CN113544971B - 移相器、移相器的制造方法 - Google Patents

移相器、移相器的制造方法 Download PDF

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Abstract

移相器具备：具有第1源极与第1漏极的第1晶体管、具有第2源极与第2漏极的第2晶体管、具备具有中断部分的第1主体部分与设置于该中断部分的第1连接部分且并联连接于该第1晶体管的第1电感器、具备具有中断部分的第2主体部分与设置于该中断部分的第2连接部分且并联连接于该第2晶体管的第2电感器、与该第1漏极和该第2漏极连接的检查用漏极端子、以及与该第1源极和该第2源极连接的检查用源极端子。

Description

移相器、移相器的制造方法
技术领域
本发明涉及移相器与移相器的制造方法。
背景技术
在高频波段或者毫米波波段的雷达设备等所使用的移相器电路中，存在与FET并联连接电感器的情况。由于对FET的栅极施加接通(ON)电压(Vg＝0V)/断开(OFF)电压(Vg＜FET的夹断电压Vp)，通过FET的开关动作来进行移相器电路中的相位的切换，所以FET的DC特性(Vp特性)很重要。作为实施并联连接了电感器的FET的DC检查(Vp检查)的方法，在专利文献1中公开了如下的构造：在半导体基板的第1面形成FET，设置各FET的检查用端子，通过贯通孔在第2面对于各FET分别设置检查用焊盘。
专利文献1：日本特开2008－10640号公报
由于专利文献1是使检查用端子通过贯通孔与半导体基板连接的构造，所以贯通孔数增加，存在半导体元件的强度降低的担心。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在半导体制造工艺中进行FET的Vp检查、并且通过使检查用端子共通化而同时实施多个FET的Vp检查由此能够简化检查工序的高质量的移相器与移相器的制造方法。
本申请的发明所涉及的移相器的特征在于，具备：第1晶体管，具有第1源极与第1漏极；第2晶体管，具有第2源极与第2漏极；第1电感器，具备具有中断部分的第1主体部分和设置于该中断部分的第1连接部分，通过与该第1源极及该第1漏极连接而与该第1晶体管并联连接；第2电感器，具备具有中断部分的第2主体部分和设置于该中断部分的第2连接部分，通过与该第2源极及该第2漏极连接而与该第2晶体管并联连接；检查用漏极端子，与该第1漏极及该第2漏极连接；以及检查用源极端子，与该第1源极及该第2源极连接。
本申请的发明所涉及的移相器的制造方法具备：形成与第1晶体管的第1源极及第1漏极连接并具有中断部分的第1主体部分的步骤、形成与第2晶体管的第2源极及第2漏极连接并具有中断部分的第2主体部分的步骤、使用与该第1漏极及该第2漏极连接的检查用漏极端子和与该第1源极及该第2源极连接的检查用源极端子对该第1晶体管和该第2晶体管的DC特性进行检查的步骤、在该第1主体部分的中断部分形成第1连接部分而形成具有该第1主体部分和该第1连接部分的第1电感器或者第1微带线路的步骤、以及在该第2主体部分的中断部分形成第2连接部分而形成具有该第2主体部分和该第2连接部分的第2电感器或者第2微带线路的步骤。
以下，明确了本发明的其他特征。
根据本发明，由于通过2个不同的工序形成电感器等，使检查用端子共通化，所以能够简化检查工序。
附图说明
图1是实施方式1涉及的移相器的电路图。
图2是表示未完成的第1电感器的图。
图3是表示已完成的第1电感器的图。
图4是表示未完成的第2电感器的图。
图5是表示已完成的第2电感器的图。
图6是实施方式2涉及的移相器的电路图。
图7是表示未完成的第1微带线路的图。
图8是表示已完成的第1微带线路的图。
图9是表示未完成的第2微带线路的图。
图10是表示已完成的第2微带线路的图。
图11是实施方式3涉及的移相器的电路图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式涉及的移相器与移相器的制造方法进行说明。存在对相同或者对应的构成要素标注相同的附图标记，省略反复说明的情况。
实施方式1.
图1是实施方式1涉及的形成于半导体基板上的移相器的电路图。该移相器是使用了在高频波段中使用的场效应晶体管(FET)的移相器。该移相器具备：具有第1源极S1与第1漏极D1的第1晶体管F1、和具有第2源极S2与第2漏极D2的第2晶体管F2。第1晶体管F1与第2晶体管F2是场效应晶体管。
在第1晶体管F1的栅极经由电阻元件R1连接有控制端子G1。在第2晶体管F2的栅极经由电阻元件R2连接有控制端子G2。在第1源极S1与第1漏极D1连接有第1电感器L1。在第2源极S2与第2漏极D2连接有第2电感器L2、L3。第2电感器L2与第2漏极D2连接，第2电感器L3与第2源极S2连接，第2电感器L2与第2电感器L3被连接。
在将输入端子IN与第2漏极D2连接的布线设置有匹配用的电感器L4。在将第2电感器L2、L3的中点与第1漏极D1连接的布线设置有匹配用的电容器C1。在第1漏极D1经由第1电阻元件R4连接有检查用漏极端子VDT。第1电阻元件R4是串联设置于将第1漏极D1与检查用漏极端子VDT连接的布线的电阻元件。第1电阻元件R4的电阻值例如为2kΩ以上。
在第2漏极D2经由第2电阻元件R5连接有检查用漏极端子VDT。第2电阻元件R5是串联设置于将第2漏极D2与检查用漏极端子VDT连接的布线的电阻元件。第2电阻元件R5的电阻值例如为2kΩ以上。检查用漏极端子VDT是与第1漏极D1和第2漏极D2连接的共通端子。
在第1源极S1与第2源极S2连接有作为共通端子发挥功能的检查用源极端子VST。第1源极S1与检查用源极端子VST直接连接，第2源极S2经由电阻元件R3与检查用源极端子VST连接。
这些构成电路的元件能够主要形成于半导体基板的第一面。第1电感器L1、第2电感器L2、L3以及电感器L4能够形成为由双层布线构造构成的螺旋电感器。双层布线构造意味着整体由在2个不同的工序中形成的部分构成。接地端子V1、V2经由在半导体基板形成的通孔(via hole)被接地。电阻元件R3、第1电阻元件R4以及第2电阻元件R5的电阻值能够在不对通常的高频波段信号产生影响的程度为高的值。例如，电阻元件R3、第1电阻元件R4以及第2电阻元件R5的电阻值能够为2kΩ以上。
对上述的移相器的制造方法进行说明。首先，形成第1电感器L1的一部分与第2电感器L2、L3的一部分。图2是表示形成了一部分的未完成的第1电感器L1的图。在图2中，为了放大表示第1电感器而省略了移相器的一部分。形成具有中断部分的第1主体部分L1a、L1b作为第1电感器的一部分。第1主体部分L1a与第1源极S1连接，第1主体部分L1b与第1漏极D1连接。第1主体部分L1a与第1主体部分L1b不连接。
与第1主体部分L1a、L1b的形成同时或者在其前后，形成第2电感器L2、L3的一部分。图4是表示形成了一部分的未完成的第2电感器L2、L3的图。形成具有中断部分的第2主体部分L2a、L2b、L2c作为第2电感器L2的一部分，形成具有中断部分的第2主体部分L3a、L3b、L3c作为第2电感器L3的一部分。第2主体部分L2a与第2漏极D2连接，第2主体部分L3a与第2源极S2连接。然而，任意的第2主体部分均不与其他的第2主体部分连接。
在该阶段，如图2所示，在第1晶体管F1的第1源极S1与第1漏极D1之间不连接电感器，如图4所示在第2晶体管F2的第2源极S2与第2漏极D2之间不连接电感器。
接下来，使用与第1漏极D1及第2漏极D2连接的检查用漏极端子VDT和与第1源极S1及第2源极S2连接的检查用源极端子VST，来对第1晶体管F1与第2晶体管F2的DC特性进行检查。例如，通过对检查用漏极端子VDT施加3V作为漏极电压、对检查用源极端子VST施加0V，由此对第1晶体管F1与第2晶体管F2的DC特性进行检查。此时，由于在第1晶体管F1、第2晶体管F2均不连接电感器，所以能够进行DC特性的检查。在DC特性的检查中，例如对第1晶体管F1与第2晶体管F2的Vds－Id特性进行测定。Vds－Id特性的测定是Vp检查的一个例子。
接着，完成第1电感器L1与第2电感器L2、L3。图3是表示已完成的第1电感器L1的图。如图3所示，在第1主体部分L1a、L1b的中断部分形成第1连接部分L1c而形成具有第1主体部分L1a、L1b与第1连接部分L1c的第1电感器L1。粗四边形的部分表示形成于第1主体部分之上的第1连接部分L1c，2个粗四边形之间的部分是形成于第1主体部分的中断部分的第1连接部分L1c。通过形成第1连接部分L1c，使得第1源极S1与第1漏极D1被第1电感器L1连接。即，在第1晶体管F1并联连接第1电感器L1。
图5是表示已完成的第2电感器L2、L3的图。如图5所示，在第2主体部分L2a、L2b、L2c之上和中断部分形成第2连接部分L2d而形成具有第2主体部分L2a、L2b、L2c与第2连接部分L2d的第2电感器L2。另外，在第2主体部分L3a、L3b、L3c之上和中断部分形成第2连接部分L3d而形成具有第2主体部分L3a、L3b、L3c与第2连接部分L3d的第2电感器L3。粗四边形的意思如上述那样。通过形成第2连接部分L2d与第2连接部分L3d，使得第2源极S2与第2漏极D2被第2电感器L2、L3连接。即，在第2晶体管F2并联连接第2电感器L2、L3。
这样，在形成了仅具有主体部分的未完成的电感器的状态下，对晶体管的DC特性进行检查，并在检查后形成电感器的连接部分，由此完成电感器。例如，第1连接部分L1c与第2连接部分L2d、L3d能够通过镀敷法形成。
根据上述的移相器的制造方法，通过使用对于第1晶体管F1与第2晶体管F2共通化的检查用源极端子VST与检查用漏极端子VDT，能够不使移相器的尺寸增加地同时进行2个晶体管的特性检查。这能够缩短检查时间。在本实施方式中例示了具有2个晶体管的移相器，但通过对具有3个以上晶体管的移相器也使测定用的端子共通化，也能够同时进行检查。
在实施方式1中言及了各种变形例，这些变形例也能够应用于以下的实施方式涉及的移相器与移相器的制造方法。以下的实施方式涉及的移相器和移相器的制造方法与实施方式1共通的部分较多，因此主要以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
实施方式2.
图6是实施方式2涉及的移相器的电路图。图6的移相器主要在毫米波段中动作。在毫米波段电路的情况下，可在晶体管的漏极源极间使用微带线路。具体而言，第1微带线路M1与第1源极及第1漏极连接，第2微带线路M2与第2漏极D2连接，第2微带线路M3与第2源极S2连接，第2微带线路M2与第2微带线路M3连接。
由于图6的移相器主要在毫米波段中使用，所以使串联设置于将第1漏极D1与检查用漏极端子VDT连接的布线的第1电阻元件R4的电阻值为1.5kΩ以上，使串联设置于将第2漏极D2与检查用漏极端子VDT连接的布线的第2电阻元件R5的电阻值为1.5kΩ以上，使电阻元件R3的电阻值为1.5kΩ以上。其他的电路构成元件与图1相同。
对图6的移相器的制造方法进行说明。首先，形成第1微带线路M1的一部分与第2微带线路M2、M3的一部分。图7是表示形成了一部分的未完成的第1微带线路M1的图。在图7中，为了放大表示第1微带线路M1而省略了移相器的一部分。形成具有中断部分的第1主体部分M1a、M1b作为第1微带线路M1的一部分。第1主体部分M1a与第1源极S1连接，第1主体部分M1b与第1漏极D1连接。第1主体部分M1a与第1主体部分M1b不连接。
与第1主体部分M1a、M1b的形成同时或者在其前后，形成第2微带线路M2、M3的一部分。图9是表示形成了一部分的未完成的第2微带线路M2、M3的图。形成具有中断部分的第2主体部分M2a、M2b作为第2微带线路M2的一部分，并形成第2微带线路M3的整体。第2主体部分M2a与第2漏极D2连接，第2微带线路M3与第2源极S2连接。然而，由于第2主体部分M2a与第2主体部分M2b分离，所以从第2微带线路M2、M3整体来看，存在中断部分。
在该阶段，如图7所示，在第1晶体管F1的第1源极S1与第1漏极D1之间不连接微带线路，如图9所示，在第2晶体管F2的第2源极S2与第2漏极D2之间不连接微带线路。
接下来，使用与第1漏极D1及第2漏极D2连接的检查用漏极端子VDT和与第1源极S1及第2源极S2连接的检查用源极端子VST，来对第1晶体管F1与第2晶体管F2的DC特性进行检查。检查的详细情况如上所述那样。
接下来，完成第1微带线路M1与第2微带线路M2、M3。图8是表示已完成的第1微带线路M1的图。如图8所示，在第1主体部分M1a、M1b的中断部分形成第1连接部分M1c而形成具有第1主体部分M1a、M1b与第1连接部分M1c的第1微带线路M1。通过形成第1连接部分M1c，使得第1源极S1与第1漏极D1被第1微带线路M1连接。即，在第1晶体管F1并联连接第1微带线路M1。
图10是表示已完成的第2微带线路M2、M3的图。如图10所示，在第2主体部分M2a、M2b的中断部分形成第2连接部分M2c而形成具有第2主体部分M2a、M2b与第2连接部分M2c的第2电感器L2。通过形成第2连接部分M2c，使得第2源极S2与第2漏极D2被第2微带线路M2、M3连接。即，在第2晶体管F2并联连接第2微带线路M2、M3。
这样，在形成了仅具有主体部分的未完成的微带线路的状态下，对晶体管的DC特性进行检查，并通过在检查后形成微带线路的连接部分，由此完成微带线路。例如，第1连接部分M1c与第2连接部分M2c能够通过镀敷法形成。
实施方式3.
图11是实施方式3涉及的移相器的电路图。在检查用漏极端子VDT与第1电阻元件R4以及第2电阻元件R5之间连接有电容器C2和接地用电极V3。换言之，设置有将与检查用漏极端子VDT连接的布线和接地用电极V3连接的电容器C2。
在与检查用漏极端子VDT连接的连接线路接近其他的电路元件的情况下，或者若直至检查用漏极端子VDT为止的布线长L成为L＝λ(波长)/4＊N(整数倍)，则会产生高频信号的耦合。通过电容器C2与接地用电极V3来抑制该耦合。因此，能够减少因直至检查用漏极端子VDT为止的布线长度对高频信号的影响。也可以在图6所示的电路中追加电容器C2和接地用电极V3。
能够使在至此为止的各实施方式中说明的移相器为MMIC(Monolithic MicrowaveIntegrated Circuit：单片微波集成电路)。
【附图标记说明】
F1…第1晶体管；S1…第1源极；D1…第1漏极；F2…第2晶体管；S2…第2源极；D2…第2漏极；R4…第1电阻元件；R5…第2电阻元件；VDT…检查用漏极端子；VST…检查用源极端子。

Claims (9)

1.一种移相器，其特征在于，具备：
第1晶体管，具有第1源极与第1漏极；
第2晶体管，具有第2源极与第2漏极；
第1电感器，具备具有中断部分的第1主体部分与设置于所述中断部分的第1连接部分，并通过与所述第1源极及所述第1漏极连接而与所述第1晶体管并联连接；
第2电感器，具备具有中断部分的第2主体部分与设置于所述中断部分的第2连接部分，并通过与所述第2源极及所述第2漏极连接而与所述第2晶体管并联连接；
检查用漏极端子，与所述第1漏极及所述第2漏极连接；
检查用源极端子，与所述第1源极及所述第2源极连接；
2kΩ以上的第1电阻元件，串联设置于将所述第1漏极与所述检查用漏极端子连接的布线；
2kΩ以上的第2电阻元件，串联设置于将所述第2漏极与所述检查用漏极端子连接的布线；以及
匹配用的电容器，被设置于将所述第2电感器的中点与所述第1漏极连接的布线。
2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述第1电感器与所述第2电感器是螺旋电感器。
3.一种移相器，其特征在于，具备：
第1晶体管，具有第1源极与第1漏极；
第2晶体管，具有第2源极与第2漏极；
第1微带线路，具备具有中断部分的第1主体部分与设置于所述中断部分的第1连接部分，并通过与所述第1源极及所述第1漏极连接而与所述第1晶体管并联连接；
第2微带线路，具备具有中断部分的第2主体部分与设置于所述中断部分的第2连接部分，并通过与所述第2源极及所述第2漏极连接而与所述第2晶体管并联连接；
检查用漏极端子，与所述第1漏极及所述第2漏极连接；
检查用源极端子，与所述第1源极及所述第2源极连接；
1.5kΩ以上的第1电阻元件，串联设置于将所述第1漏极与所述检查用漏极端子连接的布线；
1.5kΩ以上的第2电阻元件，串联设置于将所述第2漏极与所述检查用漏极端子连接的布线；以及
匹配用的电容器，被设置于将所述第2微带线路的中点与所述第1漏极连接的布线。
4.一种移相器，其特征在于，具备：
第1晶体管，具有第1源极与第1漏极；
第2晶体管，具有第2源极与第2漏极；
第1电感器，具备具有中断部分的第1主体部分与设置于所述中断部分的第1连接部分，并通过与所述第1源极及所述第1漏极连接而与所述第1晶体管并联连接；
第2电感器，具备具有中断部分的第2主体部分与设置于所述中断部分的第2连接部分，并通过与所述第2源极及所述第2漏极连接而与所述第2晶体管并联连接；
检查用漏极端子，与所述第1漏极及所述第2漏极连接；
检查用源极端子，与所述第1源极及所述第2源极连接；
电容器，将连接于所述检查用漏极端子的布线与接地用电极连接；以及
匹配用的电容器，被设置于将所述第2电感器的中点与所述第1漏极连接的布线。
5.一种移相器，其特征在于，具备：
第1晶体管，具有第1源极与第1漏极；
第2晶体管，具有第2源极与第2漏极；
第1微带线路，具备具有中断部分的第1主体部分与设置于所述中断部分的第1连接部分，并通过与所述第1源极及所述第1漏极连接而与所述第1晶体管并联连接；
第2微带线路，具备具有中断部分的第2主体部分与设置于所述中断部分的第2连接部分，并通过与所述第2源极及所述第2漏极连接而与所述第2晶体管并联连接；
检查用漏极端子，与所述第1漏极及所述第2漏极连接；
检查用源极端子，与所述第1源极及所述第2源极连接；
电容器，将连接于所述检查用漏极端子的布线与接地用电极连接；以及
匹配用的电容器，被设置于将所述第2微带线路的中点与所述第1漏极连接的布线。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的移相器，其特征在于，
使所述移相器为MMIC即单片微波集成电路。
7.一种移相器的制造方法，其特征在于，具备：
形成与第1晶体管的第1源极及第1漏极连接并具有中断部分的第1主体部分的步骤；
形成与第2晶体管的第2源极及第2漏极连接并具有中断部分的第2主体部分的步骤；
使用与所述第1漏极及所述第2漏极连接的检查用漏极端子和与所述第1源极及所述第2源极连接的检查用源极端子来对所述第1晶体管与所述第2晶体管的DC特性进行检查的步骤；
在所述第1主体部分的中断部分形成第1连接部分而形成具有所述第1主体部分与所述第1连接部分的第1电感器或者第1微带线路的步骤；
在所述第2主体部分的中断部分形成第2连接部分而形成具有所述第2主体部分与所述第2连接部分的第2电感器或者第2微带线路的步骤；以及
形成被设置于将所述第2微带线路的中点与所述第1漏极连接的布线的匹配用的电容器的步骤。
8.根据权利要求7所述的移相器的制造方法，其特征在于，
在所述DC特性的检查中对所述第1晶体管与所述第2晶体管的Vds－Id特性进行测定。
9.根据权利要求7或8所述的移相器的制造方法，其特征在于，
所述第1连接部分与所述第2连接部分通过镀敷法形成。
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