JP2870503B2 - ヘテロ接合バイポーラトランジスタ - Google Patents
ヘテロ接合バイポーラトランジスタInfo
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Description
ジスタを有するヘテロ接合バイポーラトランジスタに関
する。
タ(HBT:Heterojunction Bipo
lar Transistor)が電界効果トランジス
タ(FET)と並びマイクロ波帯増幅器の出力トランジ
スタとして用いられるようになっている。図7はHBT
を有する従来の半導体装置の平面図、図8は図7の半導
体チップ75の周辺を拡大した拡大平面図、図9は図8
のHBT82とチップコンデンサ76、77とボンディ
ング線79、80の等価回路である。
71と出力側伝送線路72と整合スタブ73、74とチ
ップコンデンサ76、77と半導体チップ75とボンデ
ィング線78、79、80、81で構成される。また、
半導体チップ75は4つのHBT82をその中に有して
いる。
BT82はそれぞれボンディング線79によりチップコ
ンデンサ76に、ボンディング線80によりチップコン
デンサ77に接続されている。チップコンデンサ76は
さらにボンディング線78により入力側伝送線路71に
接続されている。そして、入力側伝送線路71と接地配
線の間には整合スタブ74が設けられている。同様に、
チップコンデンサ77はボンディング線81により出力
側伝送線路72に接続されている。そして、出力側伝送
線路72と接地配線の間には整合スタブ73が設けられ
ている。
タにより構成され、各セルトランジスタはそれぞれエミ
ッタ電極86、コレクタ電極88、ベース電極を有して
いる。各エミッタ電極86はエミッタ配線84にそれぞ
れ接続され、ボンディング線79を経由してチップコン
デンサ76に接続されている。各ベース電極は図8には
図示されていないが、ベース配線85にそれぞれ接続さ
れ接地バイアホール87により接地されている。各コレ
クタ電極88は、コレクタ配線83にそれぞれ接続され
ボンディング線80を経由してチップコンデンサ77に
接続されている。
ランジスタは入出力のインピーダンスがきわめて低いた
め、50Ωに電気的整合を取るために半導体チップ75
の外部にインピーダンス整合回路を設ける必要がある。
この従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタでは、半
導体チップ75の両側に配置されたチップコンデンサ7
6、77と、入力側伝送線路71と出力側伝送線路72
とに設けられた整合スタブ73、74と、ボンディング
線78、79、80、81のインダクタンスとが集中定
数回路となり、インピーダンス整合回路を構成してい
る。
に示す。
成構成している8つのセルトランジスタを示している。
図8においてHBT82を構成する各セルトランジスタ
98のコレクタ電極88とボンディング線80を結ぶコ
レクタ配線83は、各セルトランジスタ98間において
一定の電気長を有するため、隣接するセルトランジスタ
98との間の配線の電気長を図9の等価回路では伝送線
路94として表している。また、コイル95はボンディ
ング線80のインダクタンスを示し、コンデンサ96は
チップコンデンサ77のキャパシタンスを示し、コイル
101はボンディング線81のインダクタンスを示し、
コンデンサ102は整合スタブ73を示し、出力端子9
7は出力側伝送線路72を示している。
線路94を隣接するセルトランジスタとの間に有しつつ
コイル92に接続される。ここでコイル92はボンディ
ング線79のインダクタンスを示し、コンデンサ93は
チップコンデンサ76のキャパシタンスを示し、コイル
99はボンディング線78のインダクタンスを示し、コ
ンデンサ100は整合スタブ74を示し、入力端子91
は入力側伝送線路71を示してている。
回路では入力あるいは出力のインピーダンス整合条件が
各セルトランジスタ98により異なっているため、整合
損失が大きくなってしまう。特にトランジスタの動作周
波数が高いほど信号波長が短いため、各セルトランジス
タ98から整合回路に至るばらつきが素子全体の特性に
及ぼす影響が大きくなる。特にインピーダンスが低いま
ま整合条件がばらつく場合、整合損失はいっそう大きく
なる。
ップ75の外に接続する方法は、FETにおいても最も
一般的に用いられている方法であるが、チップコンデン
サ76、77や、整合スタブ73、74や、ボンディン
グ線78、79、80、81はキャパシタンス素子やイ
ンダクタンス素子としては特性の再現性に乏しいため、
整合回路を半導体チップ75上に形成する方法が提案さ
れている。
記載されているFETの従来例を示す。この従来のFE
Tは半導体基板117と、半導体基板117の上に形成
された誘電体絶縁膜116と、誘電体絶縁膜116の上
に形成されたソース電極115と、ソース電極115の
上に形成されたゲートボンディング電極114と、ゲー
ト電極111と、ゲート電極111とゲートボンディン
グ電極114を接続するゲート引出し配線112を有し
ている。
を利用してインダクタンスを形成し、さらにゲートボン
ディング電極114を誘電体絶縁膜116を挟んでソー
ス電極115の上に設けることによりキャパシタンスを
形成している。この方法により整合回路の精度と増幅器
の製造上の安定性を改善している。
タチップ上に形成する従来の技術を図8のHBT82に
適用すると、インピーダンス整合回路を構成する各キャ
パシタンスや各インダクタンスの特性は均一になるが、
各セルトランジスタからインピーダンス整合回路までの
電気長のばらつきの問題は解決できないため整合損失は
発生する。
装置では、トランジスタを構成する個々のセルトランジ
スタから見ると整合回路までの電気長がまちまちになる
ため、入力あるいは出力のインピーダンス整合条件がば
らつき、整合損失が大きくなるという問題点があった。
合損失を最小限に抑えたヘテロ接合バイポーラトランジ
スタを提供することである。
に、本発明のヘテロ接合バイポーラトランジスタは、各
セルトランジスタに対して、引出し配線のインダクタン
スと前記引出し配線と誘電体絶縁膜と接地配線とからな
るキャパシタンスとからなるインピーダンス整合回路が
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタ上の入力側ある
いは出力側に設けられており、前記セルトランジスタと
前記インピーダンス整合回路との電気的な位置関係がほ
ぼ同一である。
ャパシタンスを形成し整合回路とし、各セルトランジス
タを並列に並べ各セルトランジスタからインピーダンス
整合回路までの引出し配線の電気長を揃えることによ
り、各セルトランジスタ間の整合条件の差を無くすよう
にしたものである。したがって、HBTの整合損失を最
小限に抑えることができる。
タンスを形成する前記引出し配線がエアブリッジにより
形成されている。
し配線をエアブリッジにより形成し、限られた面積にお
いても大きなインダクタンスを得ることができるように
したものである。
図面を参照して説明する。
1の実施形態のHBTの平面図および拡大断面図であ
る。図1(b)は、図1(a)のA部−B部間を切断し
拡大したものである。
と、半導体基板11の下に形成されグランドに接地され
ている金メッキ12と、半導体基板11の上に形成され
た8つのセルトランジスタ1と、エミッタ配線2と、コ
レクタ配線3と、ベース配線4と、コレクタ配線3とベ
ース配線4の間に形成された誘電体絶縁膜9と、ボンデ
ィング線7、8と、ベース配線4と金メッキ12を接続
するための接地バイアホール10と、絶縁体層間膜13
を有している。各セルトランジスタ1はそれぞれエミッ
タ電極14と、コレクタ電極16と、ベース電極15を
有している。また、エミッタ配線2はボンディング線7
を接続するためのエミッタボンディング電極2aを有し
ている。コレクタ配線3はボンディング線8を接続する
ためのコレクタボンディング電極3aと、エアブリッジ
により形成されたコレクタ引出し配線3bを有してい
る。
線2に接続され、さらにエミッタボンディング電極2a
に接続されたボンディング線7により外の回路に接続さ
れている。各コレクタ電極16はコレクタ電極引出し開
口部5を通してコレクタ引出し配線3bによりコレクタ
配線3に接続され、さらにコレクタボンディング電極3
aに接続されたボンディング線8により外の回路に接続
されている。各ベース電極15は、ベース電極引出し開
口部6を通してベース配線4に接続され接地バイアホー
ル10により金メッキ12に接続されることにより接地
配線に接続されている。
によりインダクタンスを形成し、コレクタ配線3をベー
ス配線4の上に設け、その間に誘電体絶縁膜(Si
O2)9を設けることによりキャパシタンスを形成して
いる。そして、このインダクタンスとキャパシタンスに
よりインピーダンス整合回路を形成している。
す。本実施形態のHBTはベース電極15が接地バイア
ホール10を通して接地されたベース接地の構成になっ
ている。この等価回路において、コイル21はコレクタ
引出し配線3bのインダクタンスを示し、コンデンサ2
2は、コレクタ配線3とベース配線4との間のキャパシ
タンスを示し、入力端子24はボンディング線7を示
し、出力端子23はボンディング線8を示している。
サ22を結ぶコイル21のインダクタンスすなわちコレ
クタ引出し配線3bの長さはほぼ均一になっているの
で、各セルトランジスタ1間の整合条件を揃えることが
できる。その結果、従来のように電気長が不揃いのまま
電極引出し配線を束ねる方法よりも整合損失を最少限に
抑えることができる。これにより従来よりも高い周波数
の電力増幅器に対してHBTを用いることが可能にな
る。
を用いて説明する。
の平面図、図4は図3のHBTの等価回路である。
てベース電極とエミッタ電極を入れ替えたものである。
いてコレクタ電極と出力端子23の間に整合回路を設
け、各セルトランジスタ1間で出力インピーダンスの整
合条件を揃えたものである。
を用いて説明する。
の平面図、図6は図5のHBTの等価回路である。
タンスおよびキャパシタンスを入力側である入力端子2
4とベース電極の間に設け、各セルトランジスタ1間で
入力インピーダンスの整合条件を揃えたものである。
いてベース側に整合回路を設け、各セルトランジスタ1
間で入力インピーダンスの整合条件を揃えたものであ
る。
引出し配線3bをエアブリッジで形成することにより大
きなインダクタンスを得ているが、基板上にコレクタの
引出し配線を形成してもよい。
の整合損失を最少限に抑え高い周波数帯の電力増幅器に
用いることが可能になるという効果を有する。
(図1(a))と拡大断面図(図1(b))である。
る。
る。
平面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数のセルトランジスタから構成される
ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、 前記各セルトランジスタの信号入力用電極から引き出さ
れそれぞれ均一の長さを有する複数の第1の配線の一部
により形成された複数のインダクタンスと、前記各第1
の配線と前記各セルトランジスタの接地用電極から引き
出された複数の第2の配線とがそれぞれ誘電体絶縁膜を
挟んで対応することによって形成される複数のキャパシ
タンスとから構成されるインピーダンス整合回路を有す
ることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジス
タ。 - 【請求項2】 前記各信号入力用電極がベース電極であ
り、前記各接地用電極がエミッタ電極である請求項1記
載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。 - 【請求項3】 前記各信号入力用電極がエミッタ電極で
あり、前記各接地用電極がベース電極である請求項1記
載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。 - 【請求項4】 複数のセルトランジスタから構成される
ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、 前記各セルトランジスタの信号出力用電極から引き出さ
れそれぞれ均一の長さを有する複数の第1の配線の一部
により形成された複数のインダクタンスと、前記各第1
の配線と前記各セルトランジスタの接地用電極から引き
出された複数の第2の配線とがそれぞれ誘電体絶縁膜を
挟んで対応することによって形成される複数のキャパシ
タンスとから構成されるインピーダンス整合回路を有す
ることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジス
タ。 - 【請求項5】 前記各信号出力用電極がコレクタ電極で
あり、前記各接地用電極がエミッタ電極である請求項4
記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。 - 【請求項6】 前記各信号出力用電極がコレクタ電極で
あり、前記各接地用電極がベース電極である請求項4記
載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。 - 【請求項7】 前記各第1の配線の一部が、それぞれエ
アブリッジにより形成されている請求項1から6のいず
れか1項記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27455896A JP2870503B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27455896A JP2870503B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10125796A JPH10125796A (ja) | 1998-05-15 |
JP2870503B2 true JP2870503B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17543407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27455896A Expired - Fee Related JP2870503B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2870503B2 (ja) |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27455896A patent/JP2870503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10125796A (ja) | 1998-05-15 |
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