半导体器件设置有层叠体、栅极电极、源极电极、漏极电极和盖层。所述层叠体包括沟道层和第一低电阻区域。所述沟道层由化合物半导体制成。所述第一低电阻区域被设置为所述层叠体的表面侧的一部分。所述栅极电极、所述源极电极和所述漏极电极均设置在所述层叠体的上表面侧。所述盖层设置在所述第一低电阻区域与所述源极电极和所述漏极电极之中的至少一者之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体器件、天线开关电路和无线通信装置
本专利技术涉及半导体器件、天线开关电路和无线通信装置，特别是涉及一种具有由化合物半导体制成的沟道层的半导体器件、包括有该半导体器件的天线开关电路和包括有该天线开关电路的无线通信装置。
技术介绍
近来，在诸如移动手机等移动通信系统中，强烈需求移动通信终端具有更小的尺寸和更低的功耗。为了满足这些需求，例如，需要减小天线开关中的导通电阻Ron和截止电容Coff。当前实际投入天线开关使用的器件的一个示例是JPHEMT(JunctionPseudo-morphicHighElectronMobilityTransistor：结赝配高电子迁移率晶体管)。JPHEMT是利用PN结和异质结进行电流调制的半导体器件。该半导体器件例如包括位于由InGaAs制成的沟道层与由带隙比沟道层(InGaAs)的带隙更宽的AlGaAs制成的障壁层(AlGaAs)之间的异质结。在障壁层(AlGaAs)内部，含有相反导电类型的杂质的第二低电阻区域被设置在与沟道层相反的表面层上，且栅极电极连接至第二低电阻区域。此外，在障壁层(AlGaAs)内部，含有用作载流子的杂质的载流子供给区域被设置为比第二低电阻区域更接近沟道层。此外，源极电极和漏极电极在第二低电阻区域侧和栅极电极侧欧姆接合至障壁层(AlGaAs)。在如上所述地构造的半导体器件中，二维电子气层(其中，用作载流子的电子被束缚在高浓度)形成在沟道层中的位于障壁层侧的界面处。通过将电压施加于栅极电极来控制二维电子气层的浓度，能够调制经由第二低电阻区域下方的沟道层部在源极电极与漏极电极之间流动的电流(例如，参见针对上面的说明而在下面列出的专利文献1)。引用列表专利文献专利文献1：特开平11-150264号日本待审查专利申请
技术实现思路
在上述的半导体器件中，提高设置于障壁层中的载流子供给区域内的杂质浓度使得沟道层内部的二维电子气层的载流子浓度高，因此能够使导通电阻Ron变低。另一方面，二维电子气层的高载流子浓度使得耗尽层不太可能在障壁层中的第二低电阻区域与沟道层之间扩大，因而使得截止电容Coff变高。此外，更有可能在PN结处发生电场集中，从而导致截止状态期间的耐压性降低。换言之，导通操作(Ron)和截止操作(Coff，耐压性)处于权衡关系。因此，已经难以通过提高杂质浓度来提高沟道层内部的载流子浓度。因此，期望提出一种能够在减小导通电阻的同时也减小截止电容的半导体器件、包括有该半导体器件的天线开关电路和包括有该天线开关电路的无线通信装置。根据本专利技术的实施例的半导体器件包括层叠体、栅极电极、源极电极、漏极电极和盖层。所述层叠体包括沟道层和第一低电阻区域。所述沟道层由化合物半导体制成。所述第一低电阻区域设置在所述层叠体的表面侧的一部分中。所述栅极电极、所述源极电极和所述漏极电极均设置在所述层叠体的上表面侧。所述盖层设置在所述第一低电阻区域与所述源极电极和所述漏极电极中的至少一者之间。在根据本专利技术的实施例的半导体器件中，所述第一低电阻区域设置在所述层叠体的表面侧的一部分中，且所述盖层设置在所述第一低电阻区域与所述源极电极和所述漏极电极中的至少一者之间。这使得截止操作期间形成在沟道层内的载流子耗尽区域从栅极电极下方的区域扩展至第一低电阻区域下方的区域。因此，即使当提高沟道层的载流子浓度来减小导通电阻时，也扩大了截止操作期间的耗尽层的宽度。此外，设置盖层使得能够确保从源极电极或漏极电极至沟道层的大距离。因此，能够减小接触电阻以及接触电阻的离差。根据本专利技术的实施例的天线开关电路包括第一端子、第二端子、第三端子、第一开关器件和第二开关器件。所述第一端子对发送信号进行接收。所述第二端子连接至天线。所述第三端子输出所述天线接收的接收信号。所述第一开关器件连接在所述第一端子与所述第二端子之间。所述第二开关器件连接在所述第二端子与所述第三端子之间。在信号发送期间，所述第一开关器件进入导电状态，且所述第二开关器件进入不导电状态。在信号接收期间，所述第一开关器件进入不导电状态，且所述第二开关器件进入导电状态。所述第一开关器件和所述第二开关器件中的一者或两者由本专利技术的半导体器件来构造。在根据本专利技术的实施例的天线开关电路中，在信号发送期间，第一开关器件进入导电状态且第二开关器件进入不导电状态，以允许发送信号从第一端子输入且通过第一开关器件输出至第二端子。在信号接收期间，第一开关器件进入不导电状态且第二开关器件进入导电状态，以允许被天线接收的接收信号从第二端子输入且通过第二开关器件输出至第三端子。根据本专利技术的实施例的无线通信装置包括天线和天线开关电路。所述天线开关电路在将发送信号输入至所述天线和输出被所述天线接收的接收信号之间进行切换。所述天线开关电路由根据本专利技术的天线开关电路来构造。在根据本专利技术的实施例的无线通信装置中，天线开关电路在将发送信号输入至天线和输入被天线接收的接收信号之间进行切换。根据本专利技术的实施例的半导体器件，盖层设置在位于层叠体上表面侧的第一低电阻区域与源极电极和漏极电极中的至少一者之间，从而能够扩展截止操作期间的耗尽层以减小截止电容。此外，盖层的介入能够确保从源极电极或漏极电极至沟道层的大距离，从而能够减小接触电阻以及接触电阻的离差。因此，可以减小导通电阻以及导通电阻的离差。因此，可以在减小导通电阻的同时减小截止电容。根据本专利技术的实施例的天线开关电路和本专利技术的实施例的无线通信装置，天线开关电路的第一开关器件和第二开关器件中的一者或两者由本专利技术的半导体器件来构造。因此，这允许第一开关器件或第二开关器件具有小的截止电容和极好的谐波失真。因此，可以允许无线通信装置具有更小尺寸和更低功耗。应注意，上述的内容仅是本专利技术的示例。本专利技术的效果不限于上述的效果，且可以是其它的不同效果或可以还包括除了上述效果以外的其它效果。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施例的半导体器件的关键部分的构造的横截面图。图2是图1所示的半导体器件的顶视图。图3是图1所示的半导体器件的结状态下的能带结构图。图4是图1所示的半导体器件的截止操作期间的能带结构图。图5是图1所示的半导体器件的导通操作期间的能带结构图。图6是图示了图1所示的半导体器件的截止操作期间的载流子耗尽区域的形成的示意图。图7A是图1所示的半导体器件的制造工序的说明性横截面图。图7B是跟在图7A后的工序的横截面图。图7C是跟在图7B后的工序的横截面图。图7D是跟在图7C后的工序的横截面图。图8是栅极电压Vg与截止电容Coff之间的关系的特性图，并且图示了针对图1所示的半导体器件和根据比较例的半导体器件进行的仿真的结果。图9是根据本专利技术的第二实施例的半导体器件的关键部分的构造的横截面图。图10是根据本专利技术的第三实施例的半导体器件的关键部分的构造的横截面图。图11A是图10所示的半导体器件的制造工序的说明性横截面图。图11B是跟在图11A后的工序的横截面图。图11C是跟在图11B后的工序的横截面图。图11D是跟在图11C后的工序的横截面图。图12是根据本专利技术的第四实施例的半导体器件的关键部分的构造的横截面图。图13A是图12所示的半导体器件的制造工序的说明性横截面图。图13B是跟在图13A后的工序的横截面图。图13C是跟在图13B后的工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，其包括：层叠体，所述层叠体包括由化合物半导体制成的沟道层和设置在所述层叠体的表面侧的一部分中的第一低电阻区域；栅极电极、源极电极和漏极电极，它们均设置在所述层叠体的上表面侧；和盖层，所述盖层设置在所述第一低电阻区域与所述源极电极和所述漏极电极之中的至少一者之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.04 JP 2014-2241561.一种半导体器件，其包括：层叠体，所述层叠体包括由化合物半导体制成的沟道层和设置在所述层叠体的表面侧的一部分中的第一低电阻区域；栅极电极、源极电极和漏极电极，它们均设置在所述层叠体的上表面侧；和盖层，所述盖层设置在所述第一低电阻区域与所述源极电极和所述漏极电极之中的至少一者之间。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述层叠体还包括第二低电阻区域，所述第二低电阻区域被设置为与所述栅极电极面对且与所述第一低电阻区域连续。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述源极电极和所述漏极电极被设置为：在所述层叠体的所述上表面侧，在平面图中将所述栅极电极夹在中间，且所述第一低电阻区域设置为从所述第二低电阻区域的端部延伸至与所述源极电极和所述漏极电极之中的至少一者面对的区域。4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一低电阻区域和所述第二低电阻区域均含有与在所述沟道层中传输的载流子的第一导电类型相反的第二导电类型的杂质，且与所述第二低电阻区域相比，所述第一低电阻区域具有更少的所述第二导电类型的电荷量。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，与所述第二低电阻区域相比，所述第一低电阻区域具有更低的所述第二导电类型的杂质浓度。6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，与所述第二低电阻区域的厚度相比，所述第一低电阻区域具有更小的厚度。7.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述盖层含有与在所述沟道层中传输的载流子的第一导电类型相同的第一导电类型的杂质，且所述盖层的第一导电类型的电荷量大于所述第一低电阻区域的第二导电类型的电荷量。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述层叠体依次包括所述沟道层和位于所述沟道层上部的上部障壁层，且所述上部障壁层由这样的化合物半导体制成：其中，与所述沟道层接合部处的载流子传输侧的能带比所述沟道层更远离所述沟道层内的本征费米能级。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述层叠体还包括设置在所述沟道层下方的下部障壁层，所述下部障壁层由这样的化合物半导体制成：其中，与所述沟道层的接合部处的载流子传输侧的能带比所述沟道层更远离所述沟道层内的本征费米能级。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述沟道层由作为III-V族化合物半导体的InGaAs混晶制成，且所述障壁层由作为III-V族化合物半导体的In(AlGa)AsP混晶制成。11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅极电极包括设置在所述源极电极与所述漏极电极之间的两个或以上栅极电极。12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中，所述源极电极和所述漏极电极均具有梳齿形状，且具有彼此啮合且夹有间隙的平面形状，且所述两个或以上栅极电极具有在所述间隙蛇行的平面形...
【专利技术属性】
技术研发人员：竹内克彦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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