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JP2010074027A - Fet switch - Google Patents

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JP2010074027A
JP2010074027A JP2008242096A JP2008242096A JP2010074027A JP 2010074027 A JP2010074027 A JP 2010074027A JP 2008242096 A JP2008242096 A JP 2008242096A JP 2008242096 A JP2008242096 A JP 2008242096A JP 2010074027 A JP2010074027 A JP 2010074027A
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Japan
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fet
fets
wiring
switch
wirings
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Application number
JP2008242096A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kamitsuna
秀樹 上綱
Kiyomitsu Onodera
清光 小野寺
Suehiro Sugitani
末広 杉谷
Kazumi Nishimura
一巳 西村
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】1入力多出力スイッチおよび多入力1出力スイッチとして、広帯域化ならびに小型化・低コスト化が可能なFETスイッチを提供する。
【解決手段】第1の端子とn個(n:正整数、図1の場合n=4)の第2の端子との間の切替制御を行うSPnTスイッチとして、第1の端子と接続した配線21を分岐点Aにてn分岐した配線21〜21に、それぞれ、n個のFET4〜4のソースまたはドレインを接続し、n個のFET4〜4のドレインまたはソースには、それぞれ、配線22〜22を介して第2の端子を接続するとともに、少なくとも、配線21〜21を、それぞれ、直線で形成し、かつ、それぞれの長さを互いに等しくする。
【選択図】図1
The present invention provides an FET switch capable of widening the bandwidth and reducing the size and cost as a 1-input multi-output switch and a multi-input 1-output switch.
As an SPnT switch for performing switching control between a first terminal and n (n: positive integer, n = 4 in FIG. 1) second terminals, wiring connected to the first terminal 21 0 to wiring 21 1 to 21 4 which has n branches at a branch point a, respectively, to connect the source or drain of the n FET 4 1 to 4 4, the drain or source of the n FET 4 1 to 4 4 , respectively, with connecting the second terminal through the wiring 22 1-22 4, at least, the wiring 21 1 to 21 4, respectively, to form a straight line, and equal respective lengths.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)スイッチに関し、特に、無線通信や広帯域データ伝送などに好適な高周波用のFETスイッチに関する。主として、FETをオン/オフすることにより信号経路を切り替える1入力多出力スイッチおよび多入力1出力スイッチに関わる。   The present invention relates to a field effect transistor (FET) switch, and more particularly to a high frequency FET switch suitable for wireless communication, broadband data transmission, and the like. It mainly relates to a 1-input multi-output switch and a multi-input 1-output switch that switch signal paths by turning on / off FETs.

近年、携帯電話や無線LANなど、複数種類の無線通信方式が実用化され、数多くのユーザに利用されるようになってきた。したがって、各ユーザがこれらの個別の方式毎に異なる複数の無線端末を保有するのではなく、1つの無線端末で複数種類の無線通信方式をサポートすることができる、いわゆるマルチモード/マルチバンド端末の実現が強く求められている。マルチモード/マルチバンド端末では、基本的に、各無線通信方式(各無線周波数帯)に対応した複数のアンテナを備え、無線信号の送受信を行うアンテナをスイッチによって切り替える構成となる。したがって、これらのマルチモード/マルチバンド端末を実現する上で、スイッチの多ポート化が必要不可欠となっている。   In recent years, a plurality of types of wireless communication systems such as mobile phones and wireless LANs have been put into practical use and have been used by many users. Therefore, each user does not have a plurality of different wireless terminals for each of these individual methods, but a single wireless terminal can support a plurality of types of wireless communication methods, so-called multimode / multiband terminals. Realization is strongly demanded. A multimode / multiband terminal basically includes a plurality of antennas corresponding to each wireless communication system (each radio frequency band), and is configured to switch antennas for transmitting and receiving wireless signals using a switch. Therefore, in order to realize these multimode / multiband terminals, it is essential to increase the number of ports of the switch.

無線端末用のスイッチ素子としては、従来より、消費電力がほとんどゼロで小型かつモノリシック集積化が容易なFETスイッチが多用されている。これらのFETスイッチを用いて、1入力n出力(またはn入力1出力。n:正整数)のSingle‐Pole n‐Throw(SPnT:単極n投)スイッチを構成するためには、n個の1入力1出力のSingle‐Pole Single‐Throw(SPST:単極単投)スイッチを並列に配置することが必要である。   Conventionally, as a switch element for a wireless terminal, an FET switch that consumes almost no power, is small, and can be easily monolithically integrated has been widely used. To configure a single-pole n-throw (SPnT: single-pole n-throw) switch of 1 input and n output (or n input and 1 output, n: positive integer) using these FET switches, It is necessary to arrange single-pole single-throw (SPST) switches with 1 input and 1 output in parallel.

しかしながら、n個のSPSTスイッチを単位スイッチとして並列配置する構成では、例えば、ポート数nが増大すればするほど、1つの入力がn個に分岐する分岐点から各SPSTスイッチまでの配線長が長くならざるを得ないという問題点が生じる。   However, in the configuration in which n SPST switches are arranged in parallel as unit switches, for example, as the number of ports n increases, the wiring length from the branch point where one input branches to n to each SPST switch becomes longer. The problem of being forced to occur arises.

SPnTスイッチにおいては、n個のSPSTスイッチのうち、いずれか1つのSPSTスイッチをONにし、残りの(n−1)個のSPSTスイッチがOFFになるように制御される。したがって、例えば、Single‐Pole 8‐Throw(SP8T:単極8投)スイッチにおいては、図14に示すような制御が行われる。図14は、従来のSP8Tスイッチの接続構成を示す回路図であり、1個の共通端子からの配線は、分岐点Aで8分岐して、8本の配線を介して8個のSPSTスイッチ9〜9に接続されている。図14に示すように、SP8Tスイッチにおいては、例えば、SPSTスイッチ9をONにし、残りの7個のSPSTスイッチ9〜9がOFFになるように制御される。この結果、分岐点A点から見たOFF状態のSPSTスイッチ9〜9までの7本の配線は、オープンスタブとして動作する。このため、スイッチの反射損失が劣化し、動作帯域を減少する要因となる。 The SPnT switch is controlled so that any one of the n SPST switches is turned on and the remaining (n-1) SPST switches are turned off. Therefore, for example, in a Single-Pole 8-Throw (SP8T: single pole 8 throw) switch, control as shown in FIG. 14 is performed. FIG. 14 is a circuit diagram showing a connection configuration of a conventional SP8T switch. A wiring from one common terminal is branched into eight at a branch point A, and eight SPST switches 9 are connected via eight wirings. It is connected to the 1-9 8. As shown in FIG. 14, in the SP8T switch, for example, a SPST switch 9 1 to ON, is controlled so that the remaining seven SPST switch 9 2-9 8 turned OFF. As a result, 7 wires to SPST switch 9 2-9 8 in the OFF state as viewed from the branch point A point operates as an open stub. For this reason, the reflection loss of the switch is deteriorated, which causes a reduction in the operating band.

図15は、図14のSP8Tスイッチにおける信号特性のシミュレーション結果を示す特性図であり、入力の分岐点Aから各SPSTスイッチヘ接続される配線の電気長をパラメータとした時の反射損失のシミュレーション結果を示している。   FIG. 15 is a characteristic diagram showing the simulation result of the signal characteristics in the SP8T switch of FIG. 14, and shows the simulation result of the reflection loss when the electrical length of the wiring connected from the input branch point A to each SPST switch is used as a parameter. Show.

図15のシミュレーションでは、スイッチの開閉が理想的な条件(ON時にショート、OFF時にオープンとなる条件)で行われるものとしているが、分岐点AからSPSTスイッチヘの配線の電気長が増加していくほど、反射損失は劣化してしまい、周波数fを所望の基準周波数fに設定した場合において、反射損失を−10dB以下に確保しようとすると、実効電気長を5度以下にすることが必要であることが分かる。実際のスイッチでは、FETのOFF容量の影響などにより、より劣化が顕著になる。 In the simulation of FIG. 15, it is assumed that the switch is opened and closed under ideal conditions (conditions that are short when ON and open when OFF), but the electrical length of the wiring from the branch point A to the SPST switch increases. The reflection loss deteriorates, and when the frequency f is set to a desired reference frequency f 0 , it is necessary to reduce the effective electrical length to 5 degrees or less in order to secure the reflection loss to −10 dB or less. I understand that there is. In an actual switch, the deterioration becomes more remarkable due to the influence of the OFF capacitance of the FET.

GaAs等の半導体基板上の配線においては、SPSTスイッチヘの配線の実効電気長5度は、周波数10GHzで約180μm、40GHzで約45μmと極めて短い物理長であるため、物理サイズが有限であるFETを複数個用いて多ポートの広帯域スイッチを実現することは非常に困難である。特に、スイッチの広帯域動作に有効なGaAs等の化合物半導体FETを使用する場合、ゲートの加工方位が限定されるため、より一層、配線長を等長かつ短く配置することが困難になる。これは、例えば、[100]面の結晶面方位を有するGaAsウェハ上に高性能なFETを形成することができるゲート方位が、オリフラ(Orientation Flat)に対して水平な[011]等の方位に限られることや、特性の等しいFETを形成することができるゲート方位がオリフラに対して45°の[010]、[001]に限定されることなどに起因している。   For wiring on a semiconductor substrate such as GaAs, the effective electrical length of the wiring to the SPST switch is about 180 μm at a frequency of 10 GHz and about 45 μm at 40 GHz, so an FET having a finite physical size is used. It is very difficult to realize a multi-port wideband switch using a plurality. In particular, when a compound semiconductor FET such as GaAs that is effective for wide band operation of the switch is used, the processing direction of the gate is limited, so that it becomes more difficult to arrange the wiring length to be equal and shorter. This is because, for example, a gate orientation capable of forming a high-performance FET on a GaAs wafer having a crystal plane orientation of [100] plane is in an orientation such as [011] that is horizontal with respect to an orientation flat. This is due to the fact that the gate orientation capable of forming FETs having the same characteristics is limited to [010] and [001] of 45 ° with respect to the orientation flat.

かくのごとき問題点を緩和することができる従来技術として、図16に示すような、下記の非特許文献1に記されたSP8Tスイッチの構成例がある。図16は、従来のSP8Tスイッチの図14とは異なる構成を示す回路図である。   As a conventional technique that can alleviate the problems as described above, there is a configuration example of an SP8T switch described in Non-Patent Document 1 below as shown in FIG. FIG. 16 is a circuit diagram showing a different configuration of the conventional SP8T switch from FIG.

図16のSP8Tスイッチの構成においては、第1段目のSPSTスイッチ10、10、第2段目のSPSTスイッチ1011、1012、1021、1022、第3段目のSPSTスイッチ10111、10112、10121、10122、10211、10212、10221、10222のように、複数のSPSTスイッチを第1段目、第2段目、第3段目と階層的に接続したいわゆるトーナメント型の多段構成としている。かくのごとく多段構成にすることにより、オープンスタブ長を短くすることができるため、スイッチの広帯域動作を図ることが期待できる。 In the configuration of the SP8T switch of FIG. 16, the first-stage SPST switches 10 1 , 10 2 , the second-stage SPST switches 10 11 , 10 12 , 10 21 , 10 22 , the third-stage SPST switch 10 111 , 10 112 , 10 121 , 10 122 , 10 211 , 10 212 , 10 221 , 10 222 , etc. A plurality of SPST switches are hierarchically connected to the first stage, the second stage, and the third stage. The so-called tournament-type multi-stage configuration. Since the open stub length can be shortened by using a multi-stage configuration as described above, it is possible to expect a wide band operation of the switch.

しかしながら、一方では、図16のようなトーナメント型のスイッチ構成では、多段構成化によるスイッチの大型化、制御端子数の増加および挿入損失の増大という問題点が生じてしまう。スイッチの大型化は、集積回路の占有面積が増大することによる製造コストの増加を招くばかりではなく、SP8Tスイッチ等のSPnTスイッチをさらに複数個用いて構成する多端子のスイッチマトリクスの小型化・低コスト化を阻害する要因にもなってしまう。   However, on the other hand, the tournament type switch configuration as shown in FIG. 16 causes problems such as an increase in the size of the switch due to the multi-stage configuration, an increase in the number of control terminals, and an increase in insertion loss. The increase in the size of the switch not only increases the manufacturing cost due to the increase in the area occupied by the integrated circuit, but also reduces the size and the size of the multi-terminal switch matrix formed by using a plurality of SPnT switches such as SP8T switches. It also becomes a factor that hinders costing.

その一方で、図14のSP8Tスイッチの接続構成において、接続配線長を短く保ったままで、ポート数を増大し続けることは、前述のように、FETの物理サイズなどにより限界があるため、広帯域特性と低損失特性とを両立させることが可能な多ポートスイッチの実現は非常に困難であった。
MANFRED J.SCHINDLER,MEMBER,IEEE,MARY ELLEN MILLER,AND KEITH M.SIMON,“DC-20 GHz N×M Passive Switches”,IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.36,N0.12,DECEMBER 1988,pp.1604‐1613
On the other hand, in the connection configuration of the SP8T switch of FIG. 14, the increase in the number of ports while keeping the connection wiring length short is limited by the physical size of the FET as described above. It is very difficult to realize a multi-port switch that can achieve both low loss characteristics.
MANFRED J. SCHINDLER, MEMBER, IEEE, MARY ELLEN MILLER, AND KEITH M. SIMON, “DC-20 GHz N × M Passive Switches”, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.36, N0.12, DECEMBER 1988, pp. 1604-1613

前述したように、従来のFETスイッチにおいては、スイッチのポート数を増大させるにつれて、スイッチの広帯域動作が困難になるとともに、回路の小型化・低コスト化を図ることも困難になるという問題点があった。   As described above, in the conventional FET switch, as the number of ports of the switch increases, it becomes difficult to operate the broadband of the switch, and it becomes difficult to reduce the size and cost of the circuit. there were.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、SPnT(単極n投。n:正整数)スイッチの広帯域化ならびに小型化・低コスト化を実現し、該SPnTスイッチを用いることによって、多ポートスイッチとしての広帯域化ならびに小型化・低コスト化を実現することが可能なFETスイッチを提供することに、その目的がある。   The present invention has been made in view of such a problem. By realizing a wide band of SPnT (single-pole n-throw, n: positive integer) switch, downsizing and cost reduction, and using the SPnT switch, An object of the present invention is to provide an FET switch capable of realizing a wide band as a multi-port switch and a reduction in size and cost.

本発明は、前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。   The present invention comprises the following technical means in order to solve the above-mentioned problems.

第1の技術手段は、基板に、1個の第1の端子と、n個(n:正整数)の第2の端子と、n個の第1のFETと、1本の第1の配線と、n本の第2の配線と、n本の第3の配線とを備えてなるFETスイッチであって、前記第1の配線の一端は、前記第1の端子に接続され、他の一端は、n本の前記第2の配線の互いに接続された一端に接続され、n本の前記第2の配線の他の一端は、それぞれ、n個の前記第1のFETのソースまたはドレインに接続され、n個の前記第1のFETのドレインまたはソースは、それぞれ、n本の前記第3の配線の一端に接続され、n本の前記第3の配線の他の一端は、それぞれ、n個の前記第2の端子に接続され、n本の前記第2の配線は、それぞれ、直線で形成され、かつ、それぞれの長さが互いに等しいことを特徴とする。   The first technical means includes one first terminal, n (n: positive integer) second terminals, n first FETs, and one first wiring on the substrate. And an n second wiring and an n third wiring, wherein one end of the first wiring is connected to the first terminal and the other end. Is connected to one end of the n second wirings connected to each other, and the other end of the n second wirings is connected to the source or drain of each of the n first FETs. The drains or sources of the n first FETs are respectively connected to one end of the n third wirings, and the other ends of the n third wirings are respectively n. The n second wirings connected to the second terminals of the first and second terminals are each formed in a straight line and have the same length. The features.

第2の技術手段は、前記第1の技術手段に記載のFETスイッチにおいて、n本の前記第2の配線の実効電気長が、それぞれ、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下であることを特徴とする。   According to a second technical means, in the FET switch according to the first technical means, the effective electrical lengths of the n second wirings are each 5 degrees or less at a predetermined desired operating frequency. It is characterized by that.

第3の技術手段は、前記第1または第2の技術手段に記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第1のFETのゲートフィンガは、それぞれ、1本であることを特徴とする。   According to a third technical means, in the FET switch according to the first or second technical means, each of the n number of first FETs has one gate finger.

第4の技術手段は、前記第1乃至第3の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第1のFETのゲート幅は、それぞれ、n本の前記第2の配線の長さ以下であることを特徴とする。   According to a fourth technical means, in the FET switch according to any one of the first to third technical means, the gate widths of the n first FETs are respectively the n second wirings. It is characterized by being less than the length.

第5の技術手段は、前記第1乃至第4の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第1のFETのゲートにそれぞれ接続されるn個の第1の抵抗を備え、n個の前記第1の抵抗は、それぞれが接続される前記第1のFETの近傍、あるいは、当該第1のFETと隣接の前記第1のFETとの間に配置されてなることを特徴とする。   A fifth technical means includes the n first resistors respectively connected to the gates of the n first FETs in the FET switch according to any one of the first to fourth technical means. The n first resistors are arranged in the vicinity of the first FET to which they are connected or between the first FET and the adjacent first FET. And

第6の技術手段は、前記第1乃至第5の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、さらに、n個の第2のFETを備え、n個の前記第2のFETのソースまたはドレインは接地され、n個の前記第2のFETのドレインまたはソースは、それぞれ、n個の前記第1のFETのドレインまたはソースに直接接合されてなることを特徴とする。   According to a sixth technical means, the FET switch according to any one of the first to fifth technical means further includes n second FETs, and the source or drain of the n second FETs. Is grounded, and the drains or sources of the n second FETs are directly joined to the drains or sources of the n first FETs, respectively.

第7の技術手段は、前記第6の技術手段に記載のFETスイッチにおいて、さらに、n本の第4の配線を備え、n個の前記第2のFETのドレインまたはソースは、n個の前記第1のFETのドレインまたはソースに、それぞれ直接接合されることに代わり、n本の前記第4の配線を介して、それぞれ接続されてなることを特徴とする。   A seventh technical means is the FET switch according to the sixth technical means, further comprising n fourth wirings, wherein the drains or sources of the n second FETs are n pieces of the above-mentioned Instead of being directly joined to the drain or source of the first FET, they are respectively connected through the n fourth wirings.

第8の技術手段は、前記第7の技術手段に記載のFETスイッチにおいて、n本の前記第4の配線は、それぞれ直線で形成され、かつ、それぞれの長さが互いに等しいことを特徴とする。   According to an eighth technical means, in the FET switch according to the seventh technical means, the n fourth wirings are each formed in a straight line, and the lengths thereof are equal to each other. .

第9の技術手段は、前記第6乃至第8の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第2のFETのゲートにそれぞれ接続される第2のn個の抵抗を備え、n個の前記第2の抵抗は、それぞれが接続される前記第2のFETの近傍、あるいは、当該第2のFETと隣接の前記第1のFETまたは前記第2のFETとの間に配置されてなることを特徴とする。   A ninth technical means comprises the second n resistors respectively connected to the gates of the n second FETs in the FET switch according to any one of the sixth to eighth technical means. The n second resistors are arranged in the vicinity of the second FET to which the n second resistors are connected, or between the second FET and the adjacent first FET or the second FET. It is characterized by being made.

第10の技術手段は、前記第1乃至第9の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第1のFETのゲート方位、あるいは、n個の前記第1のFETおよびn個の第2のFETのゲート方位が、互いに平行であるか、あるいは、90°の位置関係であることを特徴とする。   According to a tenth technical means, in the FET switch according to any one of the first to ninth technical means, n gate orientations of the first FET or n first FETs and n The gate orientations of the individual second FETs are parallel to each other or have a 90 ° positional relationship.

第11の技術手段は、前記第1乃至第10の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n個の前記第1のFETまたはn個の前記第1のFETおよびn個の前記第2のFETと、n本の前記第2の配線とを少なくとも含み、前記第1の端子および前記第1の配線を除く各構成要素を、第1組と第2組として2組備え、前記第1組と前記第2組とのそれぞれに属する各構成要素が、前記基板の互いに対称な位置に配置されてなることを特徴とする。   The eleventh technical means is the FET switch according to any one of the first to tenth technical means, wherein n number of the first FETs or n number of the first FETs and n number of the second FETs. FET and at least n second wirings, and each of the first and second components excluding the first terminal and the first wiring is provided as two sets, the first set and the first set. The constituent elements belonging to each of the set and the second set are arranged at symmetrical positions on the substrate.

第12の技術手段は、前記第1乃至第11の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n本の前記第2の配線が存在する領域の前記基板には、1層以上の誘電体層が積層され、当該領域において、前記第2の配線と接地導体とが、前記基板上および前記誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの層上に形成されてなることを特徴とする。   A twelfth technical means is the FET switch according to any one of the first to eleventh technical means, wherein the substrate in a region where the n number of the second wirings are present has one or more dielectric layers. The layers are stacked, and in the region, the second wiring and the ground conductor are formed on any one of the layers including the substrate and the dielectric layer, which are different from each other. To do.

第13の技術手段は、前記第1乃至第12の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、前記第1の配線およびn本の前記第2の配線が存在する領域の前記基板には、順に1層以上の誘電体層、接地導体、1層以上の誘電体層が積層され、当該領域において、前記第1の配線とn本の前記第2の配線とは、前記接地導体が形成されていない前記基板上および前記誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの異なる層上に形成され、前記第1の配線の他の一端と前記第2の配線の互いに接続された一端とは、第1のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とする。   A thirteenth technical means is the FET switch according to any one of the first to twelfth technical means, wherein the substrate in a region where the first wiring and the n second wirings exist is provided on the substrate. In order, one or more dielectric layers, a ground conductor, and one or more dielectric layers are stacked, and in the region, the first conductor and the n second wirings form the ground conductor. The other end of the first wiring and the other end of the second wiring connected to each other are formed on the substrate and the different layers of the layers including the dielectric layer. Are connected through a first through hole.

第14の技術手段は、前記第12または第13の技術手段に記載のFETスイッチにおいて、n本の前記第2の配線の他の一端とn個の前記第1のFETのソースまたはドレインとが、直接または第2のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とする。   A fourteenth technical means is the FET switch according to the twelfth or thirteenth technical means, wherein the other end of the n second wirings and the source or drain of the n first FETs are connected. , And connected directly or through a second through hole.

第15の技術手段は、前記第1乃至第14の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、n本の前記第3の配線が存在する領域の前記基板には、1層以上の誘電体層および/または接地導体が積層され、当該領域において、n本の前記第3の配線の一端とn個の前記第1のFETのドレインまたはソースとは、直接または第3のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とする。   A fifteenth technical means is the FET switch according to any one of the first to fourteenth technical means, wherein the substrate in a region where the n third wirings are present has one or more dielectric layers. Layers and / or ground conductors are stacked, and in this region, one end of the n third wirings and the drain or source of the n first FETs are directly or via a third through hole. It is characterized by being connected.

第16の技術手段は、前記第13乃至第15の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、前記第1のスルーホールおよび/または前記第2のスルーホールおよび/または前記第3のスルーホールを、順次積層された前記接地導体を介して設置する場合、当該接地導体の一部の領域に、前記第1のスルーホールおよび/または前記第2のスルーホールおよび/または前記第3のスルーホールを、当該接地導体と接触することなく、通過させる間隙を設けてなることを特徴とする。   Sixteenth technical means is the FET switch according to any one of the thirteenth to fifteenth technical means, wherein the first through hole and / or the second through hole and / or the third through hole. Are installed through the ground conductors that are sequentially stacked, the first through hole and / or the second through hole and / or the third through hole may be provided in a partial region of the ground conductor. Is provided with a gap through which it passes without contacting the ground conductor.

第17の技術手段は、前記第1乃至第16の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、前記第1のFETまたは前記第1のFET、前記第2のFETの配置領域と、前記第2の配線の配置領域とを除く領域に接地導体が積層される層を設け、さらに、当該接地導体上および/または当該接地導体下に、1層以上の誘電体層を備え、前記第1の配線と前記第3の配線とを、前記基板上あるいは前記接地導体が積層された層と異なる層上に配置してなることを特徴とする。   According to a seventeenth technical means, in the FET switch according to any one of the first to sixteenth technical means, an arrangement region of the first FET, the first FET, or the second FET, and the first FET A layer on which a ground conductor is laminated in a region other than the wiring wiring region, and further including one or more dielectric layers on the ground conductor and / or below the ground conductor, The wiring and the third wiring are arranged on the substrate or on a layer different from the layer on which the ground conductor is laminated.

第18の技術手段は、前記第1乃至第17の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、前記第1の配線、前記第2の配線のうち、一部または全ての配線の特性インピーダンスを、当該FETスイッチの入出力インピーダンスよりも高くすることを特徴とする。   According to an eighteenth technical means, in the FET switch according to any one of the first to seventeenth technical means, a characteristic impedance of a part or all of the first wiring and the second wiring is obtained. The input / output impedance of the FET switch is higher.

第19の技術手段は、前記第1乃至第18の技術手段のいずれかに記載のFETスイッチを(n+1)個(n:正整数)備え、(n+1)個の前記FETスイッチの前記第2の端子の個数が、それぞれ、n、n、n、n、…、n個(n、n、n、n、…、n:それぞれのすべてが同一の正整数またはそれぞれの一部が同一の正整数またはそれぞれのすべてが異なる正整数)であって、(n+1)個の前記FETスイッチのうち、n個の前記第2の端子を有する前記FETスイッチを第1のFETスイッチとして、当該第1のFETスイッチの前記第1の端子を共通の新たな第1の端子とし、当該第1のFETスイッチのn個の前記第2の端子に、それぞれ、残りのn個の前記FETスイッチの前記第1の端子を接続し、残りのn個の前記FETスイッチのそれぞれn、n、n、…、n個の前記第2の端子を、合計(n+n+n+…+n)個の新たな第2の端子とすることにより、SP(n+n+n+…+n)Tスイッチとして構成することを特徴とする。 A nineteenth technical means comprises (n + 1) (n: positive integer) FET switches according to any one of the first to eighteenth technical means, and the second of the (n + 1) FET switches. The number of terminals is n, n 1 , n 2 , n 3 ,..., N n (n, n 1 , n 2 , n 3 ,..., N n : all of the same positive integer or respectively Are the same positive integers or different positive integers), and among the (n + 1) FET switches, the FET switch having n second terminals is designated as the first FET. As a switch, the first terminal of the first FET switch is used as a new common first terminal, and the remaining n pieces of n terminals are respectively connected to the n second terminals of the first FET switch. Connect the first terminal of the FET switch to N-number of each n 1, n 2 of said FET switches, n 3, ..., n n-number of the second terminal, the sum (n 1 + n 2 + n 3 + ... + n n) pieces of the new second with the terminal, characterized in that configured as SP (n 1 + n 2 + n 3 + ... + n n) T switch.

本発明に係わるFETスイッチによれば、n個(n:正整数)のFETからなる各SPSTスイッチ(単極単投)スイッチを共通接続点(つまり、各SPSTスイッチからのn本の配線の端部を互いに接続する接続点)に接続して構成したSPnTスイッチにおいて、各SPSTスイッチから共通接続点までのn本の配線を最短かつ等長にすることが可能なレイアウト構成を実現しているので、以下のごとき効果を奏することができる。   According to the FET switch of the present invention, each SPST switch (single pole single throw) switch composed of n (n: positive integer) FETs is connected to a common connection point (that is, the end of n wirings from each SPST switch). In the SPnT switch configured by connecting the connection portions to each other), a layout configuration that can make the n wires from each SPST switch to the common connection point the shortest and the same length is realized. The following effects can be obtained.

すなわち、n個のFETからなる各SPSTスイッチから共通接続点までの距離を最短かつ等長とすることにより、ポート間特性を均一にすることができることに加えて、スイッチのON/OFF動作時に、共通接続点からOFF状態の各SPSTスイッチまでの配線によって生じるオープンスタブの影響を大幅に低減することができる。したがって、FETスイッチの広帯域動作を実現することができる上に、多ポートスイッチとしての小型化・低コスト化も図ることができる。   That is, by making the distance from each SPST switch consisting of n FETs to the common connection point the shortest and the same length, the characteristics between the ports can be made uniform, and at the time of ON / OFF operation of the switch, The influence of the open stub caused by the wiring from the common connection point to each SPST switch in the OFF state can be greatly reduced. Therefore, wide-band operation of the FET switch can be realized, and the size and cost of the multiport switch can be reduced.

以下に、本発明に係わるFETスイッチの最良の実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the best embodiment of the FET switch according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[本発明の特徴]
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要を簡潔にまず説明する。本発明は、複数のFET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)を各SPSTスイッチとして用いてSPnT(n:正整数)スイッチを構成するFETスイッチにおいて、各SPSTスイッチから共通接続点(つまり各SPSTスイッチからの複数の配線の端部を互いに接続する接続点)までの複数の配線それぞれの長さが最短かつ等長となるように、各SPSTスイッチを構成するFETが配置されることを特徴とするものであり、FETスイッチの広帯域化、多ポートスイッチとしての小型化・低コスト化を実現している。
[Features of the present invention]
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be briefly described first. The present invention relates to an FET switch that constitutes an SPnT (n: positive integer) switch using a plurality of FETs (Field Effect Transistors) as each SPST switch, and a common connection point (that is, each SPST switch) from each SPST switch. FETs constituting each SPST switch are arranged so that the length of each of the plurality of wirings up to (connection point connecting the ends of the plurality of wirings from each other) is the shortest and the same length. Therefore, it is possible to realize a wide band of FET switches and a reduction in size and cost as a multi-port switch.

[第1の実施の形態]
まず、本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチについて、まず、図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4T(Single‐Pole 4‐Throw:単極4投)スイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。
[First Embodiment]
First, the FET switch according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP4T (Single-Pole 4-Throw) switch which is an example of an FET switch according to the first embodiment of the present invention.

図1のSP4Tスイッチに示すように、例えばGaAs等からなる半導体の基板の表面上に、接地導体1を積層し、1本の第1の配線である配線21と1個の第1の端子(図示せず)と、n本(n:正整数。図1の場合、n=4)の第2の配線である配線21〜21と、n個のSPSTスイッチを形成するためのn個の第1のFETであるFET4〜4と、n本の第3の配線である配線22〜22とn個の第2の端子(図示せず)と、を備えることにより、全体として、SPnTスイッチ(つまり、図1の場合、SP4Tスイッチ)を構成している。 As shown in SP4T switch of FIG. 1, for example on the surface of a semiconductor substrate made of GaAs or the like, by laminating a grounding conductor 1, one of the first and the wiring is wiring 21 0 and one of the first terminal (Not shown) and n (n: positive integer; n = 4 in the case of FIG. 1) second wirings 21 1 to 21 4 and n for forming n SPST switches By providing FETs 4 1 to 4 4 that are first FETs, wirings 22 1 to 22 4 that are n third wirings, and n second terminals (not shown), As a whole, an SPnT switch (that is, an SP4T switch in the case of FIG. 1) is configured.

ここで、n本(図1の場合、n=4)の第2の配線である配線21〜21は、一端が互いに接続された配線であり、互いに接続された一端が、分岐点A(つまり、n本の第2の配線が1本になる共通接続点)を形成し、他の一端は、それぞれ、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4に接続されている。 Here, the wirings 21 1 to 21 4 that are n second wirings (n = 4 in the case of FIG. 1) are wirings whose one ends are connected to each other, and one ends connected to each other are the branching points A. (That is, a common connection point where n second wirings become one), and the other end is connected to n (n = 4) first FETs FETs 4 1 to 4 4 , respectively. It is connected.

図1に示すSP4Tスイッチでは、第1の端子を構成する1個の共通端子(図示せず)からの第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21にn分岐され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続される。また、n個(n=4)のFET4〜4のドレイン(またはソース)は、n本(n=4)の第3の配線である配線22〜22にそれぞれ接続され、n個(n=4)の第2の端子を構成する個別の端子(図示せず)に接続されている。 The SP4T switch shown in FIG. 1, one common terminal which constitutes the first terminal wiring 21 0 first are wires (not shown), at a branch point A, n present (n = 4) the second is n branches in which the wiring 21 1 to 21 4 wires, through the n wirings 21 1 to 21 4, n pieces (n = 4) is a first FET of FET 4 1 to 4 4 Connected to the source (or drain) of each. Further, n-number (n = 4) FET 4 1 to 4 4 in the drain (or source) is connected to the n (n = 4) third wiring 22 1-22 4 are wires of, n pieces It is connected to an individual terminal (not shown) constituting the second terminal (n = 4).

したがって、1個の第1の端子である共通端子(図示せず)に接続された分岐点Aを、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=4)の各SPSTスイッチの共通端子として見ると、4個のSPSTスイッチからなるSingle‐Pole 4‐Throw(SP4T)スイッチを形成している。このように、分岐点Aは、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=4)の各SPSTスイッチから見ると、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21が1本になる共通接続点でもある。 Accordingly, the branch point A connected to one common terminal (not shown) as the first terminal is changed to each of n (n = 4) SPSTs including the FETs 4 1 to 4 4 as the first FETs. When viewed as a common terminal of the switch, a single-pole 4-throw (SP4T) switch composed of four SPST switches is formed. Thus, the branch point A is n (n = 4) second wirings when viewed from the n (n = 4) SPST switches including the first FETs FETs 4 1 to 4 4. It is also a common connection point where a certain number of wirings 21 1 to 21 4 become one.

ここで、4個の第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成され、かつ、図1に示すように、同一の方向に形成されており、FET4〜4のそれぞれのゲートは、互いに平行になるように配置される。 Here, FET 4 1 to 4 4 are four of the first FET are each formed of a single gate finger, and, as shown in FIG. 1, is formed in the same direction, FET 4 1 ~ Each of the 4 4 gates is arranged to be parallel to each other.

また、1本の第1の配線である配線21、n本(n=4)の第3の配線である配線22〜22は、いずれも、ギャップを挟んだ接地導体1とともに半導体の基板上に形成されたコプレーナ線路であり、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21も含めて多層配線プロセス等の複雑な製造プロセスは必要ではなく、極めて一般的な半導体集積回路における配線プロセスで比較的低コストに実現することができるものである。なお、分離された接地導体1間は、コプレーナ線路に不要モードが励起されないように、エアブリッジやワイヤなどを用いて接続される(図示せず)。 In addition, each of the wiring 21 0 as one first wiring and the wirings 22 1 to 22 4 as n third wirings (n = 4) includes a ground conductor 1 with a gap and a semiconductor conductor. It is a coplanar line formed on a substrate and does not require a complicated manufacturing process such as a multilayer wiring process including wirings 21 1 to 21 4 which are n (n = 4) second wirings. It can be realized at a relatively low cost by a wiring process in a typical semiconductor integrated circuit. The separated ground conductors 1 are connected using an air bridge or a wire (not shown) so that unnecessary modes are not excited in the coplanar line.

n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のゲートには、n個(n=4)の第1の抵抗である抵抗5〜5がそれぞれ接続され、制御端子(図示せず)からそれぞれ抵抗5〜5を経由して各FETのゲート制御電圧を印加することによって、配線21が接続される共通端子(図示せず。つまり第1の端子)と配線22〜22がそれぞれ接続される4個の個別端子(図示せず。つまり4個の第2の端子)との間の切替制御が行われる。 Resistors 5 1 to 5 4 as n (n = 4) first resistors are connected to the gates of the FETs 4 1 to 4 4 as n (n = 4) first FETs, respectively. terminal by via respective (not shown) resistor 5 1 to 5 4 for applying a gate control voltage of each FET, the common terminal wiring 21 0 is connected (not shown. in other words the first terminal) And four individual terminals (not shown, that is, four second terminals) to which the wirings 22 1 to 22 4 are respectively connected are controlled.

また、第1の抵抗である抵抗5〜5は、それぞれ、接続される各第1のFETの直近(近傍)において、あるいは、接続される各第1のFETと隣接の第1のFETとの間において、各第1のFETであるFET4〜4のゲートに平行に配置され、かつ、各第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成されているため、FET間隔を拡げることなく、制御信号間の干渉を避けることができる。FET間隔を狭めることは、第2の配線である配線21〜214の長さを短くすることを可能にし、後述するように、スイッチの動作帯域を拡大することに直結する。 Further, the resistors 5 1 to 5 4 as the first resistors are respectively in the immediate vicinity (near the vicinity) of each connected first FET, or the first FET adjacent to each connected first FET. in between, it arranged parallel to the FET 4 1 to 4 4 the gate is the first FET, and a respective first FET FET 4 1 to 4 4 are each formed of a single gate finger Therefore, interference between control signals can be avoided without increasing the FET interval. Narrowing the FET interval makes it possible to shorten the length of the wirings 21 1 to 21 4 that are the second wirings, and directly leads to an increase in the operating band of the switch, as will be described later.

図1に例示した本実施の形態のパタンレイアウトの特徴は、4個の第1のFETであるFET4〜4のうち、分岐点Aからは最も遠くに位置するFET4と4とは、FET4、4と比較して図1の横方向に関して分岐点A点側に近づく方向にシフトするように配置されている点にある。 The feature of the pattern layout of the present embodiment illustrated in FIG. 1 is that among the four first FETs, FETs 4 1 to 4 4 , the FETs 4 1 and 4 4 that are located farthest from the branch point A are 1 in that it is arranged so as to shift in a direction approaching the branch point A side with respect to the lateral direction of FIG. 1 in comparison with the FETs 4 2 , 4 3 .

かくのごときレイアウトを採用することにより、高性能FETの製造などの観点から、ゲート加工方位が一般的には一方向に限定されるFETを複数個用いて多ポートスイッチを構成した場合においても、第2の配線である配線21〜21のそれぞれを等長な直線として、配線21〜21の長さを最短かつ等長にすることが可能になり、オープンスタブの影響を大幅に低減することができることに加えて、分岐点Aから4つのFET4〜4までの通過特性を揃えることができる。したがって、多ポートスイッチの広帯域化に加えて、ポート間特性の均一化も図ることができる。 By adopting such a layout, from the viewpoint of manufacturing high-performance FETs, etc., even when a multi-port switch is configured using a plurality of FETs whose gate processing directions are generally limited to one direction, as straight lines equal length each second the wiring is wiring 21 1 to 21 4, the length of the wiring 21 1 to 21 4 will be able to shortest and equal lengths, greatly influence the open stub In addition to being able to reduce, the passage characteristics from the branch point A to the four FETs 4 1 to 4 4 can be made uniform. Therefore, in addition to widening the bandwidth of the multi-port switch, it is possible to make the characteristics between ports uniform.

なお、第1の端子である共通端子とn個(図1の場合、n=4)の第2の端子である個別端子それぞれとの間の伝送特性を均一にするために、n個の第2の端子とn個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4との間を接続する第3の配線である配線22〜22それぞれの長さについても、互いに等しく形成することが好ましい。 In order to make the transmission characteristics uniform between the common terminal as the first terminal and each of the n individual terminals as n terminals (n = 4 in the case of FIG. 1), the n number of the first terminals. The lengths of the wirings 22 1 to 22 4 that are the third wirings that connect the two terminals and the FETs 4 1 to 4 4 that are the n first FETs (n = 4) are also equal to each other. It is preferable to form.

次に、図1のSP4Tスイッチとは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトについて図2を用いて説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1の場合とは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。   Next, a pattern layout of an SP4T switch different from the SP4T switch of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a layout diagram showing a pattern layout of the SP4T switch different from the case of FIG. 1 of the FET switch according to the first embodiment of the present invention.

図2に示すSP4Tスイッチは、図1に示したSP4Tスイッチの場合と異なり、接地導体(図示せず)を、GaAs等の半導体の基板7の表面側ではなく、裏面側に備えることによって、基板7の表面に配置される配線21、21〜21、22〜22は、いずれも、基板7の裏面をグランドとするマイクロストリップ線路となっている。 The SP4T switch shown in FIG. 2 differs from the SP4T switch shown in FIG. 1 in that a ground conductor (not shown) is provided on the back side instead of the front side of the semiconductor substrate 7 such as GaAs. Wirings 21 0 , 21 1 to 21 4 , and 22 1 to 22 4 arranged on the surface of 7 are all microstrip lines with the back surface of the substrate 7 as the ground.

ここで、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、基板7の厚さ、誘電率および配線幅等によって決定される。グランド面を裏面に備えた基板7を薄くすればするほど、隣接線路間の相互干渉を抑制し、かつ、線路幅を狭めることができるため、図2のSP4Tスイッチのごときパタンレイアウトを採用する場合についても、図1に例示した実施の形態の場合と同様に、多ポートスイッチの小型化および広帯域化を図ることができる。   Here, the characteristic impedance of the microstrip line is determined by the thickness of the substrate 7, the dielectric constant, the wiring width, and the like. When the substrate 7 having the ground surface on the back surface is made thinner, mutual interference between adjacent lines can be suppressed and the line width can be narrowed. Therefore, a pattern layout like the SP4T switch of FIG. 2 is adopted. As in the case of the embodiment illustrated in FIG. 1, the multiport switch can be downsized and widened.

なお、図2の場合においても、図1の場合と同様、n本(図2の場合、n=4)の第2の配線である配線21〜21のそれぞれを等長な直線として、配線21〜21の長さを最短かつ等長にするとともに、第1の端子である共通端子とn個(n=4)の第2の端子である個別端子のそれぞれとの間の伝送特性を均一にするために、n本(n=4)の第3の配線である配線22〜22それぞれの長さについても、互いに等しく形成することが好ましい。 In the case of FIG. 2 as well, as in the case of FIG. 1, each of the wirings 21 1 to 21 4 as the n second wirings (n = 4 in the case of FIG. 2) is an equal-length straight line. The lengths of the wirings 21 1 to 21 4 are set to the shortest and the same length, and transmission is performed between each of the common terminals as the first terminals and n (n = 4) individual terminals as the second terminals. In order to make the characteristics uniform, it is preferable that the lengths of the wirings 22 1 to 22 4 which are n (n = 4) third wirings are also formed to be equal to each other.

次に、図1、図2のSP4Tスイッチとは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトについて図3を用いて説明する。図3は、本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1、図2の場合とは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。なお、図3には、第1のFETであるFET4〜4のゲートのそれぞれに接続されるべき第1の抵抗である抵抗5〜5を図示していない。 Next, a pattern layout of an SP4T switch different from the SP4T switch of FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a layout diagram showing a pattern layout of the SP4T switch different from that in FIGS. 1 and 2 of the FET switch according to the first embodiment of the present invention. Note that FIG. 3 does not show the resistors 5 1 to 5 4 that are the first resistors to be connected to the gates of the FETs 4 1 to 4 4 that are the first FETs.

図3のSP4Tスイッチと図1に示したSP4Tスイッチとの相違は、n個(図3の場合、n=4)の第1のFETであるFET4〜4の互いの位置関係が異なっていること、分岐点Aにおいてn分岐している第2の配線である配線21〜21の互いの位置関係が異なっていること、および、第1のFETであるFET4〜4のゲート幅が、それぞれ、第2の配線である配線21〜21の長さよりも短くなっていることにある。 The difference between the SP4T switch of FIG. 3 and the SP4T switch shown in FIG. 1 is that the positional relationship between the n-th (n = 4 in the case of FIG. 3) first FETs 4 1 to 4 4 is different. The wirings 21 1 to 21 4 that are the second wirings that are n-branched at the branch point A are different from each other, and the gates of the FETs 4 1 to 4 4 that are the first FETs Each width is shorter than the length of the wirings 21 1 to 21 4 that are the second wirings.

つまり、図3のSP4Tスイッチは、図1に示したSP4Tスイッチの場合と異なり、n個(図3の場合、n=4)の第1のFETであるFET4〜4の互いの配置について、第1のFETを4つのグループに分割し、それぞれのグループに属する各第1のFETのゲート方位を90°ずつ順次回転させた位置関係としている。 That is, the SP4T switch of FIG. 3 is different from the SP4T switch shown in FIG. 1 in terms of the mutual arrangement of FETs 4 1 to 4 4 which are n (n = 4 in the case of FIG. 3) first FETs. The first FET is divided into four groups, and the gate relationship of each first FET belonging to each group is sequentially rotated by 90 °.

例えば、図3の場合のFET4〜4のように、第1のFETの個数nが4個の場合、1個ずつの第1のFETが属する4つのグループに分割し、それぞれのグループを単位として各第1のFETのゲート方位が90°ずつ順次回転する位置関係になっている。この結果、4個の第1のFETであるFET4〜4のうち、第1、第3グループのFET4、4のゲート方位、第2、第4グループのFET4、4のゲート方位が、それぞれ平行であり、かつ、FET4、4とFET4、4とのゲート方位が、90°の位置関係になっている。 For example, as in the case of FETs 4 1 to 4 4 in FIG. 3, when the number n of the first FETs is four, each of the groups is divided into four groups to which each first FET belongs. As a unit, the first FET has a positional relationship in which the gate orientation of the first FET sequentially rotates by 90 °. As a result, among the four first FETs, FETs 4 1 to 4 4 , the gate orientations of the first and third groups of FETs 4 1 and 4 3 , and the gates of the second and fourth groups of FETs 4 2 and 4 4 . The azimuths are parallel to each other, and the gate azimuths of the FETs 4 1 , 4 3 and the FETs 4 2 , 4 4 are in a positional relationship of 90 °.

また、図1に示したSP4Tスイッチの場合と異なり、第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、n個(図3の場合、n=4)のFET4〜4のゲート方位に合せて90°ずつ順次回転させた方向に向かって、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21として、n分岐され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=4)のFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続されている。 Further, unlike the case of the SP4T switch shown in FIG. 1, lines 21 0 first a wiring is at a branch point A, (case of FIG. 3, n = 4) n-number of FET 4 1 to 4 4 gate The wirings 21 1 to 21 4 , which are n (n = 4) second wirings, are n-branched in a direction that is sequentially rotated by 90 ° according to the direction, and n wirings 21 1 to 21 are included. 4 are connected to the sources (or drains) of n (n = 4) FETs 4 1 to 4 4 , respectively.

例えば、第1のFETの個数nが4個の図3の場合、第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、90°ずつ順次回転させた4個のFET4〜4のゲート方位に合せて、互いに90°の位置関係で4本の第2の配線である配線21〜21として4分岐され、4個の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続されている。 For example, if the number n of the first FET is four in FIG. 3, the wiring 21 0 which is the first wiring, at a branch point A, FET 4 1 to 4 4 of 4 which were sequentially rotated by 90 ° According to the gate orientation, the four second wirings 21 1 to 21 4 are branched in a 90 ° positional relationship with each other, and the sources of the four first FETs FETs 4 1 to 44 ( Or drain).

なお、4本の第3の配線である配線22〜22についても、90°ずつ順次回転させた4個の第1のFETであるFET4〜4のゲート方位に合せて配置されている4個の第2の端子(図示せず)と直線で接続されることにより、各第1のFETと各第2の端子との間が最短かつ等長で接続される。 Note that the wirings 22 1 to 22 4 that are the four third wirings are also arranged in accordance with the gate orientations of the four first FETs FET 4 to 44 that are sequentially rotated by 90 °. By connecting the four second terminals (not shown) in a straight line, each first FET and each second terminal are connected with the shortest length and the same length.

さらに、図1に示したSP4Tスイッチの場合と異なり、前述のように、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のゲート幅が、それぞれ、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の長さより短くなっている。 Further, unlike the SP4T switch shown in FIG. 1, as described above, the gate widths of n (n = 4) FETs 4 1 to 4 4 are n (n = 4), respectively. is shorter than the second length of a is the wiring 21 1 to 21 4 wire 4).

ここで、前述のような第1のFETの配置は、例えば、GaAsウェハ上に、オリフラ(Orientation Flat)に対して45°である[010]、[001]の結晶面方位に特性の等しいFETを形成することができることを利用することによって、実現することができる。   Here, the arrangement of the first FET as described above is, for example, an FET having characteristics equal to the crystal plane orientations of [010] and [001] which are 45 ° with respect to the orientation flat on the GaAs wafer. This can be realized by utilizing the fact that can be formed.

図3のごとき構成により、より一層、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることができるため、ポート間の特性が高いレベルで均一なスイッチの動作帯城を、より一層拡大することができる。 With the configuration as shown in FIG. 3, the lengths of the n (n = 4) second wirings 21 1 to 21 4 can be further shortened, so that the characteristics between the ports are uniform at a high level. The operating range of a simple switch can be further expanded.

また、ここで、第1の配線である配線21、n本(n=4)の第2の配線である21〜21、n本(n=4)の第3の配線である22〜22は、いずれも、ギャップを挟んだ接地導体1〜1とともに、半導体の基板上に形成されたコプレーナ線路であり、多層配線プロセス等の複雑な製造プロセスは必要ではなく、極めて一般的な半導体集積回路における配線プロセスで比較的低コストに実現することができるものである。なお、分離された接地導体1〜1間は、コプレーナ線路に不要モードが励起されないように、エアブリッジやワイヤなどを用いて接続される(図示せず)。 Further, here, the wiring 21 0 as the first wiring, 21 1 to 21 4 as the second wiring (n = 4), 21 3 to 21 4 as the second wiring, and 22 as the third wiring (n = 4) 22. 1-22 4 are both with the ground conductor 1 1 to 1 5 across the gap, a coplanar line formed on a semiconductor substrate, a complex manufacturing process such as the multilayer wiring process is not required, very It can be realized at a relatively low cost by a wiring process in a general semiconductor integrated circuit. The separated ground conductors 1 1 to 15 are connected using an air bridge or a wire (not shown) so that the unnecessary mode is not excited in the coplanar line.

図3のような構成を採用することにより、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21についても、高周波特性の良好な伝送線路にすることができるため、さらなる動作帯城の拡大が可能である。また、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のゲート幅を、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の長さよりも短くしていることにより、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のOFF時には、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21とともにオープンスタブに見えてしまう第1のFETであるFET4〜4の物理長の影響を大幅に低減することができ、FETスイッチの動作帯城をさらに拡大することができる。 By adopting the configuration as shown in FIG. 3, the wirings 21 1 to 21 4 that are n (n = 4) second wirings can be made transmission lines with good high-frequency characteristics. The operating castle can be expanded. Further, the gate widths of the n (n = 4) first FETs 4 1 to 4 4 are set to be longer than the lengths of the n (n = 4) second wirings 21 1 to 21 4. By shortening the n number (n = 4) of the FETs 4 1 to 4 4 that are the first FETs, the wirings 21 1 to 21 4 that are the n (n = 4) second wirings. At the same time, the influence of the physical length of the FETs 4 1 to 4 4 that are the first FETs that appear to be open stubs can be greatly reduced, and the operating range of the FET switch can be further expanded.

例えば、電子輸送特性の優れたInGaAsチャネル層を有するHigh Electron Mobility Transistor(HEMT)などを第1のFET用として適用することによって、短いゲート幅であっても、ON抵抗を低減することができるため、挿入損失の低減と広帯域動作とを両立させることも容易に可能である。   For example, by applying a high electron mobility transistor (HEMT) having an InGaAs channel layer with excellent electron transport characteristics for the first FET, the ON resistance can be reduced even with a short gate width. It is also possible to easily achieve both reduction in insertion loss and wideband operation.

次に、図1〜図3のSP4Tスイッチとは異なるSP6Tスイッチのパタンレイアウトについて図4を用いて説明する。図4は、本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1〜図3の場合とは異なるSingle‐Pole 6‐Throw(SP6T)スイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。   Next, a pattern layout of an SP6T switch different from the SP4T switch of FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a layout diagram showing a pattern layout of a single-pole 6-throw (SP6T) switch different from the case of FIGS. 1 to 3 of the FET switch according to the first embodiment of the present invention.

図4に示すSP6Tスイッチは、図1のSP4Tスイッチと比較して、第1の配線である配線21の方向とn個(図4の場合、n=6)の第1のFETであるFET4〜4のゲート方向とが直角になっている点が異なっており、多ポート化を図り易い構成となっていることを除いて、以下に説明するように、図1のSP4Tスイッチとほぼ同じ構成となっている。 SP6T switch shown in FIG. 4, as compared to the SP4T switch of FIG. 1, a first FET direction and n pieces of wires 21 0 a first wiring (the case of FIG. 4, n = 6) FET 4 have different points 1-4 6 and the gate direction are at right angles, except that it is a likely configuration achieving multi-ported, as described below, substantially the SP4T switch of FIG. 1 It has the same configuration.

図4のSP6Tスイッチでは、第1の端子を構成する1個の共通端子(図示せず)からの第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、n本(n=6)の第2の配線である配線21〜21にn分岐(n=6)され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=6)の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続される。また、n個(n=6)のFET4〜4のドレイン(またはソース)は、n本(n=6)の第3の配線である配線22〜22にそれぞれ接続され、n個(n=6)の第2の端子を構成する個別の端子(図示せず)に接続されている。 The SP6T switch of FIG. 4, line 21 0 first a wiring from one common terminal which constitutes the first terminal (not shown), at a branch point A, n book (n = 6) The second wirings 21 1 to 21 6 are n-branched (n = 6), and n (n = 6) first FETs FET 4 through n wirings 21 1 to 21 6. They are respectively connected to 1-4 6 source (or drain). The drains (or sources) of n (n = 6) FETs 4 1 to 4 6 are connected to n (n = 6) third wirings 22 1 to 22 6 , respectively, and n pieces It is connected to an individual terminal (not shown) constituting the second terminal (n = 6).

したがって、図1の場合と同様、分岐点Aを、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=6)の各SPSTスイッチの共通端子として見ると、6個のSPSTスイッチからなるSingle‐Pole 6‐Throw(SP6T)スイッチを形成している。このように、分岐点Aは、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=6)の各SPSTスイッチから見ると、n本(n=6)の第2の配線である配線21〜21が1本になる共通接続点でもある。 Therefore, when the branch point A is viewed as a common terminal of each of n (n = 6) SPST switches composed of the FETs 4 1 to 4 6 as the first FET, as in the case of FIG. Single-Pole 6-Throw (SP6T) switch consisting of Thus, when viewed from each of n (n = 6) SPST switches including the first FETs FETs 4 1 to 4 6 , the branch point A is n (n = 6) second wirings. there wirings 21 1 to 21 6 is also the common connection point becomes one.

ここで、6個の第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成され、かつ、図4に示すように、同一の方向に形成されており、FET4〜4のそれぞれのゲートは、互いに平行になるように配置される。 Here, FET 4 1 to 4 6 are six of the first FET are each formed of a single gate finger, and, as shown in FIG. 4, are formed in the same direction, FET 4 1 ~ 4 gates of 6 are parallel to each other.

また、図1の場合と同様、1本の第1の配線である配線21、n本(n=6)の第3の配線である配線22〜22は、いずれも、ギャップを挟んだ接地導体1とともに半導体の基板上に形成されたコプレーナ線路であり、n本(n=6)の第2の配線である配線21〜21も含めて多層配線プロセス等の複雑な製造プロセスは必要ではなく、極めて一般的な半導体集積回路における配線プロセスで比較的低コストに実現することができるものである。なお、分離された接地導体1間は、コプレーナ線路に不要モードが励起されないように、エアブリッジやワイヤなどを用いて接続される(図示せず)。 Similarly to the case of FIG. 1, the wiring 21 0 that is one first wiring and the wirings 22 1 to 22 6 that are n (n = 6) third wirings have a gap therebetween. A coplanar line formed on a semiconductor substrate together with the ground conductor 1, and a complicated manufacturing process such as a multilayer wiring process including n (n = 6) second wirings 21 1 to 21 6 Is not necessary, and can be realized at a relatively low cost by a wiring process in a very general semiconductor integrated circuit. The separated ground conductors 1 are connected using an air bridge or a wire (not shown) so that unnecessary modes are not excited in the coplanar line.

n個(n=6)の第1のFETであるFET4〜4のゲートには、n個(n=6)の第1の抵抗である抵抗5〜5がそれぞれ接続され、制御端子(図示せず)からそれぞれ抵抗5〜5を経由して各FETのゲート制御電圧を印加することによって、配線21が接続される共通端子(図示せず。つまり第1の端子)と配線22〜22がそれぞれ接続される6個の個別端子(図示せず。つまり6個の第2の端子)との間の切替制御が行われる。 Resistors 5 1 to 5 6 as n (n = 6) first resistors are connected to the gates of the FETs 4 1 to 4 6 as n (n = 6) first FETs, respectively, and controlled. terminal by via respective (not shown) resistor 5 1 to 5 6 to apply a gate control voltage of each FET, the common terminal wiring 21 0 is connected (not shown. in other words the first terminal) And six individual terminals (not shown, that is, six second terminals) to which the wirings 22 1 to 22 6 are respectively connected are controlled.

また、第1の抵抗である抵抗5〜5は、図1の場合と同様、それぞれ、接続される各第1のFETの直近(近傍)において、あるいは、接続される各第1のFETと隣接の第1のFETとの間において、各第1のFETであるFET4〜4のゲートに平行に配置され、かつ、各第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成されているため、FET間隔を拡げることなく、制御信号間の干渉を避けることができる。FET間隔を狭めることは、第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることを可能にし、後述するように、スイッチの動作帯域を拡大することに直結する。 Also, the resistors 5 1 to 5 6 as the first resistors are respectively in the immediate vicinity (near the vicinity) of the respective first FETs to be connected or the respective first FETs to be connected as in the case of FIG. and between the first FET of the adjacent, arranged parallel to the gate of the FET 4 1 to 4 6 are each first FET, and, FET 4 1 to 4 6 are each first FET, respectively, Since it is composed of one gate finger, interference between control signals can be avoided without widening the FET interval. Narrowing the FET interval makes it possible to shorten the length of the wirings 21 1 to 21 6 that are the second wirings, and directly leads to an increase in the operating band of the switch, as will be described later.

図4に例示した本実施の形態のパタンレイアウトの特徴は、図1の場合と同様、6個の第1のFETであるFET4〜4のうち、分岐点Aからは最も遠くに位置するFET4と4とは、FET4、4、4、4と比較して図1の横方向に関して分岐点A点側に近づく方向にシフトするように配置されている点にある。 The feature of the pattern layout of the present embodiment illustrated in FIG. 4 is located farthest from the branch point A among the six first FETs FETs 4 1 to 4 6 as in the case of FIG. FET 4 3 and 4 4 and is in the FET 4 1, 4 2, 4 5, 4 6 compared to the terms lateral direction in FIG. 1 that is disposed so as to shift toward the branching point a point side.

かくのごときレイアウトを採用することにより、高性能FETの製造などの観点から、ゲート加工方位が一般的には一方向に限定されるFETを複数個用いて多ポートスイッチを構成した場合においても、第2の配線である配線21〜21のそれぞれを等長な直線として、配線21〜21の長さを最短かつ等長にすることが可能になり、オープンスタブの影響を大幅に低減することができることに加えて、分岐点Aから6つのFET4〜4までの通過特性を揃えることができる。したがって、多ポートスイッチの広帯域化に加えて、ポート間特性の均一化も図ることができる。 By adopting such a layout, from the viewpoint of manufacturing high-performance FETs, etc., even when a multi-port switch is configured using a plurality of FETs whose gate processing directions are generally limited to one direction, each as straight lines equal length of the second wiring 21 1 to 21 6 is a wiring, the length of the wiring 21 1 to 21 6 will be able to shortest and equal lengths, greatly influence the open stub In addition to being able to reduce, the passage characteristics from the branch point A to the six FETs 4 1 to 4 6 can be made uniform. Therefore, in addition to widening the bandwidth of the multi-port switch, it is possible to make the characteristics between ports uniform.

なお、第1の端子である共通端子とn個(図4の場合、n=6)の第2の端子である個別端子それぞれとの間の伝送特性を均一にするために、n個の第2の端子とn個(n=6)の第1のFETであるFET4〜4との間を接続する第3の配線である配線22〜22それぞれの長さについても、互いに等しく形成することが好ましい。 In order to make uniform transmission characteristics between the common terminal that is the first terminal and each of the n individual terminals that are n (in the case of FIG. 4, n = 6), The lengths of the wirings 22 1 to 22 6, which are the third wirings connecting the two terminals and the n (n = 6) first FETs FETs 4 1 to 4 6 , are also equal to each other. It is preferable to form.

なお、図1〜図4に例示したFETスイッチにおいては、第1の配線である配線21、第2の配線である配線21〜21または配線21〜21を信号線として使用するコプレーナ線路またはマイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、好ましくは、配線幅を細くしたり、グランドとのギャップを拡げたりすることによって、それらの配線の一部もしくは全部について、当該FETスイッチの入出力インピーダンスよりも高く設定することが望ましい。かくのごとき特性インピーダンスの配線とすることにより、より一層、オープンスタブの影響を相殺することができ、反射損失を改善することができる。 In the FET switch illustrated in FIGS. 1 to 4, the wiring 21 0 that is the first wiring, the wirings 21 1 to 21 4 that are the second wiring, or the wirings 21 1 to 21 6 are used as signal lines. The characteristic impedance of the coplanar line or microstrip line is preferably less than the input / output impedance of the FET switch for some or all of the wiring by narrowing the wiring width or widening the gap with the ground. It is desirable to set a higher value. By using a wiring having a characteristic impedance like this, the influence of an open stub can be further offset and reflection loss can be improved.

また、図15の特性図に示したように、反射損失を−10dB以下に確保するために、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の実効電気長を、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下とすることが望ましい。 Further, as shown in the characteristic diagram of FIG. 15, in order to secure the return loss below -10 dB, the effective electrical length of the wires 21 1 to 21 4 which is a second wiring of the n (n = 4) the It is desirable to set it to 5 degrees or less at a predetermined desired operating frequency.

また、図1〜図4に例示したFETスイッチの各構成要素の配置に関しては、それぞれの図に示すように、1個の第1の端子(図示せず)および1本の第1の配線である配線21を除いて、n個(n=4またはn=6)の第1のFETであるFET4〜4またはFET4〜4、n本(n=4またはn=6)の第2の配線である配線21〜21または配線21〜21を少なくとも含む各構成要素を第1組、第2組として2組に分けて、それぞれの組に属する各構成要素を、基板の互いに対称な位置例えば基板の上下または左右の対称な位置に配置している。 In addition, regarding the arrangement of each component of the FET switch illustrated in FIGS. 1 to 4, as shown in each figure, one first terminal (not shown) and one first wiring are used. except for certain wiring 21 0, n pieces of (n = 4 or n = 6) is a first FET of FET 4 1 to 4 4 or FET 4 1 to 4 6, n present (n = 4 or n = 6) Each component including at least the wires 21 1 to 21 4 or the wires 21 1 to 21 6 as the second wires is divided into two groups as a first set and a second set, and each component belonging to each set is They are arranged at symmetrical positions on the substrate, for example, symmetrical positions on the upper and lower sides or right and left sides of the substrate.

また、図1〜図4のごとき回路構成においては、信号線がグランドに接続されていないため、入力された信号レベルをほぼそのまま出力することができる。したがって、RF(Radio Frequency)帯の信号を用いる無線通信用途などに加えて、信号直流ロジックレベルに無依存な広帯域ベースバンド信号を利用する高速データ伝送用スイッチとしても利用することができる。   In the circuit configurations as shown in FIGS. 1 to 4, since the signal line is not connected to the ground, the input signal level can be output almost as it is. Therefore, it can be used as a high-speed data transmission switch that uses a wideband baseband signal independent of the signal DC logic level, in addition to a wireless communication application using an RF (Radio Frequency) band signal.

なお、図1〜図4のごとき回路構成のFETスイッチは、SP4TスイッチやSP6Tスイッチに限るものではなく、任意のポート数のSPkTスイッチ(k:正整数)について適用することができる。   The FET switch having the circuit configuration shown in FIGS. 1 to 4 is not limited to the SP4T switch or the SP6T switch, and can be applied to an SPkT switch (k: positive integer) having an arbitrary number of ports.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係わるFETスイッチについて、まず、図5を用いて説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。つまり、図5は、図1のSP4Tスイッチのパタンレイアウトとは異なり、シリーズ・シャント構成のFETスイッチに関するパタンレイアントの一例を示すものであり、第1の実施の形態として図1に例示したSP4Tスイッチのパタンレイアウトの第1の変型例を示している。
[Second Embodiment]
Next, an FET switch according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP4T switch which is an example of an FET switch according to the second embodiment of the present invention. That is, FIG. 5 shows an example of a pattern rayant related to a series shunt-structured FET switch unlike the pattern layout of the SP4T switch of FIG. 1, and the SP4T illustrated in FIG. 1 as the first embodiment. The 1st modification of the pattern layout of a switch is shown.

図5のSP4Tスイッチの構成においては、図1のSP4Tスイッチの場合に比して、さらに、n個(n:正整数。図5の場合、n=4)の第2のFET(シャントFET)として、n個のFET41S〜44Sを備え、さらに、n個(n=4)の第2のFETであるFET41S〜44S(シャントFET)とn個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4(シリーズFET)とをそれぞれ接続するためのm本(m=4)の第4の配線である配線23〜23を備えている。 In the configuration of the SP4T switch of FIG. 5, compared with the SP4T switch of FIG. 1, n (n: positive integer; n = 4 in FIG. 5) second FETs (shunt FETs). N FET4 1S to 4 4S , and n (n = 4) second FETs, FET4 1S to 4 4S (shunt FET), and n (n = 4) first (n = 4) first FETs. Wirings 23 1 to 23 4 , which are m (m = 4) fourth wirings for connecting FETs 4 1 to 4 4 (series FETs), which are FETs, are provided.

つまり、図5に示すSP4Tスイッチは、図1のSP4Tスイッチと比較して、図4の場合と同様に、第1の配線である配線21とFETのゲート方向が直角になっている点が異なっていること、および、前述したように、シリーズFETを構成している第1のFETであるFET4〜4をn個(n=4)備えていることに加えて、シャントFETを構成する第2のFETであるFET41S〜44Sをn個(n=4)追加したシリーズ・シャント構成のスイッチを成している点が異なっている。 That, SP4T switch shown in Figure 5, compared to the SP4T switch of FIG. 1, as in the case of FIG. 4 in that a gate direction of the first wiring in which wires 21 0 and FET are at right angles In addition to being different and having n pieces (n = 4) of FETs 4 1 to 4 4 which are the first FETs constituting the series FET as described above, the shunt FET is constituted. The difference is that a series shunt configuration switch is formed by adding n (n = 4) FETs 4 1S to 4 4S , which are the second FETs.

図5に示すシリーズ・シャント構成のSP4Tスイッチにおいては、それぞれのソース(またはドレイン)が接地され、それぞれのドレイン(またはソース)がn個(n=4)の第1のFETであるシリーズFET4〜4のドレイン(またはソース)に、n本(n=4)の配線23〜23(つまり第4の配線)を介してそれぞれ接続されたn個(n=4)のシャントFET41S〜44Sが、第2のFETとして配置されている。 In SP4T switch series shunt configuration shown in FIG. 5, the respective source (or drain) ground, series FET 4 1 a first FET of each drain (or source) are n (n = 4) to ~ 4 4 of the drain (or source), n the (n = 4) of the wiring 23 1-23 4 (i.e. fourth wiring) shunt FET 4 1S of n which are connected via a (n = 4) ~ 44S are arranged as the second FET.

なお、シリーズFET4〜4のドレイン(またはソース)とシャントFET41S〜44Sのドレイン(またはソース)とを、第4の配線である配線23〜23を介することなく、直接接合させたレイアウトとしても良く、かかる場合については、図5の変型例を示すものとして、図6において後述する。 The drains (or sources) of the series FETs 4 1 to 4 4 and the drains (or sources) of the shunt FETs 4 1S to 4 4S are directly joined without passing through the wirings 23 1 to 23 4 that are the fourth wirings. Such a layout may be used, and such a case will be described later with reference to FIG.

図5のシリーズ・シャント構成においては、スイッチのON/OFF動作時に、それぞれに第4の配線である配線23〜23を介して接続されたシリーズFET4〜4とシャントFET41S〜44SとのON/OFF状態が、互いに逆になるように制御される。 In the series shunt configuration of FIG. 5, when the switch is turned ON / OFF, the series FETs 4 1 to 4 4 and the shunt FETs 4 1S to 4 connected to the fourth wirings 23 1 to 23 4 respectively. The ON / OFF state with 4S is controlled to be opposite to each other.

したがって、信号径路としてOFFの経路については、第1のFET側のシリーズFET例えばFET4がOFF、第2のFET側のシャントFET例えばFET41SがONとなるため、第2のFET側のシャントFET例えばFET41Sを通じて信号線例えば配線21の他端(分岐点Aと反対側の端子)が接地されることになり、アイソレーション特性を大幅に向上させることができ、スイッチの広帯域化を図ることができる。 Thus, for the path of OFF as the signal path, series FET e.g. FET 4 1 is OFF the first FET side, since the shunt FET for example FET 4 1S of the second FET side is ON, the second FET side of the shunt FET for example, to the signal line for example lines 21 1 of the other end (terminal the branch point a opposite) is grounded through FET 4 1S, isolation characteristics can be greatly improved, possible to switch broadband Can do.

なお、n個(n=4)の第1のFETであるシリーズFET4〜4、n個(n=4)の第2のFETであるシャントFET41S〜44Sのゲート方位は、図5に示すように、それぞれ、互いに平行になるように形成されている。なお、90°の位置関係になるように形成されても構わない。 Note that the gate orientations of n (n = 4) first FETs, series FETs 4 1 to 4 4 , and n (n = 4) shunt FETs 4 1S to 4 4S are shown in FIG. As shown in FIG. 4, they are formed so as to be parallel to each other. In addition, you may form so that it may become a 90 degree positional relationship.

ただし、第1のFET、第2のFETそれぞれのゲートに接続されるべき抵抗は図示していないが、図1の場合と同様、n個(n=4)の第1のFETであるシリーズFET4〜4には、それぞれ、n個(n=4)の第1の抵抗が接続され、n個(n=4)の第2のFETであるシャントFET41S〜44Sには、それぞれ、n個(n=4)の第2の抵抗が接続されている。ここで、n個(n=4)の第1の抵抗は、それぞれが接続される第1のFETの近傍、あるいは、それぞれが接続される第1のFETと隣接の第1のFETまたは第2のFETとの間に配置され、n個(n=4)の第2の抵抗は、それぞれが接続される第2のFETの近傍、あるいは、それぞれが接続される第2のFETと隣接の第1のFETまたは第2のFETとの間に配置される。 However, although resistances to be connected to the gates of the first FET and the second FET are not shown, as in the case of FIG. 1, a series FET 4 that is n (n = 4) first FETs. 1 to 4 4 are connected to n (n = 4) first resistors, respectively, and n (n = 4) second FETs, which are shunt FETs 4 1S to 4 4S , respectively. n (n = 4) second resistors are connected. Here, the n (n = 4) first resistors are in the vicinity of the first FET to which each is connected, or the first FET or the second adjacent to the first FET to which each is connected. N (n = 4) second resistors are arranged in the vicinity of the second FET to which each is connected or adjacent to the second FET to which each is connected. It arrange | positions between 1 FET or 2nd FET.

ここで、4本の第4の配線である配線23〜23によりそれぞれ接続されるシリーズFET4〜4とシャントFET41S〜44Sとは、図5に示すように、それぞれについて同一直線上に並ぶように配置し、かつ、シリーズFET4〜4とシャントFET41S〜44Sとをそれぞれに接続する4本の第4の配線である配線23〜23は、それぞれ直線で形成され、かつ、互いに同じ長さに揃えるように配置される。 Here, as shown in FIG. 5, the series FETs 4 1 to 4 4 and the shunt FETs 4 1S to 4 4S connected by the four fourth wirings 23 1 to 23 4 are identical to each other. The wirings 23 1 to 23 4 , which are four fourth wirings that are arranged so as to line up on the line and connect the series FETs 4 1 to 4 4 and the shunt FETs 4 1S to 4 4S , respectively, are formed in a straight line. And are arranged so as to have the same length.

かくのごときパタンレイアウトを採用することにより、分岐点Aと4個の第1のFETであるシリーズFET4〜4のソース(またはドレイン)との間をそれぞれ接続している4本の第2の配線である配線21〜21の長さを、図1のシリーズFETのみで構成した実施の形態の場合と同一に保ったまま、シリーズ・シャント構成のスイッチを実現することができ、ポート間特性の均一なスイッチの広帯域化を図ることができる。 By adopting the pattern layout as described above, the four second connected respectively between the branch point A and the sources (or drains) of the series FETs 4 1 to 4 4 as the four first FETs. the length of a is the wiring 21 1 to 21 4 lines, while maintaining the same as in the case of the embodiment was constituted of only the series FET in FIG. 1, it is possible to realize a switch of the series shunt configuration, port It is possible to increase the bandwidth of the switch having uniform characteristics.

次に、図5のSP4Tスイッチとは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトについて図6を用いて説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチの図5の場合とは異なるパタンレイアウトを示すレイアウト図である。つまり、図4は、第1の実施の形態として図1に例示したSP4Tスイッチのパタンレイアウトの第2の変型例を示している。   Next, a pattern layout of an SP4T switch different from the SP4T switch of FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a layout diagram showing a pattern layout different from the case of FIG. 5 of the SP4T switch which is an example of the FET switch according to the second embodiment of the present invention. That is, FIG. 4 shows a second modification of the pattern layout of the SP4T switch exemplified in FIG. 1 as the first embodiment.

図6のSP4Tスイッチの構成においては、配線構造として、図1等に例示したコプレーナ線路とは異なり、半導体の基板の表面に、接地導体1および図示していない誘電体層や接地導体が順に積層されており、さらに、図1のSP4Tスイッチの場合に比して、図5の場合と同様、n個(図6の場合、n=4)の第2のFET(シャントFET)として、n個のFET41S〜44Sを備えている。 In the configuration of the SP4T switch in FIG. 6, the wiring structure is different from the coplanar line illustrated in FIG. 1 and the like, and the ground conductor 1 and a dielectric layer and a ground conductor not shown are sequentially laminated on the surface of the semiconductor substrate. Furthermore, as compared with the case of the SP4T switch of FIG. 1, n pieces (n = 4 in the case of FIG. 6) of second FETs (shunt FETs) are provided as in the case of FIG. FET4 1S to 4 4S .

ただし、n個(n=4)の第1のFETとn個(n=4)の第2のFETとの接続形態については、図5の場合とは異なり、第4の配線である配線23〜23を設ける代わりに、n個(n=4)の第2のFETであるFET41S〜44S(シャントFET)のドレイン(またはソース)をn個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4(シリーズFET)のドレイン(またはソース)にそれぞれ直接接合しており、直接接合型のシリーズ・シャント構成のパタンレイアウトとしている。 However, the connection form of the n (n = 4) first FETs and the n (n = 4) second FETs differs from the case of FIG. 5 in that the wiring 23 is the fourth wiring. Instead of providing 1 to 23 4 , n (n = 4) first (n = 4) drains (or sources) of n (n = 4) second FETs FETs 4 1S to 4 4S (shunt FET) are provided. The FETs 4 1 to 4 4 (series FETs), which are FETs, are directly bonded to the drains (or sources) of the FETs 4 1 to 4 4 (series FETs), respectively.

また、配線構造(配線の種類)としては、図1等に例示したコプレーナ線路とは異なり、半導体の基板の表面には、接地導体1および図示していない1層以上の誘電体層が順に積層され、第1の配線である配線21、n本(n=4)の第2の配線を形成する配線21〜21、および、n個(n=4)の第2の端子にそれぞれ接続するn本(n=4)の第3の配線である配線22〜22は、半導体の基板上および各誘電体層も含めた各層のうち、いずれかの層上に形成されることにより、接地導体1をグランドとするマイクロストリップ線路となっている。 Also, as a wiring structure (type of wiring), unlike the coplanar line illustrated in FIG. 1 and the like, a ground conductor 1 and one or more dielectric layers (not shown) are sequentially stacked on the surface of a semiconductor substrate. The first wirings 21 0 , the wirings 21 1 to 21 4 forming n (n = 4) second wirings, and the n (n = 4) second terminals are respectively provided. The wirings 22 1 to 22 4 that are n (n = 4) third wirings to be connected are formed on any one of the layers including the semiconductor substrate and each dielectric layer. Thus, a microstrip line with the ground conductor 1 as the ground is formed.

ここで、好ましくは、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21間の相互干渉を低減することができるように、少なくとも、第2の配線である配線21〜21および接地導体が、半導体の基板上および1層以上の誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの層上に形成されるようにし、各誘電体層の厚さが、数μm〜10μm程度に設定されることが望ましい。ここで、第2の配線である配線21〜21は、第1の配線である配線21、第3の配線である配線22〜22と必ずしも同じ層上に形成される必要はなく、異なる層上に形成されても構わない。 Here, it is preferable that at least the wiring 21 1 as the second wiring so as to reduce the mutual interference among the wirings 21 1 to 21 4 as the n (n = 4) second wirings. to 21 4 and the ground conductor, so as to be formed in a different one of the layers on each other among the respective layers including the substrate and one or more dielectric layers of a semiconductor, the thickness of each dielectric layer, the number It is desirable to set to about 10 μm to 10 μm. Here, the wirings 21 1 to 21 4 that are the second wirings need not necessarily be formed on the same layer as the wirings 21 0 that are the first wirings and the wirings 22 1 to 22 4 that are the third wirings. Alternatively, they may be formed on different layers.

同様に、第1の配線である配線21、第3の配線である配線22〜22に関しても、第1の配線である配線21、第3の配線である配線22〜22が、半導体の基板上および1層以上の誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの層上に形成されることが望ましい。 Similarly, for the wiring 21 0 that is the first wiring and the wirings 22 1 to 22 4 that are the third wiring, the wiring 21 0 that is the first wiring and the wirings 22 1 to 22 4 that are the third wiring. However, it is desirable that the semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate and on any one of different layers including one or more dielectric layers.

かくのごとき配線構造を採用することにより、配線間の干渉を低減することが容易になるため、例えば4本の第2の配線である配線21〜21の間隔を狭めることができる。この結果、4本の配線21〜21の長さを短くすることができとともに、高周波特性が良好な特性インピーダンスの定まった伝送線路とすることができるため、スイッチのより一層の広帯域動作を図ることができる。 By adopting such a wiring structure, it becomes easy to reduce the interference between the wirings. Therefore, for example, the distance between the wirings 21 1 to 214 that are the four second wirings can be reduced. As a result, the lengths of the four wirings 21 1 to 214 can be shortened and a transmission line having a good characteristic impedance and a high characteristic impedance can be obtained. Can be planned.

なお、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の他の一端とn個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4とのそれぞれの接続は、n個(n=4)の第2のスルーホールであるスルーホール31〜31を介して行われ、n本(n=4)の第3の配線である配線22〜22とn個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4とのそれぞれの接続は、n個(n=4)の第3のスルーホールであるスルーホール32〜32を介して行われる。 Note that each of the other end of the wirings 21 1 to 21 4 that are n (n = 4) second wirings and the FETs 4 1 to 4 4 that are n (n = 4) first FETs, respectively. connection, n pieces (n = 4) takes place via the second through-hole 31 1-31 4 is a through hole, n the (n = 4) third wiring 22 1-22 are wires 4 and n (n = 4) first FETs, which are FETs 4 1 to 4 4 , are connected to n (n = 4) third through holes, which are through holes 32 1 to 32 4. Is done through.

ここで、順次積層された接地導体を介して、n個(n=4)の第2のスルーホールであるスルーホール31〜31、n個(n=4)の第3のスルーホールであるスルーホール32〜32を設置する場合、当該接地導体の一部の領域には、n個(n=4)の第2のスルーホールであるスルーホール31〜31、n個(n=4)の第3のスルーホールであるスルーホール32〜32を、それぞれ、当該接地導体に接触することなく、貫通させるための間隙が設けられている。 Here, n (n = 4) through-holes 31 1 to 31 4 and n (n = 4) third through-holes are sequentially passed through the ground conductors stacked in sequence. When a certain through hole 32 1 to 32 4 is installed, a part of the ground conductor has n (n = 4) second through holes 31 1 to 31 4 , n ( A gap is provided for penetrating through holes 32 1 to 32 4 , which are the third through holes of n = 4), without contacting the ground conductor.

一方、図6に示すSP4TスイッチにおけるFETの配置方法に関しては、第1のFETであるFET4〜4のドレイン(またはソース)と第2のFETであるシャントFET41S〜44Sのドレイン(またはソース)とを、配線(図5の場合の第4の配線である配線23〜23)を介することなく、直接接合させ、さらに、分岐点Aの水平方向に対して図の上下に対称な位置に配置した構成となっている点が、図5に例示したSP4Tスイッチの場合とは異なっている。 On the other hand, regarding the method of arranging the FETs in the SP4T switch shown in FIG. 6, the drains (or sources) of the first FETs FETs 4 1 to 4 4 and the drains of the shunt FETs 4 1S to 4 4S (or the second FETs) (or Source) is directly joined without passing through the wiring (the wirings 23 1 to 23 4, which are the fourth wirings in the case of FIG. 5), and further symmetrical in the vertical direction of the branch point A with respect to the horizontal direction. This is different from the SP4T switch illustrated in FIG. 5 in that the configuration is arranged at various positions.

つまり、例えば、分岐点Aの右上方向のSPSTスイッチには、第2の配線の一つである配線21および第2のスルーホールの一つであるスルーホール31を介して、第1のFETの一つであるシリーズFET4のソース(またはドレイン)が接続され、シリーズFET4のドレイン(またはソース)は、ソース(またはドレイン)が接地された第2のFETの一つであるシャントFET41Sのドレイン(またはソース)に直接接合されるとともに、第3のスルーホールの一つであるスルーホール32を介して、第3の配線の一つである配線22に接続された状態で配置されている。 That is, for example, in the upper right of the SPST switch branch point A, through a through hole 31 1 is one of the second one of the interconnection at a wiring 21 1 and the second through-hole, the first source connected in series FET4 1 which is one of the FET (or drain), series FET4 1 of the drain (or source), the shunt FET4 source (or drain) is one of the second FET, which is grounded while it is directly bonded to 1S drain (or source), through the through hole 32 1 is one of the third through hole, the third one a connected state to the wiring 22 1 is the line of Has been placed.

かかるパタンレイアウトと同様の構成として、例えば、図6の分岐点Aの右下方向に位置するSPSTスイッチに関しても、配線21、スルーホール31、FET4、シャントFET42S、スルーホール32、配線22の各構成要素については、分岐点Aの右上に位置している各構成要素と上下に対称な位置関係で配置されている。 As a configuration similar to this pattern layout, for example, also for the SPST switch located in the lower right direction of the branch point A in FIG. 6, the wiring 21 2 , the through hole 31 2 , the FET 4 2 , the shunt FET 4 2S , the through hole 32 2 , for each component of the wiring 22 2, they are arranged in a symmetrical positional relationship in the vertical and the components that are located in the upper right of the branch point a.

このようなFETの構成を採用することにより、FET間の間隔を、図5に例示した構成の場合よりもさらに狭めることができ、前述した配線の効果(つまり、第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることができること)と合せて、より一層スイッチの広帯域化を図ることができる。 By adopting such a configuration of the FET, the interval between the FETs can be further narrowed compared to the configuration illustrated in FIG. 5, and the effect of the wiring described above (that is, the wiring 21 as the second wiring). together with it) which is capable of shortening the length of 1 to 21 4, it is possible to further switch the broadband.

また、図5、図6のようなSP4Tスイッチの場合においても、図15の特性図に示したように、反射損失を−10dB以下に確保するために、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の実効電気長を、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下とすることが望ましい。 Also, in the case of the SP4T switch as shown in FIGS. 5 and 6, as shown in the characteristic diagram of FIG. 15, in order to ensure the reflection loss to be −10 dB or less, n (n = 4) second the effective electrical length of the wires 21 1 to 21 4 is a wiring in a desired operating frequency predetermined, it is desirable to 5 degrees or less.

なお、図5、図6に例示したSP4Tスイッチに限定されることなく、例えば、図3に例示したように、第1のFETであるFET4〜4および第2のFETであるFET41S〜44Sのゲート方位を、互いに平行または90°ずつ回転させた方向に配置した構成としても良いし、図4に例示したようなSP6Tスイッチなど、任意のポート数のSPkTスイッチ(k:正整数)についても、同様な構成を適用することができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the SP4T switch illustrated in FIGS. 5 and 6. For example, as illustrated in FIG. 3, the first FETs FET 4 1 to 4 4 and the second FET FET 4 1S to 44 4S gate orientations may be arranged parallel to each other or rotated by 90 °, or SPkT switches with an arbitrary number of ports (k: positive integer) such as the SP6T switch illustrated in FIG. A similar configuration can be applied to.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態に係わるFETスイッチについて、図7、図8を用いて説明する。図7は、本発明の第3の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。また、図8は、図7のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図であり、図8(A)は、図7の各構成要素のうち、接地導体1および接地導体1、1間を接続するスルーホール34〜34を取り除いた状態のパタンレイアウトを示すレイアウト図であり、図8(B)は、図7のY‐Y′面における断面図を示している。
[Third Embodiment]
Next, an FET switch according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP4T switch which is an example of an FET switch according to the third embodiment of the present invention. Further, FIG. 8 is an explanatory view for clearly showing pattern layout structure of FIG. 7, FIG. 8 (A) among the components of FIG. 7, the ground conductor 1 2 and the ground conductor 1 1, 1 FIG. 8B is a layout diagram showing a pattern layout in a state in which the through holes 34 1 to 34 3 connecting the two are removed, and FIG. 8B shows a cross-sectional view along the YY ′ plane of FIG.

図7、図8に例示するFETスイッチは、SP4Tスイッチを構成しており、1個の第1の端子を構成する共通端子(図示せず)からの配線21が、図1の場合と同様、第1の配線として、分岐点Aに接続され、分岐点Aにおいて、n本(n:任意の正整数。図7、図8の場合、n=4)の第2の配線である配線21〜21にn分岐され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=4)の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続される。また、n個(n=4)のFET4〜4のドレイン(またはソース)は、n本(n=4)の第3の配線である配線22〜22にそれぞれ接続され、n個(n=4)の第2の端子を構成する個別の端子(図示せず)に接続されている。 Figure 7, FET switch illustrated in FIG. 8 constitutes a SP4T switch, wiring 21 0 from the common terminal which constitutes one of the first terminal (not shown), similar to the case of FIG. 1 The first wiring is connected to the branch point A. At the branch point A, the wiring 21 is the second wiring of n (n: any positive integer; n = 4 in FIGS. 7 and 8). 1 to 21 4 are n branched to through the n wirings 21 1 to 21 4, respectively connected to n (n = 4) first FET 4 1 to 4 4 source is a FET (or drain) Is done. Further, n-number (n = 4) FET 4 1 to 4 4 in the drain (or source) is connected to the n (n = 4) third wiring 22 1-22 4 are wires of, n pieces It is connected to an individual terminal (not shown) constituting the second terminal (n = 4).

したがって、1個の第1の端子である共通端子(図示せず)に接続された分岐点Aを、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=4)の各SPSTスイッチの共通端子として見ると、4個のSPSTスイッチからなるSingle‐Pole 4‐Throw(SP4T)スイッチを形成している。このように、分岐点Aは、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=4)の各SPSTスイッチから見ると、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21が1本になる共通接続点でもある。 Accordingly, the branch point A connected to one common terminal (not shown) as the first terminal is changed to each of n (n = 4) SPSTs including the FETs 4 1 to 4 4 as the first FETs. When viewed as a common terminal of the switch, a single-pole 4-throw (SP4T) switch composed of four SPST switches is formed. Thus, the branch point A is n (n = 4) second wirings when viewed from the n (n = 4) SPST switches including the first FETs FETs 4 1 to 4 4. It is also a common connection point where a certain number of wirings 21 1 to 21 4 become one.

ここで、4個の第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成され、かつ、図7に示すように、同一の方向に形成されており、FET4〜4のそれぞれのゲートは、互いに平行になるように配置される。 Here, FET 4 1 to 4 4 are four of the first FET are each formed of a single gate finger, and, as shown in FIG. 7, are formed in the same direction, FET 4 1 ~ Each of the 4 4 gates is arranged to be parallel to each other.

また、分岐点Aを中心とした第1の配線である配線21、第2の配線である配線21〜21が存在する領域に関しては、図6に例示した配線構造と類似の工程により形成される。つまり、図8(B)に示すように、GaAs等の半導体の基板7の表面に、配線21、配線21〜21および接地導体1が形成された後、1層以上の誘電体層6、接地導体1が順に積層される。ここで、誘電体層6には、その一部の領域に、スルーホール34〜34を通過させるための間隙(穴)が穿設されており、接地導体1は、スルーホール34〜34を介して、半導体基板7上の接地導体1に接続されている。 Further, the region where the wiring 21 0 as the first wiring and the wirings 21 1 through 21 4 as the second wiring around the branch point A are present is performed by a process similar to the wiring structure illustrated in FIG. It is formed. That is, as shown in FIG. 8B, after the wiring 21 0 , the wirings 21 1 to 21 4 and the ground conductor 11 are formed on the surface of the semiconductor substrate 7 such as GaAs, one or more dielectric layers are formed. layer 6 1, the ground conductor 1 2 are sequentially stacked. Here, the dielectric layer 61, in a part of the region, the gap for passing through holes 34 1 to 34 3 (holes) are bored, ground conductor 1 2, the through-holes 34 through 1-34 3, it is connected to the ground conductor 1 1 on the semiconductor substrate 7.

また、第3の配線である配線22〜22に関しては、図6に例示した配線構造と同様に形成され、半導体の基板7の表面に、接地導体および図示していない1層以上の誘電体層が順に積層され、配線22〜22は、半導体の基板7上および各誘電体層も含めた各層のうち、いずれかの層上に形成されている。 Regarding the third is a wiring line 22 1-22 8 is formed similarly to the wiring structure illustrated in FIG. 6, the surface of the semiconductor substrate 7, one or more layers of dielectric ungrounded conductor and illustrated body layer are laminated in this order, the wiring 22 1-22 8, among the respective layers including the substrate 7 and on the dielectric layer of the semiconductor, it is formed on any of the layers on.

かくのごとき構造とすることにより、基板7上に形成した第2の配線である配線21〜21は、接地導体1をグランドとした逆型マイクロストリップ線路となり、高周波特性の良好な特性インピーダンスの定まった伝送線路として動作することができる。 With such structure of the nucleus, the second wiring 21 1 to 21 4 are wires formed on the substrate 7 becomes a reverse-type microstrip line and ground grounding conductor 1 2, excellent characteristics of high-frequency characteristics It can operate as a transmission line with a fixed impedance.

なお、1本の第1の配線である配線21、第2の配線である配線21〜21は、いずれも、ギャップを挟んだ接地導体1とともに、半導体の基板7上に形成されたコプレーナ線路であり、分離された接地導体1間はコプレーナ線路に不要モードが励起されないようにエアブリッジやワイヤなどで接続される(図示せず)。 Note that each of the wiring 21 0 as the first wiring and the wirings 21 1 to 21 4 as the second wiring is formed on the semiconductor substrate 7 together with the ground conductor 11 with the gap interposed therebetween. and a coplanar line, between the separated ground conductor 1 1 required mode (not shown) that is connected by an air bridge or wires so as not to be excited to a coplanar line.

ここで、好ましくは、誘電体層6の厚みは、数μm〜10μm程度に設定される。このような誘電体層6の厚みとすることにより、逆型マイクロストリップ線路の信号‐グランド間の間隔を、数μm〜10μm程度にすることができるため、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21相互の間隔を狭くしても、互いに不要な電磁結合を低減することができ、ポート数の増大に対応することが容易になる。 Here, preferably, the thickness of the dielectric layer 61 is set to about several μm to 10 μm. With such a dielectric layer 6 1 of thickness, reverse-type signal microstrip line - for a spacing between the ground can be set to about several Myuemu~10myuemu, the n number of (n = 4) even to narrow the second wiring 21 1 to 21 4 mutual spacing a wiring, it is possible to reduce the unnecessary electromagnetic coupling with each other, it is easy to correspond to the number of ports increases.

図7、図8に示すSP4Tスイッチにおいては、第1のFETであるFET4〜4のゲートに、それぞれ、第1の抵抗である抵抗5〜5が接続されており、制御端子(図示せず)からそれぞれ抵抗5〜5を経由して各FETのゲート制御電圧を印加することによって、配線21が接続される共通端子(図示せず。つまり第1の端子)と配線22〜22がそれぞれ接続される4個の個別端子(図示せず。つまり4個の第2の端子)との間の切替制御が行われる。 7, in the SP4T switch shown in FIG. 8, the FET 4 1 to 4 4 the gate is the first FET, respectively, the first resistor is a resistor 5 1 to 5 4 are connected, a control terminal ( by via respective from not shown) resistor 5 1 to 5 4 for applying a gate control voltage of the FET, without a common terminal (illustrated wirings 21 0 is connected. that is, the first terminal) and the wiring Switching control between four individual terminals (not shown, that is, four second terminals) to which 22 1 to 22 4 are respectively connected is performed.

また、第1の抵抗である抵抗5〜5は、接続される各第1のFETの直近(近傍)において、あるいは、接続される各第1のFETと隣接の第1のFETとの間において、各FETのゲートに平行に配置されているため、FET間隔を拡げることなく、制御信号間の干渉を避けることができる。FET間隔を狭めることは、第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることを可能にし、スイッチの動作帯域を拡大することに直結する。 In addition, the resistors 5 1 to 5 4 as the first resistors are arranged in the immediate vicinity (near each) of the connected first FETs or between the connected first FETs and the adjacent first FETs. Since the FETs are arranged in parallel with the gates of the FETs, interference between control signals can be avoided without increasing the FET interval. Narrowing the interval between the FETs makes it possible to shorten the lengths of the wirings 21 1 to 21 4 as the second wirings, and is directly connected to expanding the operating band of the switch.

なお、共通端子(つまり第1の端子)と4個の各個別端子(つまり第2の端子)間との伝送特性を均一にするため、4本の第3の配線である配線22〜22それぞれの長さは、互いに等しい長さにすることが好ましい。また、4個の第1のFETであるFET4〜4のそれぞれのゲートは、前述のように、互いに平行になるように配置される。 In addition, in order to make transmission characteristics between the common terminal (that is, the first terminal) and the four individual terminals (that is, the second terminals) uniform, the wirings 22 1 to 22 that are four third wirings. The lengths of the four are preferably equal to each other. The gates of the four first FETs, FETs 4 1 to 4 4 , are arranged so as to be parallel to each other as described above.

また、第1の配線である配線21、第2の配線である配線21〜21を信号線として使用する伝送線路の特性インピーダンスは、好ましくは、配線幅を細くすることなどによって、それらの配線の一部もしくは全部について、FETスイッチの入出力インピーダンスよりも高く設定することが望ましい。かくのごとき特性インピーダンスの配線とすることにより、より一層、オープンスタブの影響を相殺することができ、反射損失を改善することができる。 A first wiring and a wiring 21 0, the characteristic impedance of the transmission line using the second wiring 21 1 to 21 4 is a wiring as a signal line are preferably such as by thinning the wiring width, they It is desirable to set part or all of the wiring higher than the input / output impedance of the FET switch. By using a wiring having a characteristic impedance like this, the influence of an open stub can be further offset and reflection loss can be improved.

また、図15の特性図に示したように、反射損失を−10dB以下に確保するために、n本(n=4)の第2の配線である配線21〜21の実効電気長を、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下とすることが望ましい。 Further, as shown in the characteristic diagram of FIG. 15, in order to secure the return loss below -10 dB, the effective electrical length of the wires 21 1 to 21 4 which is a second wiring of the n (n = 4) the It is desirable to set it to 5 degrees or less at a predetermined desired operating frequency.

また、図7、図8のごとき回路構成においては、信号線がグランドに接続されていないため、入力された信号レベルをほぼそのまま出力することができる。したがって、RF帯の信号を用いる無線通信用途などに加えて、信号直流ロジックレベルに無依存な広帯域ベースバンド信号を利用する高速データ伝送用スイッチとしても利用することができる。   In the circuit configurations as shown in FIGS. 7 and 8, since the signal line is not connected to the ground, the input signal level can be output almost as it is. Therefore, it can be used as a high-speed data transmission switch that uses a broadband baseband signal independent of the signal DC logic level, in addition to a wireless communication application using an RF band signal.

また、図7、図8のごとき構造は、第1の実施の形態における図1、図4や、第2の実施の形態における図5、図6に示したFETスイッチに適用しても構わないし、SP8Tスイッチなど、任意のSPkTスイッチ(k:正整数)についても、同様な構成を適用することができる。   7 and FIG. 8 may be applied to the FET switches shown in FIGS. 1 and 4 in the first embodiment and FIGS. 5 and 6 in the second embodiment. A similar configuration can be applied to any SPkT switch (k: positive integer) such as an SP8T switch.

[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態に係わるFETスイッチについて、図9、図10を用いて説明する。図9は、本発明の第4の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP8Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。また、図10は、図9のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図であり、図10(A)は、図9の各構成要素のうち、第1の配線である配線21、接地導体1、第1のスルーホールであるスルーホール33、および、接地導体1、1間を接続するスルーホール34〜34を取り除いた状態のパタンレイアウトを示すレイアウト図であり、図10(B)は、図9のX‐X′面における断面図を示している。
[Fourth Embodiment]
Next, an FET switch according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP8T switch which is an example of an FET switch according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram for easy understanding of the pattern layout structure of FIG. 9, and FIG. 10 (A) shows the wiring 21 0 which is the first wiring among the components of FIG. FIG. 5 is a layout diagram showing a pattern layout in a state in which a conductor 1 2 , a through hole 33 that is a first through hole, and through holes 34 1 to 34 4 that connect the ground conductors 1 1 and 1 2 are removed; 10 (B) shows a cross-sectional view taken along the plane XX 'of FIG.

図9、図10に例示するFETスイッチは、SP8Tスイッチを構成しており、1個の第1の端子を構成する共通端子(図示せず)からの配線21が、図1の場合と同様、第1の配線として、分岐点Aに接続され、分岐点Aにおいて、n本(n:任意の正整数。図9、図10の場合、n=8)の第2の配線である配線21〜21にn分岐され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続される。また、n個(n=8)のFET4〜4のドレイン(またはソース)は、n本(n=8)の第3の配線である配線22〜22にそれぞれ接続され、n個(n=8)の第2の端子を構成する個別の端子(図示せず)に接続されている。 9, the FET switch illustrated in FIG. 10 constitute a SP8T switch, wiring 21 0 from the common terminal which constitutes one of the first terminal (not shown), similar to the case of FIG. 1 The first wiring is connected to the branch point A, and at the branch point A, there are n (n: any positive integer; n = 8 in FIGS. 9 and 10) second wirings 21. 1 to 21 8 are n branches, through the n wirings 21 1 to 21 4, respectively connected to n (n = 8) first FET 4 1 to 4 8 source of a FET (or drain) Is done. Further, n-number (n = 8) the drain (or source) of the FET 4 1 to 4 8 of, respectively connected to the n (n = 8) third wiring 22 1-22 8 are wires of, n pieces It is connected to an individual terminal (not shown) constituting the second terminal (n = 8).

したがって、1個の第1の端子である共通端子(図示せず)に接続された分岐点Aを、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=8)の各SPSTスイッチの共通端子として見ると、8個のSPSTスイッチからなるSingle‐Pole 8‐Throw(SP8T)スイッチを形成している。このように、分岐点Aは、第1のFETであるFET4〜4からなるn個(n=8)の各SPSTスイッチから見ると、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21が1本になる共通接続点でもある。 Accordingly, the branch point A connected to one common terminal (not shown) as the first terminal is changed to each of n (n = 8) SPSTs including the FETs 4 1 to 4 8 as the first FETs. When viewed as a common terminal of the switch, a single-pole 8-throw (SP8T) switch composed of eight SPST switches is formed. Thus, the branch point A, when viewed from each SPST switch of n consisting FET 4 1 to 4 8 a first FET (n = 8), the second wire n the (n = 8) there wirings 21 1 to 21 8 is also a common connection point becomes one.

ここで、8個の第1のFETであるFET4〜4は、それぞれ、ゲートフィンガ1本で構成され、かつ、同一の方向に形成されており、FET4〜4のそれぞれのゲートは、互いに平行になるように配置される。 Here, FET 4 1 to 4 8 is eight of the first FET are each formed of a single gate finger and are formed in the same direction, each of the gates of the FET 4 1 to 4 8 are Are arranged so as to be parallel to each other.

また、n本(n=8)の第3の配線である配線22〜22に関しては、図6に例示した配線構造と同様に形成される。つまり、半導体の基板7の表面に、接地導体1および図示していない1層以上の誘電体層が順に積層され、配線22〜22は、半導体の基板7上および各誘電体層も含めた各層のうち、いずれかの層上に形成されている。n本(n=8)の第3の配線である配線22〜22の一端とn個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のドレイン(またはソース)とは、図6の場合と同様、n個(n=8)の第3のスルーホールであるスルーホール32〜32を介して、あるいは、直接、接続される。 With respect to the n lines (n = 8) the third wiring is a wiring 22 1-22 8 are formed in the same manner as illustrated wiring structure in FIG. That is, the surface of the semiconductor substrate 7, one or more layers of the dielectric layer is not 1 1 and illustrated grounding conductor are laminated in this order, the wiring 22 1-22 8 also substrate 7 and on the dielectric layer of a semiconductor It is formed on one of the included layers. n present an (n = 8) of the third of the first FET 4 1 to 4 8 of the drain is a FET of the one end and the n lines 22 1 to 22 8 is a wiring (n = 8) (or source) , as in the case of FIG. 6, via n (n = 8) the third through-hole 32 1-32 8 is a through-hole, or directly connected.

なお、共通端子(つまり第1の端子)と8個の各個別端子(つまり第2の端子)間との伝送特性を均一にするため、8本の第3の配線である配線22〜22それぞれの長さは、互いに等しい長さにすることが好ましい。また、8個の第1のFETであるFET4〜4のそれぞれのゲートは、前述のように、互いに平行になるように配置される。 In order to make the transmission characteristics between the common terminal (that is, the first terminal) and the eight individual terminals (that is, the second terminals) uniform, the wirings 22 1 to 22 that are the eight third wirings. The lengths of the 8 are preferably equal to each other. Further, the respective gates of the eight first FETs, FETs 4 1 to 48, are arranged so as to be parallel to each other as described above.

また、第1の配線である配線21に関しては、図10(B)に例示するように、GaAs等の半導体の基板7の表面に、8本の第2の配線である配線21〜21、誘電体層6、接地導体1、誘電体層6が順に積層され、配線21は、この誘電体層6上に形成された構造となっている。ここで、接地導体1、誘電体層6、6には、それらの一部の領域例えば中心部に第1のスルーホールであるスルーホール33を通過させるための間隙(穴)が穿設されており、配線21と配線21〜21とを接地導体1と接触することなく接続することができる。また、誘電体層6には、その一部の領域に、スルーホール34〜34を通過させるための間隙(穴)が穿設されており、接地導体1は、スルーホール34〜34を介して、半導体基板7上の接地導体1に接続されている。 As for the wiring 21 0 is a first wiring 10 as illustrated (B), the the surface of the semiconductor substrate 7, such as GaAs, the wiring 21 1 is the second wirings 8 to 21 8, the dielectric layer 61, the ground conductor 1 2, the dielectric layer 6 2 are laminated in this order, the wiring 21 0 has a formed structure on the dielectric layer 6 2. Here, in the ground conductor 1 2 and the dielectric layers 6 1 and 6 2 , a gap (hole) for allowing the through hole 33 which is the first through hole to pass through a partial region thereof, for example, the central portion is formed. are set, it can be connected without contacting the wiring 21 0 and the wiring 21 9-21 8 and the ground conductor 1 2. The dielectric layer 61, that part of the region, the gap for passing through holes 34 1 to 34 4 (holes) are bored, ground conductor 1 2, the through-hole 34 1 to 34 4 via is connected to the ground conductor 1 1 on the semiconductor substrate 7.

つまり、第2の配線である配線21〜21および第1の配線である配線21が存在する領域の半導体の基板7上には、順に1層以上の誘電体層6、接地導体1、1層以上の誘電体層6が積層され、当該領域において、第2の配線である配線21〜21と第1の配線である配線21とが、接地導体1が形成されていない半導体基板7上および誘電体層6、6を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの異なる層上に形成され、かつ、第2の配線である配線21〜21の互いに接続された一端と第1の配線である配線21の他の一端(つまり、第1の端子に接続される端子の反対側の端子)は、第1のスルーホールであるスルーホール33を介して接続される。 That is, on the semiconductor substrate 7 of the region where the second wiring 21 0 interconnect 21 is 1 to 21 8 and the first wiring is a wiring is present, turn one or more layers of the dielectric layers 6 1, the ground conductor 1 2, 1 or more dielectric layers 6 2 is laminated, in the region, the second wiring 21 1 to 21 8 is a wiring and the wiring 21 0 which is the first wiring, a ground conductor 1 1 formed in the upper semiconductor substrate 7 is not formed and the dielectric layer 6 1, 6 different one of different layers of two layers, including, and the second a wiring is wiring 21 1 to 21 8 mutually connected end and the other end of the wiring 21 0 a first wiring (i.e., opposite terminal of the terminal connected to the first terminal), the through-hole 33 is a first through hole Connected through.

さらに、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の他の一端とn個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)とは、図6に示した例では第2のスルーホールを介して接続されていたが、本実施の形態の場合は、図10(A)に示すように、スルーホールを介することなく、直接接続される。 Further, n is a first FET of the other end and the n (n = 8) of the second and the wiring is wiring 21 1 ~21 8 (n = 8 ) FET4 1 ~4 8 sources (or 6 is connected via the second through hole in the example shown in FIG. 6, but in the case of this embodiment, as shown in FIG. 10A, it does not go through the through hole. Connected directly.

ここで、図9、図10のSP8Tスイッチの構成においては、n個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4の配置領域とn本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の配置領域とを除く領域に、接地導体1が積層される層を設け、さらに、当該接地導体1上および/または当該接地導体1下に、1層以上の誘電体層6、6を備え、1本の第1の配線である配線21とn本(n=8)の第3の配線である配線22〜22とを、基板7上あるいは接地導体1、1が積層された層とは異なる層上に配置した構成としているが、例えば、第2に実施の形態として図6に示したようなシリーズ・シャント構成のFETスイッチの場合も同様の構成を採用することができる。 Here, in the configuration of the SP8T switch of FIG. 9 and FIG. 10, an arrangement region of n (n = 8) first FETs 4 1 to 4 8 and n (n = 8) second (n = 8) second FETs. a region excluding the arrangement region of a wiring line 21 1 to 21 8, a layer of the ground conductor 1 2 is laminated further on the ground conductor 1 2 and / or 1 2 under the ground conductor, 1 with more dielectric layers 6 1, 6 2 layers, one first and the third is a wiring line 22 1-22 8 is a wiring 21 0 and n lines (n = 8) of Although it is configured to be disposed on the substrate 7 or on a layer different from the layer in which the ground conductors 1 1 and 1 2 are laminated, for example, the second embodiment has a series shunt configuration as shown in FIG. A similar configuration can be adopted in the case of an FET switch.

つまり、例えば、図6のFETスイッチと同様のシリーズ・シャント構成のSP8Tスイッチを構成する場合、接地導体1が積層される層は、前述のn個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4の配置領域とn本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の配置領域とを除く領域のみならず、n個(n=8)の第2のFETであるFET41S〜48S(シャントFET)の配置領域をも除く領域に積層されることになる。 That is, for example, when configuring the SP8T switch similar series shunt configuration and FET switch in Figure 6, layer ground conductor 1 2 is stacked, a first FET of n above (n = 8) not only region excluding a certain FET 4 1 to 4 8 arrangement region of the second wiring and a wiring 21 1 to 21 8 of the arrangement region and n (n = 8), the first of the n (n = 8) It is laminated in a region excluding the region where the FETs 4 1S to 4 8S (shunt FET) which are the second FETs are arranged.

図9、図10に示すような構造は、例えば、ポリイミドなどを絶縁層間膜として使用し、半導体の基板7上においてポリイミドの塗布、加熱硬化、ドライエッチングによるスルーホール形成という製造工程を繰り返すことによって実現することができる。なお、第3の配線である22〜22の領域に適用される誘電体層に関しても、誘電体層6あるいは誘電体層6および誘電体層6によって構成することにより、図9、図10に示した全ての配線構造を共通の製造工程を用いて実現することができる。 The structure shown in FIGS. 9 and 10 uses, for example, polyimide as an insulating interlayer film, and repeats the manufacturing process of polyimide coating, heat curing, and through-hole formation by dry etching on a semiconductor substrate 7. Can be realized. Incidentally, with regard dielectric layers applied to the area of the third and the wiring is 22 1-22 8, by configuring the dielectric layer 61 or dielectric layer 61 and the dielectric layer 6 2, 9 All the wiring structures shown in FIG. 10 can be realized by using a common manufacturing process.

このような構成とすることにより、スルーホール部を除き、全ての信号配線を高周波信号の伝送に適した特性インピーダンスとしてあらかじめ定めた特性の伝送線路として形成することができるため、スイッチの広帯域動作が容易になる。   By adopting such a configuration, all signal wirings can be formed as transmission lines having predetermined characteristics as characteristic impedances suitable for transmission of high-frequency signals, except for through-hole portions, so that the broadband operation of the switch can be achieved. It becomes easy.

さらに、第1の配線である配線21と第2の配線である配線21〜21との間に、接地導体1を設けることが可能になり、よって、配線21と配線21〜21との間の電磁結合をなくすことができるため、電磁結合による悪影響を懸念することなく、配線21〜21をレイアウトすることが可能になる。 Furthermore, between the first wiring 21 0 is a wiring between the second wiring 21 1 to 21 8 is a wiring, it is possible to provide a ground conductor 1 2, therefore, the wiring 21 0 and the wiring 21 1 it is possible to eliminate the electromagnetic coupling between the to 21 8, it is possible to lay without wires 21 1 to 21 8 to fear the adverse effect of electromagnetic coupling.

つまり、電磁結合によるポート間特性のバラツキを懸念することなく、配線21〜21の最短かつ等長化に最適なレイアウトとすることができる。 In other words, without worrying about the variations in the inter-port characteristic due to electromagnetic coupling, it can be optimized layout shortest and equal length of the wiring 21 1 to 21 8.

一方、接地導体1が存在しない場合には、電磁結合の強弱により(例えば、図9、図10(A)に示すように配線21に近い配線21、21に関しては、両者の電磁結合が強くなり、配線21から離れた配線21、21に関しては、両者の電磁結合が弱くなることから)、ポート間特性の均一化が困難であり、その影響を低減するためには、レイアウトの自由度が制限されることになる。 On the other hand, when the ground conductor 1 2 absent, electromagnetic by binding strength (e.g., FIG. 9, with respect to the wiring 21 1, 21 8 closer to the wiring 21 0 as shown in FIG. 10 (A), both the electromagnetic coupling becomes strong, the wiring 21 4 away from the wiring 21 0, 21 with respect to 5, since the both of the electromagnetic coupling becomes weak), it is difficult to uniform inter-port characteristics, in order to reduce its influence The degree of freedom of layout will be limited.

なお、誘電体層6、6の厚みを、それぞれ、数μm〜10μm程度に設定することによって、配線21、配線21〜21のそれぞれから接地導体1までの距離をそれぞれ数μm〜10μm程度にすることができるため、配線21〜21相互の間隔を狭くしても、互いの不要な電磁結合を低減することができ、ポート数の増大に対応することが容易になる。 Incidentally, the dielectric layer 6 1, 6 2 of the thickness, respectively, the number by setting several Myuemu~10myuemu, wiring 21 0, the distance from each of the wires 21 1 to 21 8 to the ground conductor 1 2, respectively it is possible to approximately Myuemu~10myuemu, even to narrow the wiring 21 1 to 21 8 mutual spacing, it is possible to reduce unnecessary electromagnetic coupling with each other, making it easy to correspond to the number of ports increases Become.

図9、図10に示すSP8Tスイッチにおいては、第1のFETであるFET4〜4のゲートに、それぞれ、第1の抵抗である抵抗5〜5が接続されており、制御端子(図示せず)からそれぞれ抵抗5〜5を経由して各FETのゲート制御電圧を印加することによって、配線21が接続される共通端子(図示せず。つまり第1の端子)と配線22〜22がそれぞれ接続される8個の個別端子(図示せず。つまり8個の第2の端子)との間の切替制御が行われる。 In the SP8T switch shown in FIG. 9, FIG. 10, to the gate of the first is a FET FET 4 1 to 4 8, respectively, the first resistor is a resistor 5 1-5 8 is connected, a control terminal ( by via respective from not shown) resistor 5 1-5 8 applies a gate control voltage of the FET, without a common terminal (illustrated wirings 21 0 is connected. that is, the first terminal) and the wiring 22 1-22 8 (not shown. that is, the second terminal 8) eight individual terminals which are respectively connected switching control between performed.

また、第1の抵抗である抵抗5〜5は、接続される各第1のFETの直近(近傍)において、あるいは、接続される各第1のFETと隣接の第1のFETとの間において、各FETのゲートに平行に配置されているため、FET間隔を拡げることなく、制御信号間の干渉を避けることができる。FET間隔を狭めることは、第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることを可能にし、スイッチの動作帯域を拡大することに直結する。 In addition, the resistors 5 1 to 5 8 as the first resistors are provided in the immediate vicinity (near each) of the connected first FETs or between the connected first FETs and the adjacent first FETs. Since the FETs are arranged in parallel with the gates of the FETs, interference between control signals can be avoided without increasing the FET interval. Narrowing the FET interval makes it possible to shorten the length of the second and the wiring is wiring 21 1 to 21 8, directly linked to expand the operating band of the switch.

次に、図9、図10のSP8Tスイッチとは異なるSP8Tスイッチのパタンレイアウトについて図11、図12を用いて説明する。図11は、本発明の第4の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP8Tスイッチの図9の場合とは異なるパタンレイアウトを示すレイアウト図である。また、図12は、図11のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図であり、図11の各構成要素のうち、第1の配線である配線21、接地導体1、第1のスルーホールであるスルーホール33、および、接地導体1、1間を接続するスルーホール34〜34を取り除いた状態のパタンレイアウトを示している。 Next, a pattern layout of an SP8T switch different from the SP8T switch of FIGS. 9 and 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a layout diagram showing a pattern layout different from the case of FIG. 9 of the SP8T switch which is an example of the FET switch according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the pattern layout structure of FIG. 11 in an easy-to-understand manner. Among the components shown in FIG. 11, the wiring 21 0 as the first wiring, the ground conductor 1 2 , the first The pattern layout in a state in which the through hole 33 which is a through hole and the through holes 34 1 to 34 5 connecting the ground conductors 1 1 and 1 2 are removed is shown.

なお、図11、図12には、第1のFETであるFET4〜4のゲートのそれぞれに接続されるべき第1の抵抗である抵抗5〜5は、図示していないが、図9、図10の場合と同様、それぞれの第1の抵抗が接続される第1のFETの近傍、あるいは、当該第1のFETと隣接の第1のFETとの間に配置されている。 In FIGS. 11 and 12, the resistors 5 1 to 5 8 that are the first resistors to be connected to the gates of the FETs 4 1 to 4 8 that are the first FETs are not shown. As in the case of FIGS. 9 and 10, each first resistor is arranged in the vicinity of the first FET to which the first resistor is connected or between the first FET and the adjacent first FET.

図11、図12のSP8Tスイッチは、図9、図10に例示した本実施の形態のSP8Tスイッチと類似のSP8Tスイッチであり、以下には、図9、図10に示したSP8Tスイッチの場合との相違を中心に説明する。   The SP8T switch of FIGS. 11 and 12 is an SP8T switch similar to the SP8T switch of the present embodiment illustrated in FIGS. 9 and 10, and the following is the case of the SP8T switch shown in FIGS. The difference will be mainly described.

図11、図12のSP8Tスイッチと図9、図10に示したSP8Tスイッチとの相違は、n個(図11、図12の場合、n=8)の第1のFETであるFET4〜4の互いの位置関係が異なっていること、分岐点Aにおいてn分岐している第2の配線である配線21〜21の互いの位置関係が異なっていること、および、第1のFETであるFET4〜4のゲート幅が、それぞれ、第2の配線である配線21〜21の長さよりも短くなっていることにある。 The SP8T switch shown in FIGS. 11 and 12 is different from the SP8T switch shown in FIGS. 9 and 10 in that FETs 4 1 to 4 that are n first FETs (n = 8 in FIGS. 11 and 12). the mutual positional relationship between the 8 are different, the mutual positional relationship between the wiring 21 1 to 21 8 are different, which is the second wiring that n branched at the branch point a, and the first FET the gate width of the FET 4 1 to 4 8 are, respectively, in that is shorter than the length of the second and the wiring is wiring 21 1 to 21 8.

つまり、図11、図12のSP8Tスイッチは、図9、図10に示したSP8Tスイッチの場合と異なり、第1の実施の形態における図3の場合と同様に、n個(図11、図12の場合、n=8)の第1のFETであるFET4〜4の互いの配置について、第1のFETを4つのグループに分割し、それぞれのグループに属する各第1のFETのゲート方位を90°ずつ順次回転させた位置関係としている。 That is, the SP8T switches in FIGS. 11 and 12 are different from the SP8T switches shown in FIGS. 9 and 10 in the same way as in the case of FIG. 3 in the first embodiment (see FIGS. 11 and 12). In the case of n = 8), the first FETs are divided into four groups with respect to the mutual arrangement of the FETs 4 1 to 4 8 which are the first FETs, and the gate orientation of each first FET belonging to each group Are sequentially rotated by 90 °.

例えば、図11、図12の場合のFET4〜4のように、第1のFETの個数nが8個の場合、2個ずつの第1のFETが属する4つのグループに分割し、それぞれのグループを単位として、各第1のFETのゲート方位が90°ずつ順次回転する位置関係になっている。この結果、8個の第1のFETであるFET4〜4のうち、第1のグループに属するFET4、4、第3のグループに属するFET4、4のゲート方位は、それぞれ平行であり、第2のグループに属するFET4、4、第4のグループに属するFET4、4のゲート方位は、それぞれ平行であり、かつ、第1のグループに属するFET4、4および第3のグループに属するFET4、4のゲート方位と、第2のグループに属するFET4、4および第4のグループに属するFET4、4のゲート方位とが、90°の位置関係になっている。 For example, as in the case of FETs 4 1 to 4 8 in FIGS. 11 and 12, when the number n of the first FETs is 8, the first FETs are divided into four groups to which two first FETs belong. The first FET has a positional relationship in which the gate orientation of each first FET rotates sequentially by 90 °. As a result, among the eight first FETs, FETs 4 1 to 4 8 , the FETs 4 1 , 4 2 belonging to the first group and the FETs 4 5 , 4 6 belonging to the third group have parallel gate orientations, respectively. The gate orientations of the FETs 4 3 , 4 4 belonging to the second group, the FETs 4 7 , 4 8 belonging to the fourth group are parallel to each other, and the FETs 4 1 , 4 2 belonging to the first group and A positional relationship of 90 ° between the gate orientations of the FETs 4 5 , 4 6 belonging to the third group and the gate orientations of the FETs 4 3 , 4 4 belonging to the second group and the FETs 4 7 , 4 8 belonging to the fourth group It has become.

また、図9、図10に示したSP8Tスイッチの場合と異なり、第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、n個(図11、図12の場合、n=8)のFET4〜4のゲート方位に合せて90°ずつ順次回転させた方向に向かって、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21として、n分岐され、n本の配線21〜21を介して、n個(n=8)のFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続されている。 Further, FIG. 9, unlike the SP8T switch shown in FIG. 10, lines 21 0, which is the first wiring, at a branch point A, n pieces FET4 in (FIG. 11, in the case of FIG. 12, n = 8) towards 1-4 8 direction sequentially rotated by 90 ° in accordance with the gate orientation, as the n (n = 8) the second wiring 21 1 to 21 8 are wires, the n branch, the n through the interconnection 21 1 to 21 8 are connected to the FET 4 1 to 4 8 sources of n (n = 8) (or the drain).

例えば、第1のFETの個数nが8個の図11、図12の場合、各第1のFETに接続される8本の第2の配線である配線21〜21も2本ずつの4つのグループに分割され、第1の配線である配線21が、分岐点Aにおいて、8分岐される際に、2個ずつの第1のFETが属する4つのグループを単位として、それぞれ、90°ずつ順次回転させた8個のFET4〜4のゲート方位に合せて、各グループに対応して90°ずつ順次回転させた位置関係に配置された配線21、21、配線21、21、配線21、21、配線21、21それぞれを介して、8個の第1のFETであるFET4〜4のソース(またはドレイン)にそれぞれ接続されている。 For example, in the case of FIGS. 11 and 12 where the number n of the first FETs is 8, two wirings 21 1 to 21 8 that are eight second wirings connected to each first FET are also provided. is divided into four groups, the wiring 21 0 first a wiring, at a branch point a, when it is 8 branched, a unit of four groups the first FET of the two by two belong, respectively, 90 Wirings 21 1 , 21 2 , and wirings 21 3 are arranged in a positional relationship that is sequentially rotated by 90 ° corresponding to each group in accordance with the gate orientations of the eight FETs 4 1 to 48 rotated sequentially by °. , 21 4, line 21 5, 21 6, line 21 7, 21 8 via each of which is connected to the FET 4 1 to 4 8 source of which is eight first of the FET (or the drain).

なお、8本の第3の配線である配線22〜22についても、8本の第2の配線である配線21〜21と同様に、2本ずつの4つのグループに分割され、それぞれのグループを単位として、90°ずつ順次回転させて、8個の第1のFETであるFET4〜4のゲート方位に合せて配置されている8個の第2の端子(図示せず)と、各第1のFETとの間が、それぞれ、等長となるように接続される。 Here, also for the eight third is a wiring line 22 1-22 8, similarly to the wiring 21 1 to 21 8 is the second wirings 8 are divided into four groups of two, Eight second terminals (not shown) arranged in accordance with the gate orientations of the eight first FETs, FETs 4 1 to 48, are sequentially rotated by 90 ° with each group as a unit. ) And each first FET are connected so as to have the same length.

さらに、図9、図10に示したSP8Tスイッチの場合と異なり、前述のように、n個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のゲート幅が、それぞれ、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の長さより短くなっている。 Further, unlike the case of the SP8T switch shown in FIG. 9, FIG. 10, as described above, the gate width of n (n = 8) is a first FET of FET 4 1 to 4 8, respectively, n the (n = 8) is shorter than the length of the second wiring and a wiring 21 1 to 21 8.

ここで、前述のような第1のFETの配置は、例えば、GaAsウェハ上に、オリフラに対して45°である[010]、[001]の結晶面方位に特性の等しいFETを形成することができることを利用することによって、実現することができる。   Here, the arrangement of the first FET as described above is, for example, to form an FET having the same characteristics in the crystal plane orientations of [010] and [001] that are 45 ° with respect to the orientation flat on the GaAs wafer. It can be realized by using what can be done.

図11、図12のごとき構成により、より一層、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の長さを短くすることができるため、ポート間の特性が高いレベルで均一なスイッチの動作帯城を、より一層拡大することができる。 11, by such arrangement of FIG. 12, further, it is possible to shorten the length of the n (n = 8) of the second wiring and a wiring 21 1 to 21 8, it has superior characteristics between the ports It is possible to further expand the operating range of the switch that is uniform in level.

図11、図12のような構成を採用することにより、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21についても、高周波特性の良好な伝送線路にすることができるため、さらなる動作帯城の拡大が可能である。 11, by adopting the configuration shown in FIG. 12, for the n lines (n = 8) the second wiring 21 1 to 21 8 are wires, it is possible to improve transmission line of the high-frequency characteristics Therefore, it is possible to further expand the operation zone.

また、n個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のゲート幅を、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の長さよりも短くしていることにより、n個(n=8)の第1のFETであるFET4〜4のOFF時には、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21とともにオープンスタブに見えてしまう第1のFETであるFET4〜4の物理長の影響を大幅に低減することができ、FETスイッチの動作帯城をさらに拡大することができる。 Further, the gate width of n (n = 8) is a first FET of FET 4 1 to 4 8, than the length of the n (n = 8) of the second wiring and a wiring 21 1 to 21 8 by being shortened, n pieces (n = 8) of the first OFF the FET 4 1 to 4 8 a FET sometimes, n the (n = 8) the second wiring 21 1 are wires to 21 8 with the influence of the FET 4 1 to 4 8 physical length is a first FET which would appear to the open stub can be significantly reduced, it is possible to further enlarge the operation Obijo FET switch.

例えば、電子輸送特性の優れたInGaAsチャネル層を有するHigh Electron Mobility Transistor(HEMT)などを第1のFET用として適用することによって、短いゲート幅であっても、ON抵抗を低減することができるため、挿入損失の低減と広帯域動作とを両立させることも容易に可能である。   For example, by applying a high electron mobility transistor (HEMT) having an InGaAs channel layer with excellent electron transport characteristics for the first FET, the ON resistance can be reduced even with a short gate width. It is also possible to easily achieve both reduction in insertion loss and wideband operation.

図11、図12に示すパタンレイアウトのSP8Tスイッチに関する以上に説明したような効果により、反射特性およびポート間特性の均一なSP8Tスイッチの広帯域動作を実現することができる上に、小型化・低コスト化も図ることができる。   With the effects described above with respect to the SP8T switch having the pattern layout shown in FIGS. 11 and 12, it is possible to realize a wideband operation of the SP8T switch having uniform reflection characteristics and port-to-port characteristics, as well as miniaturization and low cost. Can also be achieved.

なお、第1の配線である配線21、第2の配線である配線21〜21を信号線として使用する伝送線路の特性インピーダンスは、好ましくは、配線幅を細くすることなどによって、それらの配線の一部もしくは全部について、FETスイッチの入出力インピーダンスよりも高く設定することが望ましい。かくのごとき特性インピーダンスの配線とすることにより、より一層、オープンスタブの影響を相殺することができ、反射損失を改善することができる。 Note that the first wiring and is wiring 21 0, the characteristic impedance of the transmission line using a second wiring and a wiring 21 1 to 21 8 as the signal lines, preferably such as by thinning the wiring width, they It is desirable to set part or all of the wiring higher than the input / output impedance of the FET switch. By using a wiring having a characteristic impedance like this, the influence of an open stub can be further offset and reflection loss can be improved.

また、図15の特性図に示したように、反射損失を−10dB以下に確保するために、n本(n=8)の第2の配線である配線21〜21の実効電気長を、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下とすることが望ましい。 Further, as shown in the characteristic diagram of FIG. 15, in order to secure the return loss below -10 dB, the effective electrical length of the n (n = 8) which is a second wiring lines 21 1 to 21 8 It is desirable to set it to 5 degrees or less at a predetermined desired operating frequency.

また、図9〜図12のごとき回路構成においては、信号線がグランドに接続されていないため、入力された信号レベルをほぼそのまま出力することができる。したがって、RF帯の信号を用いる無線通信用途などに加えて、信号直流ロジックレベルに無依存な広帯域ベースバンド信号を利用する高速データ伝送用スイッチとしても利用することができる。   Further, in the circuit configurations as shown in FIGS. 9 to 12, since the signal line is not connected to the ground, the input signal level can be output almost as it is. Therefore, it can be used as a high-speed data transmission switch that uses a broadband baseband signal independent of the signal DC logic level, in addition to a wireless communication application using an RF band signal.

なお、図10(B)の断面図に示した構成と異なる構成としても良く、例えば、配線21と配線21〜21との位置関係を逆にして、配線21を半導体の基板7上に、配線21〜21を誘電体層6上に配するような構成であっても構わない。 Incidentally, may be a structure different from the structure shown in the sectional view of FIG. 10 (B), for example, by the positional relationship between the wiring 21 0 and the wiring 21 1 to 21 8 Conversely, the wiring 21 0 a semiconductor substrate 7 above may be wires 21 1 to 21 8 a configuration disposed on the dielectric layer 6 2.

また、図9〜図12のような構造を、第1の実施の形態における図1、図3、図4、第2の実施の形態における図5、図6、第3の実施の形態における図7、図8に示したFETスイッチに適用しても構わないし、SP4Tスイッチなど、任意のポート数のSPkTスイッチ(k:正整数)についても、同様な構成を適用することができる。   Also, the structure shown in FIGS. 9 to 12 is shown in FIGS. 1, 3, and 4 in the first embodiment, and in FIGS. 5, 6, and 3 in the second embodiment. 7 may be applied to the FET switch shown in FIG. 8, and the same configuration can be applied to an SPkT switch (k: positive integer) having an arbitrary number of ports such as an SP4T switch.

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態に係わるFETスイッチについて、図13を用いて説明する。図13は、本発明の第5の実施の形態に係わるFETスイッチの一例のパタンレイアウトを示すレイアウト図であり、図1、図2、図3、図5、図6、図7、図8のいずれかに例示したSP4Tスイッチを5個用いた2段のスイッチ構成とすることにより、SP16Tスイッチを構成する例を示している。
[Fifth Embodiment]
Next, an FET switch according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a layout diagram showing a pattern layout of an example of an FET switch according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 13, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5, FIG. An example is shown in which an SP16T switch is configured by adopting a two-stage switch configuration using five SP4T switches illustrated as examples.

図13に例示するSP16TスイッチのようなFETスイッチの場合、当該FETスイッチとしての新たな第1の端子に接続される第1の配線21の一端には、第1段目を形成するSP4Tスイッチ8の共通端子(つまり第1の端子)が接続され、SP4Tスイッチ8のn個(n=4)の個別端子(つまり第2の端子)それぞれには、第2段目を形成する4個のSP4Tスイッチ8〜8の共通端子(つまり第1の端子)が、それぞれ、接続され、SP4Tスイッチ8〜8の個別端子(つまり第2の端子)それぞれは、第3の配線である配線22〜22、22〜22、22〜2212、2213〜2216を介して、当該FETスイッチの合計16個の新たな第2の端子に接続されることによって、1個の第1の端子と16個の第2の端子との間の切替制御が行われる。 For FET switch such as a SP16T switch illustrated in FIG. 13, the first end of the wiring 21 0 which is connected to the first terminal the new as the FET switch, SP4T switch to form a first stage 8 1 of the common terminal (i.e., the first terminal) is connected, each individual terminal (i.e. a second terminal) of the n SP4T switch 8 1 (n = 4), to form a second stage 4 pieces of the common terminal of the SP4T switch 8 1-8 5 (i.e. first terminals), respectively, are connected, respectively SP4T switch 8 1-8 5 individual terminal (i.e. a second terminal), the third wiring Are connected to a total of 16 new second terminals of the FET switch via the wirings 22 1 to 22 4 , 22 5 to 22 8 , 22 9 to 22 12 , and 22 13 to 22 16 . One first Switching control between the terminal and the sixteen second terminal is performed.

図13に例示するSP16Tスイッチの場合、第1段目のSP4Tスイッチ8、第2段目のSP4Tスイッチ8〜8と、2段構成となるデメリットは生じるものの、各SP4Tスイッチは、前述の各実施の形態において説明したように、いずれも、小型でかつ広帯域な特性を有しているため、図13のSP16Tスイッチも、小型かつ広帯域化することが可能になる。 In the case of the SP16T switch illustrated in FIG. 13, although the first stage SP4T switch 8 1 and the second stage SP4T switches 8 1 to 8 5 have the disadvantage of the two-stage configuration, each SP4T switch is As described in each of the embodiments, since each of them has a small and wide band characteristic, the SP16T switch of FIG. 13 can also be small and have a wide band.

なお、SP4Tスイッチに代わり、例えば、図4に例示したSP6Tスイッチ(n=6の場合)を7個(つまり(n+1)=7の場合)用いて、SP36Tスイッチ(つまりn=36)を構成するようにしても良い。つまり、一般的に、n個(m:任意の正整数)のポート数のSPnTスイッチを(n+1)個用いてSPnTスイッチを構成しても良い。 Instead of the SP4T switch, for example, seven SP6T switches (in the case of n = 6) illustrated in FIG. 4 (that is, in the case of (n + 1) = 7) are used to form an SP36T switch (in other words, n 2 = 36). You may make it do. That is, in general, an SPn 2 T switch may be configured by using (n + 1) SPnT switches having n ports (m: any positive integer).

あるいは、SPnTスイッチと異なるポート数のSPmTスイッチなどを組み合わせたりすることにより、任意のポート数を有する多ポートスイッチとして構成するようにしても構わない。例えば、(n+1)個のFETスイッチとして、SP4Tスイッチ1個とSP6Tスイッチ4個とを用いて、新たな第1の端子に接続するための第1段目のスイッチをSP4Tスイッチとし、第2段目のスイッチを4個のSP6Tスイッチとして、合計24個の新たな第2の端子を有するSP24Tスイッチとして構成しても良い。または、(n+1)個のFETスイッチとして、SP4Tスイッチ2個とSP5Tスイッチ1個とSP6Tスイッチ1個とSP7Tスイッチ1個とを用いて、新たな第1の端子に接続するための第1段目のスイッチをSP4Tスイッチとし、4個の第2段目のスイッチを、SP4Tスイッチ、SP5Tスイッチ、SP6Tスイッチ、SP7Tスイッチそれぞれ1個ずつとして、合計22個の新たな第2の端子を有するSP22Tスイッチとして構成しても良い。   Alternatively, an SPmT switch having a different number of ports from the SPnT switch may be combined to form a multi-port switch having an arbitrary number of ports. For example, as (n + 1) FET switches, one SP4T switch and four SP6T switches are used, and the first stage switch for connecting to the new first terminal is the SP4T switch, and the second stage The eye switch may be configured as four SP6T switches, and may be configured as an SP24T switch having a total of 24 new second terminals. Alternatively, as (n + 1) FET switches, two SP4T switches, one SP5T switch, one SP6T switch and one SP7T switch are used to connect to a new first terminal. These switches are SP4T switches, and the four second-stage switches are SP4T switches, SP5T switches, SP6T switches, and SP7T switches, one each, for a total of 22 new second terminals as SP22T switches. It may be configured.

つまり、(n+1)個(n:正整数)のFETスイッチについて、(n+1)個のFETスイッチの第2の端子の個数が、それぞれ、n、n、n、n、…、n個(n、n、n、n、…、n:それぞれのすべてが同一の正整数またはそれぞれの一部が同一の正整数またはそれぞれのすべてが異なる正整数)とした場合において、(n+1)個のFETスイッチのうち、n個の第2の端子を有するFETスイッチを第1段目に位置する第1のFETスイッチとして、当該第1のFETスイッチの第1の端子を共通の新たな第1の端子とし、当該第1のFETスイッチのn個の第2の端子に、それぞれ、残りのn個のFETスイッチの第1の端子を接続し、残りのn個のFETスイッチのそれぞれn、n、n、…、n個の第2の端子を、合計(n+n+n+…+n)個の新たな第2の端子とすることにより、SP(n+n+n+…+n)Tスイッチとして構成するようにしても良い。 That is, for (n + 1) (n: positive integer) FET switches, the number of second terminals of (n + 1) FET switches is n, n 1 , n 2 , n 3 ,. (N, n 1 , n 2 , n 3 ,..., N n : each is the same positive integer or part of each is the same positive integer or each is a different positive integer) Of the (n + 1) FET switches, an FET switch having n second terminals is used as a first FET switch located in the first stage, and the first terminal of the first FET switch is shared. The first terminals of the remaining n FET switches are connected to the n second terminals of the first FET switch as new first terminals, and the remaining n FET switches are connected. N 1 , n 2 , n 3 ,. The n second terminal, by a total of (n 1 + n 2 + n 3 + ... + n n) pieces of new second terminal, SP (n 1 + n 2 + n 3 + ... + n n) T Switch You may make it comprise as.

本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP4T switch which is an example of an FET switch according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1の場合とは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the pattern layout of SP4T switch different from the case of FIG. 1 of the FET switch concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1、図2の場合とは異なるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。FIG. 4 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP4T switch different from that in FIGS. 1 and 2 of the FET switch according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係わるFETスイッチの図1〜図3の場合とは異なるSP6Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。FIG. 5 is a layout diagram showing a pattern layout of an SP6T switch different from the case of FIGS. 1 to 3 of the FET switch according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the pattern layout of SP4T switch which is an example of the FET switch concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチの図5の場合とは異なるパタンレイアウトを示すレイアウト図である。FIG. 6 is a layout diagram showing a pattern layout different from the case of FIG. 5 of an SP4T switch which is an example of an FET switch according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP4Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the pattern layout of SP4T switch which is an example of the FET switch concerning the 3rd Embodiment of this invention. 図7のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for easy understanding of the pattern layout structure of FIG. 7. 本発明の第4の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP8Tスイッチのパタンレイアウトを示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the pattern layout of SP8T switch which is an example of the FET switch concerning the 4th Embodiment of this invention. 図9のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for easy understanding of the pattern layout structure of FIG. 9. 本発明の第4の実施の形態に係わるFETスイッチの一例であるSP8Tスイッチの図9の場合とは異なるパタンレイアウトを示すレイアウト図である。FIG. 10 is a layout diagram showing a pattern layout different from the case of FIG. 9 of an SP8T switch which is an example of an FET switch according to a fourth embodiment of the present invention. 図11のパタンレイアウト構造を分かり易く示すための説明図である。It is explanatory drawing for showing the pattern layout structure of FIG. 11 clearly. 本発明の第5の実施の形態に係わるFETスイッチの一例のパタンレイアウトを示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the pattern layout of an example of the FET switch concerning the 5th Embodiment of this invention. 従来のSP8Tスイッチの接続構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection structure of the conventional SP8T switch. 図14のSP8Tスイッチにおける信号特性のシミュレーション結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the simulation result of the signal characteristic in SP8T switch of FIG. 従来のSP8Tスイッチの図14とは異なる構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure different from FIG. 14 of the conventional SP8T switch.

符号の説明Explanation of symbols

1,1〜1…接地導体、21,21〜21,22〜2216,23〜22…配線、31〜31,32〜32,33,34〜34…スルーホール、4〜4…FET、41S〜44S…シャントFET、5〜5…抵抗、6,6…誘電体層、7…基板、8〜8…SP4Tスイッチ、9〜9…SPSTスイッチ、10,10,1011,1012,1021,1022,10111,10112,10121,10122,10211,10212,10221,10222…SPSTスイッチ。 1, 1 1 to 15 ... ground conductor, 21 0 , 21 1 to 21 8 , 22 1 to 22 16 , 23 1 to 22 4 ... wiring, 31 1 to 3 14 , 32 1 to 32 8 , 33, 34 1 ˜34 5 ... Through hole, 4 1 ˜4 8 ... FET, 4 1S ˜4 4S ... Shunt FET, 5 1 ˜5 6, resistor, 6 1 , 6 2, dielectric layer, 7, substrate, 8 1 ˜8 5 ... SP4T switch, 9 1 to 9 8 ... SPST switch, 10 1 , 10 2 , 10 11 , 10 12 , 10 21 , 10 22 , 10 111 , 10 112 , 10 121 , 10 122 , 10 211 , 10 212 , 10 221 , 10 222 ... SPST switch.

Claims (19)

基板に、1個の第1の端子と、n個(n:正整数)の第2の端子と、n個の第1のFETと、1本の第1の配線と、n本の第2の配線と、n本の第3の配線とを備えてなるFETスイッチであって、
前記第1の配線の一端は、前記第1の端子に接続され、他の一端は、n本の前記第2の配線の互いに接続された一端に接続され、
n本の前記第2の配線の他の一端は、それぞれ、n個の前記第1のFETのソースまたはドレインに接続され、
n個の前記第1のFETのドレインまたはソースは、それぞれ、n本の前記第3の配線の一端に接続され、n本の前記第3の配線の他の一端は、それぞれ、n個の前記第2の端子に接続され、
n本の前記第2の配線は、それぞれ、直線で形成され、かつ、それぞれの長さが互いに等しいことを特徴とするFETスイッチ。
On the substrate, one first terminal, n (n: positive integer) second terminals, n first FETs, one first wiring, and n second terminals FET switch comprising n wirings and n third wirings,
One end of the first wiring is connected to the first terminal, and the other end is connected to one end of the n second wirings connected to each other.
The other ends of the n second wirings are respectively connected to the sources or drains of the n first FETs,
The drains or sources of the n first FETs are respectively connected to one end of the n third wirings, and the other ends of the n third wirings are respectively connected to the n number of the third wirings. Connected to the second terminal,
The FET switch, wherein the n second wirings are each formed in a straight line and have the same length.
請求項1に記載のFETスイッチにおいて、
n本の前記第2の配線の実効電気長が、それぞれ、あらかじめ定めた所望の動作周波数において、5度以下であることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch of claim 1, wherein
An FET switch, wherein the effective electrical length of each of the n second wirings is 5 degrees or less at a predetermined desired operating frequency.
請求項1または2に記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第1のFETのゲートフィンガは、それぞれ、1本であることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to claim 1 or 2,
The FET switch, wherein each of the n first FETs has one gate finger.
請求項1乃至3のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第1のFETのゲート幅は、それぞれ、n本の前記第2の配線の長さ以下であることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 3,
The FET switch, wherein the gate width of each of the n first FETs is less than or equal to the length of the n second wirings.
請求項1乃至4のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第1のFETのゲートにそれぞれ接続されるn個の第1の抵抗を備え、
n個の前記第1の抵抗は、それぞれが接続される前記第1のFETの近傍、あるいは、当該第1のFETと隣接の前記第1のFETとの間に配置されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 4,
n first resistors respectively connected to the gates of the n first FETs;
The n first resistors are arranged in the vicinity of the first FET to which each of the first resistors is connected, or between the first FET and the adjacent first FET. FET switch to do.
請求項1乃至5のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
さらに、n個の第2のFETを備え、
n個の前記第2のFETのソースまたはドレインは接地され、n個の前記第2のFETのドレインまたはソースは、それぞれ、n個の前記第1のFETのドレインまたはソースに直接接合されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 5,
Furthermore, it has n second FETs,
The sources or drains of the n second FETs are grounded, and the drains or sources of the n second FETs are directly joined to the drains or sources of the n first FETs, respectively. FET switch characterized by that.
請求項6に記載のFETスイッチにおいて、
さらに、n本の第4の配線を備え、
n個の前記第2のFETのドレインまたはソースは、n個の前記第1のFETのドレインまたはソースに、それぞれ直接接合されることに代わり、n本の前記第4の配線を介して、それぞれ接続されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch of claim 6, wherein
Further, n fourth wirings are provided,
The drains or sources of the n second FETs are not directly joined to the drains or sources of the n first FETs, respectively, but are connected via the n fourth wirings, respectively. FET switch characterized by being connected.
請求項7に記載のFETスイッチにおいて、
n本の前記第4の配線は、それぞれ直線で形成され、かつ、それぞれの長さが互いに等しいことを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch of claim 7, wherein
The FET switch, wherein the n fourth wirings are each formed in a straight line and have the same length.
請求項6乃至8のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第2のFETのゲートにそれぞれ接続される第2のn個の抵抗を備え、
n個の前記第2の抵抗は、それぞれが接続される前記第2のFETの近傍、あるいは、当該第2のFETと隣接の前記第1のFETまたは前記第2のFETとの間に配置されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 6 to 8,
a second n resistors respectively connected to the gates of the n second FETs;
The n second resistors are arranged in the vicinity of the second FET to which each of the second resistors is connected, or between the second FET and the adjacent first FET or the second FET. FET switch characterized by comprising.
請求項1乃至9のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第1のFETのゲート方位、あるいは、n個の前記第1のFETおよびn個の第2のFETのゲート方位が、互いに平行であるか、あるいは、90°の位置関係であることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 9,
The gate orientations of the n first FETs or the gate orientations of the n first FETs and the n second FETs are parallel to each other or are in a positional relationship of 90 °. FET switch characterized by that.
請求項1乃至10のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n個の前記第1のFETまたはn個の前記第1のFETおよびn個の前記第2のFETと、n本の前記第2の配線とを少なくとも含み、前記第1の端子および前記第1の配線を除く各構成要素を、第1組と第2組として2組備え、前記第1組と前記第2組とのそれぞれに属する各構成要素が、前記基板の互いに対称な位置に配置されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 10,
The first terminal and the first FET include at least the n first FETs or the n first FETs and the n second FETs, and the n second wirings. Each of the components excluding the wiring is provided in two sets as a first set and a second set, and the components belonging to each of the first set and the second set are arranged at symmetrical positions on the substrate. FET switch characterized by comprising.
請求項1乃至11のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n本の前記第2の配線が存在する領域の前記基板には、1層以上の誘電体層が積層され、
当該領域において、前記第2の配線と接地導体とが、前記基板上および前記誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの層上に形成されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 11,
One or more dielectric layers are stacked on the substrate in the region where the n second wirings exist,
2. The FET switch according to claim 1, wherein in the region, the second wiring and the ground conductor are formed on the substrate and on different layers among the layers including the dielectric layer.
請求項1乃至12のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
前記第1の配線およびn本の前記第2の配線が存在する領域の前記基板には、順に1層以上の誘電体層、接地導体、1層以上の誘電体層が積層され、
当該領域において、前記第1の配線とn本の前記第2の配線とは、前記接地導体が形成されていない前記基板上および前記誘電体層を含めた各層のうち互いに異なるいずれかの異なる層上に形成され、
前記第1の配線の他の一端と前記第2の配線の互いに接続された一端とは、第1のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 12,
One or more dielectric layers, a ground conductor, and one or more dielectric layers are sequentially stacked on the substrate in the region where the first wiring and the n second wirings exist.
In the region, the first wiring and the n second wirings are different from each other among the layers including the substrate and the dielectric layer on which the ground conductor is not formed. Formed on top
The FET switch, wherein the other end of the first wiring and the one end of the second wiring connected to each other are connected through a first through hole.
請求項12または13に記載のFETスイッチにおいて、
n本の前記第2の配線の他の一端とn個の前記第1のFETのソースまたはドレインとが、直接または第2のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to claim 12 or 13,
The FET switch, wherein the other end of the n second wirings and the source or drain of the n first FETs are connected directly or through a second through hole.
請求項1乃至14のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
n本の前記第3の配線が存在する領域の前記基板には、1層以上の誘電体層および/または接地導体が積層され、
当該領域において、n本の前記第3の配線の一端とn個の前記第1のFETのドレインまたはソースとは、直接または第3のスルーホールを介して接続されてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 14,
One or more dielectric layers and / or ground conductors are laminated on the substrate in the region where the n third wirings are present,
In this region, one end of the n number of the third wirings and the drain or source of the n number of the first FETs are connected directly or via a third through hole. switch.
請求項13乃至15のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
前記第1のスルーホールおよび/または前記第2のスルーホールおよび/または前記第3のスルーホールを、順次積層された前記接地導体を介して設置する場合、当該接地導体の一部の領域に、前記第1のスルーホールおよび/または前記第2のスルーホールおよび/または前記第3のスルーホールを、当該接地導体と接触することなく、通過させる間隙を設けてなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 13 to 15,
When the first through hole and / or the second through hole and / or the third through hole are installed via the ground conductors that are sequentially stacked, in a partial region of the ground conductor, A FET switch comprising a gap for allowing the first through hole and / or the second through hole and / or the third through hole to pass through without contacting the ground conductor.
請求項1乃至16のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
前記第1のFETまたは前記第1のFET、前記第2のFETの配置領域と、前記第2の配線の配置領域とを除く領域に接地導体が積層される層を設け、さらに、当該接地導体上および/または当該接地導体下に、1層以上の誘電体層を備え、
前記第1の配線と前記第3の配線とを、前記基板上あるいは前記接地導体が積層された層と異なる層上に配置してなることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 16,
A layer in which a ground conductor is stacked is provided in an area excluding the arrangement area of the first FET or the first FET and the second FET and the arrangement area of the second wiring, and further, the ground conductor Comprising one or more dielectric layers above and / or below the ground conductor;
The FET switch, wherein the first wiring and the third wiring are arranged on a layer different from the layer on which the ground conductor is laminated on the substrate.
請求項1乃至17のいずれかに記載のFETスイッチにおいて、
前記第1の配線、前記第2の配線のうち、一部または全ての配線の特性インピーダンスを、当該FETスイッチの入出力インピーダンスよりも高くすることを特徴とするFETスイッチ。
The FET switch according to any one of claims 1 to 17,
A FET switch characterized in that a characteristic impedance of a part or all of the first wiring and the second wiring is higher than an input / output impedance of the FET switch.
請求項1乃至18のいずれかに記載のFETスイッチを(n+1)個(n:正整数)備え、
(n+1)個の前記FETスイッチの前記第2の端子の個数が、それぞれ、n、n、n、n、…、n個(n、n、n、n、…、n:それぞれのすべてが同一の正整数またはそれぞれの一部が同一の正整数またはそれぞれのすべてが異なる正整数)であって、
(n+1)個の前記FETスイッチのうち、n個の前記第2の端子を有する前記FETスイッチを第1のFETスイッチとして、当該第1のFETスイッチの前記第1の端子を共通の新たな第1の端子とし、当該第1のFETスイッチのn個の前記第2の端子に、それぞれ、残りのn個の前記FETスイッチの前記第1の端子を接続し、残りのn個の前記FETスイッチのそれぞれn、n、n、…、n個の前記第2の端子を、合計(n+n+n+…+n)個の新たな第2の端子とすることにより、SP(n+n+n+…+n)Tスイッチとして構成することを特徴とするFETスイッチ。
(N + 1) FET switches according to any one of claims 1 to 18 (n: a positive integer),
The number of the second terminals of the (n + 1) FET switches is n, n 1 , n 2 , n 3 ,..., n n (n, n 1 , n 2 , n 3 ,. n n : all of the same positive integers or a part of each of them is the same positive integer or all of the different positive integers),
Of the (n + 1) FET switches, the FET switch having the n second terminals is used as a first FET switch, and the first terminal of the first FET switch is used as a new common first switch. The first terminals of the remaining n FET switches are connected to the n second terminals of the first FET switch, respectively, and the remaining n FET switches are connected. N 1 , n 2 , n 3 ,..., N n second terminals in total (n 1 + n 2 + n 3 +... + N n ) new second terminals, SP (n 1 + n 2 + n 3 +... + N n ) FET switch configured as a T switch.
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