JPH01168082A - 直列動作型ガンダイオード - Google Patents
直列動作型ガンダイオードInfo
- Publication number
- JPH01168082A JPH01168082A JP62325539A JP32553987A JPH01168082A JP H01168082 A JPH01168082 A JP H01168082A JP 62325539 A JP62325539 A JP 62325539A JP 32553987 A JP32553987 A JP 32553987A JP H01168082 A JPH01168082 A JP H01168082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- gunn diode
- gunn
- series
- anode layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高周波（４ＧＨｚ〜９４ ＧＨｚ）領域にお
ける発振デバイスであるガンダイオードに関する。
ける発振デバイスであるガンダイオードに関する。
従来のガンダイオードの製法を第４図に示す。
（１００）面方位を持つＮ型低抵抗のＧａＡｓ単結晶基
板（不純物濃度が１×１０１１１ａ１１程度）１の上面
に、周知のエピタキシャル成長法によりＮ＋バッファ層
（不純物濃度がｌ Ｘ Ｉ Ｏ”ｅｌｌ−”程度）２、
Ｎ動作層３、Ｎ＋コンタクト層（不純物濃度がＩ Ｘ
１０ ”ａｍ−”程度、厚さ３．ｃｒｍ程度）４を成長
させる（第４図（ａ））。次に、コンタクト層４の上面
に円形のＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ｎ ｉ ／ Ａ ｕから
なる金属多層膜を形成し、４２０℃、１分間の熱処理で
オーミック電極５を形成する（第４図（ｂｌ）。次に、
そのオーミック電極５をマスクにしてＨｚＳＯ−ＨｚＯ
ｔ−ＵｔＯ系のエツチング液で、ＧａＡｓ基板１までエ
ツチングを行う（第４図（Ｃ））。そして、裏面から機
械研磨、エツチングにより、基板１の厚みを１５０μｍ
程度に薄くし、その裏面にもオーミック電極６を形成す
る（第４図（ｄ））。この後、グイサーで切断してガン
ダイオード用チップを得る（第４図（８１）、このチッ
プの裏側のオーミック電極６をＡｕＧｅ等の合金線で、
また表面のオーミック電極５をＡｕ線で夫々ダイオード
パッケージに接続する。
板（不純物濃度が１×１０１１１ａ１１程度）１の上面
に、周知のエピタキシャル成長法によりＮ＋バッファ層
（不純物濃度がｌ Ｘ Ｉ Ｏ”ｅｌｌ−”程度）２、
Ｎ動作層３、Ｎ＋コンタクト層（不純物濃度がＩ Ｘ
１０ ”ａｍ−”程度、厚さ３．ｃｒｍ程度）４を成長
させる（第４図（ａ））。次に、コンタクト層４の上面
に円形のＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ｎ ｉ ／ Ａ ｕから
なる金属多層膜を形成し、４２０℃、１分間の熱処理で
オーミック電極５を形成する（第４図（ｂｌ）。次に、
そのオーミック電極５をマスクにしてＨｚＳＯ−ＨｚＯ
ｔ−ＵｔＯ系のエツチング液で、ＧａＡｓ基板１までエ
ツチングを行う（第４図（Ｃ））。そして、裏面から機
械研磨、エツチングにより、基板１の厚みを１５０μｍ
程度に薄くし、その裏面にもオーミック電極６を形成す
る（第４図（ｄ））。この後、グイサーで切断してガン
ダイオード用チップを得る（第４図（８１）、このチッ
プの裏側のオーミック電極６をＡｕＧｅ等の合金線で、
また表面のオーミック電極５をＡｕ線で夫々ダイオード
パッケージに接続する。
なお、上記第４図（Ｃ１の工程を省略すると、第５図に
示すようなチップが得られる。
示すようなチップが得られる。
ところで、ガンダイードの特性を決める要素の一つは、
Ｎ動作層３の仕様であり、１０ＧＨｚの周波数での発振
を行うためには、１０μｍ程度の厚さで、Ｉ Ｘ １０
”ａｍ−’程度の不純物濃度が選ばれる。発振周波数
が上がると、動作層の厚さを薄く、また不純物濃度は大
きく設定する必要があり、５０ＧＨ２の例では厚さは２
μｍ程度、不純物濃度はＩＸ １０ ”ｅｌｍ−”程度
と高くなる。別の要素は上部オーミック電極４の面積で
あり、これを大きくすると動作層３を流れる電流が増加
し、発振出力を増大させることができる。
Ｎ動作層３の仕様であり、１０ＧＨｚの周波数での発振
を行うためには、１０μｍ程度の厚さで、Ｉ Ｘ １０
”ａｍ−’程度の不純物濃度が選ばれる。発振周波数
が上がると、動作層の厚さを薄く、また不純物濃度は大
きく設定する必要があり、５０ＧＨ２の例では厚さは２
μｍ程度、不純物濃度はＩＸ １０ ”ｅｌｍ−”程度
と高くなる。別の要素は上部オーミック電極４の面積で
あり、これを大きくすると動作層３を流れる電流が増加
し、発振出力を増大させることができる。
一方、ガンダイードを２個直列動作させれば、同じ動作
電流で動作電圧が２倍となり、発振出力が３〜４倍とな
る。そこで従来では、第４図に示すような個々のチップ
を積み重ねて直列動作を行わせていたが、個々のチップ
の特性（動作層３の仕様等）が異なると、必ずしも発振
出力の上昇を実現することができず、また組立のための
工数もかかり、バラツキが生じやすいという問題もあっ
た。
電流で動作電圧が２倍となり、発振出力が３〜４倍とな
る。そこで従来では、第４図に示すような個々のチップ
を積み重ねて直列動作を行わせていたが、個々のチップ
の特性（動作層３の仕様等）が異なると、必ずしも発振
出力の上昇を実現することができず、また組立のための
工数もかかり、バラツキが生じやすいという問題もあっ
た。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は上記した問題を生じることなく直列動作できる
ようにしたガンダイオードを提供することである。
の目的は上記した問題を生じることなく直列動作できる
ようにしたガンダイオードを提供することである。
このために本発明は、半絶縁性基板の上面にアノード層
、動作層、及びカソード層を積層し、アノード層の分離
により少なくとも２個のガンダイオード構成部を分離し
て形成し、これらガンダイオードを直列接続して構成し
た。
、動作層、及びカソード層を積層し、アノード層の分離
により少なくとも２個のガンダイオード構成部を分離し
て形成し、これらガンダイオードを直列接続して構成し
た。
以下、本発明の実施例について説明する。第１図及び第
２図はその一実施例の２４ＧＨｚ用のガンダイオードの
構造を示す図である。本実施例では、ＧａＡＳのエピタ
キシャルウェハを使用している。
２図はその一実施例の２４ＧＨｚ用のガンダイオードの
構造を示す図である。本実施例では、ＧａＡＳのエピタ
キシャルウェハを使用している。
即ち、ｌＸｌ０’Ω口程度の抵抗率の厚さ３５０μｍの
半絶縁性基板１０の上面に、不純物濃度が８×１０１６
ａｌ−３、厚さが１０μｍのＮ＋アノード層１１、不純
物濃度が２ Ｘ １０ ”ａｍ−”、厚さ５μｍのＮ動
作層１２、不純物濃度が２Ｘ１０’日ｅｌｌ −”、厚
さ３μｍのＮ＋カソード層１３を形成し、アノード層１
１の上面にオーミック電極１４を、カソード層１３の上
面にオーミック電極１５を形成し、これにより基板１０
上に２個のガンダイオードＡ、Ｂを形成している。
半絶縁性基板１０の上面に、不純物濃度が８×１０１６
ａｌ−３、厚さが１０μｍのＮ＋アノード層１１、不純
物濃度が２ Ｘ １０ ”ａｍ−”、厚さ５μｍのＮ動
作層１２、不純物濃度が２Ｘ１０’日ｅｌｌ −”、厚
さ３μｍのＮ＋カソード層１３を形成し、アノード層１
１の上面にオーミック電極１４を、カソード層１３の上
面にオーミック電極１５を形成し、これにより基板１０
上に２個のガンダイオードＡ、Ｂを形成している。
そして、パッケージ内のヒートシンク電極にＡｕＳｎ等
のソルダーで裏面のオーミック電極２１を接着し、一方
のガンダイオードＡのアノード層１１のオーミック電極
１４に直径２０μｍのＡｕのワイヤ１６をボンデングし
てパッケージに接続し、また他方のダイオードＢのアノ
ード層１３のオーミック電極１５にも同様のワイヤ１７
をボンデングして同パッケージに接続し、更に一方のガ
ンダイオードＡのアノード層１３のオーミック電極１５
と他方のガンダイオードＢのカソード層１１のオーミッ
ク電極１４とを同様のワイヤ１８でボンデングしている
。
のソルダーで裏面のオーミック電極２１を接着し、一方
のガンダイオードＡのアノード層１１のオーミック電極
１４に直径２０μｍのＡｕのワイヤ１６をボンデングし
てパッケージに接続し、また他方のダイオードＢのアノ
ード層１３のオーミック電極１５にも同様のワイヤ１７
をボンデングして同パッケージに接続し、更に一方のガ
ンダイオードＡのアノード層１３のオーミック電極１５
と他方のガンダイオードＢのカソード層１１のオーミッ
ク電極１４とを同様のワイヤ１８でボンデングしている
。
以上より、両ガンダイオードＡ、Ｂは半絶縁性の基板１
０とアノード層１１の分離凹部１１ａにより分離され、
ワイヤ１８により直列接続される。
０とアノード層１１の分離凹部１１ａにより分離され、
ワイヤ１８により直列接続される。
なお、１９．２０はメサ側面である。
第３図はこのようなガンダイオードの製法を説明するた
めの図である。まず、半絶縁性基板１０の上にアノード
Ｊｉｌｌ、Ｎ動作層１２、カソード層１３をエピタキシ
ャル成長法により積層した後、そのカソード層１３の上
面に周知のホトリソグラフィ法により直径１００μｍの
ホトレジスト層３０を隣接して２個形成しく第３図（ａ
））、このホトレジスト層３０をマクスとしてアノード
層１１まで達するよう周知の硫酸系のエッチャントで９
μｍの深さのエツチングを行う（第３図（ｂｌ）。そし
て、このホトレジスト層３０を除去しく第３図（Ｃ））
、ポジ型ホトレジスト（Ａ２−１３５０Ｊ）３１でホト
リソグラフィを行う（第３図（ｄ））。更に、真空蒸着
法によりＡｕＧｅ系のオーミック材料をウェハに垂直方
向より蒸着し、ホトレジスト３１を溶解して熱処理を行
ないアノード層１１とカソード層１３の上面に上述した
オーミック電極１４．１５を形成する（第３図（ｅ））
。更に、ホトレジスト３２を形成して、アノード層１１
に１０μｍのエツチングにより底が基板１０まで達する
分離凹部１１ａを形成する（第３図（ｆ））。そして、
基板１０の裏面を研磨し、オーミック電極２１を形成し
て、ダイスにブレークすると、２個のガンダイオードを
有するチップが形成される。ワイヤボンディングは上述
のように行われる。
めの図である。まず、半絶縁性基板１０の上にアノード
Ｊｉｌｌ、Ｎ動作層１２、カソード層１３をエピタキシ
ャル成長法により積層した後、そのカソード層１３の上
面に周知のホトリソグラフィ法により直径１００μｍの
ホトレジスト層３０を隣接して２個形成しく第３図（ａ
））、このホトレジスト層３０をマクスとしてアノード
層１１まで達するよう周知の硫酸系のエッチャントで９
μｍの深さのエツチングを行う（第３図（ｂｌ）。そし
て、このホトレジスト層３０を除去しく第３図（Ｃ））
、ポジ型ホトレジスト（Ａ２−１３５０Ｊ）３１でホト
リソグラフィを行う（第３図（ｄ））。更に、真空蒸着
法によりＡｕＧｅ系のオーミック材料をウェハに垂直方
向より蒸着し、ホトレジスト３１を溶解して熱処理を行
ないアノード層１１とカソード層１３の上面に上述した
オーミック電極１４．１５を形成する（第３図（ｅ））
。更に、ホトレジスト３２を形成して、アノード層１１
に１０μｍのエツチングにより底が基板１０まで達する
分離凹部１１ａを形成する（第３図（ｆ））。そして、
基板１０の裏面を研磨し、オーミック電極２１を形成し
て、ダイスにブレークすると、２個のガンダイオードを
有するチップが形成される。ワイヤボンディングは上述
のように行われる。
以上より、直列動作が可能となることはもとより、個別
のチップを組み立てる場合に比較して工数、バラツキ等
の問題もなく、また動作層の仕様は完全に同一となるの
で問題はない。
のチップを組み立てる場合に比較して工数、バラツキ等
の問題もなく、また動作層の仕様は完全に同一となるの
で問題はない。
以上のように本発明によれば、直列動作が可能となり、
その際バラツキ、工数等の問題もなく、発振出力の増大
を図ることができる。
その際バラツキ、工数等の問題もなく、発振出力の増大
を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例のガンダイオードの平面の模
式図、第２図は同断面の模式図、第３図は製法の説明図
、第４図は一般的なガンダイオードの製法の説明図、第
５図は従来の１チツプのガンダイオードの断面図の模式
図である。 １・・・低抵抗ＧａＡｓ単結晶基板、２・・・バッファ
層、３・・・動作層、４・・・コンタクト層、５．６・
・・オーミック金属、 １０・・・半絶縁性基板、１１・・・Ｎ゛アノーフ層１
２・・・Ｎ動作層、１３・・・Ｎ＋カソード層、１４．
１５・・・オーミック電極、１６〜１８・・・Ａｕワイ
ヤ、１９．２０・・・メサ側面、２１・・・オーミック
電極。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 Ｌ 亘第３図
式図、第２図は同断面の模式図、第３図は製法の説明図
、第４図は一般的なガンダイオードの製法の説明図、第
５図は従来の１チツプのガンダイオードの断面図の模式
図である。 １・・・低抵抗ＧａＡｓ単結晶基板、２・・・バッファ
層、３・・・動作層、４・・・コンタクト層、５．６・
・・オーミック金属、 １０・・・半絶縁性基板、１１・・・Ｎ゛アノーフ層１
２・・・Ｎ動作層、１３・・・Ｎ＋カソード層、１４．
１５・・・オーミック電極、１６〜１８・・・Ａｕワイ
ヤ、１９．２０・・・メサ側面、２１・・・オーミック
電極。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 Ｌ 亘第３図
Claims (3)
- （１）、半絶縁性基板の上面にアノード層、動作層、及
びカソード層を積層し、アノード層の分離により少なく
とも２個のガンダイオード構成部を分離して形成し、こ
れらガンダイオードを直列接続したことを特徴とする直
列動作型ガンダイオード。 - （２）、上記直列接続を、一方のガンダイオードのカソ
ードと他方のガンダイオードのアノードとをワイヤ接続
して行ったことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の直列動作型ガンダイオード。 - （３）、上記アノード層、動作層、及びカソード層がＧ
ａＡｓのエピタキシャル成長層でなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の直列動作型ガンダイオード
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325539A JPH01168082A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 直列動作型ガンダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325539A JPH01168082A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 直列動作型ガンダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168082A true JPH01168082A (ja) | 1989-07-03 |
Family
ID=18178010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325539A Pending JPH01168082A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 直列動作型ガンダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01168082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001652A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Marconi Applied Technologies Limited | Gunn diodes |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62325539A patent/JPH01168082A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001652A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Marconi Applied Technologies Limited | Gunn diodes |
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