JPH03261202A - マイクロ波半導体装置 - Google Patents
マイクロ波半導体装置Info
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- JPH03261202A JPH03261202A JP2060367A JP6036790A JPH03261202A JP H03261202 A JPH03261202 A JP H03261202A JP 2060367 A JP2060367 A JP 2060367A JP 6036790 A JP6036790 A JP 6036790A JP H03261202 A JPH03261202 A JP H03261202A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
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- Waveguides (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、モノリシリックマイクロ波集積回路（ＭＭＩ
Ｃ）などの、半導体基板上に形成されたストリップ線路
の途中にリアクタンス素子部が形成されてなるマイクロ
波半導体装置に関するものである。
Ｃ）などの、半導体基板上に形成されたストリップ線路
の途中にリアクタンス素子部が形成されてなるマイクロ
波半導体装置に関するものである。
モノリシリックマイクロ波集積回路などマイクロ波半導
体装置は、半導体基板上に伝送線路としてマイクロスト
リップ線路やコプレーナ線路等のストリップ線路を形成
し、必要な場所では基板自身で固体素子を作って結合す
ることによって所定の高周波回路を構成するものである
。そして、高周波回路中には通常はりアクタンス素子た
るキャパシタやインダクタを要するので、マイクロ波半
導体装置では、−殻内に、前記ストリップ線路の途中に
リアクタンス素子部が形成されている。
体装置は、半導体基板上に伝送線路としてマイクロスト
リップ線路やコプレーナ線路等のストリップ線路を形成
し、必要な場所では基板自身で固体素子を作って結合す
ることによって所定の高周波回路を構成するものである
。そして、高周波回路中には通常はりアクタンス素子た
るキャパシタやインダクタを要するので、マイクロ波半
導体装置では、−殻内に、前記ストリップ線路の途中に
リアクタンス素子部が形成されている。
従来のマイクロ波半導体装置は、例えば、第４図乃至第
７図に示すように構成されていた。
７図に示すように構成されていた。
第４図は従来のマイクロ波半導体装置の要部を示す平面
図、第５図は第４図における■−Ｖ矢視図、第６図は第
４図におけるＶｌ−Ｖｌ矢視図、第７図は前記マイクロ
波半導体装置の他の要部を示す平面図である。
図、第５図は第４図における■−Ｖ矢視図、第６図は第
４図におけるＶｌ−Ｖｌ矢視図、第７図は前記マイクロ
波半導体装置の他の要部を示す平面図である。
このマイクロ波半導体装置では、第４図乃至第７図に示
すように、半導体基板１上にストリップ線路としてマイ
クロストリップ線路が形成されている。すなわち、半導
体基板１の下面にアース側となる下側導体２が形成され
るとともに、半導体基板１の上面に線路の特性インピー
ダンスを決定する上側導体３が形成されており、上側導
体３の通常の線路部分の幅Ｗ。は所定の特性インピーダ
ンス、例えば５０Ωを得るべく定められている。
すように、半導体基板１上にストリップ線路としてマイ
クロストリップ線路が形成されている。すなわち、半導
体基板１の下面にアース側となる下側導体２が形成され
るとともに、半導体基板１の上面に線路の特性インピー
ダンスを決定する上側導体３が形成されており、上側導
体３の通常の線路部分の幅Ｗ。は所定の特性インピーダ
ンス、例えば５０Ωを得るべく定められている。
そして、前記マイクロストリップ線路の途中、すなわち
、この例では上側導体３の一部に、第４図に示すように
広い幅Ｗ。の部分、及び、第７図に示すように狭い幅Ｗ
Ｌの部分が形成されている。
、この例では上側導体３の一部に、第４図に示すように
広い幅Ｗ。の部分、及び、第７図に示すように狭い幅Ｗ
Ｌの部分が形成されている。
すなわち、線路の一部に形成した特性インピーダンスの
小さい部分がキャパシタとなるとともに、線路の一部に
形成した特性インピーダンスの大きい部分がインダクタ
ンスとなるという特性と、上側導体３の幅を広くすると
その部分の特性インピーダンスが小さくなるとともに、
上側導体３の幅を狭くするとその部分の特性インピーダ
ンスが大きくなるという特性とに基づいて、リアクタン
ス素子部たるキャパシタＣが前記広い幅Ｗｃの部分とし
て形成され、リアクタンス素子部たるインダクタＬが前
記狭い幅ＷＬの部分として形成されているのである。な
お、半導体基板１の厚みはいずれの箇所においても一定
のｈｏとされている。
小さい部分がキャパシタとなるとともに、線路の一部に
形成した特性インピーダンスの大きい部分がインダクタ
ンスとなるという特性と、上側導体３の幅を広くすると
その部分の特性インピーダンスが小さくなるとともに、
上側導体３の幅を狭くするとその部分の特性インピーダ
ンスが大きくなるという特性とに基づいて、リアクタン
ス素子部たるキャパシタＣが前記広い幅Ｗｃの部分とし
て形成され、リアクタンス素子部たるインダクタＬが前
記狭い幅ＷＬの部分として形成されているのである。な
お、半導体基板１の厚みはいずれの箇所においても一定
のｈｏとされている。
なお、前記のようなキャパシタンス及びインダクタンス
を使用した回路の例を第８図乃至第１１図に示す。
を使用した回路の例を第８図乃至第１１図に示す。
第８図はローパスフィルタ回路の例を示す上側導体３の
平面図、第９図はその等価回路図であり、これらの図面
おいて、Ｃはキャパシタ、１〜３ Ｌ１〜４はインダクタである。
平面図、第９図はその等価回路図であり、これらの図面
おいて、Ｃはキャパシタ、１〜３ Ｌ１〜４はインダクタである。
この種の回路はＦＥＴを用いた増幅回路の入力整合回路
や出力整合回路等に利用される。
や出力整合回路等に利用される。
しかしながら、前記第４図乃至第７図に示す従来のマイ
クロ波半導体装置では、前記半導体基板１の厚みがいず
れの箇所においても一定とされていたので、前記キャパ
シタＣにおける上側導体３の幅Ｗｃが著しく広くなって
非常に大きなスペースを要する欠点があった。
クロ波半導体装置では、前記半導体基板１の厚みがいず
れの箇所においても一定とされていたので、前記キャパ
シタＣにおける上側導体３の幅Ｗｃが著しく広くなって
非常に大きなスペースを要する欠点があった。
すなわち、例えば、半導体基板ユとしてＧａＡｓ （
比誘電率：約１２．９）を用い、半導体基板１の厚みり
。を２００μｍとした場合には、線路の特性インピーダ
ンスは上側導体３の幅の変化に従って第１０図中のへ曲
線で示すように変化するので、通常の線路部分の特性イ
ンピーダンスを５０Ωとするとその部分の上側導体３の
幅Ｗ。は１４３μｍとなるが、前記キャパシタＣの特性
インピーダンスをその半分程度の値にするためにはその
部分の上側導体３の幅Ｗ。を３倍（４００μｍ）以上に
広くする必要があり、非常に大きなスペースを要する欠
点があった。
比誘電率：約１２．９）を用い、半導体基板１の厚みり
。を２００μｍとした場合には、線路の特性インピーダ
ンスは上側導体３の幅の変化に従って第１０図中のへ曲
線で示すように変化するので、通常の線路部分の特性イ
ンピーダンスを５０Ωとするとその部分の上側導体３の
幅Ｗ。は１４３μｍとなるが、前記キャパシタＣの特性
インピーダンスをその半分程度の値にするためにはその
部分の上側導体３の幅Ｗ。を３倍（４００μｍ）以上に
広くする必要があり、非常に大きなスペースを要する欠
点があった。
このため、半導体基板１の表面の面積を有効に活用し得
す、高集積化を図ることができなかった。
す、高集積化を図ることができなかった。
そして、このような事情は、半導体基板上にストリップ
線路としてコプレーナ線路等を形成した他の従来の種々
のマイクロ波半導体装置についても同様であった。
線路としてコプレーナ線路等を形成した他の従来の種々
のマイクロ波半導体装置についても同様であった。
本発明は、ストリップ線路の途中に形成されたりアクタ
ンス素子部の占めるスペースが小さくてすみ、半導体基
板の表面の面積を有効に活用することができ、高集積化
を図ることかできるマイクロ波半導体装置をていきよう
とすることを目的とする。
ンス素子部の占めるスペースが小さくてすみ、半導体基
板の表面の面積を有効に活用することができ、高集積化
を図ることかできるマイクロ波半導体装置をていきよう
とすることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、半導体基板上に形
成されたストリップ線路の途中にリアクタンス素子部が
形成されてなるマイクロ波半導体装置において、前記リ
アクタンス素子部における前記半導体基板の厚みを変化
させた構成としたものである。
成されたストリップ線路の途中にリアクタンス素子部が
形成されてなるマイクロ波半導体装置において、前記リ
アクタンス素子部における前記半導体基板の厚みを変化
させた構成としたものである。
前述したように、ストリップ線路の一部に形成した特性
インピーダンスの小さい部分がキャパシタとなるととも
に、ストリップ線路の一部に形成した特性インピーダン
スの大きい部分がインダクタンスとなる。
インピーダンスの小さい部分がキャパシタとなるととも
に、ストリップ線路の一部に形成した特性インピーダン
スの大きい部分がインダクタンスとなる。
ところで、ストリップ線路の一部における半導体基板の
厚みを変化させると、その部分の特性インピーダンスが
変化するものである。
厚みを変化させると、その部分の特性インピーダンスが
変化するものである。
したがって、本発明によれば、従来と異なり、リアクタ
ンス素子部における半導体基板の厚みが変化させられて
いるので、リアクタンス素子部の占めるスペースが小さ
くてすみ、半導体基板の表面の面積を有効に活用するこ
とができ、高集積化を図ることができる。
ンス素子部における半導体基板の厚みが変化させられて
いるので、リアクタンス素子部の占めるスペースが小さ
くてすみ、半導体基板の表面の面積を有効に活用するこ
とができ、高集積化を図ることができる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る一マイクロ波半導体装
置の要部を示す平面図、第２図は第１図における■−■
矢視図、第３図は第１図におけるｍ−■矢視図である。
置の要部を示す平面図、第２図は第１図における■−■
矢視図、第３図は第１図におけるｍ−■矢視図である。
このマイクロ波半導体装置では、第１図乃至第３図に示
すように、半導体基板１上にストリップ線路としてマイ
クロストリップ線路が形成されている。すなわち、半導
体基板１の下面にアース側となる下側導体２が形成され
るとともに、半導体基板１の上面に線路の特性インピー
ダンスを決定する上側導体３が形成されており、上側導
体３の幅は一定のＷ。とされている。なお、半導体基板
１の通常の箇所の厚みはｈｏとされている。
すように、半導体基板１上にストリップ線路としてマイ
クロストリップ線路が形成されている。すなわち、半導
体基板１の下面にアース側となる下側導体２が形成され
るとともに、半導体基板１の上面に線路の特性インピー
ダンスを決定する上側導体３が形成されており、上側導
体３の幅は一定のＷ。とされている。なお、半導体基板
１の通常の箇所の厚みはｈｏとされている。
そして、前記マイクロストリップ線路の途中、すなわち
、この例では前記上側導体３の一部に対応する位置にお
ける半導体基板１の厚みがｈｌと薄く変化させられてい
る。すなわち、線路の一部に形成した特性インピーダン
スの小さい部分がキャパシタンスとなるという特性と、
線路における半導体基板の厚みを薄くするとその部分の
特性インピーダンスが小さくなるという特性とに基づい
て、リアクタンス素子部たるキャパシタＣが前記薄い厚
みｈｌの部分として形成されているのである。なお、半
導体基板１の薄い厚みｈｌの部分は、例えば、エツチン
グ（ドライでもウェットでも可）によって−様な厚みの
基板の一部を除去することによって形成することができ
る。
、この例では前記上側導体３の一部に対応する位置にお
ける半導体基板１の厚みがｈｌと薄く変化させられてい
る。すなわち、線路の一部に形成した特性インピーダン
スの小さい部分がキャパシタンスとなるという特性と、
線路における半導体基板の厚みを薄くするとその部分の
特性インピーダンスが小さくなるという特性とに基づい
て、リアクタンス素子部たるキャパシタＣが前記薄い厚
みｈｌの部分として形成されているのである。なお、半
導体基板１の薄い厚みｈｌの部分は、例えば、エツチン
グ（ドライでもウェットでも可）によって−様な厚みの
基板の一部を除去することによって形成することができ
る。
この第１図乃至第３図に示すマイクロ波半導体装置では
、例えば、半導体基板１としてＧａ Ａｓ（比誘電率：
約１２．９）を用い、前記厚みり。
、例えば、半導体基板１としてＧａ Ａｓ（比誘電率：
約１２．９）を用い、前記厚みり。
を２００μｍとした場合には、線路の特性インピーダン
スは上側導体３の幅の変化に従って第１２図中のＡ曲線
で示すように変化するとともに、前記厚みｈｌを５０μ
ｍとした場合には、線路の特性インピーダンスは上側導
体３の幅の変化に従って第１２図中Ｂ曲線で示すように
変化するので、上側導体３の幅Ｗ。を１４３μｍとする
と、通常の線路部分（厚みり。−２００μｍの部分）の
特性インピーダンスは５０Ωとなり、キャパシタＣ（厚
みｈｌ−５０μｍの部分）の特性インピーダンスはその
半分程度の値となる。
スは上側導体３の幅の変化に従って第１２図中のＡ曲線
で示すように変化するとともに、前記厚みｈｌを５０μ
ｍとした場合には、線路の特性インピーダンスは上側導
体３の幅の変化に従って第１２図中Ｂ曲線で示すように
変化するので、上側導体３の幅Ｗ。を１４３μｍとする
と、通常の線路部分（厚みり。−２００μｍの部分）の
特性インピーダンスは５０Ωとなり、キャパシタＣ（厚
みｈｌ−５０μｍの部分）の特性インピーダンスはその
半分程度の値となる。
これを前述の従来例と比較すればわかるように、第１図
乃至第３図に示すマイクロ波半導体装置では、従来と異
なり、半導体基板１の厚みを変化させているので、同一
特性が得られるにもかかわらず、キャパシタＣにおける
上側導体３の幅を特別に広げなくてすみ、キャパシタＣ
の占めるスペースが小さくてすむ。したがって、半導体
基板１の表面の面積を有効に活用することができ、高集
積化を図ることができる。
乃至第３図に示すマイクロ波半導体装置では、従来と異
なり、半導体基板１の厚みを変化させているので、同一
特性が得られるにもかかわらず、キャパシタＣにおける
上側導体３の幅を特別に広げなくてすみ、キャパシタＣ
の占めるスペースが小さくてすむ。したがって、半導体
基板１の表面の面積を有効に活用することができ、高集
積化を図ることができる。
以上の説明においては、リアクタンス素子部としてキャ
パシタＣの部分について説明したが、リアクタンスの部
分については、従来（第７図参照）と同様に、半導体基
板１の厚みはり。のままとして上側導体３の幅を狭くし
ておけばよい。もっとも、上側導体３の幅はＷ。のまま
として半導体基板１の厚みを厚くしてもよい。
パシタＣの部分について説明したが、リアクタンスの部
分については、従来（第７図参照）と同様に、半導体基
板１の厚みはり。のままとして上側導体３の幅を狭くし
ておけばよい。もっとも、上側導体３の幅はＷ。のまま
として半導体基板１の厚みを厚くしてもよい。
なお、前述の実施例では、キャパシタＣにおける半導体
基板１の厚みだけを変化させて上側半導体３の幅は変化
させていなかったが、本発明では、半導体基板１の厚み
だけでな（上側半導体３の幅も同時に変化させてもよい
。その場合には、パターン（ＩＣマスク）のレイアウト
の自由度が向上し、設計が容易となる。
基板１の厚みだけを変化させて上側半導体３の幅は変化
させていなかったが、本発明では、半導体基板１の厚み
だけでな（上側半導体３の幅も同時に変化させてもよい
。その場合には、パターン（ＩＣマスク）のレイアウト
の自由度が向上し、設計が容易となる。
また、前述の実施例において、半導体基板１の厚みをり
。からｈｌに変化させるときにその変化が徐々になるよ
うにしてもよい。つまり、例えば、ｈｌの部分を形成す
るためにエツチング等する際その穴に適当なテーパをつ
けておいてもよい。その場合に、第３図乃至第７図に示
す従来例において上側導体３の幅が急激に変化させられ
ていたことによって生じていた不連続性が緩和される。
。からｈｌに変化させるときにその変化が徐々になるよ
うにしてもよい。つまり、例えば、ｈｌの部分を形成す
るためにエツチング等する際その穴に適当なテーパをつ
けておいてもよい。その場合に、第３図乃至第７図に示
す従来例において上側導体３の幅が急激に変化させられ
ていたことによって生じていた不連続性が緩和される。
さらに、前述の実施例では、半導体基板上にストリップ
線路としてマイクロストリップ線路が形成されていたが
、本発明は、半導体基板上にストリップ線路としてコプ
レーナ線路等を形成たマイクロ波半導体装置についても
同様に適用できるものである。
線路としてマイクロストリップ線路が形成されていたが
、本発明は、半導体基板上にストリップ線路としてコプ
レーナ線路等を形成たマイクロ波半導体装置についても
同様に適用できるものである。
本発明によれば、ストリップ線路の途中に形成されたり
アクタンス素子部の占めるスペースが小さくてすみ、半
導体基板の表面の面積を有効に活用することができ、高
集積化を図ることができる効果が得られる。
アクタンス素子部の占めるスペースが小さくてすみ、半
導体基板の表面の面積を有効に活用することができ、高
集積化を図ることができる効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波半導体装置
の要部を示す平面図、第２図は第１図における■−■矢
視図、第３図は第１図における■−ｍ矢視図、第４図は
従来のマイクロ波半導体装置の要部〜を示す平面図、第
５図は第４図におけるＶ−■矢視図、第６図は第４図に
おけるＶｌ−Ｖｌ矢視図、第７図は従来のマイクロ波半
導体装置の他の要部を示す平面図、第８図は一回路構成
例を示す平面図、第９図はその等価回路図、第１０図は
特性インピーダンスの特性図である。 １・・・半導体基板、Ｃ・・・キャパシタ（リアクタン
ス素子部）。
の要部を示す平面図、第２図は第１図における■−■矢
視図、第３図は第１図における■−ｍ矢視図、第４図は
従来のマイクロ波半導体装置の要部〜を示す平面図、第
５図は第４図におけるＶ−■矢視図、第６図は第４図に
おけるＶｌ−Ｖｌ矢視図、第７図は従来のマイクロ波半
導体装置の他の要部を示す平面図、第８図は一回路構成
例を示す平面図、第９図はその等価回路図、第１０図は
特性インピーダンスの特性図である。 １・・・半導体基板、Ｃ・・・キャパシタ（リアクタン
ス素子部）。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成されたストリップ線路の途中にリア
クタンス素子部が形成されてなるマイクロ波半導体装置
において、前記リアクタンス素子部における前記半導体
基板の厚みを変化させたことを特徴とするマイクロ波半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060367A JPH03261202A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | マイクロ波半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060367A JPH03261202A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | マイクロ波半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261202A true JPH03261202A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13140102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060367A Pending JPH03261202A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | マイクロ波半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03261202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0637515A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Nec Corp | 印刷配線板 |
| US5343176A (en) * | 1992-08-10 | 1994-08-30 | Applied Radiation Laboratories | Radio frequency filter having a substrate with recessed areas |
| JP2016076773A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 三菱電機株式会社 | 信号伝送装置 |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060367A patent/JPH03261202A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0637515A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Nec Corp | 印刷配線板 |
| US5343176A (en) * | 1992-08-10 | 1994-08-30 | Applied Radiation Laboratories | Radio frequency filter having a substrate with recessed areas |
| JP2016076773A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 三菱電機株式会社 | 信号伝送装置 |
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