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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung mit einer Masseebene
für einen
Eingangshohlleiter, einem Ausgangshohlleiter und einem Multizellen-Transistor,
wobei der Transistor eine Gate-Elektrode, die mit dem Eingangshohlleiter
gekoppelt ist, eine Drain-Elektrode, die mit dem Ausgangshohlleiter
gekoppelt ist, und eine Source-Elektrode aufweist, die mit der Eingangsmasseebene
gekoppelt ist.
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Eine
derartige Schaltung ist aus dem Dokument US-A-5,546,049 bekannt.
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Die
Erfindung betrifft generell Multizellen-Transistoren und betrifft
insbesondere monolithische integrierte Mikrowellenschaltungen ("monolithic microwave
integrated circuits",
MMICs), und betrifft insbesondere Multizellen-Transistorkonfigurationen hoher
Leistung hierfür.
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Bei
monolithischen integrierten Mikrowellenschaltungen (MMICs) in Flip-Chip-Bauweise,
die Multizellen-Transistoren aufweisen, ist die Kontinuität des Massepotenzials
zur Verhinderung der Anregung von unerwünschten Schlitzleitungsmodi
("slot line modes"), die zu einer Signaldämpfung und
-verschlechterung führen
können,
ein kritischer Parameter. Bisherige Versuche, bei bekannten Multizellen-Transistorkonfigurationen
eine Kontinuität
des Massepotenzials zu erzielen, sind jedoch unzufriedenstellend
und/oder unzureichend gewesen. Wie es in 1 gezeigt
ist, weist eine herkömmliche
Multizellen-Transistorkonfiguration 10 (jede
Zelle ist ein separater Feld effekttransistor), die ähnlich ist
zu der Multizellen-Transistorkonfiguration, wie sie aus der US-A-5,546,049
bekannt ist, mehrfache Massestreifen oder -brücken 12 zum Koppeln
einer Source-Verbindungselektrode 14 mit einem Paar von
Eingangsmasseebenen 16 auf, die einem coplanaren Eingangshohlleiter
("coplanar waveguide", CPW) 18 zugeordnet
sind. Eine zusätzliche
Brücke 20 kann
eine Eingangsübertragungsleitung 22 des
Eingangs-CPW 18 überbrücken, um
die Eingangsmasseebenen 16 miteinander zu verbinden. In ähnlicher
Weise kann noch eine weitere Brücke 24 eine
Ausgangsübertragungsleitung 26 eines
Ausgangs-CPW 28 überbrücken, um
ein Paar von Masseebenen 30 miteinander zu koppeln, die
diesem zugeordnet sind.
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Obgleich
das Massepotenzial durch die Brücken 12, 20 und 24 bis
zu einem gewissen Maß ausgeglichen
ist, stellt der herkömmliche
Multizellen-Transistor 10 keine geeignete Verbindung zwischen
den Eingangsmasseebenen 16 und den Ausgangsmasseebenen 30 bereit.
Eine Kontinuität
des Massepotenzials zwischen der Eingangs- und der Ausgangsmasseebene 16, 30 kann
daher problematisch sein. Ferner ist der Massepfad (d.h. zwischen der
Eingangs- und der Ausgangsmasseebene 16, 30) länger als
der RF-Signalpfad,
der direkt durch den Multizellen-Transistor 10 hindurch
verläuft.
Im Ergebnis wird effektiv bei Mikrowellenfrequenzen seriell zu dem
Multizellen-Transistor 10 eine unerwünschte Induktivität hinzugefügt. Ferner
unterscheidet sich der effektive Signalpfad für eine Transistorzelle in der
Mitte des Multizellen-Transistors 10 von jenem einer Transistorzelle
in der Nähe
der Kante des Multizellen-Transistors 10, wodurch die Leistungskombinierungseffizienz
des Multizellen-Transistors 10 verringert oder begrenzt
wird.
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Die
herkömmliche
Multizellen-Transistorkonfiguration 10 ist ebenfalls unerwünscht, weil
die Herstellung von jeder Brücke 12, 20 und 24 zu
einer Verringerung der Dicke der Übertragungsleitung führt, die
die Brücke überkreuzt.
Diese Reduktion ist insbesondere für die Übertragungsleitung 26 kritisch,
die typischerweise große
Gleichströme
führt.
Die sich daraus ergebende hohe Gleichstromdichte kann zu einer unerwünschten
Elektromigration in der Übertragungsleitung 26 führen.
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Versuche,
um das Elektromigrationsproblem herum zu konstruieren, haben zu
ungünstigen
Konsequenzen geführt.
Ein Ansatz beinhaltet das Verbreitern der Übertragungsleitung 26 an
dem Überkreuzungspunkt,
was die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung modifiziert,
es sei denn, die Schlitzbreite (in 1 als "w" gezeigt) wird entsprechend vergrößert. Die
vergrößerte Schlitzbreite
führt jedoch
dazu, dass der Multizellen-Transistor gegenüber Last- bzw. Aufladungseffekten
von dem Substrat des Flip-Chip-Moduls empfänglicher ist. Alternativ hierzu
kann ein einfaches Vergrößern der
Dicke der Metallschichten in universeller Art und Weise ebenfalls
unerwünscht
sein, da dies drastische und potenziell nicht ausführbare Modifikationen
des Herstellungsprozesses und des gesamten MMIC-Designs erfordert.
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Der
herkömmliche
Multizellen-Transistor 10, der in 1 gezeigt
ist, ist ferner nicht wünschenswert,
und zwar auf Grund der Konfiguration eines Paars von Übertragungsleitungen 32,
die mit einer Gate-Speiseelektrode 34 verbunden sind, und
zwar zum Anpassen der Impedanzen des Eingangs-CPW 18 und
der Gate-Speiseelektrode 34.
Man sagt dann, dass ein solcher Multizellen-Transistor vorangepasst ist,
und die der Gate-Speiseelek trode 34 zugeführte Leistung
ist maximiert. Das Paar von Übertragungsleitungen 32 ist
typischerweise so konfiguriert worden, dass es bei Mikrowellenfrequenzen
induktiv ist, und zwar auf Grund der Kondensatornatur der Gate-Speiseelektrode 34.
Zu diesem Zweck beinhaltet jede Übertragungsleitung 32 einen
ersten Abschnitt 36, der sich von der Gate-Speiseelektrode 34 erstreckt,
und einen zweiten Abschnitt 38, der orthogonal hiermit
verbunden ist. Jede Übertragungsleitung 32 beinhaltet
ferner einen dritten Abschnitt 40, der ein Ende aufweist,
das orthogonal mit dem zweiten Abschnitt 38 verbunden ist,
und ein weiteres Ende aufweist, das mit einer jeweiligen Metallschicht 42 gekoppelt
ist, die gegenüber
der Eingangsmasseebene 16 beabstandet ist, um einen Kondensator zu
bilden. Zusätzliche
Brücken 44 koppeln
die Eingangsmasseebenen 16 mit äußeren Masseebenen 45,
und zwar bei jeder der orthogonalen Verbindungen, um die Bildung
von unerwünschten
Schlitzleitungsmodi zu verhindern.
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Bei
Mikrowellenfrequenzen liefern die jeweiligen Längen der Abschnitte 36, 38 und 40 die
Induktivität,
die zur Anpassung der Impedanzen notwendig ist. Die durch die Metallschichten 42 und
die Eingangsmasseebenen 16 gebildeten Kondensatoren liefern
dann einen Kurzschluss gegen Masse lediglich für die höheren (d.h. Mikrowellen-)Frequenzen.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, erstreckt sich der erste Abschnitt 36 jeder Übertragungsleitung 32 jedoch
ausgehend von der Gate-Speiseelektrode 34 nach außen. Im
Ergebnis erfolgt bei dem herkömmlichen
Multizellen-Transistor 10 eine Anpassung der Impedanzen
auf Kosten einer Zunahme der Gesamtbreite des Multizellen-Transistors 10.
Die vergrößerte Gesamtbreite
wiederum begrenzt die Anzahl der Transistoren, die in einem parallelen
Array an dem MMIC-Chip angeordnet werden können, und begrenzt daher die
Leistung des Bauteils, das hieraus hergestellt wird.
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Ferner
offenbart das Dokument US-A-4,034,399 Mittel zum Verbinden eines
Arrays von MESFET-Transistoren mit einem Träger. Eine Vielzahl von Gate-Pads
sind mittels eines symmetrischen leitfähigen Elementes mit einer gemeinsamen Busschiene
verbunden, die an dem Träger
angeordnet ist; ferner sind Drain-Pads mittels eines symmetrischen leitfähigen Elementes
mit einer weiteren gemeinsamen Busschiene verbunden, die an dem
Träger
angeordnet ist. Die Länge
von jedem leitfähigen Element
bestimmt eine Wertzahl einer Induktivität bei der Betriebsfrequenz
des Arrays, die von der jeweiligen Busschiene zu jedem angeschlossenen
Pad im Wesentlichen die gleiche ist.
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In
Anbetracht des oben Gesagten ist es die Aufgabe der Erfindung, einen
verbesserten Multizellen-Transistor anzugeben, insbesondere einen
Multizellen-Transistor mit einer verbesserten Kontinuität des Massepotenzials.
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Die
obige Aufgabe wird durch einen Multizellen-Transistor gelöst, wie
eingangs erwähnt,
wobei die Schaltung eine Ausgangsmasseebene für den Ausgangshohlleiter aufweist
und wobei ein Ausgangsmassestreifen von der Drain-Elektrode beabstandet
ist und die Ausgangsmasseebene mit der Source-Elektrode koppelt.
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Der
Multizellen-Transistor kann einen Eingangsmassestreifen aufweisen,
der von der Gate-Elektrode beabstandet ist und die Eingangsmasseebene
mit der Source-Elektrode koppelt. Der Eingangsmassestreifen kann
eine erste Brücke
aufweisen, die die Gate-Elektrode überkreuzt, und der Ausgangsmassestreifen
kann eine zweite Brücke aufweisen,
die die Drain-Elektrode überkreuzt.
Der Eingangshohlleiter kann eine Eingangsübertragungsleitung aufweisen,
und die Gate-Elektrode kann eine damit gekoppelte Gate-Speiseeinrichtung aufweisen.
Der Eingangsmassestreifen kann von der Gate-Speiseeinrichtung beabstandet
sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist ein Multizellen-Transistor in einer Schaltung
mit einem coplanaren Eingangshohlleiter brauchbar. Der Multizellen-Transistor weist
eine Gate-Speiseeinrichtung auf, die mit dem coplanaren Eingangshohlleiter
gekoppelt ist, und ein Paar von Übertragungsleitungen,
die an die Gate-Speiseeinrichtung orthogonal angeschlossen sind
und sich hiervon erstrecken. Das Paar von Übertragungsleitungen bildet
ein Paar von Induktoren zum Anpassen einer Impedanz der Gate-Speiseeinrichtung
an eine Impedanz des coplanaren Eingangshohlleiters.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Paar von Übertragungsleitungen kapazitiv
mit einer Masseebene gekoppelt, die dem coplanaren Eingangshohlleiter
zugeordnet ist. Die Übertragungsleitung
ist vorzugsweise parallel zu dem coplanaren Eingangshohlleiter angeordnet.
Die Gate-Speiseeinrichtung kann ein Paar von Enden aufweisen, und
jede Übertragungsleitung
kann mit der Gate-Speiseeinrichtung in
der Nähe
ihrer jeweiligen Enden verbunden sein. Der Multizellen-Transistor
kann ferner eine Source-Verbindungseinrichtung
("source interconnect") und eine Vielzahl
von Massestreifen aufweisen, die ein Paar von Masseebenen, die dem
coplanaren Eingangshohlleiter zugeordnet sind, mit der Source-Verbindungseinrichtung
koppeln. Die Schaltung kann ferner einen Ausgangshohlleiter beinhalten,
der eine Ausgangsmasse aufweist, die diesem zugeordnet ist, und
der Multizellen-Transistor kann auch eine weitere Mehrzahl von Massestreifen
aufweisen, die die Source-Verbindungseinrichtung mit der Masseebene koppeln,
die dem coplanaren Ausgangshohlleiter zugeordnet sind. Jeder Massestreifen
kann eine Brücke beinhalten.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Multizellen-Transistor in einer
Schaltung brauchbar, die eine Eingangsmasseebene aufweist, und zwar
für einen
coplanaren Eingangshohlleiter. Der Multizellen-Transistor beinhaltet eine Source-Elektrode,
die mit der Eingangsmasseebene gekoppelt ist, eine Gate-Elektrode,
die mit dem coplanaren Eingangshohlleiter gekoppelt ist, und ein
Paar von Übertragungsleitungen,
die mit der Gate-Speiseeinrichtung gekoppelt sind, um ein Paar von
Induktoren zu bilden. Die maximale Breite des Multizellen-Transistors wird
durch die Breite der Source-Elektrode bestimmt.
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Multizellen-Transistors
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines Multizellen-Transistors
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine schematische Draufsicht auf einen Multizellen-Transistor gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines coplanaren Hohlleiters
mit einem überbrückenden
Massestreifen; und
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5 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines coplanaren Hohlleiters
mit einem tunnelnden ("under-crossing") Massestreifen.
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In 2 ist
ein Multizellen-Transistor 50 mit einer Konfiguration gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem herkömmlichen
MMIC angeordnet, das coplanare Hohlleiter verwendet (Elemente, die Elementen
in 1 gleichen, sind mit gleichen Bezugsziffern angegeben).
Das MMIC ist auf einem Halbleitersubstrat (nicht gezeigt) hergestellt,
das eine Halbleiter-Heterostruktur mit mehreren Niveaus ("multileveled") oder einen beliebigen
anderen Halbleiter aufweist, der für MMICs geeignet ist und vorzugsweise
Galliumarsenid oder Indiumphosphid beinhaltet. Die coplanaren Hohlleiter
und Elemente des Multizellen-Transistors
beinhalten mit Mustern versehene Metallschichten, die an dem Halbleitersubstrat abgeschieden
sind. Jedes beliebige, Fachleuten bekannte Metall kann verwendet
werden, einschließlich von
Legierungen und mehrschichtigen Kombinationen. Vorzugsweise weist
die in Verbindung mit den coplanaren Hohlleitern und weiteren Elementen
verwendete Metallschicht Gold, Platin und/oder Titan auf.
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Der
Multizellen-Transistor 50 beinhaltet eine Source-Verbindungselektrode 52,
eine kollektive Drain-Elektrode 54 und eine Gate-Speiseelektrode 56 zum
Verteilen und Sammeln von Signalen an einen Array von Transistorzellen.
Jede Transistorzelle beinhaltet eine zelluläre Source-Kontaktelektrode 58 (aus Gründen der
Einfachheit als "Source" bezeichnet und teilweise
gestrichelt dargestellt), eine zelluläre Drain-Kontaktelektrode 60 (aus
Gründen
der Einfachheit als "Drain" bezeichnet) und
eine zelluläre Gate-Elektrode 62 (aus
Gründen
der Einfachheit als "Gate" bezeichnet) auf.
während
die Sources 58, Drains 60 und Gates 62,
wie in 2 gezeigt, angeordnet sind, um sechs individuelle
Feldeffekttransistorzellen ("field
effect transistor",
FET) bereitzustellen, versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf eine Multizellen-Transistorkonfiguration mit einer bestimmten
Anzahl von FETs beschränkt
ist.
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Der
Multizellen-Transistor 50 ist angeordnet in einem MMIC
gezeigt, wobei die Source-Verbindungselektrode 52 und demgemäß jede Source 58 mit
Masse verbunden sind. Während
die vorliegende Erfindung nicht auf die Art und Weise beschränkt ist, auf
die der Multizellen-Transistor 50 in dem MMIC angeordnet
ist, ist bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
die Source-Verbindungselektrode 52 mit einem
Paar von Masseebenen 70 benachbart zu dem Multizellen-Transistor 50 gekoppelt,
und zwar mittels eines Paars von Metallträgern 72. Das Paar von
Metallträgern 72 beabstandet
die Source-Verbindungselektrode 52 von den Drains 60 und
den Gates 62 und stellt ferner einen Kontakt zu den äußersten Sources 58 in
dem Array von Transistorzellen bereit. Die Source-Verbindungselektrode 52 ist
ferner durch jede individuelle Source 58 abgestützt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Source-Verbindungselektrode 52 ferner über eine Vielzahl
von Massestreifen 74 mit Masse gekoppelt. Bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
beinhaltet die Vielzahl von Massestreifen 74 vier Brücken, kann
jedoch je nach Notwendigkeit eine unterschiedli che Anzahl beinhalten.
Jeder Massestreifen 74 oder jede Brücke ist von der Gate-Speiseelektrode 56 beabstandet,
um die Source-Verbindungselektrode 52 mit
der Eingangsmasseebene 16 oder der äußeren Masseebene 45 zu
koppeln und um eine Kontinuität des
Massepotenzials dazwischen bereitzustellen. Die Source-Verbindungselektrode 52 ist
ferner mit Masse gekoppelt über
eine weitere Vielzahl von Massestreifen 76, die von der
kollektiven Drain-Elektrode 54 beabstandet sind. Die Massestreifen 74 und 76 und
die Source-Verbindungselektrode 52 stellen eine verbesserte
Kontinuität
des Massepotenzials zwischen den Eingangsmasseebenen 16,
den äußeren Masseebenen 45 und
den Ausgangsmasseebenen 30 bereit. Darüber hinaus bilden die Massestreifen 74 und 76 und
die Source-Verbindungseinrichtung 52 einen Massepfad mit
einer Länge,
die gleich groß ist wie
die Länge
des RF-Signalpfades für
den Multizellen-Transistor 50, wodurch die serielle Induktivität entfernt
wird, die bei bekannten Transistorkonfigurationen inhärent vorhanden
ist. Als eine weitere Konsequenz wird eine Gleichförmigkeit
auch zwischen Transistorzellen nahe der Mitte des Multizellen-Transistors 50 und
jenen in der Nähe
der benachbarten Masseebenen 70 (d.h. den äußersten
Transistorzellen) erzielt.
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Die
kollektive Drain-Elektrode 54 weist ein Paar von Armen 80 auf,
die ein oder mehrere der Drains 60 mit der Übertragungsleitung 26 koppeln. Die
Drain-Elektrodenarme 80 erstrecken sich von dem Bereich,
bei dem sich die Übertragungsleitung 26 und
die kollektive Drain-Elektrode 54 treffen, nach außen. Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kreuzen die zwei Massestreifen 76 die kollektive
Drain-Elektrode 54 so
nahe wie möglich
bei jenem Bereich bzw. jener Fläche.
Im Ergebnis stellen die Massestreifen 76 und die Sour ce-Verbindungselektrode 52 eine
relativ kurze Verbindung zwischen den Ausgangsmasseebenen 30 bereit,
um das Massepotenzial dazwischen auszugleichen. Als weiteres Ergebnis
ist die Brücke 24 des herkömmlichen
Multizellen-Transistors 10, der in 1 gezeigt
ist, nicht länger
notwendig, und daher weisen lediglich die Drain-Elektrodenarme Abschnitte
auf, die durch die Bildung von Massestreifen dünner ausgebildet sind. Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform begrenzt die Positionierung
der Massestreifen 76 den Drain-Gleichstrom, der durch die
dünner
ausgebildeten Abschnitte der Drain-Elektrodenarme 80 fließen muss,
auf lediglich ein Drittel des Drain-Gleichstromes, der von der Übertragungsleitung 26 geführt wird.
Im Gegensatz hierzu muss bei dem herkömmlichen Multizellen-Transistor
der 1 ein Anteil von 100 % des Drain-Gleichstromes
durch einen solchen dünner
ausgebildeten Abschnitt fließen.
Demzufolge wird der Multizellen-Transistor 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung dünner
ausgebildete Abschnitte mit einer niedrigeren Gleichstromdichte
beinhalten, wodurch Elektromigrationsprobleme verringert werden,
und zwar ohne jegliche Kompromisse hinsichtlich der Kontinuität des Massepotenzials.
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Unter
fortgesetzter Bezugnahme auf 2 koppelt
die Gate-Speiseelektrode 56 die Übertragungsleitung 22 und
das durch diese geführte
Eingangssignal mit den Gates 62 von jeder der Transistorzellen.
Da jede Transistorzelle ein Feldeffekttransistor ist, ist die Impedanz
der Gate-Speiseelektrode 56 (wie sie von der Übertragungsleitung 22 gesehen wird)
kapazitiv. Im Interesse einer Anpassung der Impedanz der Gate-Speiseelektrode 56 an
die Impedanz der Übertragungsleitung 22 ist
ein Paar von Übertragungsleitungen 82 orthogonal
mit der Gate-Speiseelektrode 56 verbunden,
und zwar in der Nähe
von ihren Enden. Jede Übertragungsleitung 82 ist über eine
jeweilige Brücke 84 mit
einer jeweiligen Metallschicht 86 gekoppelt, die gegenüber den
Eingangsmasseebenen 16 beabstandet ist, und zwar mittels
einer dielektrischen Abstandsschicht 88, die beispielsweise
Siliziumnitrid, Siliziumdioxid oder ein anderes beliebiges Dielektrikum
aufweist, das Fachleuten als leicht auf einer metallischen Oberfläche abscheidbar
bekannt ist. Die dielektrische Abstandsschicht 88 kann
eine beliebige Größe oder
Form besitzen, ist jedoch hinsichtlich der Größe vorzugsweise vergleichbar
groß wie
die Metallschicht 86 und bedeckt am bevorzugtesten eine
Fläche,
die etwas größer ist
als die Metallschicht 86.
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Jede
Metallschicht 86 und die jeweiligen Abschnitte der Eingangsmasseebenen 16 bilden
ein Paar von Kondensatoren 90, die für beliebige Mikrowellenfrequenzkomponenten
des Signals auf den Übertragungsleitungen 82 einen
Kurzschluss gegen Masse bereitstellen. Die Metallschicht 86 kann
im Interesse einer Optimierung der Kapazität von jedem Kondensator 90 eine
Vielzahl an Formen annehmen. Auf Grund dieses Hochfrequenzkurzschlusses
gegen Masse und der orthogonalen Verbindung zwischen dem Paar von Übertragungsleitungen 82 und der
Gate-Speiseelektrode 56 kann die Länge der Übertragungsleitungen 82 so
eingestellt werden, dass ein Paar von Induktoren gebildet wird,
und zwar parallel zu der Kapazität
der Gate-Speiseelektrode 56. Wie es Fachleuten bekannt
ist, bestimmt die Wellenlänge
der dem Multizellen-Transistor 50 bereitzustellenden Mikrowellensignale
und die Kapazität
zwischen der Gate-Speiseelektrode 56 und der Source-Verbindungselektrode 58 die
Länge der Übertragungsleitungen 82.
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Jede Übertragungsleitung 82 erstreckt
sich ferner orthogonal von der Gate-Speiseelektrode 56, und
zwar zwischen einer Eingangsmasseebene 16 und einer äußeren Masseebene 45,
und zwar als ein coplanarer Hohlleiter. Auf diese Art und Weise
verläuft
jede Übertragungsleitung 82 parallel
zu der Übertragungsleitung 22 und
vergrößert nicht
die maximale Breite des Multizellen-Transistors 50, die durch die
Breite der Source-Verbindungselektrode 52 bestimmt ist
(d.h. die Breite des Arrays von Transistorzellen). Auf ähnliche
Art und Weise werden die Form und Größe der Metallschicht 86 so
ausgewählt, dass
die Kondensatoren 90 die Breite des Multizellen-Transistors 50 nicht
vergrößern. Da
kein zusätzlicher
Raum von den Übertragungsleitungen 82 eingenommen
wird, die zur Voranpassung von jedem Multizellen-Transistor 50 verwendet
werden, kann die Anzahl von Transistoren an dem MMIC-Chip maximiert
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 3 beinhaltet ein Multizellen-Transistor 100 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine vergrößerte Anzahl von Transistorzellen
und zusätzliche
Massestreifen zur weiteren Verbesserung der Kontinuität des Massepotenzials.
Elemente, die gleich jenen in 2 sind,
sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, und die Source-Verbindungselektrode 52 ist
entfernt worden, um die darunterliegenden Source-, Drain- und Gate-Elemente
zu enthüllen, die
entweder mit der Bezugsziffer (z.B. jedes Gate mit 62 und
die Gate-Speiseelektrode 56) oder mit einem repräsentativen
Buchstaben (z.B. "S" für Source und "D" für
Drain) versehen sind.
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Genauer
gesagt weist der Multizellen-Transistor 100 eine Vielzahl
von Massestreifen 102 auf, die gegenüber der Gate- Speiseelektrode 56 beabstandet
sind und diese überkreuzen,
um die Source-Verbindungselektrode 52 mit den Eingangsmasseebenen 16 zu
koppeln. Die Eingangsmasseebenen 16 sind gleichfalls mit
den äußeren Masseebenen 45 gekoppelt,
und zwar mittels eines Paars von Massestreifen 104, die
gegenüber
den Übertragungsleitungen 82 beabstandet
sind und diese überkreuzen.
Ein Massestreifen 106 koppelt das Paar von Eingangsmasseebenen 16 miteinander,
die durch den Eingangs-CPW 18 voneinander getrennt sind. Jeder
der Massestreifen 102, 104 und 106 hilft
dabei, irgendwelche Schlitzleitungsmodi oder andere Modi höherer Ordnung
zu reduzieren (d.h. zu dämpfen), die
von orthogonalen Verbindungen zwischen dem Eingangs-CPW 18 und
der Gate-Speiseelektrode 56 und
zwischen den Übertragungsleitungen 82 und
der Gate-Speiseelektrode 56 erzeugt werden.
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Die
Massestreifen 76 des Multizellen-Transistors 100 sind
von jedem Arm 80 der kollektiven Drain-Elektrode 54 beabstandet
und sind, wie bei der vorherigen Ausführungsform (2),
so nahe wie möglich
an der Übertragungsleitung 26 angeordnet, um
eine Kontinuität
des Massepotenzials zwischen dem Paar von Ausgangsmasseebenen 30 zu
erzielen. Bei dieser Ausführungsform
liefern jedoch nur vier (4) von neun (9) Drains 60 Strom
an die Drain-Elektrodenarme 80, der durch die dünner ausgebildeten
Abschnitte hiervon fließen
muss. Im Ergebnis muss weniger als ein Viertel (22,2 %) des durch
die Übertragungsleitung 26 fließenden Drain-Gleichstromes
durch die jeweiligen dünner ausgebildeten
Abschnitte der Drain-Elektrodenarme 80 fließen.
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Nunmehr
wird Bezug genommen auf die 4 und 5,
wobei jeder oben erwähnte
Massestreifen einen überbrückenden
("overcrossing") Massestreifen 110 (4)
zum Koppeln eines Paars von Masseebenen 112 aufweisen kann.
Der überbrückende Massestreifen 110 bildet
eine Brücke über einer Übertragungsleitung 114 des
CPW oder einer anderen Elektrode, die das Paar von Masseebenen 112 voneinander
trennt. Alternativ hierzu kann jeder oben erwähnte Massestreifen einen unterkreuzenden
bzw. tunnelnden ("under-crossing") Massestreifen 116 (5)
zum Koppeln des Paars von Masseebenen 112 aufweisen. In
diesem Fall beinhaltet die Übertragungsleitung 114 einen
Brückenabschnitt 118,
der gegenüber
dem tunnelnden Massestreifen 116 beabstandet ist.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die besonderen Formen
der Elektroden, Übertragungsleitungen
und Massestreifen beschränkt
ist, wie sie oben beschrieben und in den 2 – 5 gezeigt
sind, es sei denn, es ist speziell anderes angemerkt. Die in den 2 – 5 dargestellten
Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeigt. Ferner
können
die Multizellen-Transistoren der vorliegenden Erfindung gemäß jedem
beliebigen Prozess hergestellt werden, der Fachleuten bekannt ist.
Insbesondere können
die oben beschriebenen Massestreifen und weitere Metallelemente oder
-schichten gemäß herkömmlicher
Techniken gebildet werden, einschließlich elektrolytischem Goldplatieren,
Metalldampfabscheidung, Metallsputtern oder jede beliebige Kombination
hiervon in Verbindung mit jeglichen notwendigen Fotolithographiemethoden.
Schließlich
sind die tatsächlichen
Abmessungen der Elemente der oben beschriebenen Multizellen-Transistoren,
einschließlich
der Dicken jeglicher Schichten hiervon, für den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung nicht maßgeblich
bzw. pertinent, und sollten nicht auf irgendeine Art und Weise beschränkend wirken.
Die Gesamtdicke der Metallisierungsschicht (die Dicke der Massestreifen
ist ein Bruchteil hiervon) liegt jedoch vorzugsweise in der Größenordnung
des Dreifachen der Skin-Tiefe bei der RF-Signalfrequenz.
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Verschiedene
weitere Modifikationen und alternative Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich für
Fachleute im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung. Demgemäß soll diese
Beschreibung lediglich illustrativ bzw. beispielgebend ausgelegt werden.
Die Details der Struktur können
substanziell variiert werden, ohne die Erfindung zu verlassen, wie sie
durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.