JPH04185106A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04185106A JPH04185106A JP31532790A JP31532790A JPH04185106A JP H04185106 A JPH04185106 A JP H04185106A JP 31532790 A JP31532790 A JP 31532790A JP 31532790 A JP31532790 A JP 31532790A JP H04185106 A JPH04185106 A JP H04185106A
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- JP
- Japan
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- fet
- mmic
- chip
- heater
- circuit
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- 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
Links
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 11
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 11
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
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Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (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〕
本発明は半導体装置に関し、特にガリウムひ素（以下Ｇ
ａＡｓと記す）等の半絶縁性化合物基板上に形成された
マイクロ波モノリシック集積回路（以下ＭＭＩＣと記す
）発振器に関する。
ａＡｓと記す）等の半絶縁性化合物基板上に形成された
マイクロ波モノリシック集積回路（以下ＭＭＩＣと記す
）発振器に関する。
半絶縁性化合物基板上に電界効果トランジスタ（以下Ｆ
ＥＴと記す）構造の能動素子とこの能動素子を機能させ
る受動素子からなるＭＭＩＣは、高周波特性に優れ、小
型、低価格化、高量産性であることから特にＩＧＨｚ以
上の周波数領域にて実用化が進んでいる。特にＸ＝Ｋｕ
帯と呼ばれるＩＧＨｚ帯は、衛星放送の普及やＶＳＡＴ
（小型衛星地球局）利用の拡大により著しく伸びてい
る市場であり、ＭＭＩＣが最も望まれている市場である
。
ＥＴと記す）構造の能動素子とこの能動素子を機能させ
る受動素子からなるＭＭＩＣは、高周波特性に優れ、小
型、低価格化、高量産性であることから特にＩＧＨｚ以
上の周波数領域にて実用化が進んでいる。特にＸ＝Ｋｕ
帯と呼ばれるＩＧＨｚ帯は、衛星放送の普及やＶＳＡＴ
（小型衛星地球局）利用の拡大により著しく伸びてい
る市場であり、ＭＭＩＣが最も望まれている市場である
。
このようなマイクロ波を利用した通信は、ＩＧＨｚ付近
を第１中間周波数とする為に、例えば１２ＧＨｚからＩ
ＧＨｚへの周波数変換回路を必要とする。この周波数変
換回路では、例えば１ＩＧＨｚの局部発振器を有してい
る。
を第１中間周波数とする為に、例えば１２ＧＨｚからＩ
ＧＨｚへの周波数変換回路を必要とする。この周波数変
換回路では、例えば１ＩＧＨｚの局部発振器を有してい
る。
従来のＭＭＩＣによる局部発振の半導体装置に関し、図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第４図は、従来のＭＭＩＣによる局部発振器のＭＭＩＣ
レイアウト図及び周辺回路図である。
レイアウト図及び周辺回路図である。
例えばＧａＡｓ基板上に回路が形成された大きさｌＸｌ
Ｘ０．１４ｎｏのＭＭＩＣチップ１には、例えばＷｇ−
’４００μｍ、！１ｇ＝０．５ｐｍのＦＥＴ２及び周辺
回路３が形成されている。ＦＥＴ２には外部からバイア
ス電圧がＶ。。端子４から例えば−０，２ＶがＶ。Ｄ端
子５から例えば３ｖが供給される。出力部６の後には誘
電体共振器７が付き、発振出力が出力端子８から例えば
周波数ｆ＝１０．６ＧＨｚ、出力Ｐ、＝＋６ｄＢが出力
される。発振器の発振周波数は、温度変化に対し変動し
易い。
Ｘ０．１４ｎｏのＭＭＩＣチップ１には、例えばＷｇ−
’４００μｍ、！１ｇ＝０．５ｐｍのＦＥＴ２及び周辺
回路３が形成されている。ＦＥＴ２には外部からバイア
ス電圧がＶ。。端子４から例えば−０，２ＶがＶ。Ｄ端
子５から例えば３ｖが供給される。出力部６の後には誘
電体共振器７が付き、発振出力が出力端子８から例えば
周波数ｆ＝１０．６ＧＨｚ、出力Ｐ、＝＋６ｄＢが出力
される。発振器の発振周波数は、温度変化に対し変動し
易い。
例えばＭＭＩＣチップ１単体では２０ｐｐｍの温度特性
がある。これを抑える為にＭＭＩＣチップｌを組み込む
シャーシ内にはサーシスタ１１を配して発振回路の温度
を検圧し、ヒータ素子１２の電流をコントロールする事
で発振器全体の温度制御をしていた。
がある。これを抑える為にＭＭＩＣチップｌを組み込む
シャーシ内にはサーシスタ１１を配して発振回路の温度
を検圧し、ヒータ素子１２の電流をコントロールする事
で発振器全体の温度制御をしていた。
第５図は、従来の局部発振器の構造図である。
例えば真ちゅうによるンヤーシ１３に例えば厚さｔ＝０
．３８１ｍｍのセラミック基板１４が半田付けされ、Ｍ
ＭＩＣチップｌが基板１４上に半田付けされている。シ
ャーシ】３内にはサーシスタ１１とヒータ素子１２がＭ
ＭＩＣチップ１とは別に組み込まれていた。
．３８１ｍｍのセラミック基板１４が半田付けされ、Ｍ
ＭＩＣチップｌが基板１４上に半田付けされている。シ
ャーシ】３内にはサーシスタ１１とヒータ素子１２がＭ
ＭＩＣチップ１とは別に組み込まれていた。
〔発明が解決しようとする課題〕。
上述した従来の半導体装置は、発熱部がＭＭＩＣチップ
１内のＦＥＴ２であるのに対し、これより例えば１０薗
離れたシャーシ部をサーシスタ１１で感知する為に、Ｆ
ＥＴ２の温度変化に対するサーシスタ１１特性の直線性
の限界と、ヒータ素子１２がＦＥＴ２及び全体の温度を
変える為の所要時間から、発振器の安定度には例えば８
ｐｐｍといった限界があり問題であった。
１内のＦＥＴ２であるのに対し、これより例えば１０薗
離れたシャーシ部をサーシスタ１１で感知する為に、Ｆ
ＥＴ２の温度変化に対するサーシスタ１１特性の直線性
の限界と、ヒータ素子１２がＦＥＴ２及び全体の温度を
変える為の所要時間から、発振器の安定度には例えば８
ｐｐｍといった限界があり問題であった。
また、サーシスタ１１．ヒータ素子１２を外付けする分
、小型化を妨げること。ヒータ素子１２の容量に例えば
ＩＷといった容量が必要であることから消費電力も大き
くかつそのうちの大半がヒータ素子１２で消費されると
いう問題点もあった。
、小型化を妨げること。ヒータ素子１２の容量に例えば
ＩＷといった容量が必要であることから消費電力も大き
くかつそのうちの大半がヒータ素子１２で消費されると
いう問題点もあった。
本発明の半導体装置は、半絶縁性化合物基板の表面上に
電界効果トランジスタ構造とそれを機能させる受動素子
からなる発振回路が形成されたマイクロ波モノリシック
集積回路を有する半導体装置に於いて、該マイクロ波モ
ノリシック集積回路内にダイオード及び発熱素子を前記
発振回路と高周波的に独立して配置し、且つ、該ダイオ
ードの温度依存性を該発熱素子に流れる電流に変換する
回路を有したことを特徴とする半導体装置が得られる。
電界効果トランジスタ構造とそれを機能させる受動素子
からなる発振回路が形成されたマイクロ波モノリシック
集積回路を有する半導体装置に於いて、該マイクロ波モ
ノリシック集積回路内にダイオード及び発熱素子を前記
発振回路と高周波的に独立して配置し、且つ、該ダイオ
ードの温度依存性を該発熱素子に流れる電流に変換する
回路を有したことを特徴とする半導体装置が得られる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例を説明するＭＭＩＣによる
局部発振器のＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図であ
る。例えばＧ ａ Ａ ｓ基板上に回路が形成された大
きさｌＸｌＸ０．１４ｍｍのＭＭＩＣチップ１には例え
ばＷｇ＝４００μｍ、 （ｌ ｇ＝０．５μｍのＦＥＴ
２及び周辺回路３が形成されている。
局部発振器のＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図であ
る。例えばＧ ａ Ａ ｓ基板上に回路が形成された大
きさｌＸｌＸ０．１４ｍｍのＭＭＩＣチップ１には例え
ばＷｇ＝４００μｍ、 （ｌ ｇ＝０．５μｍのＦＥＴ
２及び周辺回路３が形成されている。
ＭＭＩＣチップ１の主表面上において、発振用ＦＥＴ２
の近傍例えば５０μｍ離れたところに例えばｆｆｇ＝４
μｍ、Ｗｇ＝５０μｍのショットキーダイオード′２１
がレイアウトされ形成されている。また、例えばＷｇ＝
１．０ ＯＣＪμｍ、 ４ ｇ＝０５μｍのヒータＦ
ＥＴ２２も例えば５０μｍ離れたところにレイアウトさ
れている。
の近傍例えば５０μｍ離れたところに例えばｆｆｇ＝４
μｍ、Ｗｇ＝５０μｍのショットキーダイオード′２１
がレイアウトされ形成されている。また、例えばＷｇ＝
１．０ ＯＣＪμｍ、 ４ ｇ＝０５μｍのヒータＦ
ＥＴ２２も例えば５０μｍ離れたところにレイアウトさ
れている。
ＦＥＴ２の温度上昇は、近傍のダイオード２１の立ち上
がり電圧Ｖ’ｆの変動として端子（１）３１に検出され
る。例えばＶｆの温度依存性は２ｍＶ／℃である。この
端子（１）３１に検出された電圧は、オペアンプ３２を
介してヒータＦＥＴ２２のゲート電圧をコントロールす
る事で、ヒータＦＥＴ２２のドレイン電流を制御する。
がり電圧Ｖ’ｆの変動として端子（１）３１に検出され
る。例えばＶｆの温度依存性は２ｍＶ／℃である。この
端子（１）３１に検出された電圧は、オペアンプ３２を
介してヒータＦＥＴ２２のゲート電圧をコントロールす
る事で、ヒータＦＥＴ２２のドレイン電流を制御する。
第２図は、本発明の第二の実施を説明するＭＭＩＣによ
る局部発振器のＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図で
ある。例えばＧａＡｓ基板上に回路が形成された大きさ
ｌＸｌＸ０．１４ｓ＋のＭＭＩＣチップ１には例えばＷ
ｇ”４００μｍ、！！ ｇ＝０．５μｍのＦＥＴ２及び
周辺回路３が形成されている。
る局部発振器のＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図で
ある。例えばＧａＡｓ基板上に回路が形成された大きさ
ｌＸｌＸ０．１４ｓ＋のＭＭＩＣチップ１には例えばＷ
ｇ”４００μｍ、！！ ｇ＝０．５μｍのＦＥＴ２及び
周辺回路３が形成されている。
ＭＭＩＣチップ１の主表面上において、発振用ＦＥＴ２
の近傍例えば５０μｍ離れたところ例えばｆ１ｇ＝４μ
ｒｎ、Ｗｇ＝５０ｐｍのシ、ｉ＋ットキーダイオード２
１がレイアウトされ形成されている。
の近傍例えば５０μｍ離れたところ例えばｆ１ｇ＝４μ
ｒｎ、Ｗｇ＝５０ｐｍのシ、ｉ＋ットキーダイオード２
１がレイアウトされ形成されている。
また、例えばイオン注入抵抗の１００Ω抵抗２３も例え
ば５０μｍ離れたところにレイアウトされている。
ば５０μｍ離れたところにレイアウトされている。
ＦＥＴ２の温度上昇は、近傍のダイオード２１の立ち上
り電圧Ｖｆの変動として検出され、例えば温度依存性２
ｍＶ／’Ｃ、オペアンプ３２を介し、抵抗２３の電流を
制御する。
り電圧Ｖｆの変動として検出され、例えば温度依存性２
ｍＶ／’Ｃ、オペアンプ３２を介し、抵抗２３の電流を
制御する。
第３図は、本発明の半導体装置の構造図である。
例えば真ちゅうによるシャーシ１３に例えば厚さｔ＝０
．３８１−のセラミック基板１４が半田付けされ、ＭＭ
ＩＣチップ１が基板１４上に半田付けされている。シャ
ーシ１３内にはＭＭＩＣチップ１と誘電体共振器７のみ
で構成できる。
．３８１−のセラミック基板１４が半田付けされ、ＭＭ
ＩＣチップ１が基板１４上に半田付けされている。シャ
ーシ１３内にはＭＭＩＣチップ１と誘電体共振器７のみ
で構成できる。
以上説明したように、本発明はＭＭＩＣチップ１内に７
ヨノトキータイオード２１とヒータＦＥＴ２２．抵抗２
３を配し、タイｉ−Ｆ’２１１１７）Ｖｆの温度特性を
ヒータＦＥＴ２２．抵抗２３の電流を制御することでＭ
ＭＩＣチップ１の温度を安定させ発振周波数を例えば５
ｐｐｍ以下に安定する事ができる。これは、ダイオー
ド２１で熱検出しヒータＦＥＴ２２．抵抗２３にて温度
制御する部分がＭＭＩＣチップｌ上にある事で実現でき
る効果である。更に、温度制御の電流も例えば従来の１
／１０程度に低減できる。
ヨノトキータイオード２１とヒータＦＥＴ２２．抵抗２
３を配し、タイｉ−Ｆ’２１１１７）Ｖｆの温度特性を
ヒータＦＥＴ２２．抵抗２３の電流を制御することでＭ
ＭＩＣチップ１の温度を安定させ発振周波数を例えば５
ｐｐｍ以下に安定する事ができる。これは、ダイオー
ド２１で熱検出しヒータＦＥＴ２２．抵抗２３にて温度
制御する部分がＭＭＩＣチップｌ上にある事で実現でき
る効果である。更に、温度制御の電流も例えば従来の１
／１０程度に低減できる。
タイオード２１．ヒータＦＥＴ２２．抵抗２３は、ＭＭ
ＩＣチップ１内のＦＥＴ２と同じプロセスで形成できコ
スト的には従来と同じくして製造できる。
ＩＣチップ１内のＦＥＴ２と同じプロセスで形成できコ
スト的には従来と同じくして製造できる。
第１図は本発明の一実施例を示すＭＭＩＣレイアウト図
及び周辺回路図、第２図は本発明の第２の実施例を示す
ＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図、第３図は本発明
の実施例を示す構造図、第４図は従来例のＭＭＩＣレイ
アウト図及び周辺回路図、第５図は従来例の構造図であ
る。 １・・・・・・ＭＭＩＣチップ、２・・・・・ＦＥＴ、
３・・・・・周辺回路、４・・・・・・ＶＱ（ｌ端子、
５・・・・・・ｖ、Ｄ端子、６・・・・・出力部、７・
・・・・・誘電体共振器、８・・・・・・出力端子、１
１・・・・・・サーミスタ、１２・・・・・・ヒータ素
子、１３・・・・・シャーシ、１４・・・・・・基板、
２１・・・・・・ダイオード、２２・・・・・・ヒータ
ＦＥＴ、２３・・・・・抵抗、３１・・・・・・端子（
１）、３２・・・・・・オペアンプ。 代理人 弁理士 内 原 音 弔３図
及び周辺回路図、第２図は本発明の第２の実施例を示す
ＭＭＩＣレイアウト図及び周辺回路図、第３図は本発明
の実施例を示す構造図、第４図は従来例のＭＭＩＣレイ
アウト図及び周辺回路図、第５図は従来例の構造図であ
る。 １・・・・・・ＭＭＩＣチップ、２・・・・・ＦＥＴ、
３・・・・・周辺回路、４・・・・・・ＶＱ（ｌ端子、
５・・・・・・ｖ、Ｄ端子、６・・・・・出力部、７・
・・・・・誘電体共振器、８・・・・・・出力端子、１
１・・・・・・サーミスタ、１２・・・・・・ヒータ素
子、１３・・・・・シャーシ、１４・・・・・・基板、
２１・・・・・・ダイオード、２２・・・・・・ヒータ
ＦＥＴ、２３・・・・・抵抗、３１・・・・・・端子（
１）、３２・・・・・・オペアンプ。 代理人 弁理士 内 原 音 弔３図
Claims (1)
- 半絶縁性化合物基板の表面上に電界効果トランジスタ構
造とそれを機能される受動素子からなる発振回路が形成
されたマイクロ波モノリシック集積回路を有する半導体
装置に於いて、該マイクロ波モノリシック集積回路内に
ダイオード及び発熱素子を前記発振回路と高周波的に独
立して配置し、且つ、該ダイオードの温度依存性を該発
熱素子に流れる電流に変換する回路を有したことを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31532790A JPH04185106A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31532790A JPH04185106A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04185106A true JPH04185106A (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=18064074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31532790A Pending JPH04185106A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04185106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5517053A (en) * | 1995-01-09 | 1996-05-14 | Northrop Grumman Corporation | Self stabilizing heater controlled oscillating transistor |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP31532790A patent/JPH04185106A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5517053A (en) * | 1995-01-09 | 1996-05-14 | Northrop Grumman Corporation | Self stabilizing heater controlled oscillating transistor |
| WO1996021950A1 (en) * | 1995-01-09 | 1996-07-18 | Northrop Grumman Corporation | Self stabilizing heater controlled oscillating transistor |
| JP2006344983A (ja) * | 1995-01-09 | 2006-12-21 | Northrop Grumman Corp | 自動安定化ヒータ制御発振トランジスタ |
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