JPH0728023B2 - Microwave integrated circuit - Google Patents
Microwave integrated circuitInfo
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- JPH0728023B2 JPH0728023B2 JP1036245A JP3624589A JPH0728023B2 JP H0728023 B2 JPH0728023 B2 JP H0728023B2 JP 1036245 A JP1036245 A JP 1036245A JP 3624589 A JP3624589 A JP 3624589A JP H0728023 B2 JPH0728023 B2 JP H0728023B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
- H01P3/08—Microstrips; Strip lines
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、数GHz以上のきわめて高い周波数をもちマ
イクロ波ないしミリ波信号を処理するのに用いられるマ
イクロ波集積回路（IC）に関する。The present invention relates to a microwave integrated circuit (IC) used for processing a microwave or millimeter wave signal having an extremely high frequency of several GHz or higher.
近年、ICの技術の急速な進歩に伴い、マイクロ波回路に
おいてもマイクロ波ICが主要な地位を占めるようになっ
て来た。このようなマイクロ波ICでは、例えばインピー
ダンス変換やフィルタ等の機能を有する回路を、半導体
基板上に金属薄膜を付着してなるマイクロストリップ線
路のような分布定数線路（スタブ）で構成する。In recent years, with the rapid progress of IC technology, microwave ICs have become the main position in microwave circuits. In such a microwave IC, for example, a circuit having functions such as impedance conversion and a filter is configured by a distributed constant line (stub) such as a microstrip line in which a metal thin film is attached on a semiconductor substrate.
〔発明が解決しようとする課題〕 上述したようなマイクロ波ICにおいて、IC製造後に、分
布定数回路の特性を外部から電気的に調整することがで
きれば便利な場合がある。[Problems to be Solved by the Invention] In the microwave IC as described above, it may be convenient if the characteristics of the distributed constant circuit can be electrically adjusted from the outside after the IC is manufactured.
例えば、増幅器を構成するICにおいて、最大ゲインを得
るためには、外部に接続されるマイクロストリップ線路
の特性インピーダンス（50Ω）を、増幅用FETのＳパラ
メータS11の共役複素数S11 *にインピーダンス変換する
ような入力マッチング回路を付加することが必要であ
る。ところが、FETには製造上のばらつきがあり、その
Ｓパラメータにもばらつきが生ずる。したがって、固定
的に形成したマッチング回路では、必ずしも設計通りの
性能を実現することができない。出力マッチング回路に
ついても同様である。For example, in an IC that constitutes an amplifier, in order to obtain the maximum gain, the characteristic impedance (50Ω) of an externally connected microstrip line is converted into a conjugate complex number S 11 * of the S parameter S 11 of the amplification FET. It is necessary to add such an input matching circuit. However, there are variations in manufacturing of FETs, and variations occur in their S parameters. Therefore, the fixedly formed matching circuit cannot always realize the performance as designed. The same applies to the output matching circuit.
本発明のマイクロ波集積回路は、分布定数線路の少なく
とも一部を構成しているショットキー金属と、このショ
ットキー金属からなる線路と少なくとも１箇所で接触す
る半導体基板の表面に形成された半導体導電層と、この
半導体導電層に接触するオーミック金属電極とからなる
分布定数線路長切り替え部を少なくとも１つ備えたもの
である。そして、この分布定数線路長切り替え部は、オ
ーミック金属電極に対して、ショットキー金属と半導体
導電層との間に形成されるショットキー接触部に順方向
バイアスが形成される電圧を選択的に印加することによ
り、分布定数線路の実効長を切り替えるものである。The microwave integrated circuit according to the present invention comprises a Schottky metal forming at least a part of a distributed constant line, and a semiconductor conductive layer formed on the surface of a semiconductor substrate which is in contact with the line made of the Schottky metal at least at one place. And at least one distributed constant line length switching section composed of a layer and an ohmic metal electrode in contact with the semiconductor conductive layer. Then, the distributed constant line length switching unit selectively applies a voltage for forming a forward bias to a Schottky contact formed between the Schottky metal and the semiconductor conductive layer with respect to the ohmic metal electrode. By doing so, the effective length of the distributed constant line is switched.
マイクロ波ICにおいて、分布定数線路は、半導体基板上
に金属薄膜を蒸着またはメッキすることにより形成さ
れ、その膜厚は１〜10μｍ程度であり、その電気的特性
は主として、扱う信号の周波数と線路自体の幅・長さに
より決定される。In a microwave IC, a distributed constant line is formed by depositing or plating a metal thin film on a semiconductor substrate, the film thickness is about 1 to 10 μm, and its electrical characteristics are mainly the frequency of the signal to be handled and the line. It is determined by its width and length.
この発明では、ショットキー金属からなる線路と半導体
導電層との間にショットキーダイオードが形成され、例
えば半導体導電層をｎ形とした場合、線路の直流電位に
対し、半導体導電層の直流電位が低い場合は、線路側か
ら半導体導電層側へ順方向電流が流れるが、逆の場合に
は電流は流れない。したがって、外部からオーミック金
属電極を介して半導体導電層に与える直流電位により、
分布定数線路の実効的な長さを変化させ得る。In the present invention, a Schottky diode is formed between a line made of Schottky metal and a semiconductor conductive layer. For example, when the semiconductor conductive layer is an n-type, the DC potential of the semiconductor conductive layer is different from the DC potential of the line. When it is low, a forward current flows from the line side to the semiconductor conductive layer side, but when it is opposite, no current flows. Therefore, due to the DC potential applied to the semiconductor conductive layer from the outside through the ohmic metal electrode,
The effective length of the distributed constant line can be changed.
以下、添付図面の第１図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 of the accompanying drawings.
第１図は、この発明をショート（短絡）スタブの制御に
適用した実施例を示す平面図である。同図において、11
は半導体基板で、その上にショットキー金属からなる線
路12およびオーミック金属からなる電極13,14が形成さ
れている。また15,16は半導体基板11の表面部に形成さ
れた半導体導電層である。導電層15,16は、一端がショ
ットキー金属線路12に交叉し、他端がオーミック金属電
極13,14に重なるように形成されており、ショットキー
金属線路12と接する領域17,18にショットキーダイオー
ドを形成するとともに、オーミック金属電極13,14との
間ではオーミック性接触領域19,20を形成している。こ
のように構成することにより、２つの分布定数線路長切
り替え部が構成されたことになる。すなわち、ショット
キー金属線路12と導電層15とオーミック金属電極13とに
よる第１の分布定数線路長切り替え部と、ショットキー
金属線路12と導電層16とオーミック金属電極14とによる
第２の分布定数線路長切り替え部とが形成されたことな
る。なおオーミック金属電極13,14は、本実施例では引
出し部13A,14Aおよびパッド部13B,14Bからなる。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment in which the present invention is applied to control of a short stub. In the figure, 11
Is a semiconductor substrate on which a line 12 made of Schottky metal and electrodes 13, 14 made of ohmic metal are formed. Reference numerals 15 and 16 are semiconductor conductive layers formed on the surface of the semiconductor substrate 11. The conductive layers 15 and 16 are formed so that one end intersects the Schottky metal line 12 and the other end overlaps the ohmic metal electrodes 13 and 14, and the Schottky regions 17 and 18 contacting the Schottky metal line 12 are formed. While forming the diode, ohmic contact regions 19 and 20 are formed between the ohmic metal electrodes 13 and 14. With this configuration, two distributed constant line length switching units are configured. That is, the first distributed constant line length switching portion formed by the Schottky metal line 12, the conductive layer 15, and the ohmic metal electrode 13, and the second distributed constant formed by the Schottky metal line 12, the conductive layer 16, and the ohmic metal electrode 14. The line length switching unit is formed. The ohmic metal electrodes 13 and 14 are composed of lead portions 13A and 14A and pad portions 13B and 14B in this embodiment.
本実施例では、半導体基板11としてGaAsを用い、導電層
15,16は、この基板にSiイオンを注入することによりｎ
形としてある。また、ショットキー金属線路12はTi/Pt/
Auの３層構造とし、オーミック金属電極13,14はAuGe/Ni
を用いた。In this embodiment, GaAs is used as the semiconductor substrate 11 and the conductive layer
15 and 16 are n by implanting Si ions into this substrate.
It is in shape. Also, the Schottky metal track 12 is Ti / Pt /
It has a three-layer structure of Au, and the ohmic metal electrodes 13 and 14 are AuGe / Ni.
Was used.
ここで、導電層15,16がｎ形であるため、パッド部14B
に、ショットキー金属線路12の直流電位より低い直流電
位を与えた場合と、パッド部14Bの直流電位はショッ
トキー金属線路12の直流電位より高くし、代りにパッド
部13Bにショットキー金属線路12の直流電位より低い直
流電位を与えた場合とで、ショットキー金属線路12によ
って構成されるショートスタブの短絡箇所が変わり、
の場合の方が、の場合に比較してショートスタブとし
ての実効的な長さはｌだけ短くなる。Here, since the conductive layers 15 and 16 are n-type, the pad portion 14B
When a DC potential lower than the DC potential of the Schottky metal line 12 is applied, the DC potential of the pad portion 14B is set higher than the DC potential of the Schottky metal line 12, and instead the Schottky metal line 12 is applied to the pad portion 13B. When a DC potential lower than the DC potential of is applied, the short-circuited location of the short stub configured by the Schottky metal line 12 changes,
In the case of, the effective length as the short stub is shorter by 1 than in the case of.
したがって、後に調整が必要となることが予測される部
分の線路について、予めショットキー金属線路とし、半
導体導電層を介してオーミック金属電極に接続しておけ
ば、IC製造後に、オーミック金属電極を介して半導体導
電層に与える直流電位の高低により、外部からその線路
の特性を調整することができる。Therefore, for the part of the line that is expected to require adjustment later, if the line is a Schottky metal line and is connected to the ohmic metal electrode via the semiconductor conductive layer, after the IC is manufactured, the ohmic metal electrode is used. The characteristics of the line can be adjusted from the outside by adjusting the level of the DC potential applied to the semiconductor conductive layer.
なお、パッド部13B,14Bに与える直流電位を、いずれも
ショットキー金属線路12の直流電位より高くすることに
より、オープン（解放）スタブとすることも可能であ
る。It is also possible to make an open (release) stub by making the DC potential applied to the pad portions 13B and 14B higher than the DC potential of the Schottky metal line 12.
上記実施例において、半導体導電層15,16およびオーミ
ック金属電極13,14を３箇所以上に設けることにより、
ショートスタブの長さを３段階以上に変化させることも
可能である。In the above embodiment, by providing the semiconductor conductive layers 15 and 16 and the ohmic metal electrodes 13 and 14 at three or more locations,
It is also possible to change the length of the short stub in three or more steps.
なお、直流分と高周波の信号分とは完全に区別すること
が可能であり、このような線路の長さを調整するために
設定される直流電位が信号に対し悪影響を及ぼすことは
ない。The DC component and the high-frequency signal component can be completely distinguished, and the DC potential set for adjusting the length of such a line does not adversely affect the signal.
また、上記実施例で使用した材料は一例にすぎず、これ
に限定されるものではないことはいうまでもない。Needless to say, the materials used in the above examples are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
第２図はこの発明の他の実施例を示す平面図である。本
実施例では、半導体基板21の上に形成されたショットキ
ー金属線路22に対し、これと２箇所で交叉するように半
導体導電層23が設けられ、オーミック金属電極24に接続
されている。この場合も、領域25,26にショットキーダ
イオードが形成され、オーミック金属電極24から半導体
導電層23に与える直流電位を、ショットキー金属線路22
の直流電位に比して高くするか低くするかにより、線路
の長さを調整できる。FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the Schottky metal line 22 formed on the semiconductor substrate 21 is provided with the semiconductor conductive layer 23 so as to intersect with the Schottky metal line 22 at two locations and is connected to the ohmic metal electrode 24. Also in this case, a Schottky diode is formed in the regions 25 and 26, and a DC potential given from the ohmic metal electrode 24 to the semiconductor conductive layer 23 is applied to the Schottky metal line 22.
The length of the line can be adjusted depending on whether it is higher or lower than the DC potential of.
以上のように、この発明は、マイクロ波IC上の分布定数
線路をショットキー金属により形成し、これと少なくと
も１箇所で交叉する半導体導電層およびそれに接触する
オーミック金属電極を少なくとも１組設けたことによ
り、これらの分布定数線路からなる回路と組合せる素子
のばらつきに対し、IC製造後に特性を最適化できる効果
を有する。As described above, according to the present invention, the distributed constant line on the microwave IC is formed of Schottky metal, and at least one set of the semiconductor conductive layer intersecting with the distributed constant line and the ohmic metal electrode in contact therewith are provided. As a result, there is an effect that the characteristics can be optimized after the IC is manufactured with respect to the variation of the elements combined with the circuit including the distributed constant lines.
第１図はこの発明の一実施例を示す平面図、第２図は他
の実施例を示す平面図である。 11,21…半導体基板、12,22…ショットキー金属線路、1
3,14,24…オーミック金属電極、15,16,23…半導体導電
層。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing another embodiment. 11,21… Semiconductor substrate, 12,22… Schottky metal track, 1
3, 14, 24 ... Ohmic metal electrodes, 15, 16, 23 ... Semiconductor conductive layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｆ 3/60 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H03F 3/60
Claims (1)
る分布定数線路を備えたマイクロ波集積回路において、 前記分布定数線路の少なくとも一部を構成しているショ
ットキー金属と、 このショットキー金属からなる線路と少なくとも１箇所
で接触する前記半導体基板の表面に形成された半導体導
電層と、 この半導体導電層に接触するオーミック金属電極と、 からなる分布定数線路長切り替え部を少なくとも１つ備
え、 前記分布定数線路長切り替え部は、前記オーミック金属
電極に対して、前記ショットキー金属と前記半導体導電
層との間に形成されるショットキー接触部に順方向バイ
アスが形成される電圧を選択的に印加することにより、
分布定数線路の実効長を切り替えるものであることを特
徴とするマイクロ波集積回路。1. A microwave integrated circuit provided with a distributed constant line formed of a metal thin film formed on a semiconductor substrate, comprising: a Schottky metal forming at least a part of the distributed constant line; and this Schottky metal. A semiconductor conductive layer formed on the surface of the semiconductor substrate that is in contact with the line formed of at least one point, and an ohmic metal electrode that is in contact with the semiconductor conductive layer, and at least one distributed constant line length switching unit The distributed constant line length switching unit selectively selects a voltage at which a forward bias is formed in a Schottky contact portion formed between the Schottky metal and the semiconductor conductive layer with respect to the ohmic metal electrode. By applying
A microwave integrated circuit characterized by switching the effective length of a distributed constant line.
Priority Applications (4)
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| JP1036245A JPH0728023B2 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Microwave integrated circuit |
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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