JPH0425031A - 高出力モノリシックマイクロ波集積回路 - Google Patents

高出力モノリシックマイクロ波集積回路

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Publication number
JPH0425031A
JPH0425031A JP2126158A JP12615890A JPH0425031A JP H0425031 A JPH0425031 A JP H0425031A JP 2126158 A JP2126158 A JP 2126158A JP 12615890 A JP12615890 A JP 12615890A JP H0425031 A JPH0425031 A JP H0425031A
Authority
JP
Japan
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output
integrated circuit
substrate
microwave integrated
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2126158A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Honjo
和彦 本城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to US07/699,279 priority patent/US5202752A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/231—Emitter or collector electrodes for bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/80—Heterojunction BJTs
    • H10D10/821—Vertical heterojunction BJTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/281—Base electrodes for bipolar transistors

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (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。

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、特に化合物半導体を用い
た高出力モノリシックマイクロ波集積回路に関する。
（従来の技術） 近年の高出力化合物半導体デバイスの発展は目覚ましく
Ｃ帯で数十Ｗクラスの高出力ＧａＡｓＦＥＴ、　Ｘ帯で
数Ｗクラスの高出力ＨＢＴ（ペテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ〕が開発されている。これらの高出力デハイス
においては、信頼性を保つため動作層温度を一定値以下
に押さえる必要がある。このためには熱抵抗の低減が必
須である。特に単位面積当たりの電流取り扱い量の大き
いＨＢＴの場合（ＧａＡｓ　ＦＥＴに比べて３倍程度大
きい）、電力密度もＧａＡｓ　ＦＥＴに比べて３倍程度
大きくなるため、熱抵抗をＧａＡｓ　ＦＥＴの場合の１
７３以下にする必要がある。
熱抵抗を大幅に減する方法は大きく分けて２種類ある。
まず第１の方法は半導体基板を薄くする方法である。第
３図（ａ）は第１の従来方法を示す図である。同図にお
いて半絶縁性ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ型ＧａＡｓコレ
クタ層３０、ｐ＋型ＧａＡｓベース層３１、ｎ型Ａ１．
ＧａＡｓエミツタ層３２を備えたＨＢＴが形成されてい
る。２５はエミッタ電極で、コレクタ電極２７は出力マ
イクロストリップ導体２３に接続され、ベース電極２６
は人力マイクロストリップ導体２４に接続されている。
該ＧａＡｓ基板２１の裏面には接地金属２２が設けられ
ている。第３図（ａ）において熱抵抗を例えば１／３に
するためには基板の厚さｔを１／３にする必要がある。
このときマイクロストリップ導体２３．２４と接地金属
２２との静電容量が３倍程度に増大するため特性インピ
ーダンスは１／ｖＴ程度に減少してしまう。したがって
特性インピーダンスを一定に保つためにはマイクロスト
リップ導体２３．２４の幅を１／３程度に狭めなければ
ならない。この場合線路の直列抵抗が増大するためマイ
クロストリップ線路の伝送損失が大きくなるという欠点
が生ずる。さらに基板を薄くすると破損しやすくなり取
扱いも難しくなるという欠点も生ずる。
一方熱抵抗を低減する第２の従来方法はいわゆる第３図
（ｂ）に示すフリップチップ構造である。同図において
ｎ型ＧａＡｓコレクタ層３０、ｐ＋型ＧａＡｓ層３１、
ｎ型Ａ］、ＧａＡｓエミツタ層３２を備えたＨＢＴが上
下逆にされ、エミッタ電極は放熱を兼ねた接地金属ブロ
ック４１に直接熱圧着法により接続され、ベース電極３
６は接地金属ブロック４１上に設けられたアルミナ基板
上４０上に構成された人力マイクロストリップ導体３９
と接続され、コレクタ電極３７は該接地金属ブロック４
１上に設けられたアルミナ基板４０上に構成された出力
マイクロストリップ導体３８と接続されている。このよ
うな従来のフリップチップ構造の場合熱抵抗は極めて低
くすることができるが、入力および出力マイクロストリ
ップ回路をモノリシック化することはできない。
（発明が解決しようとする課題） 前述したように第３図（ａ）の従来例では回路を含めて
モノリシック化することができるが、熱抵抗を下げよう
とすると回路損失が増大するという欠点がある。また第
３図（ｂ）の従来例では熱抵抗を大幅に下げることがで
きる力飄モノリシックＩＣ化できないという大きな欠点
がある。
本発明の目的は、前記欠点を除去し、大幅に熱抵抗を低
減できると同時に伝送損失の少ないモノリシックＩＣ化
が可能となる高出力モノリシック、マイクロ波集積回路
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の高出力モノリシック
マイクロ波集積回路においては、半絶縁性化合物半導体
基板の第１面に入力端子、出力端子、接地端子を備えた
高出力半導体素子および接地面が設けられ、該基板の第
２面にマイクロストリップ導体が設けられ、該基板第１
面上の前記高出力半導体素子の入力端子と出力端子とが
、各々該基板第２面上のマイクロストリップ導体から構
成される第１の回路、第２の回路にバイアホール回路に
より接続されていることを特徴としている。
さらに、第１面上の高出力半導体素子の接地端子および
接地面が接地金属ブロックに接続固定されていることを
特徴としている。また、第１面上の高出力半導体素子の
接地端子および接地面が熱伝導度の大きい絶縁体の電極
パターンに接続固定されていることを特徴としている。
（作用） 本発明においては高出力半導体素子は、フリップチップ
構造で放熱性のよい接地面に直接接続され、マイクロス
トリップ導体は高出力素子が形成されている面と反対の
面に設けられ、該高出力素子の入力および出力端子は各
々バイアホール回路によりマイクロストリップ導体に接
続されているため、半絶縁性基板を薄くしなくても熱抵
抗を大幅に低減できかつ低損失のマイクロストリップ回
路をモノリシックに構成できる。また従来のフッツブチ
ップ構造と違い、実装時に裏面回合わせをする必要もな
い。このため高出力ＨＢＴなど熱抵抗低減が必須のデバ
イスのモノリシックＩＣ化が可能となりマイクロ波ミリ
波工学」二意義が太きい。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の高出力モノリシックマイク
ロ波集積回路であり（ａ）は断面図、（ｂ）は斜め上か
ら見た図、（Ｃ）は裏面から見た図である。これらの図
において半絶縁性ＧａＡｓ基板１の第１の面にｎ型Ｇａ
Ａｓコレクタ層８、ｐ＋型ＧａＡｓベース層９、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ層１０を備えた高出力ＨＢＴが構成され、該
ＨＢＴのコレクタ電極５はバイアホール回路５１を介し
て出力マイクロストリップ導体７に接続され、ベース電
極４はバイアホール回路５２を介して入力マイクロスト
リップ導体６に接続され、また２は接地金属である。
第２図は第１図実施例の高出力モノリシック集積回路の
実装例である。（ａ）は金属ブロック１１上に実装した
例であり、（ｂ）はダイアモンドＩＩまたはべりノア等
の熱伝導度の大きい絶縁体基板１４上に実装した例であ
る。１２は接地面を構成している。（Ｃ）は裏面から見
た様子を示す。
このような本発明の高出力モノリシックマイクロ波集積
回路においては高出力素子の発熱部は熱伝導度の悪いＧ
ａＡｓ基板を介さず直接ヒートシンクに接続されるため
熱抵抗が極めて低くなると同時にＧａＡｓ基板厚は厚く
保てるためマイクロストリップ導体の幅を過度に細くす
る必要がなくなり、マイクロストリップ回路の損失を下
げることができ、マイクロ波ミリ波工学上意義は太きい
。
なお、本実施例においては高出力半導体素子としてＨＢ
Ｔを用いているが、高出力半導体素子としてはＨＢＴに
限らず、ショットキーゲー）　ＦＥＴ、ＭＩＳＦＥＴ、
　ＨＥＭＴ等いずれでもよく、また半導体材料としても
ＧａＡｓ系に限らずＩｎＰ系、Ｇａｒｂ系等ＩＩＬＶ化
合物半導体を始めとし、ＩＬＶＩ化合物半導体でも良い
ことはいうまでもない。
（発明の効果） 本発明によれば熱抵抗を低減でき、かつ低送損失の少な
いモノリシックＩＣ化が可能な高山カモツノシックマイ
クロ波集積回路が得られる。
【図面の簡単な説明】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半絶縁性化合物半導体基板の第１面に入力端子、
    出力端子、接地端子を備えた高出力半導体素子および接
    地面が設けられ、該基板の第２面にマイクロストリップ
    導体が設けられ、該基板第１面上の前記高出力半導体素
    子の入力端子と出力端子とが、各々該基板第２面上のマ
    イクロストリップ導体から構成される第１の回路、第２
    の回路にバイアホール回路により接続されていることを
    特徴とする高出力モノリシックマイクロ波集積回路。
  2. （２）第１面上の高出力半導体素子の接地端子および接
    地面が接地金属ブロックに接続固定されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第一項記載の高出力モノリシッ
    クマイクロ波集積回路。
  3. （３）第１面上の高出力半導体素子の接地端子および接
    地面が熱伝導度の大きい絶縁体の電極パターンに接続固
    定されていることを特徴とする特許請求の範囲第一項記
    載の高出力モノリシックマイクロ波集積回路。
JP2126158A 1990-05-16 1990-05-16 高出力モノリシックマイクロ波集積回路 Pending JPH0425031A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2126158A JPH0425031A (ja) 1990-05-16 1990-05-16 高出力モノリシックマイクロ波集積回路
US07/699,279 US5202752A (en) 1990-05-16 1991-05-13 Monolithic integrated circuit device

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JP2126158A JPH0425031A (ja) 1990-05-16 1990-05-16 高出力モノリシックマイクロ波集積回路

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JPH0425031A true JPH0425031A (ja) 1992-01-28

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7413932B2 (en) 2002-07-23 2008-08-19 Mediatek Inc. Power amplifier having high heat dissipation

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JPS5565474A (en) * 1978-11-13 1980-05-16 Nec Corp Field effect transistor
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JPS59108336A (ja) * 1982-11-26 1984-06-22 ア−ルシ−エ−　コ−ポレ−ション ２ゲ−ト電界効果トランジスタ
JPS59172748A (ja) * 1983-03-22 1984-09-29 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波用電界効果トランジスタ

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