETと接続された構成となっている。具体的な実
施方法は(実施の形態1)と全く同様である。
(Embodiment 6) FIG. 9 illustrates a sixth embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmission amplifier 22 is provided on an n-type GaN 28, a mixer 48, a switch 23, and an oscillator 50. Is realized on Si1, and the inductors 37 and capacitors 38, which are passive elements, are realized on SiC. The inductor and the capacitor form part of the circuit of the transmission amplifier, the switch or the oscillator, and the FET or the bipolar transistor or the M in each semiconductor device is formed by one or two layers of wiring.
It is configured to be connected to the OSFET. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0064】なお、図9の例では送信用増幅器をGaN
上に実現する場合を示したが、受信用増幅器をGaN上
に実現する場合についても上記と同様である。
In the example of FIG. 9, the transmission amplifier is GaN.
Although the above-described case has been described, the same applies to the case where the receiving amplifier is realized on GaN.

【0065】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0066】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、スイッチ、ミキサ、発振器を1チップに実
現しており、図14に示した高周波部の9つのブロック
の内4つを集積化したことになる。これによって高周波
通信機器の小型化が可能になるうえに、GaAsのよう
な有害物質を含む半導体を使用しないので、高周波通信
機器の安全性を従来より向上できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmission amplifier, the switch, the mixer, and the oscillator are realized on one chip, which means that four out of the nine blocks of the high frequency section shown in FIG. 14 are integrated. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0067】(実施の形態7)図10は本発明の第7の
実施例を説明したものであり、高周波半導体装置として
送信用増幅器22、受信用増幅器49をn型GaN28
上に、ミキサ48、スイッチ23をSi1上に実現し、
受動素子であるインダクタ37、キャパシタ38をSi
C上に実現した場合である。このインダクタとキャパシ
タは送信用増幅器あるいは受信用増幅器あるいはスイッ
チの回路の一部をなすものであり、1層または2層配線
で各半導体装置内のFETあるいはバイポーラトランジ
スタあるいはMOSFETと接続された構成となってい
る。具体的な実施方法は(実施の形態1)と全く同様で
ある。
(Embodiment 7) FIG. 10 illustrates a seventh embodiment of the present invention, in which a transmission amplifier 22 and a reception amplifier 49 are provided as n-type GaN 28 as a high-frequency semiconductor device.
Above, the mixer 48 and the switch 23 are realized on Si1,
Inductors 37 and capacitors 38, which are passive elements, are Si
This is the case where the function is realized on C. The inductor and the capacitor form part of the circuit of the transmission amplifier, the reception amplifier, or the switch, and are configured to be connected to the FET, the bipolar transistor, or the MOSFET in each semiconductor device by one-layer or two-layer wiring. ing. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0068】なお、図10の例では送信用増幅器、受信
増幅器、アンテナスイッチの3つの内2つをともにGa
N上に実現し、ミキサとスイッチをSi上に実現する場
合を示したが、送信用増幅器、受信増幅器、アンテナス
イッチの3つの内2つを選び、その内の1つをGaN上
に、もう1つをSiC上に実現し、ミキサとスイッチを
Si上に実現する場合、さらに上記のそれぞれの組合せ
について、スイッチと発振器をSi上に実現する場合、
ミキサと発振器をSi上に実現する場合が有り得るがい
ずれの場合についても上記と同様である。
In the example shown in FIG. 10, two out of three of the transmitting amplifier, the receiving amplifier, and the antenna switch are all connected to Ga.
N, and the mixer and switch are realized on Si. Two out of three transmission amplifiers, reception amplifiers, and antenna switches were selected, and one of them was selected on GaN. When one is realized on SiC and a mixer and a switch are realized on Si, and for each of the above combinations, a switch and an oscillator are realized on Si,
It is possible that the mixer and the oscillator are realized on Si, but the same is true in any case.

【0069】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0070】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチ、スイッ
チ、ミキサを1チップに実現しており、図14に示した
高周波部の9つのブロックの内4つを集積化したことに
なる。これによって高周波通信機器の小型化が可能にな
るうえに、GaAsのような有害物質を含む半導体を使
用しないので、高周波通信機器の安全性を従来より向上
できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmitting amplifier, the receiving amplifier, the antenna switch, the switch, and the mixer are realized on one chip, and four out of the nine blocks of the high frequency unit shown in FIG. 14 are integrated. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0071】(実施の形態8)図11は本発明の第8の
実施例を説明したものであり、高周波半導体装置として
送信用増幅器22、受信用増幅器49をn型GaN28
上に、ミキサ48、スイッチ23、発振器50をSi1
上に実現し、受動素子であるインダクタ37、キャパシ
タ38をSiC上に実現した場合である。このインダク
タとキャパシタは送信用増幅器、受信用増幅器、スイッ
チ、ミキサ、発振器のいずれかまたは全部の回路の一部
をなすものであり、1層または2層配線で各半導体装置
内のFETあるいはバイポーラトランジスタあるいはM
OSFETと接続された構成となっている。具体的な実
施方法は(実施の形態1)と全く同様である。
(Embodiment 8) FIG. 11 illustrates an eighth embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmission amplifier 22 and a reception amplifier 49 are formed of n-type GaN 28
The mixer 48, the switch 23, and the oscillator 50 are
This is a case where the inductor 37 and the capacitor 38 as the passive elements are realized on SiC. These inductors and capacitors form part of any or all circuits of a transmission amplifier, a reception amplifier, a switch, a mixer, and an oscillator. The FET or the bipolar transistor in each semiconductor device is formed by one or two layers of wiring. Or M
It is configured to be connected to the OSFET. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0072】なお、図11の例では送信用増幅器、受信
増幅器、アンテナスイッチの3つの内2つをともにGa
N上に実現する場合を示したが、送信用増幅器、受信増
幅器、アンテナスイッチの3つの内2つを選び、その内
の1つをGaN上に、もう1つをSiC上に実現する場
合についても上記と同様である。
In the example shown in FIG. 11, two of the three components of the transmitting amplifier, the receiving amplifier, and the antenna switch are connected to Ga.
Although the case of realizing on N is shown, a case where two of three of a transmitting amplifier, a receiving amplifier, and an antenna switch are selected, one of which is realized on GaN, and the other is realized on SiC. Is the same as above.

【0073】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0074】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、スイッチ、ミキサ、発振器
を1チップに実現しており、図14に示した高周波部の
9つのブロックの内5つを集積化したことになる。これ
によって高周波通信機器の小型化が可能になるうえに、
GaAsのような有害物質を含む半導体を使用しないの
で、高周波通信機器の安全性を従来より向上できるので
ある。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmitting amplifier, the receiving amplifier, the switch, the mixer, and the oscillator are realized on one chip, and five of the nine blocks of the high frequency unit shown in FIG. 14 are integrated. This allows high-frequency communication equipment to be downsized,
Since a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used, the safety of the high-frequency communication device can be improved as compared with the related art.

【0075】(実施の形態9)図12は本発明の第9の
実施例を説明したものであり、高周波半導体装置として
送信用増幅器22、受信用増幅器49、アンテナスイッ
チ23をn型GaN28上に、ミキサ48、スイッチ2
3をSi1上に実現し、受動素子であるインダクタ3
7、キャパシタ38をSiC上に実現した場合である。
このインダクタとキャパシタは送信用増幅器、受信用増
幅器、アンテナスイッチ、スイッチ、ミキサのいずれか
または全部の回路の一部をなすものであり、1層または
2層配線で各半導体装置内のFETあるいはバイポーラ
トランジスタあるいはMOSFETと接続された構成と
なっている。具体的な実施方法は(実施の形態1)と全
く同様である。
(Embodiment 9) FIG. 12 illustrates a ninth embodiment of the present invention. As a high-frequency semiconductor device, a transmitting amplifier 22, a receiving amplifier 49 and an antenna switch 23 are mounted on an n-type GaN 28. , Mixer 48, switch 2
3 is realized on Si1 and inductor 3 is a passive element.
7. The case where the capacitor 38 is realized on SiC.
These inductors and capacitors form part of any or all circuits of a transmission amplifier, a reception amplifier, an antenna switch, a switch, and a mixer. The FET or bipolar in each semiconductor device is formed by one or two layers of wiring. It is configured to be connected to a transistor or a MOSFET. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0076】なお、図12の例では送信用増幅器、受信
増幅器、アンテナスイッチの3つをともにGaN上に実
現し、ミキサ、スイッチをSi上に実現する場合を示し
たが、送信用増幅器、受信増幅器、アンテナスイッチの
3つの内2つをGaN上に実現し、残りの1つをSiC
上に実現し、ミキサ、スイッチをSi上に実現する場
合、送信用増幅器、受信増幅器、アンテナスイッチの3
つの内1つをGaN上に実現し、残りの2つをSiC上
に実現し、ミキサ、スイッチをSi上に実現する場合、
さらに上記のそれぞれの組合せについて、スイッチと発
振器をSi上に実現する場合、ミキサと発振器をSi上
に実現する場合が有り得るがいずれの場合についても上
記と同様である。
In the example of FIG. 12, a case is shown in which the transmission amplifier, the reception amplifier, and the antenna switch are all realized on GaN, and the mixer and the switch are realized on Si. Two of the three amplifiers and antenna switches are realized on GaN, and the other one is SiC
When the mixer and the switch are realized on Si, the transmission amplifier, the reception amplifier, and the antenna switch
If one of them is realized on GaN, the other two are realized on SiC, and the mixer and switch are realized on Si,
Further, for each of the above combinations, when the switch and the oscillator are realized on Si, there may be a case where the mixer and the oscillator are realized on Si, but the same is true in any case.

【0077】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
Further, in the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0078】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチ、スイッ
チ、ミキサを1チップに実現しており、図14に示した
高周波部の9つのブロックの内5つを集積化したことに
なる。これによって高周波通信機器の小型化が可能にな
るうえに、GaAsのような有害物質を含む半導体を使
用しないので、高周波通信機器の安全性を従来より向上
できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
The transmission amplifier, the reception amplifier, the antenna switch, the switch, and the mixer are realized on one chip, and five of the nine blocks of the high frequency unit shown in FIG. 14 are integrated. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0079】(実施の形態10)図13は本発明の第1
0の実施例を説明したものであり、高周波半導体装置と
して送信用増幅器22、受信用増幅器49、アンテナス
イッチ23をn型GaN28上に、ミキサ49、スイッ
チ23、発振器50をSi1上に実現し、受動素子であ
るインダクタ37、キャパシタ38をSiC上に実現し
た場合である。このインダクタとキャパシタは送信用増
幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチ、スイッチ、ミ
キサ、発振器のいずれかまたは全部の回路の一部をなす
ものであり、1層または2層配線で各半導体装置内のF
ETあるいはバイポーラトランジスタあるいはMOSF
ETと接続された構成となっている。具体的な実施方法
は(実施の形態1)と全く同様である。
(Embodiment 10) FIG. 13 shows a first embodiment of the present invention.
The transmission amplifier 22, the reception amplifier 49, and the antenna switch 23 are realized on the n-type GaN 28 as a high-frequency semiconductor device, and the mixer 49, the switch 23, and the oscillator 50 are realized on Si1. This is a case where an inductor 37 and a capacitor 38, which are passive elements, are realized on SiC. These inductors and capacitors form part of any or all of the circuits of the transmission amplifier, the reception amplifier, the antenna switch, the switch, the mixer, and the oscillator.
ET or bipolar transistor or MOSF
It is configured to be connected to ET. The specific implementation method is exactly the same as in the first embodiment.

【0080】なお、図13の例では送信用増幅器、受信
増幅器、アンテナスイッチの3つをともにGaN上に実
現する場合を示したが、送信用増幅器、受信増幅器、ア
ンテナスイッチの3つの内2つをGaN上に実現する場
合、送信用増幅器、受信増幅器、アンテナスイッチの3
つの内1つをGaN上に実現する場合についても上記と
同様である。
In the example of FIG. 13, the case where all of the transmission amplifier, the reception amplifier, and the antenna switch are realized on GaN is shown. However, two of the three transmission amplifiers, the reception amplifier, and the antenna switch are realized. Is realized on GaN, the transmission amplifier, the reception amplifier, and the antenna switch
The same applies to the case where one of them is realized on GaN.

【0081】また、上記の例ではインダクタやキャパシ
タをSiC上に実現する場合を例示したが、これをGa
N上の受動素子領域25に作製しても良い。
In the above example, the case where the inductor and the capacitor are realized on the SiC is illustrated.
It may be formed in the passive element region 25 on N.

【0082】上記の構成によれば、前記(実施の形態
1)と同様、これまで困難であったSiによる半導体装
置と化合物半導体による半導体装置の集積化が、Si/
SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実現
可能となる。上記の構成による高周波半導体装置では、
送信増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチ、スイッ
チ、ミキサ、発振器を1チップに実現しており、図14
に示した高周波部の9つのブロックの内6つを集積化し
たことになる。これによって高周波通信機器の小型化が
可能になるうえに、GaAsのような有害物質を含む半
導体を使用しないので、高周波通信機器の安全性を従来
より向上できるのである。
According to the above configuration, similarly to the first embodiment, the integration of a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of a compound semiconductor, which has been difficult until now, can be achieved by using Si /
This can be realized on a single chip in the form of a SiC / GaN hybrid integrated circuit. In the high-frequency semiconductor device having the above configuration,
A transmission amplifier, a reception amplifier, an antenna switch, a switch, a mixer, and an oscillator are realized on one chip.
This means that six out of the nine blocks of the high frequency section shown in FIG. As a result, the size of the high-frequency communication device can be reduced, and the safety of the high-frequency communication device can be improved more than before because a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高周波半導体装置および高周波通信機器によれば、受
動素子をSiC上に実現できると同時に高周波用の能動
素子も同一チップ上に集積できるので、従来のようにプ
リント基板上に実現していた受動素子もチップ内に集積
化できる。
As is apparent from the above description, according to the high-frequency semiconductor device and the high-frequency communication device of the present invention, the passive elements can be realized on SiC and the high-frequency active elements can be integrated on the same chip. As a result, passive elements that are conventionally realized on a printed circuit board can be integrated in a chip.

【0084】さらに、従来は例えばSiによる半導体装
置とGaAsによる半導体装置で構成されていた高周波
通信機器を、SiC/GaN混成集積回路あるいはSi
/SiC/GaN混成集積回路という形で1チップで実
現できるので、高周波半導体装置の小型化、高機能化な
らびに高周波通信機器の小型化が可能になる。
Further, a high-frequency communication device, which has conventionally been constituted by a semiconductor device made of Si and a semiconductor device made of GaAs, is replaced with a hybrid integrated circuit of SiC / GaN or Si.
Since it can be realized on a single chip in the form of a / SiC / GaN hybrid integrated circuit, a high-frequency semiconductor device can be reduced in size and function, and a high-frequency communication device can be reduced in size.

【0085】さらに、GaAsのような有害物質を含む
半導体を使用しないので、高周波半導体装置/高周波通
信機器の安全性を従来より向上できるのである。
Further, since a semiconductor containing a harmful substance such as GaAs is not used, the safety of the high-frequency semiconductor device / high-frequency communication device can be improved more than before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における高周波半導体装
置の作製方法を説明する断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【図2】送信用増幅器(2段増幅器)の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a transmission amplifier (two-stage amplifier).

【図3】SPDTスイッチの回路図FIG. 3 is a circuit diagram of an SPDT switch.

【図4】局部発振器用増幅器(局発増幅器)の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of an amplifier for a local oscillator (local oscillation amplifier).

【図5】本発明の実施の形態2における高周波通信機器
を説明する断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a high-frequency communication device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態3における高周波通信機器
を説明する断面図
FIG. 6 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態4における高周波通信機器
を説明する断面図
FIG. 7 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態5における高周波通信機器
を説明する断面図
FIG. 8 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態6における高周波通信機器
を説明する断面図
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態7における高周波通信機
器を説明する断面図
FIG. 10 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態8における高周波通信機
器を説明する断面図
FIG. 11 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態9における高周波通信機
器を説明する断面図
FIG. 12 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態10における高周波通信
機器を説明する断面図
FIG. 13 is a sectional view illustrating a high-frequency communication device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図14】従来の高周波半導体装置、高周波通信機器に
ついて説明するための携帯電話における高周波部のブロ
ック図
FIG. 14 is a block diagram of a high-frequency unit in a mobile phone for explaining a conventional high-frequency semiconductor device and high-frequency communication device;

【図15】各種半導体の物性を示す図FIG. 15 is a view showing physical properties of various semiconductors.

【図16】本発明の実施の形態1における高周波半導体
装置の作製方法を説明する断面図
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【図17】本発明の実施の形態1における高周波半導体
装置の作製方法を説明する断面図
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態1における高周波半導体
装置の作製方法を説明する断面図
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態1における高周波半導体
装置の作製方法を説明する断面図
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【図20】本発明の実施の形態1における高周波半導体
装置の作製方法を説明する断面図
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the high-frequency semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型Si 2 コレクタ埋め込み層 3 n型Si 4 絶縁型6H−SiC 5 n型SiC 6 SiC領域 7 SiO2膜 8 SiN膜 9 p+層 10 LOCOS 11 p型ベース層 12 コレクタコンタクト層 13 PSG膜 14 ポリシリコン 15 エミッタコンタクト層 16 ベースコンタクト層 17 ベース電極 18 コレクタ電極 19 エミッタ電極 20 バイポーラトランジスタ 21 抵抗 22 送信用増幅器 23 SPDTスイッチ 24 能動素子領域(導電性領域) 25 受動素子領域(高抵抗領域) 26 SiO2膜 27 絶縁型GaN 28 n型GaN 29 オーミック電極(GaN上) 30 オーミック電極(SiC上) 31 ゲート電極(GaN上) 32 ゲート電極(SiC上) 33 前段FET 34 後段FET 35 スルーFET 36 シャントFET 37 インダクタ 38 キャパシタ 39 層間絶縁膜 40 1層配線 41 SiN膜 42 2層配線 43 パッド 44 表面保護膜 45 MOSFET 46 局発増幅器 47 レジスト 48 ミキサ 49 受信用増幅器 50 発振器REFERENCE SIGNS LIST 1 p-type Si 2 collector buried layer 3 n-type Si 4 insulating type 6H-SiC 5 n-type SiC 6 SiC region 7 SiO 2 film 8 SiN film 9 p + layer 10 LOCOS 11 p-type base layer 12 collector contact layer 13 PSG film Reference Signs List 14 polysilicon 15 emitter contact layer 16 base contact layer 17 base electrode 18 collector electrode 19 emitter electrode 20 bipolar transistor 21 resistor 22 transmission amplifier 23 SPDT switch 24 active element region (conductive region) 25 passive element region (high resistance region) Reference Signs List 26 SiO 2 film 27 Insulated GaN 28 n-type GaN 29 Ohmic electrode (on GaN) 30 Ohmic electrode (on SiC) 31 Gate electrode (on GaN) 32 Gate electrode (on SiC) 33 Pre-stage FET 34 Post-stage FET 35 Through-FET 36 Shunt FET 37 Inductor 38 Capacitor 39 Interlayer insulating film 40 Single layer wiring 41 SiN film 42 Double layer wiring 43 Pad 44 Surface protection film 45 MOSFET 46 Local amplifier 47 Resist 48 Mixer 49 Receiving amplifier 50 Oscillator

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高周波半導体装置に於いて、 基板を形成する第1半導体であるシリコン(Si)上に
第2半導体であるSiCを有し、該SiC上にさらに第
3半導体であるGaNを有する構成であり、 前記GaNは前記SiC上に部分的に成長されたもので
あり、また前記SiCは前記Si上に部分的に形成され
たものであり、 高周波能動素子が前記SiまたはSiCまたはGaN上
に実現された構成であることを特徴とする高周波半導体
装置。
In a high frequency semiconductor device, a second semiconductor, SiC, is provided on silicon (Si), a first semiconductor forming a substrate, and GaN, a third semiconductor, is further provided on the SiC. Wherein the GaN is partially grown on the SiC, the SiC is partially formed on the Si, and the high-frequency active element is on the Si or SiC or GaN. A high-frequency semiconductor device characterized by having a configuration realized in (1).
【請求項2】 高周波通信機器において、 前記GaN上に高周波半導体装置として送信用増幅器、
受信用増幅器の2つの内のいずれか1つが実現されてお
り、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器の3つの
内の1つが実現されていることを特徴とする請求項1に
記載の高周波半導体装置を用いた高周波通信機器。
2. A high-frequency communication device, comprising: a transmission amplifier as a high-frequency semiconductor device on the GaN;
2. The high-frequency wave according to claim 1, wherein one of two of the receiving amplifiers is realized, and one of three of a mixer, a switch, and an oscillator is realized on the Si. High-frequency communication equipment using semiconductor devices.
【請求項3】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つ
の内のいずれか2つが実現され、さらに前記Si上にミ
キサ、スイッチ、発振器の3つの内の1つが実現されて
いることを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体装
置を用いた高周波通信機器。
3. In a high-frequency communication device, any two of a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer is further provided on the Si. 2. The high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein one of three switches and an oscillator is realized.
【請求項4】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチが実現
されており、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器の3つの
内の1つが実現されていることを特徴とする請求項1に
記載の高周波半導体装置を用いた高周波通信機器。
4. In a high-frequency communication device, a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer, a switch, and an oscillator on the Si. 2. A high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein one of the devices is realized.
【請求項5】 高周波通信機器において、 前記GaN上に高周波半導体装置として送信用増幅器、
受信用増幅器の2つの内のいずれか1つが実現されてお
り、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器の3つの
内の2つが実現されていることを特徴とする請求項1に
記載の高周波半導体装置を用いた高周波通信機器。
5. A high-frequency communication device, comprising: a transmission amplifier on the GaN as a high-frequency semiconductor device;
2. The high-frequency device according to claim 1, wherein any one of two receiving amplifiers is realized, and two of a mixer, a switch, and an oscillator are realized on the Si. 3. High-frequency communication equipment using semiconductor devices.
【請求項6】 高周波通信機器において、 前記GaN上に高周波半導体装置として送信用増幅器、
受信用増幅器の2つの内のいずれか1つが実現されてお
り、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器が実現さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の高周波半導
体装置を用いた高周波通信機器。
6. A high-frequency communication device, comprising: a transmission amplifier as a high-frequency semiconductor device on the GaN;
2. The high-frequency device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein one of the two receiving amplifiers is realized, and further, a mixer, a switch, and an oscillator are realized on the Si. Communication equipment.
【請求項7】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つ
の内のいずれか2つが実現され、さらに前記Si上にミ
キサ、スイッチ、発振器の3つの内の2つが実現されて
いることを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体装
置を用いた高周波通信機器。
7. In a high-frequency communication device, any two of a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer, 2. A high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein two out of three switches and oscillators are realized.
【請求項8】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチの3つ
の内のいずれか2つが実現され、さらに前記Si上にミ
キサ、スイッチ、発振器が実現されていることを特徴と
する請求項1に記載の高周波半導体装置を用いた高周波
通信機器。
8. In a high-frequency communication device, any two of a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer is further provided on the Si. A high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein a switch and an oscillator are realized.
【請求項9】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチが実現
されており、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器の3つの
内の2つが実現されていることを特徴とする請求項1に
記載の高周波半導体装置を用いた高周波通信機器。
9. A high-frequency communication device, wherein a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer, a switch, and an oscillator on the Si. 2. A high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein two of the above are realized.
【請求項10】 高周波通信機器において、 前記SiC上またはGaN上に高周波半導体装置として
送信用増幅器、受信用増幅器、アンテナスイッチが実現
されており、 さらに前記Si上にミキサ、スイッチ、発振器が実現さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の高周波半導
体装置を用いた高周波通信機器。
10. In a high-frequency communication device, a transmission amplifier, a reception amplifier, and an antenna switch are realized as a high-frequency semiconductor device on the SiC or GaN, and a mixer, a switch, and an oscillator are realized on the Si. A high-frequency communication device using the high-frequency semiconductor device according to claim 1.
JP8049929A 1996-03-07 1996-03-07 High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment Expired - Fee Related JP2996169B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8049929A JP2996169B2 (en) 1996-03-07 1996-03-07 High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8049929A JP2996169B2 (en) 1996-03-07 1996-03-07 High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09246471A JPH09246471A (en) 1997-09-19
JP2996169B2 true JP2996169B2 (en) 1999-12-27

Family

ID=12844714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8049929A Expired - Fee Related JP2996169B2 (en) 1996-03-07 1996-03-07 High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2996169B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7800097B2 (en) 2004-12-13 2010-09-21 Panasonic Corporation Semiconductor device including independent active layers and method for fabricating the same
US11335651B2 (en) 2015-12-22 2022-05-17 Intel Corporation Microelectronic devices designed with compound semiconductor devices and integrated on an inter die fabric

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1131548C (en) 1997-04-04 2003-12-17 松下电器产业株式会社 Ohmic electrode forming method and semiconductor device
KR100388011B1 (en) * 2000-01-17 2003-06-18 삼성전기주식회사 SAW Filter by GaN single crystal thin film and A Method for Manufacturing It
WO2002001641A1 (en) * 2000-06-27 2002-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device
JP2002368118A (en) * 2001-06-04 2002-12-20 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7064359B2 (en) 2003-08-20 2006-06-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Switching semiconductor device and switching circuit
JP2006148546A (en) 2004-11-19 2006-06-08 Eudyna Devices Inc Amplifier circuit, control method therefor, and amplifier circuit module
JP2006173595A (en) * 2004-11-22 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor integrated circuit device and in-vehicle radar system using the same
EP2743981A1 (en) * 2009-10-30 2014-06-18 Imec Method of manufacturing an integrated semiconductor substrate structure
JP6057534B2 (en) * 2012-04-18 2017-01-11 住重試験検査株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
EP3855530B1 (en) 2020-01-24 2025-04-16 Epinovatech AB Solid-state battery
EP3866189B1 (en) * 2020-02-14 2022-09-28 Epinovatech AB A mmic front-end module
EP3907877A1 (en) 2020-05-07 2021-11-10 Epinovatech AB Induction machine
EP3916804A1 (en) 2020-05-29 2021-12-01 Epinovatech AB A vertical hemt and a method to produce a vertical hemt
EP4090139B1 (en) 2021-05-10 2023-10-25 Epinovatech AB Power converter device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7800097B2 (en) 2004-12-13 2010-09-21 Panasonic Corporation Semiconductor device including independent active layers and method for fabricating the same
US11335651B2 (en) 2015-12-22 2022-05-17 Intel Corporation Microelectronic devices designed with compound semiconductor devices and integrated on an inter die fabric
TWI777929B (en) * 2015-12-22 2022-09-21 美商英特爾公司 Microelectronic devices designed with compound semiconductor devices and integrated on an inter die fabric

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09246471A (en) 1997-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2996169B2 (en) High frequency semiconductor device and high frequency communication equipment
US7838914B2 (en) Semiconductor device
Larson Integrated circuit technology options for RFICs-present status and future directions
US5614743A (en) Microwave integrated circuit (MIC) having a reactance element formed on a groove
US5939753A (en) Monolithic RF mixed signal IC with power amplification
US12183676B2 (en) Semiconductor device for RF integrated circuit
JP2001094094A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
Luo et al. High-Power ${X} $-Band 5-b GaN Phase Shifter With Monolithic Integrated E/D HEMTs Control Logic
Shih et al. Design and analysis of ultra wideband GaN dual-gate HEMT low-noise amplifiers
JP3250837B2 (en) 4-pole monolithic GaAs PIN diode switch
JP2004208221A (en) High frequency band filter device and portable information terminal
US6236071B1 (en) Transistor having a novel layout and an emitter having more than one feed point
JP2008516441A (en) Semiconductor device and use thereof
US5170139A (en) PIN diode switch
Cheng et al. A low phase-noise X-band MMIC VCO using high-linearity and low-noise composite-channel Al 0.3 Ga 0.7 N/Al 0.05 Ga 0.95 N/GaN HEMTs
US20050263822A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2004096119A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
CN117690925B (en) Monolithic integrated structure of GaN-based device and preparation method thereof
US20240243197A1 (en) Dual-gate semiconductor structures for power applications
Nanver et al. Improved RF devices for future adaptive wireless systems using two-sided contacting and AlN cooling
JP3527492B2 (en) Communication system equipment
TW557582B (en) Compound semiconductor switch circuit device
JPH10321762A (en) Semiconductor device
Negoro et al. K-band AlGaN/GaN MIS-HFET on Si with high output power over 10 W
Archer et al. Development and evaluation of a GaAs MMIC phase-locked loop chip set for space applications

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121029

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees