混频器及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方式提供一种电路面积小且抑制因热量而工作能力下降的混频器及半导体装置。一种包括差动部、电流源、第一负载、输入端子及第一输出端子的混频器，差动部包括第一晶体管、第二晶体管，第一晶体管、第二晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物。第一晶体管、第二晶体管各自的第一端子与输入端子及电流源电连接，第一晶体管的第二端子与第一负载的第一端子及第一输出端子电连接。通过向第一负载的第二端子供应电压，第一负载具有使电流流过第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，电流源具有使恒电流从第一晶体管、第二晶体管各自的第一端子流向电流源的功能。电流源包括在沟道形成区域中含硅的晶体管，差动部在电流源的上方。电流源的上方。电流源的上方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混频器及半导体装置


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种混频器及半导体装置。
[0002]注意，本专利技术的一个方式不限定于上述
本说明书等所公开的专利技术的
涉及一种物体、工作方法或制造方法。另外，本专利技术的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。因此，更具体地说，作为本说明书所公开的本专利技术的一个方式的
的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、蓄电装置、拍摄装置、存储装置、信号处理装置、处理器、电子设备、系统、它们的驱动方法、它们的制造方法或它们的检查方法。

技术介绍

[0003]以智能手机或平板终端等为代表的容易携带的信息终端正在普及。另外，随着信息终端的普及，制定了各种通信标准。例如，已经开始运用被称为第四代(4G)的LTE
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Advanced标准。
[0004]近年来，随着IoT(Internet of Things：物联网)等信息技术的发展，由信息终端处理的数据量有增大的趋势。另外，在信息终端等电子设备中，要求提高通信速度。
[0005]为了对应IoT等各种信息技术，正在研究实现了比4G更快的通信速度、更多的同时连接及较短的延迟时间的第五代(5G)通信标准。在5G通信标准中，例如使用3.7GHz频段、4.5GHz频段或28GHz频段等通信频率。
[0006]使用以Si等一种元素为主要成分的半导体或以Ga和As等多种元素为主要成分的化合物半导体来制作对应于5G的半导体装置。再者，作为金属氧化物的一种，氧化物半导体受到关注。
[0007]另外，在氧化物半导体中，发现了既不是单晶也不是非晶的CAAC(c
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axis aligned crystalline：c轴取向结晶)结构及nc(nanocrystalline：纳米晶)结构(参照非专利文献1及非专利文献2)。
[0008]非专利文献1及非专利文献2中公开了一种使用具有CAAC结构的氧化物半导体制造晶体管的技术。[先行技术文献][非专利文献][0009][非专利文献1]S.Yamazaki et al.,“SID Symposium Digest of Technical Papers”,2012,volume 43,issue 1,p.183
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186[非专利文献2]S.Yamazaki et al.,“Japanese Journal of Applied Physics”,2014,volume 53,Number 4S,p.04ED18
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04ED18
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技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0010]随着移动电话机等电子设备的小型化，要求减小该电子设备中的半导体装置的电
路面积。例如，为了减小半导体装置的电路面积，有时将使用Si晶体管等的集成电路用于该电子设备。另一方面，有时集成电路因功耗产生热量而其本身的温度上升。特别是，在集成电路包括Si晶体管的情况下，当Si晶体管的温度变高时，场效应迁移率下降，因此有时集成电路的工作能力下降。
[0011]本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种降低功耗的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种抑制因热量而工作能力下降的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种减小电路面积的半导体装置。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种包括新颖的半导体装置的电子设备。
[0012]注意，本专利技术的一个方式的目的不局限于上述目的。上述列举的目的并不妨碍其他目的的存在。另外，其他目的是上面没有提到而将在下面的记载中进行说明的目的。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出上面没有提到的目的。此外，本专利技术的一个方式实现上述目的及其他目的中的至少一个目的。此外，本专利技术的一个方式并不需要实现所有的上述目的及其他目的。解决技术问题的手段
[0013](1)本专利技术的一个方式是一种混频器，包括差动部、电流源、第一负载、输入端子及第一输出端子，差动部包括第一晶体管及第二晶体管，第一晶体管及第二晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物，第一晶体管的第一端子与第二晶体管的第一端子、输入端子及电流源的第一端子电连接，第一晶体管的第二端子与第一负载的第一端子及第一输出端子电连接，第一负载具有通过向第一负载的第二端子供应第一电压使电流流过第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，电流源具有使恒电流流过电流源的第一端子的功能，当第一晶体管的栅极被输入第一信号，第二晶体管的栅极被输入与第一信号的相位差为180度的第二信号且输入端子被输入第三信号时，差动部生成与第一信号的电压波形及第三信号的电压波形对应的电压波形的第一输出信号，并向第一输出端子输出第一输出信号。
[0014](2)另外，本专利技术的一个方式是一种混频器，包括差动部、电流源、第一负载、第三晶体管、输入端子及第一输出端子，差动部包括第一晶体管及第二晶体管，第一晶体管及第二晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物，第一晶体管的第一端子与第二晶体管的第一端子及第三晶体管的第一端子电连接，第三晶体管的第二端子与电流源的第一端子电连接，第三晶体管的栅极与输入端子电连接，第一晶体管的第二端子与第一负载的第一端子及第一输出端子电连接，第一负载具有通过向第一负载的第二端子供应第一电压使电流流过第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，电流源具有使恒电流流过电流源的第一端子的功能，当第一晶体管的栅极被输入第一信号，第二晶体管的栅极被输入与第一信号的相位差为180度的第二信号且输入端子被输入第三信号时，差动部生成与第一信号的电压波形及第三信号的电压波形对应的电压波形的第一输出信号，并向第一输出端子输出第一输出信号。
[0015](3)另外，本专利技术的一个方式是一种混频器，在上述(1)或(2)的结构中，包括第二负载
及第二输出端子，第二晶体管的第二端子与第二负载的第一端子及第二输出端子电连接，通过向第二负载的第二端子供应第一电压，第二负载具有使电流流过第二负载的第一端子与第二端子之间的功能，当第一晶体管的栅极被输入第一信号，第二晶体管的栅极被输入第二信号且输入端子被输入第三信号时，差动部具有生成与第二信号的电压波形及第三信号的电压波形对应的电压波形的第二输出信号并向第二输出端子输出第二输出信号的功能。
[0016](4)另外，本专利技术的一个方式是一种混频器，在上述(1)至(3)中的任一结构中，电流源包括在沟道形成区域中含硅的晶体管，差动部位于电流源的上方。
[0017](5)另外，本专利技术的一个方式是一种混频器，包括差动部、第一电流源、第二电流源、第一负载、第二负载、第一输入端子、第二输入端子及第一输出端子，差动部包括第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管及第五晶体管，第一晶体管、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混频器，包括：差动部；电流源；第一负载；输入端子；以及第一输出端子，其中，所述差动部包括第一晶体管及第二晶体管，所述第一晶体管及所述第二晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物，所述第一晶体管的第一端子与所述第二晶体管的第一端子、所述输入端子及所述电流源的第一端子电连接，所述第一晶体管的第二端子与所述第一负载的第一端子及所述第一输出端子电连接，所述第一负载具有通过向所述第一负载的第二端子供应第一电压使电流流过所述第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，所述电流源具有使恒电流流过所述电流源的第一端子的功能，并且，当所述第一晶体管的栅极被输入第一信号，所述第二晶体管的栅极被输入与所述第一信号的相位差为180度的第二信号且所述输入端子被输入第三信号时，所述差动部生成与所述第一信号的电压波形及所述第三信号的电压波形对应的电压波形的第一输出信号，并向所述第一输出端子输出所述第一输出信号。2.一种混频器，包括：差动部；电流源；第一负载；第三晶体管；输入端子；以及第一输出端子，其中，所述差动部包括第一晶体管及第二晶体管，所述第一晶体管及所述第二晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物，所述第一晶体管的第一端子与所述第二晶体管的第一端子及所述第三晶体管的第一端子电连接，所述第三晶体管的第二端子与所述电流源的第一端子电连接，所述第三晶体管的栅极与所述输入端子电连接，所述第一晶体管的第二端子与所述第一负载的第一端子及所述第一输出端子电连接，所述第一负载具有通过向所述第一负载的第二端子供应第一电压使电流流过所述第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，所述电流源具有使恒电流流过所述电流源的第一端子的功能，并且，当所述第一晶体管的栅极被输入第一信号，所述第二晶体管的栅极被输入与所述第一信号的相位差为180度的第二信号且所述输入端子被输入第三信号时，所述差动部生成与所述第一信号的电压波形及所述第三信号的电压波形对应的电压波形的第一输出信号，并向所述第一输出端子输出所述第一输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的混频器，包括第二负载及第二输出端子，其中所述第二晶体管的第二端子与所述第二负载的第一端子及所述第二输出端子电连接，通过向所述第二负载的第二端子供应所述第一电压，所述第二负载具有使电流流过所述第二负载的第一端子与第二端子之间的功能，并且当所述第一晶体管的栅极被输入所述第一信号，所述第二晶体管的栅极被输入所述第二信号且所述输入端子被输入所述第三信号时，所述差动部具有生成与所述第二信号的电压波形及所述第三信号的电压波形对应的电压波形的第二输出信号并向所述第二输出端子输出所述第二输出信号的功能。4.根据权利要求1至3中任一项所述的混频器，其中所述电流源包括在沟道形成区域中含硅的晶体管，并且所述差动部位于所述电流源的上方。5.一种混频器，包括：差动部；第一电流源；第二电流源；第一负载；第二负载；第一输入端子；第二输入端子；以及第一输出端子，其中，所述差动部包括第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管及第五晶体管，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第四晶体管及所述第五晶体管各自在沟道形成区域中包含金属氧化物，所述第一晶体管的第一端子与所述第二晶体管的第一端子、所述第一输入端子及所述第一电流源的第一端子电连接，所述第四晶体管的第一端子与所述第五晶体管的第一端子、所述第二输入端子及所述第二电流源的第一端子电连接，所述第一晶体管的第二端子与所述第五晶体管的第二端子及所述第一负载的第一端子电连接，所述第二晶体管的第二端子与所述第四晶体管的第二端子、所述第二负载的第一端子及所述第一输出端子电连接，所述第一负载具有通过向所述第一负载的第二端子供应第一电压使电流流过所述第一负载的第一端子与第二端子之间的功能，所述第二负载具有通过向所述第二负载的第二端子供应所述第一电压使电流流过所述第二负载的第一端子与第二端子之间的功能，所述第一电流源具有使第一恒电流流过所述第一电流源的第一端子的功能，所述第二电流源具有使第二恒电流流过所述第二电流源的第一端子的功能，并且，当所述第一晶体管的栅极及所述第四晶体管的栅极各自被输入第一信号，所述
第二晶体管的栅极及所述第五晶体管的栅极各自被输入与所述第一信号的相位差为180...

【专利技术属性】
技术研发人员：大嶋和晃，国武宽司，井上达则，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：