JPS63117464A - 低雑音高周波増幅器 - Google Patents
低雑音高周波増幅器Info
- Publication number
- JPS63117464A JPS63117464A JP61262655A JP26265586A JPS63117464A JP S63117464 A JPS63117464 A JP S63117464A JP 61262655 A JP61262655 A JP 61262655A JP 26265586 A JP26265586 A JP 26265586A JP S63117464 A JPS63117464 A JP S63117464A
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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］
本発明は衛星通信を利用するナビゲーションシステムＧ
ＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓ
ｙｓｔｅｍ）の受信器、ＴＶ （１１）ＩＦ 、Ｖ）Ｉ
Ｆ）放送の共同受信ブースター、ＦＭ放送、ナブスター
、マリサット等の衛星放送の受信器の広帯域増幅器、さ
らには光ファ、イバ通信における光中継器の前置増幅器
、ＡＧＣ増幅器など、低雑音特性を要求される高周波増
幅器に関する。
ＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓ
ｙｓｔｅｍ）の受信器、ＴＶ （１１）ＩＦ 、Ｖ）Ｉ
Ｆ）放送の共同受信ブースター、ＦＭ放送、ナブスター
、マリサット等の衛星放送の受信器の広帯域増幅器、さ
らには光ファ、イバ通信における光中継器の前置増幅器
、ＡＧＣ増幅器など、低雑音特性を要求される高周波増
幅器に関する。
［従来の技術］
従来低雑音特性を要求される高周波増幅器、特に、ＳＮ
特性に大ぎく影容する初段増幅部においては、一般にガ
リウム砒素（ＧａＡｓ）の低雑音性の電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）が使用されている。
特性に大ぎく影容する初段増幅部においては、一般にガ
リウム砒素（ＧａＡｓ）の低雑音性の電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）が使用されている。
［発明が解決しようとする問題点］
ＧａＡｓ ＦＥＴは高価であり、温度安定性が悪く、高
ゲイン領域での増幅の際に発振の恐れも大きいので、低
雑音性増幅器として満足できるものではなかった。特に
、たとえば、使用周波数１．６ＧＨｚのＧＰＳにおいて
、乗用車、トラック等の穆動体に搭載されるアンテナは
車載灯程度の小型化のものとする必要があり、その受信
器中の信号増幅部の高周波前置増幅器、特にその中の初
段増幅部においては低雑音性能が要求される。特にアン
テナを小型化する場合において、直流から数Ｇ）Ｉｚの
高周波を利用するシステムの高周波増幅器にはＮＦ２ｄ
Ｂ程度以下の低雑音性能が要求される。
ゲイン領域での増幅の際に発振の恐れも大きいので、低
雑音性増幅器として満足できるものではなかった。特に
、たとえば、使用周波数１．６ＧＨｚのＧＰＳにおいて
、乗用車、トラック等の穆動体に搭載されるアンテナは
車載灯程度の小型化のものとする必要があり、その受信
器中の信号増幅部の高周波前置増幅器、特にその中の初
段増幅部においては低雑音性能が要求される。特にアン
テナを小型化する場合において、直流から数Ｇ）Ｉｚの
高周波を利用するシステムの高周波増幅器にはＮＦ２ｄ
Ｂ程度以下の低雑音性能が要求される。
本発明はかかる要求に応えるためになされたもので、低
雑音でかつ安価な高周波増幅器を提供することを目的と
する。
雑音でかつ安価な高周波増幅器を提供することを目的と
する。
［問題点を解決するための手段］
このような目的を達成するために、本発明の低雑音高周
波増幅器は、幅０．２μｍ以上０．５μｍ以下のベース
コンタクト部と幅０．１５μ山以上０．３μｍ以下のベ
ースエミッタ分離部とからなる外部ベース部と、幅０．
２μｍ以上０，５μｍ以下、厚さ０．０４μｍ以上０．
０９μｍ以下の真性ベース部と、厚さ０．０４μｍ以上
０．１５μｍ以下のエミッタ部とを有し、エミッタ不純
物濃度１０２２ｃｍ−３以上、１０２２ｃｍ−３以下、
ベース不純物濃度１０１６ｃｍ−３以上、１０′８ｃｌ
’以下、エミッタ面積が５６μ１１１２以上２８０μｆ
ｆ１２以下であり、使用周波数１．６ＧＨｚにおいて雑
音指数０．６ｄＢ以上２ｄＢ以下のＳｔ ｎｐｎバイポ
ーラトランジスタが初段増幅部に用いられていることを
特徴とする。
波増幅器は、幅０．２μｍ以上０．５μｍ以下のベース
コンタクト部と幅０．１５μ山以上０．３μｍ以下のベ
ースエミッタ分離部とからなる外部ベース部と、幅０．
２μｍ以上０，５μｍ以下、厚さ０．０４μｍ以上０．
０９μｍ以下の真性ベース部と、厚さ０．０４μｍ以上
０．１５μｍ以下のエミッタ部とを有し、エミッタ不純
物濃度１０２２ｃｍ−３以上、１０２２ｃｍ−３以下、
ベース不純物濃度１０１６ｃｍ−３以上、１０′８ｃｌ
’以下、エミッタ面積が５６μ１１１２以上２８０μｆ
ｆ１２以下であり、使用周波数１．６ＧＨｚにおいて雑
音指数０．６ｄＢ以上２ｄＢ以下のＳｔ ｎｐｎバイポ
ーラトランジスタが初段増幅部に用いられていることを
特徴とする。
［作 用］
本発明においては、前置増幅器の初段に低雑音のＳｉ
ｎｐｎバイポーラトランジスタを使っているので、安価
で低雑音の高周波増幅器を実現できる。
ｎｐｎバイポーラトランジスタを使っているので、安価
で低雑音の高周波増幅器を実現できる。
特にバイポーラトランジスタのエミッタ厚さを０．１５
μｍ以下としてエミッタ抵抗を下げ、ベース厚さを０．
０９μｍ以下として、遮断周波数ｆＴを１０Ｇ）１２程
度以上と高くでき、またベース・エミッタ分離部の幅を
０．３μｍ以下と短くして抵抗比ｒｂ／ｒｅ（ベース抵
抗／［エミッタ抵抗子ベースエミッタ接合ダイオード抵
抗］）を小さくでき、またエミッタ面積を５６μｍ２以
上２８０μｍ２以下として使用周波数および抵抗比ｒｂ
／ｒ、に起因する雑音の影響を極めて小さくすることが
できる。
μｍ以下としてエミッタ抵抗を下げ、ベース厚さを０．
０９μｍ以下として、遮断周波数ｆＴを１０Ｇ）１２程
度以上と高くでき、またベース・エミッタ分離部の幅を
０．３μｍ以下と短くして抵抗比ｒｂ／ｒｅ（ベース抵
抗／［エミッタ抵抗子ベースエミッタ接合ダイオード抵
抗］）を小さくでき、またエミッタ面積を５６μｍ２以
上２８０μｍ２以下として使用周波数および抵抗比ｒｂ
／ｒ、に起因する雑音の影響を極めて小さくすることが
できる。
〔実施例］
以下に図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。
明する。
第１図に本発明に係る低雑音高周波トランジスタの基本
構造の一例を示す。本実施例はＳｔのｎｐｎバイポーラ
トランジスタであり、図において、Ａ１はＡｓ添添加ｎ
梨型モミツタＡ２はボロン添加外部ｐ“型ベース、Ａ３
はボロン添加真性ｐ型ベース、Ａ４はＰ添加ｎ型コレク
タ、ＡｓはＡｓ添加ｎ１型埋め込みコレクタ、Ａ６はＬ
ＯＧＯ５酸化膜（ＳｉＯ□）、Ａ７はベースメタル（Ｓ
ｉ添加１）電極、Ａｓはエミッタメタル（Ｓｉ添加１）
電極、Ａ９はベース・エミッタ分１１！ｔｓｉ０２酸化
膜、ＡＩＯはベースコンタクト、Ａｌｌはエミッタコン
タクトである。第２図に各部の寸法を表す参照記号を示
す。
構造の一例を示す。本実施例はＳｔのｎｐｎバイポーラ
トランジスタであり、図において、Ａ１はＡｓ添添加ｎ
梨型モミツタＡ２はボロン添加外部ｐ“型ベース、Ａ３
はボロン添加真性ｐ型ベース、Ａ４はＰ添加ｎ型コレク
タ、ＡｓはＡｓ添加ｎ１型埋め込みコレクタ、Ａ６はＬ
ＯＧＯ５酸化膜（ＳｉＯ□）、Ａ７はベースメタル（Ｓ
ｉ添加１）電極、Ａｓはエミッタメタル（Ｓｉ添加１）
電極、Ａ９はベース・エミッタ分１１！ｔｓｉ０２酸化
膜、ＡＩＯはベースコンタクト、Ａｌｌはエミッタコン
タクトである。第２図に各部の寸法を表す参照記号を示
す。
同図においてＷＢはベースコンタクト幅、Ｗ６はエミッ
タコンタクト幅、ＷＥＢはベースエミッタ分離酸化膜幅
、ＤＥはエミッタ厚さ、ＤＢはベース厚さである。
タコンタクト幅、ＷＥＢはベースエミッタ分離酸化膜幅
、ＤＥはエミッタ厚さ、ＤＢはベース厚さである。
本実施例のｎｐｎバイポーラトランジスタは、ベースコ
ンタクト幅ＷＥＩ−０，３５μｍのベースコンタクト部
ＡＩＯと、エミッタ厚さＤ 、−０，１μｍのエミッタ
Ａ１と、厚さＤ Ｂ＝ ０．０６μｍ、 幅Ｗ ｅｍ
ｏ、３５μｍの真性ベースＡ３と、幅Ｗ２Ｂ＝０．２８
μｍのペースエミッタ分離部Ａ９、エミッタ不純物濃度
１０２２ｃｍ−３，ベース不純物濃度１０２２ｃｍ−”
で、最大ｆ ７＝１７ＧＨｚ、エミッタ面積が５６μｍ
２以上２８０μｍ２以下の範囲で、使用周波数１．６Ｇ
Ｈｚにおいて、雑音指数１．５ｄＢ以上２．０ｄＢ以下
の低雑音ＮＰＮバイポーラトランジスタとなる。
ンタクト幅ＷＥＩ−０，３５μｍのベースコンタクト部
ＡＩＯと、エミッタ厚さＤ 、−０，１μｍのエミッタ
Ａ１と、厚さＤ Ｂ＝ ０．０６μｍ、 幅Ｗ ｅｍ
ｏ、３５μｍの真性ベースＡ３と、幅Ｗ２Ｂ＝０．２８
μｍのペースエミッタ分離部Ａ９、エミッタ不純物濃度
１０２２ｃｍ−３，ベース不純物濃度１０２２ｃｍ−”
で、最大ｆ ７＝１７ＧＨｚ、エミッタ面積が５６μｍ
２以上２８０μｍ２以下の範囲で、使用周波数１．６Ｇ
Ｈｚにおいて、雑音指数１．５ｄＢ以上２．０ｄＢ以下
の低雑音ＮＰＮバイポーラトランジスタとなる。
ベースコンタクト幅ｗａ ０．５μ＋ｎ以下、ペースエ
ミッタ分離部の幅Ｗｇｎ０．３μｍ以下、真性ベースの
幅ＷＥ ０．５ μｍ以下、厚みＤｌｌＯ，０９μｍ以
下、エミッタ厚みＤＢ０．１５μｍ以下とする七１ＯＧ
Ｈｚ以上の高い１丁が得られる。１丁を高めるためには
これらの値はより小さいことが望ましいが、耐圧および
加工精度の点から、０．２μｍ≦ＷＢ≦０．５ μｍ
、 Ｏ，１５μｍ≦ＷＥ［ｌ≦０．３ μｍ 、 ０．
２μｍ ≦Ｗ、≦０．５ μｍ、 ０．０４
μｌｌｌ ≦Ｄ６≦０．０９μｍ 。
ミッタ分離部の幅Ｗｇｎ０．３μｍ以下、真性ベースの
幅ＷＥ ０．５ μｍ以下、厚みＤｌｌＯ，０９μｍ以
下、エミッタ厚みＤＢ０．１５μｍ以下とする七１ＯＧ
Ｈｚ以上の高い１丁が得られる。１丁を高めるためには
これらの値はより小さいことが望ましいが、耐圧および
加工精度の点から、０．２μｍ≦ＷＢ≦０．５ μｍ
、 Ｏ，１５μｍ≦ＷＥ［ｌ≦０．３ μｍ 、 ０．
２μｍ ≦Ｗ、≦０．５ μｍ、 ０．０４
μｌｌｌ ≦Ｄ６≦０．０９μｍ 。
０．０４μｍ≦Ｄ、≦０．０９μｍが適当である。さら
に信号がひずまないためには、コレクタ電流はＩＱｍ
Ａ程度は必要であり、このため、エミッタ面積が５６μ
ｌ１１２以上２８０μｍ２以下が適当である。また５ｄ
Ｂ以上１５ｄＢ以下のゲインを得るためには、大きな電
流増幅率βを持つことが必要であるため、エミッタ不純
物濃度は１０２２ｃｍ−３以上１Ｇ”ｃｏ＋−３以下、
ベース不純物濃度１０１１０ｌ６３以上１０１１０ｌ８
’以下が適当である。
に信号がひずまないためには、コレクタ電流はＩＱｍ
Ａ程度は必要であり、このため、エミッタ面積が５６μ
ｌ１１２以上２８０μｍ２以下が適当である。また５ｄ
Ｂ以上１５ｄＢ以下のゲインを得るためには、大きな電
流増幅率βを持つことが必要であるため、エミッタ不純
物濃度は１０２２ｃｍ−３以上１Ｇ”ｃｏ＋−３以下、
ベース不純物濃度１０１１０ｌ６３以上１０１１０ｌ８
’以下が適当である。
第３図に本実施例のｎｐｎバイポーラトランジスタの平
面図を示す。
面図を示す。
図において、Ｂ１はコレクタメタル電極、Ｂ２はエミッ
タメタル電極、Ｂ３はベースメタル電極、Ｂ４はＬＯＧ
Ｏ５酸化膜、Ｂ５はベース・エミッタ分離酸化膜、Ｂ６
はベースコンタクト、Ｂフはエミッタコンタクトである
。エミッタコンタクト幅Ｗ Ｅ−Ｑ Ｊ５ ｕ ｍ 、
エミッタコンタクト長さＷ１＝８０μｍのエミッタがエ
ミッタメタル電極Ｂ２に連絡され、ベースコンタクト幅
Ｗ １ｌ−０，３５μｍ、ベースコンタクト長さＷｌ−
８０μｍのベースがベースメタル電極Ｂ３に連絡され、
第１図におけるｎ０型埋め込みコレクタが第１図の紙面
に垂直に奥の方に伸張し、第３図のコレクタメタル電極
Ｂ１の下に配され、Ｂ１と連絡し、１０本のエミッタが
横方向に並列配設されているマルチエミッタ構造のエミ
ッタ面積２８０μｍ２のｎｐｎバイポーラトランジスタ
である。
タメタル電極、Ｂ３はベースメタル電極、Ｂ４はＬＯＧ
Ｏ５酸化膜、Ｂ５はベース・エミッタ分離酸化膜、Ｂ６
はベースコンタクト、Ｂフはエミッタコンタクトである
。エミッタコンタクト幅Ｗ Ｅ−Ｑ Ｊ５ ｕ ｍ 、
エミッタコンタクト長さＷ１＝８０μｍのエミッタがエ
ミッタメタル電極Ｂ２に連絡され、ベースコンタクト幅
Ｗ １ｌ−０，３５μｍ、ベースコンタクト長さＷｌ−
８０μｍのベースがベースメタル電極Ｂ３に連絡され、
第１図におけるｎ０型埋め込みコレクタが第１図の紙面
に垂直に奥の方に伸張し、第３図のコレクタメタル電極
Ｂ１の下に配され、Ｂ１と連絡し、１０本のエミッタが
横方向に並列配設されているマルチエミッタ構造のエミ
ッタ面積２８０μｍ２のｎｐｎバイポーラトランジスタ
である。
第４図に第３図の点線で囲まれた部分の拡大図を示す。
Ａ１２はｐ０チャネルストップであり、他の記号は第１
図と同じである。ベース領域Ａ２とＡ３は横方向につな
がっており、コレクタＡ４も横方向に広がっており、エ
ミッタＡ８が複数ある共通ベース、共通コレクタおよび
マルチエミッタ構造となっている。
図と同じである。ベース領域Ａ２とＡ３は横方向につな
がっており、コレクタＡ４も横方向に広がっており、エ
ミッタＡ８が複数ある共通ベース、共通コレクタおよび
マルチエミッタ構造となっている。
第５図は受信装置のブロック図である。アンテナ１で受
信された電波はＲＦ段低雑増幅器２により増幅され、受
信周波数変換装置３により、例えばヘテロダイン方式に
よフて中間周波数に変換され、中間周波増幅器４によっ
て増幅された後、復調装置５により、信号検波され、信
号処理装置６によって信号は処理される。このＲＦ段低
雑音増幅器２の初段増幅素子として第３図に示したよう
なＳｉ ｎｐｎバイポーラを使うことによって、低雑音
の高周波増幅が可能となる。
信された電波はＲＦ段低雑増幅器２により増幅され、受
信周波数変換装置３により、例えばヘテロダイン方式に
よフて中間周波数に変換され、中間周波増幅器４によっ
て増幅された後、復調装置５により、信号検波され、信
号処理装置６によって信号は処理される。このＲＦ段低
雑音増幅器２の初段増幅素子として第３図に示したよう
なＳｉ ｎｐｎバイポーラを使うことによって、低雑音
の高周波増幅が可能となる。
第６図は高周波段低雑音増幅器の回路図の１例である。
初段素子Ｑ１に本発明の高周波低雑音トランジスタを用
いることができる。
いることができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明においては、前置増幅器の
初段に低雑音のＳｔ ｎｐｎバイポーラトランジスタを
使っているので、安価で低雑音の高周波増幅器を実現で
きる。
初段に低雑音のＳｔ ｎｐｎバイポーラトランジスタを
使っているので、安価で低雑音の高周波増幅器を実現で
きる。
第１図はＳｉ ｎｐｎ バイポーラトランジスタの実
施例の基本構造を示す断面図、 第２図は第１図に示したトランジスタの各部位の寸法を
示すための模式図、 第３図はｎｐｎバイポーラトランジスタの実施例の平面
図、 第４図は第３図示のトランジスタの部分拡大図、 第５図は受信装置のブロック図、 第６図は高周波段低雑音増幅器の一例の回路図である。 Ａ１・・・ｎ＋型エミッタ、 Ａ２・・・外部ｐ４型ベース、 Ａ３・・・真性ｐベース、 Ａ４・・・ｎ型コレクタ、 Ａ５・・・ｎ＋型埋め込みコレクタ、 Ａ６・・・ｔｏｃｏｓ酸化膜、 Ａ７・・・ベースメタル電極、 八８・・・エミッタメタル電極、 Ａ９・・・ベース・エミッタ分離酸化膜、ＡＩＯ・・・
ベースコンタクト、 Ａｌｌ・・・エミッタコンタクト、 Ａｌ１・・・ｐ＋チャネルストップ、 Ｂ１・・・コレクタメタル電極、 Ｂ２・・・エミッタメタル電極、 Ｂ３・・・ベースメタル電極、 Ｂ４・・・ｔｏｃｏｓ酸化膜、 Ｂ５・・・ペースエミッタ分離酸化膜、Ｂ６・・・ベー
スコンタクト、 Ｂ７・・・エミッタコンタクト。 第２図
施例の基本構造を示す断面図、 第２図は第１図に示したトランジスタの各部位の寸法を
示すための模式図、 第３図はｎｐｎバイポーラトランジスタの実施例の平面
図、 第４図は第３図示のトランジスタの部分拡大図、 第５図は受信装置のブロック図、 第６図は高周波段低雑音増幅器の一例の回路図である。 Ａ１・・・ｎ＋型エミッタ、 Ａ２・・・外部ｐ４型ベース、 Ａ３・・・真性ｐベース、 Ａ４・・・ｎ型コレクタ、 Ａ５・・・ｎ＋型埋め込みコレクタ、 Ａ６・・・ｔｏｃｏｓ酸化膜、 Ａ７・・・ベースメタル電極、 八８・・・エミッタメタル電極、 Ａ９・・・ベース・エミッタ分離酸化膜、ＡＩＯ・・・
ベースコンタクト、 Ａｌｌ・・・エミッタコンタクト、 Ａｌ１・・・ｐ＋チャネルストップ、 Ｂ１・・・コレクタメタル電極、 Ｂ２・・・エミッタメタル電極、 Ｂ３・・・ベースメタル電極、 Ｂ４・・・ｔｏｃｏｓ酸化膜、 Ｂ５・・・ペースエミッタ分離酸化膜、Ｂ６・・・ベー
スコンタクト、 Ｂ７・・・エミッタコンタクト。 第２図
Claims (1)
- 幅０．２μｍ以上０．５μｍ以下のベースコンタクト部
と幅０．１５μｍ以上０．３μｍ以下のベースエミッタ
分離部とからなる外部ベース部と、幅０．２μｍ以上０
．５μｍ以下、厚さ０．０４μｍ以上０．０９μｍ以下
の真性ベース部と、厚さ０．０４μｍ以上０．１５μｍ
以下のエミッタ部とを有し、エミッタ不純物濃度１０＾
２＾０ｃｍ＾−＾３以上、１０＾２＾２ｃｍ＾−＾３以
下、ベース不純物濃度１０＾１＾■ｃｍ＾−＾３以上、
１０＾１＾■ｃｍ＾−＾３以下、エミッタ面積が５６μ
ｍ＾２以上２８０μｍ＾２以下であり、使用周波数１．
６ＧＨｚにおいて雑音指数０．６ｄＢ以上２ｄＢ以下の
Ｓｉｎｐｎバイポーラトランジスタが初段増幅部に用い
られていることを特徴とする低雑音高周波増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262655A JPS63117464A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 低雑音高周波増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61262655A JPS63117464A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 低雑音高周波増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117464A true JPS63117464A (ja) | 1988-05-21 |
Family
ID=17378792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61262655A Pending JPS63117464A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 低雑音高周波増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63117464A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111266A (en) * | 1988-03-11 | 1992-05-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a region doped to a level exceeding the solubility limit |
| US5270224A (en) * | 1988-03-11 | 1993-12-14 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing a semiconductor device having a region doped to a level exceeding the solubility limit |
| WO2000067330A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having bipolar transistors |
-
1986
- 1986-11-06 JP JP61262655A patent/JPS63117464A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111266A (en) * | 1988-03-11 | 1992-05-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a region doped to a level exceeding the solubility limit |
| US5270224A (en) * | 1988-03-11 | 1993-12-14 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing a semiconductor device having a region doped to a level exceeding the solubility limit |
| WO2000067330A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having bipolar transistors |
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