JP4713961B2 - パルス発生回路およびその製造方法 - Google Patents
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まず、カソード側入力端子130の基準電位0Vに対し、正の基準電圧Vp[V]から負の基準電圧Vn[V]へと立ち下がる制御信号が制御信号入力端部110のアノード側入力端子120に入力される。この制御信号は、配線142および配線144を介してステップリカバリダイオード100のアノードに伝播する。ここで、ステップリカバリダイオード100は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の経過前は低抵抗となり、逆方向電流を流す。このため、ステップリカバリダイオード100のアノード側の電位はVnとならず、配線144のインピーダンスおよびステップリカバリダイオード100の抵抗値で定まる電圧Vn1[V]となる。このVn1は、一例として|Vn−Vn1|>>|Vn1|となる値をとる。
カソード側半導体層260およびアノード側半導体層262は、順方向電圧が印加された場合に順方向電流を流す。一方、逆方向電圧が印加された場合には、所定の時間が経過するまで逆方向電流を流した後、逆方向電流を遮断する。
図3(a)は、図2におけるコンデンサ160のAA'断面を示す。基板200上にアノード側電極210が形成され、アノード側電極210の上に誘電体層220が形成される。そして、誘電体層220の上に、カソード側第1配線250およびカソード側第2配線251の間のカソード側電極用配線が形成され、当該カソード側電極用配線におけるアノード側電極210と対向する位置にカソード側電極205が形成される。なお、カソード側第1配線250およびカソード側第2配線251と、カソード側電極205との間は、エアブリッジ構造の配線により接続されてよい。
まず、半導体層形成段階において、基板200上の一部の領域に、ステップリカバリダイオード100のアノードおよびカソード間のカソード側半導体層260、空乏層261およびアノード側半導体層262を形成する。次に、アノード側配線形成段階において、アノード側配線140を形成する。このアノード側配線形成段階において、アノード側配線140の一部として、ステップリカバリダイオード100に印加する制御信号を入力するアノード側入力端子120からパルス信号のアノード側出力端子185へ向かって延伸し、延伸方向においてアノード側半導体層262と電気的に接触する区間をアノード280として有し、アノード側入力端子120およびアノード280の間にコンデンサ160のアノード側電極210を有するように形成される。この際、アノード側配線140のアノード側出力端子185側の端部には、コンデンサ170の電極297が形成される。
従来のパルス発生回路においては、例えばSiプロセスによるステップリカバリダイオード100を用いていた。したがって、GaAsプロセスのステップリカバリダイオード100と比較してパルス信号のエッジが緩やかであり、本実施形態に係るパルス発生回路10と比較しパルス幅を大きくする必要があった。そして、パルス幅を大きくするために、配線144およびコンデンサ160を、コンデンサおよびインダクタンスによるフィルタ回路とすることが一般的であった。このようなフィルタ回路を用いた場合、フィルタ回路の特性により伝播可能な周波数帯域が制限されるため、パルス発生回路の掃引周波数幅が狭かった。
まず、半導体層形成段階において、基板200上の一部の領域に、ステップリカバリダイオード100のアノードおよびカソード間のカソード側半導体層260、空乏層261およびアノード側半導体層262を形成する。次に、カソード側配線形成段階において、カソード側配線150を形成する。このカソード側配線形成段階において、カソード側配線150の一部として、実質的に平行して延伸するカソード側第1配線250およびカソード側第2配線251と、カソード側第1配線250およびカソード側第2配線251の延伸方向におけるカソード側半導体層260およびアノード側半導体層262から実質的に同一距離の位置においてカソード側第1配線250およびカソード側第2配線251を電気的に接続するカソード側電極205と、カソード側第1配線250およびカソード側第2配線251をそれぞれカソード側半導体層260に電気的に接続する第1カソード270および第2カソード271とが形成される。また、カソード側配線形成段階において、電極290を端部に有する配線148を併せて形成してもよい。
100 ステップリカバリダイオード
110 制御信号入力端部
120 アノード側入力端子
130a〜b カソード側入力端子
140 アノード側配線
142、144,146、148、152、154、156 配線
150 カソード側配線
160、170 コンデンサ
180 パルス信号出力端部
185 アノード側出力端子
190a〜b カソード側出力端子
200 基板
205 カソード側電極
210 アノード側電極
220 誘電体層
250 カソード側第1配線
252、253、254、255、256、257 配線
251 カソード側第2配線
260 カソード側半導体層
261 空乏層
262 アノード側半導体層
270 第1カソード
271 第2カソード
280 アノード
290、297 電極
295 誘電体層
Claims (5)
- 入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、
逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断するステップリカバリダイオードと、
前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子およびカソード側入力端子を有する制御信号入力端部と、
前記アノード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのアノードとを接続するアノード側配線と、
前記カソード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのカソードとを接続するカソード側配線と、
前記アノード側配線および前記カソード側配線における、前記制御信号入力端部および前記ステップリカバリダイオードの間に、前記ステップリカバリダイオードと並列に接続された並列コンデンサと
を備え、
前記ステップリカバリダイオード、前記アノード側配線、前記カソード側配線、および、前記並列コンデンサは、同一の基板上に一体形成され、
前記アノード側配線および前記カソード側配線は、前記基板の面上において平行して延伸し、
前記カソード側配線は、前記アノード側配線を挟んで設けられ、前記アノード側配線と平行して延伸するカソード側第1配線およびカソード側第2配線を有し、
前記並列コンデンサは、
前記カソード側第1配線および前記カソード側第2配線との間を接続するカソード側電極と、
前記アノード側配線における、前記カソード側電極に対して前記基板の厚さ方向に対向する位置に設けられたアノード側電極と、
前記カソード側電極と前記アノード側電極との間に設けられた誘電体層と、
を有し、
前記ステップリカバリダイオードは、
前記基板の厚さ方向に積層され、中間に空乏層が形成されるアノード側半導体層およびカソード側半導体層と、
前記アノード側配線における、前記アノード側半導体層と電気的に接触する延伸方向の部分であるアノードと、
前記カソード側第1配線および前記カソード側第2配線をそれぞれ前記カソード側半導体層に電気的に接続する第1カソードおよび第2カソードと、
を有する
パルス発生回路。 - 前記並列コンデンサは、前記アノード側配線および前記カソード側配線における、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから同一距離の位置に接続される
請求項1に記載のパルス発生回路。 - 前記並列コンデンサは、
前記カソード側電極は、前記カソード側第1配線および前記カソード側第2配線との間を、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから同一距離の位置において接続するカソード側電極用配線上に設けられ、
前記アノード側電極は、前記アノード側配線における、前記延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから前記カソード側電極用配線と同一距離の位置に設けられる
請求項1または2に記載のパルス発生回路。 - 前記アノード側配線における前記アノードとして用いられる前記延伸方向の区間の配線幅は、前記アノード側配線における前記アノード側電極と前記アノードとの間の配線の配線幅より小さい請求項1から3の何れかに記載のパルス発生回路。
- 前記ステップリカバリダイオードは、ガリウムヒ素(GaAs)ダイオードである請求項1から4の何れかに記載のパルス発生回路。
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