[发明专利]通信系统用仪器和半导体集成电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种配置有用于高耐压、大电流的半导体电源装置的半导体集成电路装置和使用该半导体集成电路装置的便携式终端、基地电台等的通信系统用仪器。

背景技术

因为炭化硅(SiC)是比硅(Si)的带间距大的半导体，具有很高的绝缘耐压性，并且，在高温下也是稳定的半导体，所以用SiC衬底形成的有源元件将有望应用于下一代的电源装置和高温工作装置。

一般情况下，电源装置是进行大功率转换和控制的装置的总称，被称为功率二极管、功率晶体管等。而且，作为电源装置的应用，有例如配置在作为通信系统的移动式电台来发挥作用的便携式终端设备、汽车电话、以及基地电台等上面的晶体管、二极管等，可以说，今后电源装置的应用领域将会更加广泛。

在一般情况下，为了实现这些用途，采用下面所述的构成：即把内藏有电源装置的多个半导体芯片按照其用途和目的，用配线连接起来并容纳在一个封装内，使之模块化。例如，在印刷电路板上，预先按用途形成相应的布线，使之构成电路，通过在印刷电路板上安装各半导体芯片，由半导体芯片和布线来构成所需的电路。在此，作为现有的配置了半导体电源装置的电路的例子，就使用了肖特基二极管和MESFET的无线基地电台的收发信电路进行说明。

图20是文献(“开辟信息通信新时代的高频·光半导体装置p124”，上田大助，平成11年12月1日，电子信息通信学会发行)中所述的表示现有基地电台(通信系统的基地电台)内部结构的电路框图。如该图所示，它包括：天线主体、天线部、接收放大部、发送放大部、无线收发部、基带信号处理部、接口部、交换控制部、控制部、电源部。接收放大部由两段构成，每一段由滤波器和低噪音放大器(LNA)串联在一起组成。在无线收发部中配置有用于把局部放大器和高频发送器的输出混合后生成高频信号的混频器。在发送放大器中配置有驱动放大器、滤波器、中间放大器和包含四个主放大器的电源分配·合成电路。而且，还设有与用于处理声音信号的基带信号处理部、接口部以及交换网(网络)连接的交换控制部。

在此，在现有的基地电台中，主放大器由输入匹配电路和使用GaAs衬底形成的场效应晶体管(MESFET)构成，为了实现阻抗的匹配，在输入一侧、输出一侧配置有电容、电感和电阻元件。

并且，在控制部、基带信号处理部、接口部和交换控制部中，配置有在硅衬底上形成的MOSFET、二极管、电容和电阻元件等。作为独立的芯片，形成特别需要大面积的电容(电容器)和电感等部件。

但是，在以上所述的现有通信系统中，存在着下面所述的问题。

在以上所述的现有基地电台中，一般是用GaAs衬底来形成收发信电路等的最重要部分即信号放大用元件。因为GaAs的耐热性差，所以为了抑制温度的上升，就需要具有很强的冷却能力的冷却装置，为了维持基地电台，就需要很大的营业成本。并且，当应用于便携式终端时，虽然需要使电路小型化，但是GaAsMESFET等耐热性差的元件在位置上受到严格的制约，即它必须远离由于高频信号的作用而容易上升到高温的FET和电感。虽然在各部件的位置关系上下了各种工夫，但其结果却只能使收发信电路本身大型化。

而且，收发信电路等的最重要部分即信号放大用元件，特别是在放大大电力所需的部分中，虽然设置有多个MESFET，但是伴随着高频信号频率的升高，来自MESFET的反射波所造成的影响叠加，因此很难实现阻抗的匹配。其结果，为了使阻抗匹配就要花费很多的时间来进行调整。

发明内容

鉴于以上所述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种利用了适于配置在使用温度、空间上的限制等都非常苛刻的条件下的有源元件的通信系统用仪器。

为了实现以上所述目的，本发明的通信系统用仪器，是配置在通信系统中，并具有用化合物半导体形成的有源元件的仪器，所述有源元件包括：

设置在衬底上的化合物半导体层；

设置在所述化合物半导体层的上面，并且使作为载流子飞越区域来发挥作用的至少一个第一半导体层，和含有高浓度的载流子用杂质并且其膜厚度比所述第一半导体层更薄，并且因量子效应导致在其中能分布载流子的至少一个第二半导体层相互连接在一起而构成的活性区域。