DE2233726C3

DE2233726C3 - Parametrischer Wanderfeldverstärker

Info

Publication number: DE2233726C3
Application number: DE19722233726
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof. Dr.; Müller Jörg Dipl.-Ing.; 3300 Braunschweig Harth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1972-07-08
Publication date: 1977-09-22

Description

Durch die Zeitschrift »Nachrichtentechnik«, 20 (1970), Heft 3, Seiten 105 bis 110, ist es bekannt, bei einem parametrischen Verstärker anstelle von Kapazitistsdioden MIS-Varaktoren vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen parametrischen Verstärker anzugeben, der sich in einfacher Weise in moderner Halbleitertechnik herstellen läßt und der sich beispielsweise zur Verwendung in integrierten Schaltungen eignet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der parametrische Wanderfeld-Verstärker aus einem Körper mit MIS-Struktur besteht, bei dem das Metall in Gestalt einer Leiterbahn auf den Isolator aufgebracht ist.

Unter MIS-Struktur wird eine Struktur verstanden, die aus der Materialfolge Metall, Isolator und Halbleiter besteht. Das Metall und der Halbleiter sind bei einer MIS-Struktur durch einen Isolator bzw. eine Isolierschicht voneinander getrennt.

Parametrische Wanderfeld-Verstärker nach der Erfindung haben nicht nur den Vorteil, daß sie sich in einfacher Weise in moderner Technik herstellen lassen und sich zur Verwendung in integrierten Schaltungen eignen, sondern sie haben auch gute Verstärkereigenschaften und eine hohe Breitbandigkeit. Die Breite der auf dem Isolator des parametrischen Wanderfeld-Verstärkers befindlichen Leiterbahn wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung geringer gewählt als die Breite des Halbleiters bzw. der auf dem Halbleiter befindlichen Isolierschicht.

Für bestimmte Anwendungszwecke wird die Breite der Leiterbahn unterschiedlich gewählt. Die Leiterbahn erhält dabei vorzugsweise eine periodische Struktur mit abwechselnder Streifenbreite, d. h. die Leiterbahn besteht aus abwechselnd breiten und schmalen Streifen. Eine derart ausgebildete Leitung hat einen Tiefpaßcharakter. Ein solcher Tiefpaß wird vorzugsweise derart dimensioniert, daß seine Grenzfrequenz dicht oberhalb der Pumpfrequenz des parametrischen Wanderwellenverstärkers liegt, so daß die Summenfrequenz aus Pump- und Signalfrequenz nicht mehr ausbreitungsfähig ist.

Bei dem parametrischen Wanderfeld-Verstärker nach der Erfindung wird an dem Halbleiter ein elektrischer Kontakt angebracht. Dies geschieht vorzugsweise auf der der Isolierschicht gegenüberliegenden Seile des Halbleiters.

Der Halbleiter der MIS-Struktur hat beispielsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 5.10~² und 5.10-' Ohmcm. Der Isolator ist beispielsweise 0,05 bis 0,2 μπι dick. Die Breite der auf der Isolierschicht befindlichen Leiterbahn wird beispielsweise zwischen 10 und 50 μπι gewählt. Der Halbleiter besteht beispielsweise aus Silizium. Als Material für die Isolierschicht eignet sich beispielsweise SiO₂, Si₃N₄, AI2O3 und Doppelschichten aus SiO₂ und Si₃N₄ bzw. Al₂O₃.

Die Figur zeigt einen parametrischen Wanderfeld-Verstärker nach der Erfindung mit MIS-Struktur. Der Halbleiter besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus dem Substrat 1 und der auf dem Substrat befindlichen epitaktischen Schicht 2. Das Substrat hat beispielsweise eine Dicke von 10-²cm, während die Dicke der epitaktischen Schicht beispielsweise lO^crn beträgt. Auf die epitaktische Schicht 2 ist eine isolierende Schicht 3 aufgebracht. Die Dicke dieser isolierenden Schicht 3 beträgt beispielsweise 10-⁵cm. Auf der isolierenden Schicht 3 befindet sich als metallischer Teil der MIS-Struktur eine Leiterbahn 4. Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, hat die Leiterbahn 4 eine geringere Breite als der aus dem Substrat und der epitaktischen Schicht bestehende Halbleiterkörpe. bzw. die darüber befindliche Isolierschicht. Die Leiterbahn 4 wechselt periodisch zwischen breiten und schmalen Streifen. Die Streifenbreite der breiten Streifen beträgt beispielsweise 5 μίτι und die der schmalen Streifen beispielsweise 10 μίτι. Zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers ist auf der Unterseite des Substrats 1 eine Metallelektrode 5 angebracht, die im Ausführungsbeispiel die gesamte Unterseite des Halbleiterkörpers kontaktiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Parametrischer Wanderfeldverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Körper mit MIS-Struktur besteht, bei dem das Metall in Gestalt einer Leiterbahn auf den Isolator aufgebracht ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leiterbahn geringer ist als die Breite des Halbleiters bzw. der auf dem Halbleiter befindlichen Isolierschicht.

3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn eine periodische Struktur mit unterschiedlicher Streifenbreite aufweist, derart, daß die Leitung Tiefpaßcharakter hat.

4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung derart ausgebildet ist, daß die Grenzfrequenz des Tiefpasses dicht oberhalb der Pumpfrequenz des parametrischen Wanderfeld-Verstärkers liegt.