JPH03283577A - 半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置に関する。より詳しくいうと、本
発明は、コンデンサとバラクタダイオードを一体に集積
した半導体装置に関する。

［背景技術］ バラクタダイオードを電子回路に用いる場合、バラクタ
ダイオードと周囲の回路では印加電圧が異なるので、そ
れらの間にコンデンサを挿入する必要がある。例えば、
第４図は、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）の一部を示して
おり、バラクタダイオードＶｒの信号印加端子１１とＦ
ＢＴｌ　２のゲート端子Ｇが、ストリップライン共振子
や誘電体共振子などの共振子１３とコンデンサＣによっ
て接続されている。すなわち、バラクタダイオードＶｒ
とＰＥＴ１２は、異なる動作電圧を持つので、両者の信
号印加電極１１とゲート端子Ｇの間にコンデンサＣを挿
入して直流分をカットし、交流信号のみを導通の状態に
してＦＥＴ１２のゲート端子Ｇに入力できるようにし、
バラクタダイオードＶｒの信号印加端子１１とＦＥＴ１
２のゲート端子Ｇにそれぞれ異なる直流駆動電圧を印加
している。なお、Ｄ、Ｓは、それぞれＦＥＴ１２のドレ
イン端子及びソース端子、Ｒは、ソース端子ｓとアース
間に挿入された抵抗、Ｌはインダクタである。

従来より使用されているバラクタダイオードは、コンデ
ンサとは個別の部品（素子）となっていたので、第４図
のような回路を構成する場合には、バラクタダイオード
、コンデンサ、共振子及びＦＥＴを個別に回路基板上に
実装していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のバラクタダイオードは、コンデンサとは別部品と
なっていたので、例えば、第４図のような回路を構成す
る場合には、バラクタダイオードとコンデンサを回路基
板上に別々に実装する必要があり、回路基板の面積が大
きくなるという問題があった。

また、小形のチップコンデンサを用いれば、実装面積を
多少小さくできるが、単体のチップコンデンサを実装す
る以上、実装面積の縮小化にも限度があった。しかも、
チップコンデンサを用いると、半田付けや取り扱いが困
難であるため、回路基板への実装コストが増加するとい
う欠点があった。

このため、■ＣＯ等のバラクタダイオードとコンデンサ
を必要とする回路では、実装面積もしくは基板面積が小
さくて安価な回路を製作することが困難であった。

本発明は、叙上の技術的背景に鑑みてなされたものであ
り、バラクタダイオードとコンデンサを集積化すること
により、部品点数の削減及び回路の小形化を図ることを
目的としている。

［課題を解決するための手段コ このため、本発明の半導体装置は、互いに接合されてバ
ラクタダイオードを形成する半導体活性層及び電圧印加
電極と、前記電圧印加電極と対向して、電圧印加電極と
の間にキャパシタンスを形成する交流信号電極と、前記
電圧印加電極と前記交流信号電極を互いに電気的に絶縁
させる絶縁膜とを積層したことを特徴としている。

［作用コ 本発明にあっては、半導体活性層と電圧印加電極とによ
り、バラクタダイオードが構成されている。また、絶縁
膜を挟む電圧印加電極と交流信号電極とにより、コンデ
ンサが構成されている。そして、バラクタダイオードと
コンデンサとが一体に積層された構造となっており、バ
ラクタダイオードとコンデンサが直列に接続された等価
回路を有している。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図は、バラクタダイオードＶｒとコンデンサＣを集
積した本発明の半導体装置の一実施例の断面図を示し、
第２図は同上の平面図を示している。製造の順序に従っ
て説明すると、まず、ＧａＡｓ等の半導体の絶縁性基板
ｌの表面にエピタキシャル膜が全面成長させられ、通常
のフォトリングラフィ工程を用いて前記エピタキシャル
膜を部分的にメサエッチングすることにより、半導体活
性層２の領域が形成される。ついで、エピタキシャル膜
からなる半導体活性層２の表面に蒸着法等により電圧印
加電極３が形成される。同時に、電圧印加電極３には、
半導体活性層２の外側へ延出するようにして１．接続用
の電極端子部７が形成される。

しかして、この半導体活性層２と電圧印加電極３との間
のショットキー接合によりバラクタダイオードＶｒが構
成される。

この後、電圧印加電極３の上から絶縁性基板１の全面に
保護膜を兼ねた絶縁膜４が成膜される。

この絶縁膜４のうち、前記電極端子部７に対応する位置
には、窓６ａが開口され、この窓６ａを通して電極端子
部７が露出させられる。さらに、電圧印加電極３の両側
において、半導体活性層２を露出させるように絶縁膜４
に窓６ｂが開口され、この窓６ｂを通して露出している
半導体活性層２の表面にアース用電極８が形成される。

次いで、絶縁膜４を介して電圧印加電極３の上に交流信
号電極５が形成され、絶縁膜４を挟んで上下に交流信号
電極５と電圧印加電極３か対向することによってコンデ
ンサＣが構成されている。また、交流信号電極５からは
、電極端子部７と反対側へ向けて電極端子部９が延出さ
れている。

しかして、このようにして構成された半導体装置は、第
３図に示すように、バラクタダイオードＶｒとコンデン
サＣとを直列に接続した等価回路を有しており、アース
用電極８がバラクタダイオードＶｒのアース端子１５と
なり、電極端子部７が直流電圧の印加及び交流信号の入
力用の端子１１となり、電極端子部８が交流信号を取り
出すための端子１４となっている。すなわち、端子１１
から電圧印加電極３に印加する直流電圧を変化させるこ
とにより、バラクタダイオードＶｒの可変容量を制御す
ることかできる。バラクタダイオードＶｒの容量の大き
さは、基板濃度、電極３の面積、印加電圧等によって決
まり、０．５〜２０ｐＦの値となる。また、ＦＥＴ１２
からアース用電極８を通して帰還された（第４図参照）
交流信号は、コンデンサＣ及びバラクタダイオードＶｒ
を流れ、直流分をカットされた交流信号は、交流信号電
極５の電極端子部９から取り出される。このコンデンサ
Ｃの容量は、電極３，５の面積及び絶縁膜４の厚さで決
まり、０．１〜１０ｐＦの値をとることができる。

本発明は、上記実施例以外にも種々設計変更が可能であ
る。例えば、コンデンサの容量が不足する場合には、第
１図の構造の上に、さらに絶縁膜と電極を交互に積層し
てコンデンサを多層構造にすれば、さらに容量を増加さ
せることができる。

また、上記実施例では、半導体活性層は、エピタキシャ
ル成長膜を用いたが、イオン注入法等によって半導体活
性層を形成してもよい。さらに、基板の表面層にｐ層と
ｎ層を形成し、その表面に電圧印加電極を設けてバラク
タダイオードを構成し、ｐ層とｎ層との境界領域にバラ
クタダイオードの可変容量を形成してもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、バラクタダイオードとコンデンサを一
体に集積することができるので、■ＣＯ等の電子回路に
おいて部品点数を削減することができる。このため、回
路基板への実装スベー２が小さくなり、回路基板の面積
の縮小化にも寄与できる。また、部品点数が減るので、
部品コストも安価となり、部品の実装手間も省かれるの
で、実装コストも安価になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部破断した断面図、
第２図は同上の一部破断した平面図、第３図は同上の等
価回路図、第４図は電圧制御発振回路の一部を示す回路
図である。 ２・・・半導体活性層 ３・・・電圧印加電極 ４・・・絶縁膜 ５・・・交流信号電極 Ｖｒ・・・バラクタダイオード Ｃ・・・コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに接合されてバラクタダイオードを形成する
   半導体活性層及び電圧印加電極と、 前記電圧印加電極と対向して、電圧印加電極との間にキ
   ャパシタンスを形成する交流信号電極と、前記電圧印加
   電極と前記交流信号電極を互いに電気的に絶縁させる絶
   縁膜と を積層したことを特徴とする半導体装置。