(57)【要約】  高周波信号における歪み特性の向上を実現可能な半導体集積回路装置およびそれを備えた高周波モジュールを提供する。例えば、受信端子ＲＸ１，ＲＸ２にそれぞれ接続された受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２と、Ｑ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２の一端を束ねてアンテナ接続端子ＰＮａｎｔに接続する受信スイッチ用共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍを備える。この際に、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅は、Ｑ＿ＲＸ１のゲート幅とＱ＿ＲＸ２のゲート幅の合計値に設定される。これにより、送信動作の際に、ＰＮａｎｔの電圧ＶｉｎがＱ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２でほぼ均一に分圧される。
2012161032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ接続用であり、アンテナに向けた第１送信信号が伝送されるアンテナ端子と、
第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）端子と、
前記アンテナ端子と共通ノードの間にソース・ドレイン経路が結合され、前記アンテナ端子に前記第１送信信号が伝送される際にオフに制御される共通トランジスタと、
前記共通ノードと前記第１〜第Ｎ端子の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記共通トランジスタがオフに制御される際に共にオフに制御される第１〜第Ｎトランジスタとを備え、
前記共通トランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎトランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記第１〜第Ｎ端子は、受信端子であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体集積回路装置において、
前記共通トランジスタは、マルチゲートトランジスタであり、
前記第１〜第Ｎトランジスタのそれぞれは、シングルゲートトランジスタであり、
前記共通トランジスタとなる前記マルチゲートトランジスタを等価的に構成する各シングルゲートトランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎトランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項２記載の半導体集積回路装置において、
さらに、前記共通トランジスタのゲート電圧を制御する共通制御端子を備え、
前記共通トランジスタは、ＨＥＭＴ素子からなるトリプルゲートトランジスタであり、
前記共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる両端のゲートは、第１抵抗値を介して前記共通制御端子に結合され、
前記共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる真ん中のゲートは、前記第１抵抗値よりも小さい第２抵抗値を介して前記共通制御端子に結合されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
請求項２記載の半導体集積回路装置において、さらに、
第１送信端子と、
前記第１送信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合される第１送信用トランジスタとを備え、
前記第１送信信号は、オンに制御される前記第１送信用トランジスタを介して前記第１送信端子から前記アンテナ端子に伝送されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体集積回路装置において、
前記共通トランジスタ、前記第１〜第Ｎトランジスタ、および前記第１送信用トランジスタのそれぞれは、ＨＥＭＴ素子であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項７】
請求項５記載の半導体集積回路装置において、
さらに、前記第１〜第Ｎ端子と接地電源電圧の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記第１〜第Ｎトランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１〜第Ｎシャント用トランジスタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項８】
請求項５記載の半導体集積回路装置において、
前記第１送信信号は、ＧＳＭ方式の周波数帯を持つことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項９】
請求項５記載の半導体集積回路装置において、
前記第１送信信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の周波数帯を持つことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１０】
１個の配線基板によって実現され、
前記配線基板上に実装された第１半導体チップを備え、
前記第１半導体チップは、
アンテナ接続用であるアンテナ端子と、
第１送信信号が入力される第１送信端子と、
第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）受信端子と、
前記第１送信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信信号を前記アンテナ端子に伝送する際にオンに制御される第１送信用トランジスタと、
前記アンテナ端子と共通ノードの間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信用トランジスタがオンに制御される際にオフに制御され、前記アンテナからの受信信号を前記第１〜第Ｎ受信端子のいずれか１個に向けて伝送する際にオンに制御される受信用共通トランジスタと、
前記共通ノードと前記第１〜第Ｎ受信端子の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記受信用共通トランジスタがオフに制御される際に共にオフに制御され、前記受信用共通トランジスタがオンに制御される際にいずれか１個がオンに制御される第１〜第Ｎ受信用トランジスタとを備え、
前記受信用共通トランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１１】
請求項１０記載の高周波モジュールにおいて、
前記受信用共通トランジスタは、マルチゲートトランジスタであり、
前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタのそれぞれは、シングルゲートトランジスタであり、
前記受信用共通トランジスタとなる前記マルチゲートトランジスタを等価的に構成する各シングルゲートトランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１２】
請求項１１記載の高周波モジュールにおいて、
さらに、前記受信用共通トランジスタのゲート電圧を制御する共通制御端子を備え、
前記受信用共通トランジスタは、ＨＥＭＴ素子からなるトリプルゲートトランジスタであり、
前記受信用共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる両端のゲートは、第１抵抗値を介して前記共通制御端子に結合され、
前記受信用共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる真ん中のゲートは、前記第１抵抗値よりも小さい第２抵抗値を介して前記共通制御端子に結合されることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１３】
請求項１１記載の高周波モジュールにおいて、
前記受信用共通トランジスタ、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタ、および前記第１送信用トランジスタのそれぞれは、ＨＥＭＴ素子であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１４】
請求項１０記載の高周波モジュールにおいて、さらに、
前記第１〜第Ｎ受信端子と接地電源電圧の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１〜第Ｎ受信シャント用トランジスタと、
前記第１送信端子と前記接地電源電圧の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信用トランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１送信シャント用トランジスタとを有することを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１５】
請求項１０記載の高周波モジュールにおいて、
前記第１送信信号は、ＧＳＭ方式の周波数帯を持つことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１６】
請求項１５記載の高周波モジュールにおいて、さらに、
第２送信信号および第１受信信号を伝送する第１送受信端子と、
前記第１送受信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第２送信信号を前記アンテナ端子に伝送する際と前記アンテナ端子からの受信信号を前記第１受信信号として前記第１送受信端子に伝送する際にオンに制御される第１送受信用トランジスタとを備え、
前記受信用共通トランジスタは、前記第１送受信用トランジスタがオンに制御される際にオフに制御され、
前記第２送信信号および前記第１受信信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の周波数帯を持つことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１７】
請求項１５記載の高周波モジュールにおいて、
前記配線基板上には、さらに、前記第１送信端子に向けて前記第１送信信号を出力するパワーアンプ回路が実装されることを特徴とする高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路装置および高周波モジュールに関し、特に、移動体通信機器などに搭載されるアンテナスイッチを含んだ半導体集積回路装置および高周波モジュールに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、メアンダ構造のレイアウトに伴い等価的に複数の部分トランジスタの並列接続で表されるトランジスタにおいて、ゲート入力端子に最も近い箇所に位置する部分トランジスタのゲート幅をその他の部分トランジスタのゲート幅よりも大きくした構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、携帯電話機等では、第２世代携帯電話での音声通信、無線インターネットに加え、第３世代携帯電話の登場により、ＴＶ電話、無線インターネットによる音声（音楽）・ビデオ配信が可能となるなど、より高い機能の実現に向け発展を続けている。その多様なサービス実現のため、通信方式も多様化しており、第２世代のＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式等に加えて、第３世代のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式等が急速に普及している。ＧＳＭ方式に関し、例えば欧州では９００ＭＨｚ帯のＥＧＳＭ（Extended GSM）と１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳ（Digital Cellular System）が存在し、米国では１．９ＧＨｚ帯のＰＣＳ（Personal Communication Service）と８５０ＭＨｚ帯のＧＳＭが存在する。また、Ｗ−ＣＤＭＡ方式に関しても、２ＧＨｚ近辺の周波数帯を代表として複数の周波数帯が規定されている。携帯電話機では、１台でこのような複数の通信方式ならびに複数の周波数帯に対応するための所謂マルチバンド・マルチモード化が必須の技術となっている。【０００５】
マルチバンド・マルチモード化が進むと、各コンポーネントの小型化に加え、フロントエンド部、とりわけアンテナの接続部分に配置される高周波電力増幅器（ＨＰＡ）モジュールなどの高周波モジュールにおいて、そこに搭載されるアンテナスイッチ用デバイスの更なる高性能化が求められる。アンテナスイッチ用デバイスは、複数のスイッチの切り替えによって、内部からの複数の周波数帯の送信信号をアンテナに向けて選択的に伝送し、また、アンテナが受信した複数の周波数帯の受信信号を内部に向けて選択的に伝送するデバイスである。アンテナスイッチ用デバイスの性能を決める重要な特性として、高次高調波歪み（ＨＤ：Harmonic Distortion）や相互変調歪み（ＩＭＤ：Inter Modulation Distortion）が挙げられる。特に、ＧＳＭ方式では２次高調波歪み（２ＨＤ）や３次高調波歪み（３ＨＤ）の低減が重要とされ、Ｗ−ＣＤＭＡ方式ではＩＭＤの低減が重要とされる。【０００６】
このような歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）を劣化させる要因として、オフ状態のスイッチが持つ寄生容量等が挙げられる。図１を用いて簡単に説明すると、まず、送信端子ＴＸ２から入力された送信高周波信号をアンテナ接続端子ＰＮａｎｔに伝送する際、送信スイッチ用のトランジスタ（Ｑ＿ＴＸ２）がオンに制御され、その他のスイッチ用のトランジスタ（Ｑ＿ＴＸ１，Ｑ＿ＴＲＸ１〜Ｑ＿ＴＲＸ３，Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２）はオフに制御される。この際に、送信高周波信号の最大電圧値をＶｉｎとすると、例えばＰＮａｎｔに接続されると共にオフ状態となっている受信スイッチ用の直列接続回路（Ｑ＿ＲＸｃｏｍおよびＱ＿ＲＸ２（Ｑ＿ＲＸ１））の両端にはこのＶｉｎが印加される。【０００７】
Ｑ＿ＲＸｃｏｍは、受信スイッチ用の共通トランジスタであり、一端がＰＮａｎｔに接続され、ここではトリプルゲートトランジスタの１段構成となっている。Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１は、受信スイッチ用のトランジスタであり、Ｑ＿ＲＸｃｏｍの他端から並列に分岐して設けられ、ここではシングルゲートトランジスタの１段構成となっている。トリプルゲートトランジスタの１段構成は、等価的にシングルゲートトランジスタの３段構成と考えられる。したがって、Ｖｉｎは、Ｑ＿ＲＸｃｏｍによる３段のシングルゲートトランジスタとＱ＿ＲＸ２（Ｑ＿ＲＸ１）による１段のシングルゲートトランジスタで分圧されることになる。【０００８】
図１０は、本発明の前提として検討した半導体集積回路装置（アンテナスイッチ用デバイス）において、そのシングルゲートトランジスタのソース・ドレイン間電流およびゲート・ソース間容量のゲート・ソース間電圧依存性の一例を示す図である。前述した各トランジスタは、高性能化のため例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等を用いたＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）素子等で構成される。ＧａＡｓトランジスタの閾値電圧Ｖｔｈは、一般的に−１Ｖ程度となり、ゲート・ソース間電圧ＶｇｓがＶｔｈ以下になることでトランジスタはオフ状態となる。そのときのゲート・ソース間容量（オフ容量）Ｃｇｓは、ゲートにおけるヘテロ接合（ショットキー接合）の空乏層の広がり等に伴いＶｔｈ近傍より急激に減少する非線形特性を持っている。この非線形性が高次高調波歪み（ＨＤ）や相互変調歪み（ＩＭＤ）の発生原因になる。【０００９】
ここで、図１において、送信スイッチ用のトランジスタ（Ｑ＿ＴＸ２）をオンに制御するため当該ゲートにハイ電圧（Ｖ＿ＴＸ２ｃ）を印加し、前述した各トランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１）をオフに制御するため当該ゲート（ＲＸｃｏｍｃ，ＲＸ２ｃ，ＲＸ１ｃ）にロウ電圧（例えば０Ｖ等）を印加した場合を想定する。この場合、Ｑ＿ＴＸ２のハイ電圧が当該ゲートのショットキー接合（等価的には順方向ダイオード）を介してＰＮａｎｔに印加されるため、オフ状態の各トランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１）のバイアス電圧は、図１０に示すように、ほぼ−Ｖ＿ＴＸ２ｃとなる。【００１０】
また、Ｑ＿ＲＸｃｏｍにおけるシングルゲートトランジスタの１段あたりのゲート幅は、受信時にＱ＿ＲＸｃｏｍをオンする際の挿入損失を低減するためなどから、Ｑ＿ＲＸ２（およびＱ＿ＲＸ１）のゲート幅に比べて例えば３倍程度の大きさに設定される。この場合、Ｑ＿ＲＸｃｏｍにおけるシングルゲートトランジスタの１段あたりのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１とＱ＿ＲＸ２（およびこれと並列接続されるＱ＿ＲＸ１）のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ２の波形は、図１０のような関係になる。すなわち、ゲート幅が大きくなるほどオフ容量が増大するため、Ｑ＿ＲＸｃｏｍ側に比べてＱ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１側の方が相対的にオフ容量が小さくなり（インピーダンスが大きくなり）、その分だけＶｇｓ１よりもＶｇｓ２の方が大きくなる。なお、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのマルチゲート数が変わっても、Ｖｇｓ１，Ｖｇｓ２の大小関係は変わらずに、双方の振幅が同様に変動するだけである。高次高調波歪み（ＨＤ）や相互変調歪み（ＩＭＤ）は、図１０から判るように、オフ容量（Ｃｇｓ）に加わるゲート・ソース間電圧Ｖｇｓの振幅値に比例して大きくなる。したがって、Ｖｇｓの大きいＱ＿ＲＸ２（Ｑ＿ＲＸ１）から生じる歪みが支配的となって、アンテナスイッチ用デバイスのＨＤ特性やＩＭＤ特性の向上が図れない恐れがある。【００１１】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、高周波信号における歪み特性の向上を実現可能な半導体集積回路装置およびそれを備えた高周波モジュールを提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。【００１３】
本実施の形態による半導体集積回路装置は、アンテナ端子と、第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）端子と、共通トランジスタと、第１〜第Ｎトランジスタとを備える。アンテナ端子は、アンテナ接続用であり、アンテナに向けた第１送信信号が伝送される。共通トランジスタは、アンテナ端子と共通ノードの間にソース・ドレイン経路が結合され、アンテナ端子に第１送信信号が伝送される際にオフに制御される。第１〜第Ｎトランジスタは、共通ノードと第１〜第Ｎ端子の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、共通トランジスタがオフに制御される際に共にオフに制御される。ここで、共通トランジスタのゲート幅は、第１〜第Ｎトランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲となっている。このような構成例を用いると、アンテナ端子に第１送信信号が伝送される際に、第１送信信号の電圧レベルが共通トランジスタのオフ容量と第１〜第Ｎトランジスタのオフ容量でほぼ均一に分圧されるため、歪み特性の向上が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、高周波信号における歪み特性の向上が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置において、その主要部の構成例を示す回路図である。
【図２】図１の半導体集積回路装置において、そのオフ状態の各トランジスタの等価回路の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置において、図１および図２における各シングルゲートトランジスタのソース・ドレイン間電流およびゲート・ソース間容量のゲート・ソース間電圧依存性の一例を示す図である。
【図４】図１の半導体集積回路装置において、その各スイッチ用トランジスタのデバイス構造例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の高周波モジュールにおいて、その全体構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図５の高周波モジュールにおいて、そのアンテナスイッチ用デバイスの詳細な構成例を示す回路図である。
【図７】図６における各スイッチ用トランジスタの挿入損失およびアイソレーション特性のゲート幅に対する依存性の一例を示す説明図である。
【図８】図６のアンテナスイッチ用デバイスにおいて、その各種効果を検証した結果の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２による高周波モジュールにおいて、それに含まれるアンテナスイッチ用デバイスの構成例を示す回路図である。
【図１０】本発明の前提として検討した半導体集積回路装置において、そのシングルゲートトランジスタのソース・ドレイン間電流およびゲート・ソース間容量のゲート・ソース間電圧依存性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１７】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
（実施の形態１）
《半導体集積回路装置の主要部の構成》
図１は、本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置において、その主要部の構成例を示す回路図である。図１に示す半導体集積回路装置（アンテナスイッチ用デバイス）は、アンテナ接続端子ＰＮａｎｔと、送信端子ＴＸ２と、受信端子ＲＸ１，ＲＸ２と、オン・オフ制御端子ＲＸｃｏｍｃ，ＲＸ２ｃ，ＲＸ１ｃを備えている。更に、当該アンテナスイッチ用デバイスは、送信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＴＸ２と、受信スイッチ用の共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍと、受信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２を備えている。各トランジスタは、特に限定はされないが、高周波数帯で低挿入損失、高アイソレーション、低雑音等を実現可能な例えばＨＥＭＴ素子等で構成される。なお、ここでは、付加的に送信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＴＸ１と、送受信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＴＲＸ１〜Ｑ＿ＴＲＸ３も示されているが、これらは必ずしも必要という訳ではない。
【００２０】
ＰＮａｎｔには、図示しないアンテナが接続される。ＴＸ２には、前段のパワーアンプ回路ＰＡ等からの送信高周波信号が入力される。Ｑ＿ＴＸ２は、ＴＸ２とＰＮａｎｔの間に結合され、オンに制御された際にＴＸ２からの送信高周波信号をＰＮａｎｔに送信する。Ｑ＿ＲＸｃｏｍは、トリプルゲートトランジスタの１段構成となっており、ソース・ドレインの一方がＰＮａｎｔに結合される。なお、トランジスタのソースとドレインは、周知のように、実際にはソースおよび／またはドレインに印加される信号レベルに応じて適宜変わり得るが、本実施の形態では、説明の便宜上、ＰＮａｎｔに近い側のノードをドレインとする。この場合、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのドレインがＰＮａｎｔに結合される。
【００２１】
Ｑ＿ＲＸｃｏｍのトリプルゲートトランジスタは、等価的にはシングルゲートトランジスタの３段構成とみなせる。この各シングルゲートトランジスタのソース・ドレイン間には、それぞれバイアス用の比較的高い抵抗値を持つ抵抗Ｒｄ１ａ，Ｒｄ１ｂ，Ｒｄ１ｃが結合される。この際に、Ｒｄ１ａとＲｄ１ｂの結合ノードはドレイン側のゲートと真ん中のゲートの間のノードに結合され、Ｒｄ１ｂとＲｄ１ｃの結合ノードはソース側のゲートと真ん中のゲートの間のノードに結合される。Ｑ＿ＲＸｃｏｍのトリプルゲートトランジスタのドレインは、容量Ｃ１ａを介してトリプルゲート内のドレイン側に最も近いゲートに結合され、当該トリプルゲートトランジスタのソースは、容量Ｃ１ｂを介してトリプルゲート内のソース側に最も近いゲートに結合される。当該トリプルゲート内のドレイン側に最も近いゲートは、抵抗Ｒｇ１ａと抵抗Ｒｇ１ｂを直列に介してＲＸｃｏｍｃに結合され、当該トリプルゲート内のソース側に最も近いゲートは、抵抗Ｒｇ１ｃとＲｇ１ｂを直列に介してＲＸｃｏｍｃに結合される。一方、当該トリプルゲート内の真ん中のゲートは、Ｒｇ１ｂを介してＲＸｃｏｍｃに結合される。
【００２２】
Ｑ＿ＲＸ２は、シングルゲートトランジスタの１段構成となっており、ドレインがＱ＿ＲＸｃｏｍのソースに結合され、ソースがＲＸ２に結合される。Ｑ＿ＲＸ２のソース・ドレイン間には、バイアス用の比較的高い抵抗値を持つ抵抗Ｒｄ２が結合され、Ｑ＿ＲＸ２のゲートは、抵抗Ｒｇ２を介してＲＸ２ｃに結合される。Ｑ＿ＲＸ１は、シングルゲートトランジスタの１段構成となっており、ドレインがＱ＿ＲＸｃｏｍのソースに結合され、ソースがＲＸ１に結合される。Ｑ＿ＲＸ１のソース・ドレイン間には、バイアス用の比較的高い抵抗値を持つ抵抗Ｒｄ３が結合され、Ｑ＿ＲＸ１のゲートは、抵抗Ｒｇ３を介してＲＸ１ｃに結合される。
【００２３】
このような構成において、例えばＴＸ２からの送信高周波信号をＰＮａｎｔに送信する際には、Ｑ＿ＴＸ２がオンに制御され、その他のトランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１等）がオフに制御される。具体的には、Ｑ＿ＴＸ２のゲート（図示せず）にハイ電圧（例えば３Ｖ程度等）が印加され、その他のトランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１）のゲート（ＲＸｃｏｍｃ，ＲＸ２ｃ，ＲＸ１ｃ）にロウ電圧（例えば０Ｖ等）が印加される。この場合、Ｑ＿ＴＸ２のハイ電圧が当該ゲートのショットキー接合（等価的には順方向ダイオード）を介してＰＮａｎｔに印加され、当該電圧がＱ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１のソース・ドレインに、それぞれ抵抗（Ｒｄ１ａ，Ｒｄ１ｂ，Ｒｄ１ｃ，Ｒｄ２，Ｒｄ３）を介して供給される。これによって、その他のトランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ，Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１）のゲート・ソース間電圧はオフ状態にバイアスされる。
【００２４】
このような動作の際に、前述したように、Ｑ＿ＲＸｃｏｍはその各ゲート間のノードに給電が行われる構成となっている。これにより、各ゲート間ノードに安定した電位を給電でき、歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の向上が実現可能となる。すなわち、各ゲート間ノードに給電を行わない場合、例えばトリプルゲートトランジスタを構成する３個のシングルゲートトランジスタ内の真ん中のトランジスタにおけるバイアス点が不安定となり得る。仮に当該バイアス点が浅くなる（すなわち図１０における−Ｖ＿ＴＸ２ｃがＶｔｈに近づく）と歪み特性の劣化が生じるが、当該ゲート間ノードの給電によってこのような事態を防止できる。また、Ｑ＿ＲＸｃｏｍに結合されたＣ１ａ，Ｃ１ｂは、主に高周波結合用であり、例えば前述した送信高周波信号に伴いＰＮａｎｔの電圧が負方向ならびに正方向に振れた際にＱ＿ＲＸｃｏｍがオフ状態からオン状態に遷移するのを防止する。
【００２５】
更に、Ｑ＿ＲＸｃｏｍに結合されたＲｇ１ａ，Ｒｇ１ｂ，Ｒｇ１ｃおよびＱ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１に結合されたＲｇ２，Ｒｇ３は、主に高周波遮断用として比較的高い抵抗値を持ち、例えばＰＮａｎｔからの送信高周波信号がＲＸｃｏｍｃ，ＲＸ２ｃ，ＲＸ１ｃに漏れるのを防止する。ここで、Ｒｇ１ａ，Ｒｇ１ｂ，Ｒｇ１ｃは、前述したように、ＲＸｃｏｍｃからＱ＿ＲＸｃｏｍの両端のゲートに向けた抵抗値が高く、ＲＸｃｏｍｃからＱ＿ＲＸｃｏｍの真ん中のゲートの向けた抵抗値が低くなるように配置されている。これは、仮に当該抵抗値が全て同じとなるように各ゲート抵抗を配置した場合、各ゲート抵抗にはオフ状態において均等なレベルの高周波漏洩信号が供給されずに、変形Ｕ字型の定在波となる高周波漏洩信号が供給されることが本発明者等の検討によって見出されたためである。
【００２６】
すなわち、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのソース・ドレインの両端部分のゲート抵抗には比較的高レベルの電圧が印加され、その中間部分のゲート抵抗には比較的低レベルの電圧が印加される傾向が見出された。各ゲート抵抗は、実際上は非線形性の特性をある程度持っているため、このような変形Ｕ字型の電圧分布に伴う歪電流によって相互変調歪み（ＩＭＤ）等の劣化が生じ得る。そこで、前述したように、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのソース・ドレインの両端部分に対応するゲート抵抗を大きくし、その中間部分に対応するゲート抵抗を小さくすることで、前述したような変形Ｕ字型の電圧分布が生じても、各ゲート抵抗に流れる電流がほぼ均一となり、結果的に相互変調歪み（ＩＭＤ）等の特性を向上させることが可能になる。
【００２７】
また、図１に示すように、特に複数の受信端子（ＲＸ２，ＲＸ１）を持つ場合、それらを束ねる共通トランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ）を設けることが有益となる。共通トランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ）を設けると、それを設けない場合（すなわちＰＮａｎｔに対してＲＸ２用のトランジスタとＲＸ１用のトランジスタをそれぞれ直接的に接続する場合）と比較して、回路面積の低減に加えてアンテナ接続端子ＰＮａｎｔの負荷容量等を低減することができる。ＰＮａｎｔの負荷容量等が低減されると、高調波歪み（ＨＤ）の低減あるいは相互変調歪み（ＩＭＤ）の低減といった歪み特性の向上が可能となる。
【００２８】
更に、共通トランジスタ（Ｑ＿ＲＸｃｏｍ）を設ける場合、そのマルチゲート化が有益となる。マルチゲート化により、マルチゲートトランジスタを等価的に構成する各シングルゲートトランジスタに対して分圧された電圧が加わるため、オフ時の歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の向上が図れる。また、オフ時には、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのソース・ドレイン間において、オフ容量がマルチゲートのゲート数に応じた数だけ直列接続されることになるため、オフ時のアイソレーション特性の向上が図れる。なお、各受信スイッチ用のトランジスタ（Ｑ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１）に関しては、オン時の挿入損失の低減等の観点から、ここではシングルゲートトランジスタで構成される。
【００２９】
ここで、Ｑ＿ＲＸｃｏｍをマルチゲート化した場合、その副作用として、オン時における挿入損失の増大が生じ得る。挿入損失を低減するためには、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅を、そのゲート・ソース間容量Ｃｇｓの増大がある程度許容できる範囲で十分に大きく確保する必要がある。このようなことから、図１０で述べたように、本発明の前提として検討した半導体集積回路装置では、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅がＱ＿ＲＸ２（又はＱ＿ＲＸ１）のゲート幅よりも例えば３倍程度大きく設定されていた。ただし、これによって、Ｑ＿ＲＸ２（又はＱ＿ＲＸ１）が支配的となって歪み特性の劣化が生じる恐れがあった。
【００３０】
《本実施の形態の主要な特徴および効果》
本実施の形態による半導体集積回路装置は、図１で述べたような各種工夫によって、歪み特性の向上が図られている。ただし、前述したＱ＿ＲＸ２（又はＱ＿ＲＸ１）が支配的となって生じる歪み特性の劣化を改善するためには更なる工夫が必要とされ、この工夫が当該半導体集積回路装置の特に重要な特徴となっている。以下、この特徴について詳細に説明する。
【００３１】
図２は、図１の半導体集積回路装置において、そのオフ状態の各トランジスタの等価回路の一例を示す概略図である。図３は、本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置において、図１および図２における各シングルゲートトランジスタのソース・ドレイン間電流およびゲート・ソース間容量のゲート・ソース間電圧依存性の一例を示す図である。図３には、図１０の場合と同様に、約−１Ｖ程度のしきい値電圧Ｖｔｈを持つＨＥＭＴ素子のソース・ドレイン間電流Ｉｄｓの特性と、オフ時のゲート・ソース間容量（オフ容量）Ｃｇｓの特性が示されている。オフ状態のトランジスタは、図１で述べたＱ＿ＴＸ２のゲートに印加されるハイ電圧（Ｖ＿ＴＸ２ｃ（例えば３Ｖ程度））に伴い、ほぼ−Ｖ＿ＴＸ２ｃにバイアスされる。
【００３２】
図２には、図１における受信スイッチ用の共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍと、受信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＲＸ２，Ｑ＿ＲＸ１の等価回路が示されている。オフ状態のＱ＿ＲＸｃｏｍは、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ１とゲート・ソース間容量Ｃｇ２と、ソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ１で表される。同様に、オフ状態のＱ＿ＲＸ２は、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ３とゲート・ソース間容量Ｃｇ４と、前述したソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ２で表され、オフ状態のＱ＿ＲＸ１は、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ５とゲート・ソース間容量Ｃｇ６と、前述したソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ３で表される。
【００３３】
また、Ｑ＿ＲＸｃｏｍは、トリプルゲートトランジスタであるため、３段構成のシングルゲートトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃで表される。Ｑａは、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ１ａと、ゲート・ソース間容量Ｃｇ２ａと、前述したソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ１ａで表される。同様に、Ｑｂは、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ１ｂと、ゲート・ソース間容量Ｃｇ２ｂと、前述したソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ１ｂで表され、Ｑｃは、ゲート・ドレイン間容量Ｃｇ１ｃと、ゲート・ソース間容量Ｃｇ２ｃと、前述したソース・ドレイン間抵抗Ｒｄ１ｃで表される。なお、受信端子ＲＸ２，ＲＸ１は、例えば図示しないシャントスイッチ用トランジスタ等を介して交流的に接地電源電圧ＧＮＤに接続される。
【００３４】
このような構成例において、図１のＱ＿ＴＸ２を介してアンテナ接続端子ＰＮａｎｔに最大電圧Ｖｉｎ（例えばＧＳＭ方式では３５ｄＢｍの送信パワーに対応する大電圧）の送信高周波信号が送信されると、図１および図２に示すように、当該ＶｉｎがＰＮａｎｔとＧＮＤ（ＲＸ２，ＲＸ１に対応）の間に印加される。この際、各トランジスタのソース・ドレイン間抵抗は比較的高い抵抗値を持つため、当該Ｖｉｎを持つ高周波信号は、主として各トランジスタのゲート・ドレイン間容量およびゲート・ソース間容量（すなわちオフ容量）に印加され、当該オフ容量によって分圧される。この際、図３に示すように、各ゲート・ソース間容量Ｃｇｓ（各ゲート・ドレイン間容量Ｃｇｄ）に対して等しいゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（ゲート・ドレイン間電圧Ｖｇｄ）が印加されるように構成すれば、図１０の場合と比較して歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の向上が図れる。
【００３５】
そのためには、Ｑ＿ＲＸ２とＱ＿ＲＸ１の並列接続のインピーダンス値と、Ｑａ〜Ｑｃのそれぞれのインピーダンス値とが共に等しくなればよい。すなわち、Ｃｇ３，Ｃｇ４の合成容量値とＣｇ５，Ｃｇ６の合成容量値との並列接続に伴う合計値が、Ｃｇ１ｃ，Ｃｇ２ｃの合成容量値に等しく、また、Ｃｇ１ｂ，Ｃｇ２ｂの合成容量値に等しく、更に、Ｃｇ１ａ，Ｃｇ２ａの合成容量値に等しくなればよい。これを具体的に実現するためには、Ｑ＿ＲＸ２のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ２）とＱ＿ＲＸ１のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ１）とＱ＿ＲＸｃｏｍのシングルゲートトランジスタ当たりのゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ）の関係が、Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ＝Ｗｇ＿ＲＸ１＋Ｗｇ＿ＲＸ２であればよい。このようなゲート幅を用いると、図３に示すように、Ｑ＿ＲＸ２（Ｑ＿ＲＸ１）のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ２とＱ＿ＲＸｃｏｍのシングルゲートトランジスタ当たりのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１の信号振幅が、採り得る最小振幅の条件で共に等しくなり、歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）を最も効果的に向上させることが可能になる。
【００３６】
《スイッチ用トランジスタのデバイス構造》
図４は、図１の半導体集積回路装置において、その各スイッチ用トランジスタのデバイス構造例を示す断面図である。図１に示した各スイッチ用トランジスタは、例えば図４に示すような高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）素子で構成される。図４に示すＨＥＭＴ素子では、まず、半絶縁性基板ＳＵＢ上にエピタキシャル層ＥＰが形成されている。半絶縁性基板ＳＵＢとは、化合物半導体であるガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板等から構成される以下に示すような基板である。つまり、禁制帯幅の大きい化合物半導体では、ある種の不純物を添加すると、禁制帯の内部に深い準位が形成される。そして、この深い準位の電子および正孔が固定され、伝導帯の電子密度あるいは価電子帯の正孔密度が非常に小さくなり絶縁体に近くなる。このような基板を半絶縁性基板と呼ぶ。ＧａＡｓ基板では、Ｃｒ、Ｉｎ、酸素などを添加したり、過剰に砒素を導入することにより深い準位が形成され、半絶縁性基板となる。
【００３７】
半絶縁性基板ＳＵＢ上に形成されているエピタキシャル層ＥＰは、例えば、ＧａＡｓ層から形成されている。このエピタキシャル層ＥＰ上にはバッファ層ＢＦが形成され、このバッファ層ＢＦ上にＡｌＧａＡｓ等の半導体層ＬＹ２が形成される。このＬＹ２は素子分離のためメサ形状に加工され、その加工部分にＰＳＧ（Phosphorus Silicon Glass）／ＳｉＯ等の絶縁膜ＩＳＬが形成されている。ＬＹ２上には、複数のゲート電極Ｇ１，Ｇ２が形成されている。Ｇ１，Ｇ２は、例えば、Ｐｔ（白金）を最下層とする金属層から形成され、下層よりＰｔ、Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ、Ａｕ（金）を順次積層した積層膜が用いられる。これにより、ＬＹ２とＧ１，Ｇ２（最下層のＰｔ）とは、ショットキー接合を形成することになる。また、ＬＹ２上には、複数のゲート電極Ｇ１，Ｇ２を離間して挟むように、ｎ型ＧａＡｓ等の２個の半導体層ＬＹ３が形成されており、この２個のＬＹ３上にそれぞれオーミック電極ＯＥ１，ＯＥ２が形成されている。このＯＥ１，ＯＥ２は、ＬＹ３とオーミック接触するように構成されている。
【００３８】
更に、ＬＹ２上においては、複数のゲート電極Ｇ１，Ｇ１の間にも半導体層ＬＹ３が形成されている。このＬＹ３上には、ｎ＋型ＧａＡｓ等のｎ＋電極ＳＨ１２が形成される。このＳＨ１２は、図１で述べたように、ゲート間ノードに給電を行うためのものである。また、絶縁膜ＩＳＬ上には、抵抗層（抵抗）Ｒが形成される。この抵抗層Ｒは、図１に示した各ソース・ドレイン間抵抗（Ｒｄ１ａ等）や各ゲート抵抗（Ｒｇ１ａ等）に対応するものである。なお、ここでは、ソース・ドレイン（ＯＥ１とＯＥ２）間に２個のゲート電極Ｇ１，Ｇ２を備えたダブルゲートトランジスタの構造例を示したが、トリプルゲートトランジスタでは、Ｇ２とＯＥ２の間に更にｎ＋電極とゲート電極が配置されたような構造となり、シングルゲートトランジスタでは、ＳＨ１２とＧ２が削除されたような構造となる。
【００３９】
このようなＨＥＭＴ素子は、ＧａＡｓ層（ＥＰ）とＡｌＧａＡｓ層（ＬＹ２）とのヘテロ結合界面にできる井戸型ポテンシャルを利用し、この井戸型ポテンシャルに形成される２次元電子ガスをキャリアとして使用する。ヘテロ接合界面に存在する井戸型ポテンシャルの幅は電子の波長と同程度の幅しかなく、電子はほぼ界面に沿った２次元的な運動しかできないため、大きな電子移動度が得られるという特性がある。したがって、２次元電子ガスの高移動度特性により、高周波特性および高速特性に優れ、雑音が非常に少ないことから、アンテナの送受信信号に対して直接的に影響を及ぼすアンテナスイッチ用デバイスにＨＥＭＴ素子を適用することが有益となる。
【００４０】
ここで、前述した各スイッチ用トランジスタのゲート幅は、概略的には、図４におけるゲート電極（Ｇ１又はＧ２）の奥行き方向の長さとなる。前述したように、受信スイッチ用の共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅は、望ましくは受信スイッチ用のトランジスタＱ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２のゲート幅の合計値（例えばＱ＿ＲＸ１の２倍等）であるが、より厳密には、このゲート幅の見た目上の比率（例えば２倍等）は、レイアウト構造等に応じて所定の変動幅を持ち得る。
【００４１】
例えば、特許文献１に示されるように、ゲートが図４の奥行き方向に向けて蛇行しながら延伸するメアンダ構造のレイアウトを用いた場合、レイアウト平面上でゲートがある方向に延伸する部分とそれと直交する方向に延伸する部分とでトランジスタ全体のソース・ドレイン間電流に与える寄与率（すなわち実効的なゲート幅）が異なり得る。またマルチゲートのゲート数によっても実効的なゲート幅が異なり得る。したがって、見た目上のゲート幅（単純に当該ゲートの延伸方向の物理長に相当）の比率が必ずしも２倍等に設定されるとは限らない。ただし、このような変動要素を加味した上での実効的なゲート幅の比率は２倍等に設定される。更に、このゲート幅の設定値は、実際には、製造ばらつき等に応じて±２０％程度の変動幅を持ち得る。例えば、Ｑ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２のゲート幅をそれぞれ０．７５ｍｍとした場合、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅は、１．５ｍｍに設定されるが、製造ばらつき等に応じて±０．３ｍｍ程度の変動幅を持ち得る。
【００４２】
《高周波モジュールの構成》
図５は、本発明の実施の形態１の高周波モジュールにおいて、その全体構成の一例を示すブロック図である。図５に示す高周波モジュールＲＦＭＤは、例えば、無線通信システムの一つである携帯電話機で用いられ、例えば複数の部品が実装された１個の配線基板（セラミック基板等）によって構成される。当該ＲＦＭＤには、高周波電力増幅モジュールＨＰＡＭＤと、高周波信号処理チップＲＦＩＣと、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタＳＡＷ１，ＳＡＷ２と、Ｗ−ＣＤＭＡ用パワーアンプ回路ＰＡ＿Ｗ１〜ＰＡ＿Ｗ３と、デュプレクサＤＰＸ１〜ＤＰＸ３等が搭載されている。
【００４３】
高周波信号処理チップＲＦＩＣは、例えば１個の半導体チップで構成され、ロウノイズアンプ回路ＬＮＡ１〜ＬＮＡ５等を含んでいる。ＨＰＡＭＤは例えば１個の配線基板（セラミック基板等）で構成され、当該配線基板上には、パワーアンプ回路ＨＰＡ１，ＨＰＡ２、ロウパスフィルタＬＰＦ１，ＬＰＦ２、制御チップＣＴＬＩＣ、およびアンテナスイッチ用デバイスＡＮＴＳＷ等が実装される。ＨＰＡ１，ＨＰＡ２は、例えば１個の半導体チップで構成される。例えばＨＰＡ１，ＨＰＡ２をＬＤＭＯＳ（Laterally Diffused MOS）等で実現した場合、ＨＰＡ１，ＨＰＡ２，ＣＴＬＩＣを１個の半導体チップ内に集積することが可能である。ＬＰＦ１，ＬＰＦ２は、配線基板上の配線パターンや各種ＳＭＤ（Surface Mount Device）部品等によって構成される。
【００４４】
アンテナスイッチ用デバイスＡＮＴＳＷは、例えば１個の化合物半導体チップ（ＧａＡｓチップ等）によって実現され、ここでは、アンテナ接続端子ＰＮａｎｔ、送信端子ＴＸ１，ＴＸ２、受信端子ＲＸ１，ＲＸ２、および送受信端子ＴＲＸ１〜ＴＲＸ３からなる８個の外部端子を備えている。当該ＡＮＴＳＷは、アンテナＡＮＴが接続されるＰＮａｎｔに対して７つの信号端子（ＴＸ１，ＴＸ２、ＲＸ１，ＲＸ２、ＴＲＸ１〜ＴＲＸ３）のいずれかを選択的に接続する所謂ＳＰ７Ｔの構成となっている。制御チップＣＴＬＩＣは、ベースバンド回路（図示せず）からの制御信号（Ｂ．Ｂ制御）に基づいて、このＰＮａｎｔの接続先を選択する。
【００４５】
ＨＰＡ１は、ＧＳＭのロウバンド用の送信信号ＧＳＭ＿ＬＢ＿ＴＸを増幅し、それをＬＰＦ１を介して送信端子ＴＸ１に出力する。ＧＳＭ＿ＬＢ＿ＴＸは、例えば、８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚの送信周波数帯を持つＧＳＭ８５０や、８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの送信周波数帯を持つＧＳＭ９００に対応するものである。ＨＰＡ２は、ＧＳＭのハイバンド用の送信信号ＧＳＭ＿ＨＢ＿ＴＸを増幅し、それをＬＰＦ２を介して送信端子ＴＸ２に出力する。ＧＳＭ＿ＨＢ＿ＴＸは、例えば、１７１０ＭＨｚ〜１７８０ＭＨｚの送信周波数帯を持つＤＣＳ１８００や、１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの送信周波数帯を持つＰＣＳ１９００に対応するものである。なお、ＨＰＡ１，ＨＰＡ２の前段では、送信ベースバンド信号を所定の送信周波数帯にアップコンバージョンする処理等が行われる。このような処理は、例えばＲＦＩＣ等がミキサ回路等を用いて行う。また、ＣＴＬＩＣは、ベースバンド回路からの制御信号（Ｂ．Ｂ制御）や、ＨＰＡ１，ＨＰＡ２の出力部に設けられた図示しない電力検出回路（カプラ）からの検出信号に応じてＨＰＡ１，ＨＰＡ２の増幅率の制御等も行う。
【００４６】
制御チップＣＴＬＩＣの選択に伴いＡＮＴから受信端子ＲＸ１に入力された受信信号は、ＳＡＷ１を介して特定の受信周波数帯が選択され、ＲＦＩＣのＬＮＡ１によって増幅されたのち、ＧＳＭのロウバンド用の受信信号ＧＳＭ＿ＬＢ＿ＲＸとして出力される。ＧＳＭ＿ＬＢ＿ＲＸは、例えば、８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚの受信周波数帯を持つＧＳＭ８５０や、９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの受信周波数帯を持つＧＳＭ９００に対応するものである。このような受信周波数帯の選択がＳＡＷ１によって行われる。ＣＴＬＩＣの選択に伴いＡＮＴから受信端子ＲＸ２に入力された受信信号は、ＳＡＷ２を介して特定の受信周波数帯が選択され、ＲＦＩＣのＬＮＡ５によって増幅されたのちＧＳＭのハイバンド用の受信信号ＧＳＭ＿ＨＢ＿ＲＸとして出力される。ＧＳＭ＿ＨＢ＿ＲＸは、例えば、１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚの受信周波数帯を持つＤＣＳ１８００や、１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚの受信周波数帯を持つＰＣＳ１９００に対応するものである。このような受信周波数帯の選択がＳＡＷ２によって行われる。なお、ＬＮＡ１，ＬＮＡ５の後段では、受信高周波信号を受信ベースバンド信号にダウンコンバージョンする処理等が行われる。このような処理は、例えばＲＦＩＣ等がミキサ回路等を用いて行う。
【００４７】
ＰＡ＿Ｗ１は、Ｗ−ＣＤＭＡの１．９ＧＨｚ帯（Ｗ−ＣＤＭＡ規格の例えばバンド２に対応）の送信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＴＸ（１９００）を増幅し、当該増幅信号は、ＤＰＸ１による送信／受信周波数帯の分別を経て送受信端子ＴＲＸ１に出力される。一方、ＡＮＴからＴＲＸ１に入力された受信信号は、ＤＰＸ１による送信／受信周波数帯の分別を経たのちＬＮＡ２で増幅され、受信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＲＸ（１９００）として出力される。ＰＡ＿Ｗ２は、Ｗ−ＣＤＭＡの２．１ＧＨｚ帯（Ｗ−ＣＤＭＡ規格の例えばバンド１に対応）の送信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＴＸ（２１００）を増幅し、当該増幅信号は、ＤＰＸ２による送信／受信周波数帯の分別を経て送受信端子ＴＲＸ２に出力される。一方、ＡＮＴからＴＲＸ２に入力された受信信号は、ＤＰＸ２による送信／受信周波数帯の分別を経たのちＬＮＡ３で増幅され、受信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＲＸ（２１００）として出力される。
【００４８】
ＰＡ＿Ｗ３は、Ｗ−ＣＤＭＡの９００ＭＨｚ帯（Ｗ−ＣＤＭＡ規格の例えばバンド８に対応）の送信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＴＸ（９００）を増幅し、当該増幅信号は、ＤＰＸ３による送信／受信周波数帯の分別を経て送受信端子ＴＲＸ３に出力される。一方、ＡＮＴからＴＲＸ３に入力された受信信号は、ＤＰＸ３による送信／受信周波数帯の分別を経たのちＬＮＡ４で増幅され、受信信号Ｗ−ＣＤＭＡ＿ＲＸ（９００）として出力される。ＰＡ＿Ｗ１〜ＰＡ＿Ｗ３は、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）等によって構成される。ＤＰＸ１〜ＤＰＸ３は、例えばＳＭＤ部品等によって構成される。なお、前述したＧＳＭの場合と同様に、ＰＡ＿Ｗ１〜ＰＡ＿Ｗ３の前段ではアップコンバージョンが行われ、ＬＮＡ２〜ＬＮＡ４の後段ではダウンコンバージョンが行われる。このような処理は、例えばＲＦＩＣ等がミキサ回路等を用いて行う。
【００４９】
このように、特に複数の通信方式（マルチモード）ならびに複数の周波数帯（マルチバンド）に対応した高周波モジュールＲＦＭＤでは、アンテナＡＮＴに対して多くのスイッチ用トランジスタが接続されるため、その分、前述したようなオフ容量の影響が増大すると共に歪み特性の劣化度合いが大きくなる恐れがある。そこで、図１で述べたような半導体集積回路装置（アンテナスイッチ用デバイス）を用いて歪み特性の向上を図ることが、より有益なものとなる。
【００５０】
《アンテナスイッチ用デバイスの詳細》
図６は、図５の高周波モジュールにおいて、そのアンテナスイッチ用デバイスの詳細な構成例を示す回路図である。図６に示すアンテナスイッチ用デバイスＡＮＴＳＷは、図５で述べた８個の信号端子（ＰＮａｎｔ，ＴＸ１，ＴＸ２，ＲＸ１，ＲＸ２，ＴＲＸ１〜ＴＲＸ３）に加えて、各スイッチ用トランジスタのオン・オフを制御するオン・オフ制御端子ＴＸ１ｃ，ＴＸ２ｃ，ＲＸ１ｃ，ＲＸ２ｃ，ＴＲＸ１ｃ〜ＴＲＸ３ｃ，ＲＸｃｏｍｃおよび複数の接地電源電圧端子（接地電源電圧）ＧＮＤを備えている。当該オン・オフ制御端子は、図５では省略しているが、実際には、図５のＡＮＴＳＷに備わっている。
【００５１】
ＧＳＭのロウバンド用となる送信端子ＴＸ１とアンテナ接続端子ＰＮａｎｔの間には、２段接続のダブルゲートトランジスタＱ＿ＴＸ１１，Ｑ＿ＴＸ１２からなる送信スイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１のソース・ドレイン経路が結合される。また、ＴＸ１とＧＮＤの間には、２段接続のトリプルゲートトランジスタＱ＿ＴＸ１ｓ１，Ｑ＿ＴＸ１ｓ２からなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１ｓのソース・ドレイン経路が結合される。同様に、ＧＳＭのハイバンド用となる送信端子ＴＸ２とＰＮａｎｔの間には、２段接続のダブルゲートトランジスタＱ＿ＴＸ２１，Ｑ＿ＴＸ２２からなる送信スイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ２のソース・ドレイン経路が結合される。また、ＴＸ２とＧＮＤの間には、２段接続のトリプルゲートトランジスタＱ＿ＴＸ２ｓ１，Ｑ＿ＴＸ２ｓ２からなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ２ｓのソース・ドレイン経路が結合される。
【００５２】
Ｗ−ＣＤＭＡの１．９ＧＨｚ帯用となる送受信端子ＴＲＸ１とＰＮａｎｔの間には、２段接続のダブルゲートトランジスタＱ＿ＴＲＸ１１，Ｑ＿ＴＲＸ１２からなる送受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ１のソース・ドレイン経路が結合される。また、ＴＲＸ１とＧＮＤの間には、１段接続のトリプルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ１ｓのソース・ドレイン経路が結合される。同様に、Ｗ−ＣＤＭＡの２．１ＧＨｚ帯用となる送受信端子ＴＲＸ２とＰＮａｎｔの間には、２段接続のダブルゲートトランジスタＱ＿ＴＲＸ２１，Ｑ＿ＴＲＸ２２からなる送受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ２のソース・ドレイン経路が結合される。また、ＴＲＸ２とＧＮＤの間には、１段接続のトリプルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ２ｓのソース・ドレイン経路が結合される。更に、Ｗ−ＣＤＭＡの９００ＭＨｚ帯用となる送受信端子ＴＲＸ３とＰＮａｎｔの間には、２段接続のダブルゲートトランジスタＱ＿ＴＲＸ３１，Ｑ＿ＴＲＸ３２からなる送受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ３のソース・ドレイン経路が結合される。また、ＴＲＸ３とＧＮＤの間には、１段接続のトリプルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ３ｓのソース・ドレイン経路が結合される。
【００５３】
ＰＮａｎｔと受信共通ノードＮｃｏｍの間には、１段接続のトリプルゲートトランジスタからなる受信スイッチ用共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍのソース・ドレイン経路が結合される。ＧＳＭのハイバンド用となる受信端子ＲＸ２とＮｃｏｍの間には、シングルゲートトランジスタからなる受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ２のソース・ドレイン経路が結合され、ＲＸ２とＧＮＤの間にはシングルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ２ｓのソース・ドレイン経路が結合される。同様に、ＧＳＭのロウバンド用となる受信端子ＲＸ１とＮｃｏｍの間には、シングルゲートトランジスタからなる受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ１のソース・ドレイン経路が結合され、ＲＸ１とＧＮＤの間にはシングルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ１ｓのソース・ドレイン経路が結合される。
【００５４】
スイッチ用トランジスタ（スルースイッチ用トランジスタ）Ｑ＿ＴＸ１のゲートと、それに対応するシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１ｓのソース（ＴＸ１側）には、ＴＸ１ｃからのバイアス電圧が印加される。同様に、スルースイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ２のゲートと、それに対応するシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ２ｓのソース（ＴＸ２側）には、ＴＸ２ｃからのバイアス電圧が印加される。その他のスルースイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ１〜Ｑ＿ＴＲＸ３，Ｑ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２のゲートおよびシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ１ｓ〜Ｑ＿ＴＲＸ３ｓ，Ｑ＿ＲＸ１ｓ，Ｑ＿ＲＸ２ｓのソース（信号端子側）も同様にして、それぞれ、ＴＲＸ１ｃ〜ＴＲＸ３ｃ，ＲＸ１ｃ，ＲＸ２ｃによってバイアス電圧が印加される。また、各シャントスイッチ用トランジスタのゲートは所定のゲート抵抗を介してＧＮＤに結合され、各シャントスイッチ用トランジスタのドレインは、容量を介して交流的にＧＮＤに接続される。
【００５５】
したがって、スルースイッチ用トランジスタとそれに対応するシャントスイッチ用トランジスタは、相補的にオン・オフが制御される。例えば、スルースイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１をオンに制御するためＴＸ１ｃにハイ電圧（Ｖ＿ＴＸ１ｃ）を印加すると、シャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１ｓのゲート・ソース間電圧は、−Ｖ＿ＴＸ１ｃにバイアスされるためオフに制御される。逆に、スルースイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１をオフに制御するためＴＸ１ｃにロウ電圧（例えば０Ｖ（ＧＮＤレベル））を印加すると、シャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１ｓのゲート・ソース間電圧は０Ｖにバイアスされ、各シャントスイッチ用トランジスタは図３等に示したようにディプレッション型の特性を持つためオンに制御される。このようなシャントスイッチ用トランジスタ（例えばＱ＿ＴＸ１ｓ）を設けると、スルースイッチ用トランジスタ（Ｑ＿ＴＸ１）がオフに制御された際に、対応する信号端子（ＴＸ１）を交流的に低インピーダンスでＧＮＤに接続できる。これにより、信号端子（ＴＸ１）より先のインピーダンス（例えばＬＰＦ１等）の影響を隠蔽でき、インピーダンス変動に伴う歪みなどを低減できる。
【００５６】
また、各スイッチ用トランジスタは、主に、通過電力と、オン時の挿入損失、オフ時のアイソレーション特性および歪み特性等との相対的なバランスを勘案して、マルチゲートのゲート数やトランジスタ段数が適宜調整されている。例えば、ＧＳＭの送信パワー（例えば３５ｄＢｍ）はＷ−ＣＤＭＡの送信パワー（例えば２４ｄＢｍ）よりも大きいため、ＴＸ１のシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＸ１ｓはトリプルゲートトランジスタの２段接続とされ、ＴＲＸ１のシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＴＲＸ１ｓはトリプルゲートトランジスタの１段接続とされる。
【００５７】
さらに、各スイッチ用トランジスタのゲート幅に関しても、主に、オン時の挿入損失とオフ時のアイソレーション特性等とのバランスを勘案して、最適な値に設定されている。図７は、図６における各スイッチ用トランジスタの挿入損失およびアイソレーション特性のゲート幅に対する依存性の一例を示す説明図である。図７に示すように、ゲート幅を大きくすると、挿入損失の低減が図れるが、その反面、オフ容量の増大（オフ時のインピーダンスの低下）が生じるためアイソレーション特性が悪くなる。したがって、各スイッチ用トランジスタのゲート幅は、このようなトレードオフの関係を勘案した最適値に設定される。
【００５８】
このように、各スイッチ用トランジスタは、対応する信号端子に応じて、マルチゲートのゲート数やトランジスタ段数、ならびにゲート幅がそれぞれ異なり得るが、基本的な構成はほぼ同様となっているため、Ｑ＿ＴＸ１を代表例としてその詳細な構成について説明する。まず、Ｑ＿ＴＸ１の一部となりＰＮａｎｔ側に配置されたＱ＿ＴＸ１１は、ソース・ドレイン間が抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２を介して結合され、Ｑ＿ＴＸ１の他の一部となりＴＸ１側に配置されたＱ＿ＴＸ１２は、ソース・ドレイン間が抵抗Ｒｄ３，Ｒｄ４を介して結合される。Ｒｄ１〜Ｒｄ４のそれぞれの抵抗値は、例えば１５ｋΩ等である。Ｒｄ１とＲｄ２の結合ノードは、Ｑ＿ＴＸ１１のダブルゲートのゲート間ノードに結合され、Ｒｄ３とＲｄ４の結合ノードは、Ｑ＿ＴＸ１２のダブルゲートのゲート間ノードに結合される。このゲート間ノードの給電によって、図１で述べたように、歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の向上が図れる。
【００５９】
また、Ｑ＿ＴＸ１１のドレイン（ＰＮａｎｔとの結合ノード）とＱ＿ＴＸ１１におけるドレイン側に近いゲートとの間には容量Ｃ１１が結合され、Ｑ＿ＴＸ１２のソース（ＴＸ１との結合ノード）とＱ＿ＴＸ１２におけるソース側に近いゲートとの間には容量Ｃ１２が結合される。Ｃ１１，Ｃ１２のそれぞれの容量値は例えば０．８ｐＦ等である。当該容量を設けることで、図１で述べたように、オフ状態の当該トランジスタが意図せずにオン状態に遷移するような事態を防止できる。
【００６０】
更に、Ｑ＿ＴＸ１１において、ドレイン側（ＰＮａｎｔ側）のゲートはＴＸ１ｃに対して抵抗Ｒｇ１２，Ｒｇ１１，Ｒｇ１５を介して接続され、ソース側（Ｑ＿ＴＸ１２側）のゲートはＴＸ１ｃに対してＲｇ１１，Ｒｇ１５を介して接続される。一方、Ｑ＿ＴＸ１２において、ソース側（ＴＸ１側）のゲートはＴＸ１ｃに対して抵抗Ｒｇ１４，Ｒｇ１３，Ｒｇ１５を介して接続され、ドレイン側（Ｑ＿ＴＸ１１側）のゲートはＴＸ１ｃに対してＲｇ１３，Ｒｇ１５を介して接続される。Ｒｇ１１〜Ｒｇ１４のそれぞれの抵抗値は例えば１０ｋΩ等であり、Ｒｇ１５の抵抗値は例えば２０ｋΩ等である。このように、Ｑ＿ＴＸ１の両端部分に位置するゲート抵抗の抵抗値を大きくし、その中間部分に位置するゲート抵抗の抵抗値を小さくすることで、図１で述べたように、変形Ｕ字型の電圧分布に伴う歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の劣化を改善することが可能になる。
【００６１】
このような構成において、受信スイッチ用共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍならびに受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ１，Ｑ＿ＲＸ２の部分に前述した本実施の形態の方式によるゲート幅の関係が適用される。当該部分の詳細な回路構成に関しては、図１と同様であるため詳細な説明は省略する。これによって、例えばＴＸ２等からのＧＳＭ系の送信動作の際に、送信信号に対する高次高調波歪み（２ＨＤ，３ＨＤ等）を低減することが可能になる。また、例えばＴＲＸ１等からのＷ−ＣＤＭＡ系の送信動作の際に、送信信号に対する相互変調歪み（ＩＭＤ）を低減することが可能になる。
【００６２】
なお、ここでは、ＧＳＭの受信系に対して本実施の形態の方式を適用したが、原理的には、受信系に限らず送信系に対しても同様に適用することが可能である。ただし、送信系は、特にオン時における挿入損失の特性等が重要となるため、受信系のように共通トランジスタを設けることが必ずしも有益とは限らない。したがって、必ずしも限定はされないが、特に、ＧＳＭ系などのように、複数の送信端子および複数の受信端子をそれぞれ個別に持つ場合で（すなわちＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を備えた場合で）、その受信系に本実施の形態の方式を適用することが有益となる。
【００６３】
《アンテナスイッチ用デバイスの検証結果》
図８は、図６のアンテナスイッチ用デバイスにおいて、その各種効果を検証した結果の一例を示す説明図である。図８に示すように、本発明の前提として検討したアンテナスイッチ用デバイス（比較例）では、Ｑ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ）がＱ＿ＲＸ１のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ１）（ここではＱ＿ＲＸ２のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ２）も同一とする）の３倍（Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ／Ｗｇ＿ＲＸ１＝１．８ｍｍ／０．６ｍｍ）に設定されていた。この場合、ＴＸ２からの送信動作を行った際に、２ＨＤ／３ＨＤ＝−７７．１ｄＢｃ／−７１．６ｄＢｃとなった。一方、本実施の形態の方式を適用した場合、Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ＝Ｗｇ＿ＲＸ１＋Ｗｇ＿ＲＸ２に設定され、ここでは、Ｗｇ＿ＲＸ１＝Ｗｇ＿ＲＸ２であるため、Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍがＷｇ＿ＲＸ１の２倍（Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ／Ｗｇ＿ＲＸ１＝１．５ｍｍ／０．７５ｍｍ）に設定される。この場合、ＴＸ２からの送信動作を行った際に、２ＨＤ／３ＨＤ＝−８０．９ｄＢｃ／−８１．６ｄＢｃとなり、例えば３ＨＤにおいて約１０ｄＢの改善効果が得られた。なお評価条件は、送信パワー（Ｐｉｎ）＝３５ｄＢｍ、送信周波数＝１８８０ＭＨｚ、ゲートバイアス電圧Ｖ＿ＴＸ２ｃ＝４．６Ｖである。
【００６４】
以上、本実施の形態１の半導体集積回路装置および高周波モジュールを用いることで、代表的には高周波信号における歪み特性の向上が実現可能になる。
【００６５】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、図６に示したアンテナスイッチ用デバイスの変形例について説明する。図９は、本発明の実施の形態２による高周波モジュールにおいて、それに含まれるアンテナスイッチ用デバイスの構成例を示す回路図である。図９に示すアンテナスイッチ用デバイスＡＮＴＳＷ２は、図６のＡＮＴＳＷと比較して、Ｗ−ＣＤＭＡ用の送受信端子ＴＲＸ３に伴う箇所（ＴＲＸ３ｃ，Ｑ＿ＴＲＸ３，Ｑ＿ＴＲＸ３ｓ）が削除され、代わりに２個の受信端子ＲＸ３，ＲＸ４およびオン・オフ制御端子ＲＸ３ｃ，ＲＸ４ｃとこれに伴う各スイッチ用トランジスタが追加された構成となっている。これ以外の構成に関しては図６と同様であるため詳細な説明は省略する。図９のＡＮＴＳＷ２は、ＳＰ８Ｔ型の構成となる。
【００６６】
受信端子ＲＸ３と前述した受信共通ノードＮｃｏｍの間には、シングルゲートトランジスタからなる受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ３のソース・ドレイン経路が結合され、ＲＸ３とＧＮＤの間にはシングルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ３ｓのソース・ドレイン経路が結合される。同様に、受信端子ＲＸ４とＮｃｏｍの間には、シングルゲートトランジスタからなる受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ４のソース・ドレイン経路が結合され、ＲＸ４とＧＮＤの間にはシングルゲートトランジスタからなるシャントスイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ４ｓのソース・ドレイン経路が結合される。すなわち、Ｎｃｏｍには、図６の場合と異なり、４個の受信スイッチ用トランジスタＱ＿ＲＸ１〜Ｑ＿ＲＸ４が接続されることになる。
【００６７】
ここで、前述したように送信端子ＴＸ１をＧＳＭのロウバンド用とした場合、受信端子ＲＸ１はＧＳＭのロウバンド中の例えばＧＳＭ８５０用とされ、新たに追加されたＲＸ３はＧＳＭのロウバンド中の例えばＧＳＭ９００用とされる。また、前述したように送信端子ＴＸ２をＧＳＭのハイバンド用とした場合、受信端子ＲＸ２はＧＳＭのハイバンド中の例えばＤＣＳ１８００用とされ、新たに追加されたＲＸ４はＧＳＭのハイバンド中の例えばＰＣＳ１９００用とされる。送信系は、前段のパワーアンプ回路の特性等に起因して広帯域化を図ることが比較的容易であるが、受信系は後段のＳＡＷフィルタの特性等に起因して送信系ほど広帯域化を図ることが容易でない。したがって、このように１個の送信端子に対して２個の受信端子を割り当てるようなことが有益となる。
【００６８】
このような回路構成例に対して本実施の形態の方式を適用する場合、受信スイッチ用共通トランジスタＱ＿ＲＸｃｏｍのゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ）が、Ｑ＿ＲＸ１のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ１）とＱ＿ＲＸ２のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ２）とＱ＿ＲＸ３のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ３）とＱ＿ＲＸ４のゲート幅（Ｗｇ＿ＲＸ４）の合計値に設定される。すなわち、Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍ＝Ｗｇ＿ＲＸ１＋Ｗｇ＿ＲＸ２＋Ｗｇ＿ＲＸ３＋Ｗｇ＿ＲＸ４に設定される。これによって、実施の形態１の場合と同様に、各オフ容量に加わる電圧が均一化され、歪み特性（ＨＤ，ＩＭＤ）の向上が図れる。なお、Ｗｇ＿ＲＸｃｏｍの値は、前述したように、実際には製造ばらつき等に応じて±２０％程度の変動幅を持ち得る。
【００６９】
以上、本実施の形態２の半導体集積回路装置および高周波モジュールを用いることで、代表的には高周波信号における歪み特性の向上が実現可能になる。
【００７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００７１】
例えば、ここでは、スイッチ用トランジスタとしてＨＥＭＴ素子を用いたが、勿論、これに限定されるものではなく、例えばＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板やＳＯＳ（Silicon On Sapphire）基板上のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等を用いる場合でも同様の原理が適用可能と考えられる。また、ここでは、ＧＳＭとＷ−ＣＤＭＡに対応したマルチモード・マルチバンド対応の高周波モジュールを示したが、勿論、ＧＳＭ単体に対応したマルチバンド対応の高周波モジュール等に適用することも可能である。更に、通信方式もＧＳＭやＷ−ＣＤＭＡに限定されるものではなく、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）等に対応した高周波モジュールにも適用可能と考えられる。また、必ずしも携帯電話機に限定されるものではなく、例えば、複数バンド（例えば２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）に対応した無線ＬＡＮ用アンテナスイッチなどを含め各種無線通信システムに対して同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本実施の形態による半導体集積回路装置および高周波モジュールは、特に、マルチバンド対応のアンテナスイッチを含んだ携帯電話機に適用して有益なものであり、これに限らず、各種無線通信機器に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
ＡＮＴＳＷ  アンテナスイッチ用デバイス
ＢＦ  バッファ層
Ｃ  容量
ＣＴＬＩＣ  制御チップ
ＤＰＸ  デュプレクサ
ＥＰ  エピタキシャル層
Ｇ  ゲート電極
ＧＮＤ  接地電源電圧
ＨＰＡＭＤ  高周波電力増幅モジュール
ＩＳＬ  絶縁膜
ＬＮＡ  ロウノイズアンプ回路
ＬＰＦ  ロウパスフィルタ
ＬＹ  半導体層
ＯＥ  オーミック電極
ＰＡ，ＨＰＡ  パワーアンプ回路
ＰＮａｎｔ  アンテナ接続端子
Ｑ  トランジスタ
Ｒ  抵抗
ＲＦＩＣ  高周波信号処理チップ
ＲＦＭＤ  高周波モジュール
ＲＸ１〜ＲＸ４  受信端子
ＲＸｃｏｍｃ，ＲＸ１ｃ〜ＲＸ４ｃ，ＴＸ１ｃ，ＴＸ２ｃ  オン・オフ制御端子
ＳＡＷ  ＳＡＷフィルタ
ＳＨ  ｎ＋電極
ＳＵＢ  半絶縁性基板
ＴＲＸ１〜ＴＲＸ３  送受信端子
ＴＸ１，ＴＸ２  送信端子
【図１】
2012161032.tif 000003
【図２】
2012161032.tif 000004
【図３】
2012161032.tif 000005
【図４】
2012161032.tif 000006
【図５】
2012161032.tif 000007
【図６】
2012161032.tif 000008
【図７】
2012161032.tif 000009
【図８】
2012161032.tif 000010
【図９】
2012161032.tif 000011
【図１０】
2012161032.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月15日(2014.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ接続用であり、アンテナに向けた第１送信信号が伝送されるアンテナ端子と、
受信端子である第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）端子と、
前記アンテナ端子と共通ノードの間にソース・ドレイン経路が結合され、前記アンテナ端子に前記第１送信信号が伝送される際にオフに制御される、トリプルゲートトランジスタである共通トランジスタと、
前記共通ノードと前記第１〜第Ｎ端子の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記共通トランジスタがオフに制御される際に共にオフに制御される第１〜第Ｎトランジスタと、
前記共通トランジスタのゲート電圧を制御する共通制御端子と、
を備え、
前記共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる両端のゲートは、第１抵抗値を介して前記共通制御端子に結合され、
前記共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる真ん中のゲートは、前記第１抵抗値よりも小さい第２抵抗値を介して前記共通制御端子に結合されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタを等価的に構成する各シングルゲートトランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎトランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、さらに、
第１送信端子と、
前記第１送信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合される第１送信用トランジスタとを備え、
前記第１送信信号は、オンに制御される前記第１送信用トランジスタを介して前記第１送信端子から前記アンテナ端子に伝送されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項３記載の半導体集積回路装置において、
前記共通トランジスタ、前記第１〜第Ｎトランジスタ、および前記第１送信用トランジスタのそれぞれは、ＨＥＭＴ素子であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
請求項３記載の半導体集積回路装置において、
さらに、前記第１〜第Ｎ端子と接地電源電圧の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記第１〜第Ｎトランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１〜第Ｎシャント用トランジスタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項６】
請求項３記載の半導体集積回路装置において、
前記第１送信信号は、ＧＳＭ方式の周波数帯を持つことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項７】
請求項３記載の半導体集積回路装置において、
前記第１送信信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の周波数帯を持つことを特徴とする半導体集積
回路装置。
【請求項８】
１個の配線基板によって実現され、
前記配線基板上に実装された第１半導体チップを備え、
前記第１半導体チップは、
アンテナ接続用であるアンテナ端子と、
第１送信信号が入力される第１送信端子と、
第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）受信端子と、
前記第１送信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信信号を前記アンテナ端子に伝送する際にオンに制御される第１送信用トランジスタと、
前記アンテナ端子と共通ノードの間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信用トランジスタがオンに制御される際にオフに制御され、前記アンテナからの受信信号を前記第１〜第Ｎ受信端子のいずれか１個に向けて伝送する際にオンに制御される、トリプルゲートトランジスタである受信用共通トランジスタと、
前記共通ノードと前記第１〜第Ｎ受信端子の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記受信用共通トランジスタがオフに制御される際に共にオフに制御され、前記受信用共通トランジスタがオンに制御される際にいずれか１個がオンに制御される第１〜第Ｎ受信用トランジスタと、
前記受信用共通トランジスタのゲート電圧を制御する共通制御端子と、
を備え、
前記受信用共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる両端のゲートは、第１抵抗値を介して前記共通制御端子に結合され、
前記受信用共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタに含まれる真ん中のゲートは、前記第１抵抗値よりも小さい第２抵抗値を介して前記共通制御端子に結合されることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項９】
請求項８記載の高周波モジュールにおいて、
前記受信用共通トランジスタとなる前記トリプルゲートトランジスタを等価的に構成する各シングルゲートトランジスタのゲート幅は、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタにおける各ゲート幅の合計値の±２０％の範囲であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１０】
請求項８または９記載の高周波モジュールにおいて、
前記受信用共通トランジスタ、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタ、および前記第１送信用トランジスタのそれぞれは、ＨＥＭＴ素子であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１１】
請求項８または９記載の高周波モジュールにおいて、さらに、
前記第１〜第Ｎ受信端子と接地電源電圧の間にそれぞれソース・ドレイン経路が結合され、前記第１〜第Ｎ受信用トランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１〜第Ｎ受信シャント用トランジスタと、
前記第１送信端子と前記接地電源電圧の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第１送信用トランジスタと相補の関係でオン・オフが制御される第１送信シャント用トランジスタとを有することを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１２】
請求項８または９記載の高周波モジュールにおいて、
前記第１送信信号は、ＧＳＭ方式の周波数帯を持つことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１３】
請求項１２記載の高周波モジュールにおいて、さらに、
第２送信信号および第１受信信号を伝送する第１送受信端子と、
前記第１送受信端子と前記アンテナ端子の間にソース・ドレイン経路が結合され、前記第２送信信号を前記アンテナ端子に伝送する際と前記アンテナ端子からの受信信号を前記第１受信信号として前記第１送受信端子に伝送する際にオンに制御される第１送受信用トランジスタとを備え、
前記受信用共通トランジスタは、前記第１送受信用トランジスタがオンに制御される際にオフに制御され、
前記第２送信信号および前記第１受信信号は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の周波数帯を持つことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１４】
請求項１２記載の高周波モジュールにおいて、
前記配線基板上には、さらに、前記第１送信端子に向けて前記第１送信信号を出力するパワーアンプ回路が実装されることを特徴とする高周波モジュール。
【国際調査報告】
2012161032.tif 000013
2012161032.tif 000014
2012161032.tif 000015
2012161032.tif 000016