JPH07336137A - 正弦波発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より少ない種類の部品を組み合わせて簡単に
正弦波を発生でき、しかも半導体基板上に一体形成が可
能な正弦波発振回路を提供すること。 【構成】 正弦波発振回路１は、反転増幅器として機能
するインバータ論理回路１０と、半導体基板上に形成さ
れたＬＣ素子１２とを含んでいる。ＬＣ素子１２は、半
導体基板上であってほぼ同心状にほぼ平行に形成された
渦巻き形状の第１および第２のスパイラル電極と、これ
らの電極のそれぞれにｐ領域とｎ領域とが接続された渦
巻き形状のｐｎ接合層を含んでいる。各電極がインダク
タ導体として機能するとともに電磁結合されてトランス
の捲線の機能を有し、各インダクタ導体間にはｐｎ接合
層による分布定数的なキャパシタが形成されている。こ
のように、正弦波発振回路１の各構成部品は半導体基板
上に形成可能であり、全体を一体形成することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＣ共振を利用して所
定周波数の正弦波信号を得る正弦波発振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、通信等各種分野において正弦
波が使われており、この正弦波を得る発振回路も種々の
ものが知られている。例えば高周波の正弦波を得ること
ができる代表的な回路として、コルピッツ型，ハートレ
ー型あるいはベース同調型等のＬＣ共振を利用した各種
正弦波発振回路が知られている。

【０００３】これらの各種正弦波発振回路は、いずれも
原理的にはトランジスタ等の増幅器とＬＣ回路を組み合
わせて構成されており、所望の発振周波数の正弦波を得
るために各素子定数を決定する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の正弦
波発振回路は、ＬＣ回路を構成するインダクタとキャパ
シタとを個別に用意して組み合わせていたため、設計の
自由度が増す反面、設計者等が決定する素子定数が多く
て設計が複雑になる。特に、正弦波を使用する装置によ
っては、より少ない種類の部品を組み合わせるだけで簡
単に所望の発振周波数を有することができれば便利であ
る。

【０００５】また、ＬＣ回路を構成するインダクタはコ
アやボビンに巻線を施すものが多く、一般には集積化に
不向きである。したがって、ＬＣ回路を含む正弦波発振
回路の全体をＩＣ化しようとした場合であっても、イン
ダクタのみは外付けしなければならないという不都合が
あり、回路全体を半導体基板上に一体形成することがで
きないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的はより少ない種類の部品を組み
合わせて簡単に正弦波を発生させることができる正弦波
発振回路を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、回路全体を半
導体基板上に一体形成可能な正弦波発振回路を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の正弦波発振回路は、入力信号を増幅
するとともに位相反転を行う反転増幅器と、半導体基板
上にほぼ並行に形成されて一次および二次捲線としての
機能を有する２本のインダクタ導体を有し、これら２本
のインダクタ導体による２本のインダクタとそれらの間
のキャパシタとが分布定数的に形成されているＬＣ素子
と、を備え、前記反転増幅器の出力側を前記ＬＣ素子の
一次側に接続するとともに、前記ＬＣ素子の二次側を一
次側と逆相となるように前記反転増幅器の入力側に接続
することを特徴とする。

【０００９】請求項２の正弦波発振回路は、請求項１の
正弦波発振回路において、前記反転増幅器をインバータ
論理回路により構成することを特徴とする。

【００１０】請求項３の正弦波発振回路は、請求項１の
正弦波発振回路において、前記反転増幅器をソース接地
回路あるいはエミッタ接地回路により構成することを特
徴とする。

【００１１】請求項４の正弦波発振回路は、請求項１〜
３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素子
は、同一平面内でほぼ同心状で隣接して配置されてお
り、前記２本のインダクタ導体として機能する渦巻き形
状の２つの電極と、前記半導体基板の表面近傍であって
前記２つの電極に沿った位置に形成され、これら２つの
電極のいずれか一方にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的
に接続されており、逆バイアス電圧を印加することによ
り前記キャパシタとして動作する渦巻き形状のｐｎ接合
層と、を備えることを特徴とする。

【００１２】請求項５の正弦波発振回路は、請求項１〜
３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素子
は、前記半導体基板を挟んでほぼ対向して配置されてお
り、前記２本のインダクタ導体として機能する渦巻き形
状の２つの電極と、前記半導体基板内であって前記２つ
の電極に挟まれた位置に形成され、これら２つの電極の
いずれか一方にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的に接続
されており、逆バイアス電圧を印加することにより前記
キャパシタとして動作する渦巻き形状のｐｎ接合層と、
を備えることを特徴とする。

【００１３】請求項６の正弦波発振回路は、請求項１〜
３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素子
は、同一平面内でほぼ平行に隣接して配置されており、
前記２本のインダクタ導体として機能する蛇行形状の２
つの電極と、前記半導体基板の表面近傍であって前記２
つの電極に沿った位置に形成され、これら２つの電極の
いずれか一方にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的に接続
されており、逆バイアス電圧を印加することにより前記
キャパシタとして動作する蛇行形状のｐｎ接合層と、を
備えることを特徴とする。

【００１４】請求項７の正弦波発振回路は、請求項１〜
３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素子
は、前記半導体基板を挟んでほぼ対向して配置されてお
り、前記２本のインダクタ導体として機能する蛇行形状
の２つの電極と、前記半導体基板内であって前記２つの
電極に挟まれた位置に形成され、これら２つの電極のい
ずれか一方にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的に接続さ
れており、逆バイアス電圧を印加することにより前記キ
ャパシタとして動作する渦巻き形状のｐｎ接合層と、を
備えることを特徴とする。

【００１５】請求項８の正弦波発振回路は、請求項４〜
７のいずれかの正弦波発振回路において、前記２つの電
極のいずれか一方の長さを他方に比べて短く形成するこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項９の正弦波発振回路は、請求項４〜
８のいずれかの正弦波発振回路において、前記ｐｎ接合
層に印加する逆バイアス電圧を変更することにより、前
記ＬＣ素子内に分布定数的に形成されるキャパシタの容
量値を変えることを特徴とする。

【００１７】請求項１０の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する渦巻き形状
の電極と、前記渦巻き形状の電極と前記半導体基板との
間に形成された絶縁層と、前記半導体基板内にあって、
前記渦巻き形状の電極に対応して形成されるチャネルの
両端付近に形成されてソースおよびドレインとして機能
する第１および第２の拡散領域と、を備え、前記渦巻き
形状の電極とこれに対応して形成されるチャネルのそれ
ぞれを前記２本のインダクタ導体として使用することを
特徴とする。

【００１８】請求項１１の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する蛇行形状の
電極と、前記蛇行形状の電極と前記半導体基板との間に
形成された絶縁層と、前記半導体基板内にあって、前記
蛇行形状の電極に対応して形成されるチャネルの両端付
近に形成されてソースおよびドレインとして機能する第
１および第２の拡散領域と、を備え、前記蛇行形状の電
極とこれに対応して形成されるチャネルのそれぞれを前
記２本のインダクタ導体として使用することを特徴とす
る。

【００１９】請求項１２の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する渦巻き形状
の第１の電極と、渦巻き形状の前記第１の電極と前記半
導体基板との間に形成された絶縁層と、前記半導体基板
表面であって、前記第１の電極と同心状で隣接して形成
された渦巻き形状の第２の電極と、前記半導体基板内に
あって、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成さ
れるチャネルの両端付近に形成されてソースおよびドレ
インとして機能する第１および第２の拡散領域と、を備
え、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成される
チャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本のイン
ダクタ導体として使用することを特徴とする。

【００２０】請求項１３の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する蛇行形状の
第１の電極と、蛇行形状の前記第１の電極と前記半導体
基板との間に形成された絶縁層と、前記半導体基板表面
であって、前記第１の電極に沿ってほぼ平行に隣接して
形成された蛇行形状の第２の電極と、前記半導体基板内
にあって、蛇行形状の前記第１の電極に対応して形成さ
れるチャネルの両端付近に形成されてソースおよびドレ
インとして機能する第１および第２の拡散領域と、を備
え、蛇行形状の前記第１の電極に対応して形成されるチ
ャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本のインダ
クタ導体として使用することを特徴とする。

【００２１】請求項１４の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、前記半導体基板の一方の面側に形成され、ＭＯＳ
構造におけるゲートを形成する渦巻き形状の第１の電極
と、渦巻き形状の前記第１の電極と前記半導体基板との
間に形成された絶縁層と、前記半導体基板の他方の面側
に形成され、前記第１の電極とほぼ対向する位置に形成
された渦巻き形状の第２の電極と、前記半導体基板内に
あって、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成さ
れるチャネルの両端付近に形成されてソースおよびドレ
インとして機能する第１および第２の拡散領域と、を備
え、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成される
チャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本のイン
ダクタ導体として使用することを特徴とする。

【００２２】請求項１５の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、前記半導体基板の一方の面側に形成され、ＭＯＳ
構造におけるゲートを形成する蛇行形状の第１の電極
と、蛇行形状の前記第１の電極と前記半導体基板との間
に形成された絶縁層と、前記半導体基板の他方の面側に
形成され、前記第１の電極とほぼ対向する位置に形成さ
れた蛇行形状の第２の電極と、前記半導体基板内にあっ
て、蛇行形状の前記第１の電極に対応して形成されるチ
ャネルの両端付近に形成されてソースおよびドレインと
して機能する第１および第２の拡散領域と、を備え、蛇
行形状の前記第１の電極に対応して形成されるチャネル
と前記第２の電極のそれぞれを前記２本のインダクタ導
体として使用することを特徴とする。

【００２３】請求項１６の正弦波発振回路は、請求項１
０または１１のいずれかの正弦波発振回路において、前
記半導体基板表面近傍であって前記チャネルが形成され
る位置の少なくとも一部に予めキャリアを注入するとと
もに、前記渦巻き形状あるいは前記蛇行形状の電極に対
して前記チャネルの長さを長くあるいは短く設定するこ
とにより、渦巻き形状あるいは蛇行形状の前記電極と前
記チャネルとを部分的に対向させることを特徴とする。

【００２４】請求項１７の正弦波発振回路は、請求項１
２〜１５のいずれかの正弦波発振回路において、前記第
１および第２の電極のいずれか一方の長さを他方に比べ
て短く形成することにより、渦巻き形状あるいは蛇行形
状の前記第２の電極と前記チャネルとを部分的に対向さ
せることを特徴とする。

【００２５】請求項１８の正弦波発振回路は、請求項１
０〜１５，１７のいずれかの正弦波発振回路において、
前記半導体基板表面近傍であって前記チャネルが形成さ
れる位置に、予めキャリアを注入することを特徴とす
る。

【００２６】請求項１９の正弦波発振回路は、請求項１
０〜１８のいずれかの正弦波発振回路において、前記ゲ
ートを形成する電極に印加するゲート電圧を変更するこ
とにより、前記チャネルが有する抵抗値を可変に制御す
ることを特徴とする。

【００２７】請求項２０の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、前記半導体表面に直接あるいは第１の絶縁層を挟
んで形成された渦巻き形状の第１の電極と、前記第１の
電極の表面に形成された第２の絶縁層と、前記第１の電
極とほぼ対向する位置に前記第２の絶縁層を挟んで形成
された渦巻き形状の第２の電極と、を備え、前記第１お
よび第２の電極のそれぞれを前記２本のインダクタ導体
として使用することを特徴とする。

【００２８】請求項２１の正弦波発振回路は、請求項１
〜３のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ素
子は、前記半導体表面に直接あるいは第１の絶縁層を挟
んで形成された蛇行形状の第１の電極と、前記第１の電
極の表面に形成された第２の絶縁層と、前記第１の電極
とほぼ対向する位置に前記第２の絶縁層を挟んで形成さ
れた蛇行形状の第２の電極と、を備え、前記第１および
第２の電極のそれぞれを前記２本のインダクタ導体とし
て使用することを特徴とする。

【００２９】請求項２２の正弦波発振回路は、請求項２
０または２１の正弦波発振回路において、前記第２の絶
縁層は、前記第１の電極を酸化することにより形成され
た酸化膜であることを特徴とする。

【００３０】請求項２３の正弦波発振回路は、請求項２
０または２１の正弦波発振回路において、前記第２の絶
縁層は、化学気相法により形成された半導体酸化膜ある
いは窒化膜であることを特徴とする。

【００３１】請求項２４の正弦波発振回路は、請求項２
０〜２３のいずれかの正弦波発振回路において、前記第
１および第２の電極のいずれか一方の長さを他方に比べ
て短く形成することを特徴とする。

【００３２】請求項２５の正弦波発振回路は、請求項１
〜２４のいずれかの正弦波発振回路において、前記ＬＣ
素子と前記反転増幅器を共通する前記半導体基板上に一
体形成することを特徴とする。

【００３３】

【作用】請求項１の正弦波発振回路は、反転増幅器の出
力を半導体基板上に形成されたＬＣ素子の一次側に入力
するとともに、このＬＣ素子の二次側から出力される逆
相の信号を再び反転増幅器に入力している。したがっ
て、信号の位相のみに着目すると、ＬＣ素子において１
８０度位相がずれ、さらに反転増幅器によって位相が１
８０度位相がずれるため、出力される信号の位相と一巡
して戻ってくる信号の位相とが一致する。しかも、上述
したＬＣ素子は、２本のインダクタ導体がほぼ並行して
それらの間に分布定数的なキャパシタが形成されるよう
に配置されているため、これらのインダクタンスおよび
キャパシタンスにより決定される特定周波数が選択的に
伝達され、この特定周波数の信号のみが増幅されて正弦
波発振が行われる。

【００３４】このように、請求項１の発明によれば、反
転増幅器とＬＣ素子とを接続するだけで正弦波発振が行
われており、より少ない種類の部品を組み合わせるだけ
で簡単に正弦波を発生させることができる。

【００３５】さらに、上述したＬＣ素子は半導体基板上
に形成さているため、反転増幅器を含む全ての部品を半
導体基板上に形成することが可能であり、半導体製造技
術を利用した大量生産や回路の小型化が可能となる。特
に、これら各部品は１つの半導体基板上に形成すること
もでき、この場合は回路全体を半導体基板上に一体形成
することになるため、大量生産や回路の小型化がさらに
容易になる。

【００３６】また、請求項２または３の正弦波発振回路
は、上述した反転増幅器をインバータ論理回路やトラン
ジスタを利用したソース接地回路あるいはエミッタ接地
回路により構成している。すなわち、これらはいずれも
入力信号の論理を反転させて出力すると同時に入力信号
の電圧レベルを増幅するものであり、このような構造が
単純な反転増幅器とＬＣ素子とを組み合わせるだけで、
簡単に正弦波を発生させることができる。特に、上述し
たインバータ論理回路やソース接地回路あるいはエミッ
タ接地回路は一般には半導体基板上に形成されるもので
あり、他の部品とともに一体形成する場合にさらに好都
合となる。

【００３７】請求項４〜７の正弦波発振回路は、上述し
た請求項１〜３で用いたＬＣ素子の具体的構成を示した
第１の例を示したものである。

【００３８】請求項４の発明によれば、半導体基板上で
あって同心状に隣接して配置された渦巻き形状の２つの
電極と、これら２つの電極に沿って形成された渦巻き形
状のｐｎ接合層とにより上述したＬＣ素子が形成されて
いる。このｐｎ接合層に逆バイアス電圧を印加すること
により、渦巻き形状のキャパシタが形成される。したが
って、２つの電極のそれぞれにより形成されるインダク
タとこのキャパシタとが半導体基板上に分布定数的に形
成されることになる。特に、このＬＣ素子は、半導体製
造技術を用いて半導体基板に形成されるため、反転増幅
器等のそれ以外の部品とともに半導体基板上に一体形成
する際に好都合となる。

【００３９】また、請求項５の発明によれば、請求項４
において半導体基板上に同心状に設けられていた渦巻き
形状の２つの電極を互いに半導体基板を挟んで対向配置
することによりＬＣ素子を形成しており、これにより各
電極によるインダクタとその間のｐｎ接合層によるキャ
パシタとが分布定数的に形成されることになる。請求項
４のＬＣ素子と同様に、このＬＣ素子は半導体製造技術
を用いて半導体基板に形成されるため、反転増幅器等の
それ以外の部品とともに一体形成する際に好都合とな
る。

【００４０】また、請求項６，７の発明によれば、請求
項４，５における電極を渦巻き形状から蛇行形状に置き
換えることによりＬＣ素子が形成されている。一般に
は、導体を渦巻き形状に形成することによりインダクタ
として機能させることができるが、使用する周波数帯域
によっては導体を蛇行形状とした場合でもインダクタと
して機能させることができる。すなわち、電極を蛇行形
状に形成した場合には、各凹凸部の１つ１つが約１／２
ターンのコイルとなってこれらが直列に接続されるた
め、電極全体が所定のインダクタンスを有するインダク
タとして機能する。特に、使用する信号の周波数が高周
波領域に達するような場合には小さなインダクタンスで
足りるため、蛇行形状のインダクタで足りる場合があ
る。

【００４１】特に、電極を蛇行形状に形成した場合に
は、電極の一方端あるいは両端に配線を施す場合に、こ
の配線を電極の一部と交差せずに引き出せる利点があ
り、正弦波発振回路全体の製造工程の簡略化が可能とな
る。

【００４２】また、請求項８の発明によれば、２つの電
極のいずれか一方を短く形成することにより、インダク
タ導体が部分的に対向したＬＣ素子が形成されている。
一般に、正弦波発振回路全体の発振周波数は、分布定数
的に形成されたインダクタンスとキャパシタンスとによ
り決定されるため、一方の電極を短く形成することによ
りキャパシタンスを小さくすれば、それに伴って発振周
波数も変更されることになる。したがって、部分対向さ
せる電極の割合等を変えることにより発振周波数をある
範囲で調整することができ、正弦波発振回路の設計の自
由度が増すことにもなる。

【００４３】また、このように２つの電極の長さを変え
て、特に二次側の電極を相対的に長くして捲線比が１対
ｎ（ｎ＞１）のＬＣ素子を形成した場合には、トランス
として動作するＬＣ素子を介して信号が帰還される際に
信号の電圧レベルの増幅が行われるため、増幅率の低い
反転増幅器を用いることができ、部品選択の幅が広がる
ことにもなる。

【００４４】また、請求項９の発明によれば、ｐｎ接合
層に印加する逆バイアス電圧を変更することにより、分
布定数的に形成されるキャパシタの容量値が変更可能な
ＬＣ素子が形成されている。一般に、ｐｎ接合層は可変
の逆バイアス電圧を印加することによりバリキャップと
して動作する。したがって、印加する逆バイアス電圧を
可変に制御して渦巻き形状あるいは蛇行形状を有するｐ
ｎ接合層の全域をバリキャップとして動作させることに
より、ある範囲で周波数特性を変更可能なＬＣ素子とす
ることができる。したがって、このＬＣ素子によって選
択される周波数も変更され、電圧制御型の正弦波発振回
路を容易に実現することができる。

【００４５】請求項１０〜１５の正弦波発振回路は、上
述した請求項１〜３で用いたＬＣ素子の具体的構成を示
した第２の例を示したものである。

【００４６】請求項１０または１１の発明によれば、ゲ
ートが渦巻き形状あるいは蛇行形状を有するＭＯＳ構造
のＬＣ素子が形成されており、ゲート電極とこれに対応
して形成されるチャネルとがそれぞれインダクタ導体と
して機能するとともにこれらの間に分布定数的なキャパ
シタが形成されている。これらの各ＬＣ素子は、マスク
の形状等を変更するだけで通常のＭＯＳトランジスタを
製造する工程を利用して製造可能であり、反転増幅器等
のそれ以外の部品とともに半導体基板上に一体形成する
際に好都合となる。特に、反転増幅器もＭＯＳ構造を有
する場合、例えばＭＯＳトランジスタやＣＭＯＳ等のイ
ンバータ論理回路により構成した場合には、正弦波発振
回路全体をＭＯＳ構造とすることができることから、製
造工程の簡略化や各部品の高密度実装化が可能となり、
ＩＣやＬＣＩの一部として組み込む場合に特に好都合と
なる。

【００４７】請求項１２〜１５の発明によれば、上述し
た請求項１０または１１のＬＣ素子のゲート電極にほぼ
平行に、あるいはほぼ対向するように第２の電極を設け
ることによりＭＯＳ構造のＬＣ素子が形成されており、
ゲート電極は独立して逆バイアス印加用に用いられてい
る。したがって、ゲート電極への電圧印加とチャネルや
第２の電極を介した信号の伝送とを切り離すことがで
き、ＬＣ素子のバイアスの制御が容易となる。

【００４８】また、請求項１６の発明によれば、請求項
１０または１１におけるゲート電極とチャネルとを部分
的に対向させることによりＬＣ素子が形成されている。
一般に、ゲート電極に対応する半導体基板表面にチャネ
ルが形成されるが、予めこのチャネルが形成される位置
の少なくとも一部にキャリアを注入しておくことによ
り、所定のゲート電圧が印加されたときにゲート電極に
対応する一部の領域にのみチャネルが形成されるように
することもできる。

【００４９】また、請求項１７の発明によれば、請求項
１２〜１５における２つの電極のいずれか一方を短くし
てチャネルと電極とを部分的に対向させることによりＬ
Ｃ素子が形成されている。

【００５０】このように、ＭＯＳ構造を有するＬＣ素子
においてもチャネルあるいは電極により形成されるイン
ダクタ導体を部分的に対向させることが可能であり、部
分対向させる割合等を変えることにより発振周波数をあ
る範囲で調整することができ、正弦波発振回路の設計の
自由度が増すことにもなる。

【００５１】また、二次側の捲線に相当するチャネルあ
るいは電極を相対的に長くして捲線比が１対ｎ（ｎ＞
１）のＬＣ素子を形成した場合には、トランスとして動
作するＬＣ素子を介して信号が帰還される際に信号の電
圧レベルの増幅が行われるため、増幅率の低い反転増幅
器を用いることができ、部品選択の幅が広がることにも
なる。

【００５２】また、請求項１８の発明によれば、上述し
たチャネルが形成される位置に予めキャリアを注入して
おくことによりＬＣ素子が形成されており、デプレショ
ン型のＭＯＳ構造を有するＬＣ素子となっている。特
に、予め注入するキャリアの量を調整することによりチ
ャネル抵抗やソース・ドレイン間電流を変えることがで
きるため、ＬＣ素子の特性をある範囲で調整することが
でき、正弦波発振回路の設計の自由度が増すことにもな
る。

【００５３】また、請求項１９の発明によれば、請求項
１０〜１８の各ゲート電圧を変えることによりチャネル
抵抗が変更可能なＬＣ素子が形成されている。このよう
に一方のインダクタ導体の抵抗であるチャネル抵抗を可
変に制御した場合には、この可変の程度に伴ってＬＣ素
子の周波数特性も変更されることになるため、電圧制御
型の正弦波発振回路を容易に実現することができる。

【００５４】また、請求項２０または２１の発明によれ
ば、半導体基板上に直接あるいは第１の絶縁層を形成し
た後に、第１の電極，第２の絶縁層，第２の電極を積層
するように形成することによりＬＣ素子が形成されてい
る。しかも、これら第１および第２の電極をほぼ対向さ
せることにより、インダクタ導体として機能するこれら
２つの電極の間には分布定数的なキャパシタが形成され
る。このＬＣ素子は、上述した請求項４〜１９において
示したＬＣ素子が半導体基板の内部も利用しているのに
対し、半導体基板表面を利用している点で異なるが、こ
の半導体基板を利用して反転増幅器等の他の部品ととも
に一体形成できることに変わりはなく、正弦波発振回路
の大量生産や小型化に適している。

【００５５】また、請求項２２または２３の発明によれ
ば、２つの電極間に形成する絶縁層を、電極の酸化ある
いは化学気相法による酸化物や窒化物により構成したＬ
Ｃ素子が形成されている。このようにして絶縁層を形成
する工程や渦巻きあるいは蛇行形状の電極を形成する工
程は一般的な半導体製造技術によって実現されるもので
あり、他の部品とともに正弦波発振回路の全体を一体形
成する際に好都合となる。

【００５６】また、請求項２４の発明によれば、請求項
２０〜２３における２つの電極のいずれか一方を短くし
てこれらの電極を部分的に対向させることによりＬＣ素
子が形成されている。

【００５７】このように、半導体基板の表面を利用して
形成されたＬＣ素子においても２つの電極により形成さ
れるインダクタ導体を部分的に対向させることが可能で
あり、部分対向させる割合等を変えることにより発振周
波数をある範囲で調整するとともに帰還される信号の増
幅を同時に行うことができ、正弦波発振回路の設計の自
由度が増すことにもなる。

【００５８】また、請求項２５の発明によれば、正弦波
発振回路の全体が半導体基板上に一体形成されている点
が明確になっている。すなわち、上述したように各請求
項のＬＣ素子は半導体基板を利用して形成されるもので
あり、インバータ論理回路あるいはソース接地回路やエ
ミッタ接地回路により構成される反転増幅器やその他の
部品とともに１つの半導体基板に一体形成した正弦波発
振回路を実現することは容易である。

【００５９】

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例の正弦波発
振回路について、図面を参照しながら具体的に説明す
る。

【００６０】〔第１実施例〕図１は、本発明を適用した
第１実施例の正弦波発振回路１の詳細な構成を示す図で
ある。

【００６１】同図に示すように、第１実施例の正弦波発
振回路１は、反転増幅器として機能するインバータ論理
回路１０と、トランスと考えた場合に一次および二次捲
線に相当する２つのインダクタ導体を有しておりしかも
これら２つのインダクタ導体間にｐｎ接合を利用したキ
ャパシタが分布定数的に形成されたＬＣ素子１２と、イ
ンバータ論理回路１０の入力側を交流的に接地するため
のキャパシタ１４と、所定のバイアス電圧をインバータ
論理回路１０の入力側に印加するための帰還抵抗１６と
を含んで構成されている。

【００６２】インバータ論理回路１０は、入力信号の論
理を反転、すなわち位相を１８０度ずらして出力すると
ともに、増幅器として動作する。このインバータ論理回
路１０は、ＴＴＬロジック等任意のロジックを用いて実
現することができるが、入力インピーダンスが高くて回
路設計が容易なＣＭＯＳロジック、その中でも高周波の
正弦波を発振させる場合には高速タイプである７４ＨＣ
シリーズ等のＣＭＯＳロジックが適している。

【００６３】ＬＣ素子１２は、半導体基板上に２本のイ
ンダクタ導体を有しており、これらのインダクタ導体を
２つの電極とし、その間のｐｎ接合層によりて分布定数
的にキャパシタが形成されている。また、ＬＣ素子１２
は、これら２本のインダクタ導体が電磁結合することに
より、全体としてトランスの機能も兼ね備えており、一
方のインダクタ導体が一次捲線に、他方のインダクタ導
体が二次捲線に相当している。ＬＣ素子１２の詳細構造
については後述する。

【００６４】キャパシタ１４は、ＬＣ素子１２の二次側
のインダクタ導体とインバータ論理回路１０の入力側と
を交流的に接続するとともに直流的に分離するためのも
のであり、所定の周波数領域において位相のずれを生じ
ないような大きなキャパシタンスを有する。

【００６５】抵抗１６は、インバータ論理回路１０の入
力側に所定のバイアス電圧を印加するためのものであ
る。一般に、インバータ論理回路１０は、入力電圧が所
定のしきい値近傍となるように使用することにより反転
増幅器として動作する。そのため、この所定のしきい値
に相当するバイアス電圧を抵抗１６により印加してい
る。

【００６６】上述したＬＣ素子１２の一次側のインダク
タ導体の一方端がインバータ論理回路１０の出力端に、
他方端が電源ラインに接続されている。また、ＬＣ素子
１２の二次側のインダクタ導体の一方端がキャパシタ１
４を介してインバータ論理回路の入力端に、他方端が直
接接地されている。ところで、ＬＣ素子１２の各インダ
クタ導体間に形成されたｐｎ接合層は、一次側に対応し
てｎ領域が、二次側に対応してｐ領域が形成されており
（詳細は後述する）、電源ラインからＬＣ素子１２の一
次側に所定の正電圧が印加されている場合には、このｐ
ｎ接合層に逆バイアス電圧が印加されるようになってお
り、このｐｎ接合層がキャパシタとして動作する。ま
た、インバータ論理回路１０の出力端と入力端の間に、
すなわちインバータ論理回路１０と並列に抵抗１６が接
続されている。

【００６７】次に、半導体基板に形成された本実施例の
ＬＣ素子１２の具体的一例について詳細を説明する。

【００６８】図２は、半導体基板上に渦巻き形状のスパ
イラル電極を形成することによりＬＣ素子１２を構成し
た場合の平面図である。また、図３は図２に示したＡ−
Ａ線拡大断面図である。

【００６９】本実施例のＬＣ素子１２は、半導体基板で
あるｐ型シリコン基板（ｐ−Ｓｉ基板）３４の表面付近
に形成された渦巻き形状のｎ⁺ 領域３２と、さらにその
一部に形成された渦巻き形状のｐ⁺ 領域３０とを含んで
おり、これらのｎ⁺ 領域３２とｐ⁺ 領域３０とがｐｎ接
合層３６を形成している。また、上述したｐ−Ｓｉ基板
３４に比べて、ｎ⁺ 領域３２およびｐ⁺ 領域３０のそれ
ぞれは不純物濃度が高めに設定されており、このｐ−Ｓ
ｉ基板３４とｎ⁺ 領域３２との間に逆バイアス電圧を印
加することにより、このｐ−Ｓｉ基板３４が良好なアイ
ソレーション領域として機能するようになっている。実
際は、ｐ−Ｓｉ基板３４と後述する第２のスパイラル電
極２２とを同電位とすることにより、ｐ−Ｓｉ基板３４
とｎ⁺ 領域３２との間に確実に逆バイアス電圧を印加す
ればよい。

【００７０】また、本実施例のＬＣ素子１２は、上述し
たｎ⁺ 領域３２の表面側であって、このｎ⁺ 領域３２に
沿った位置に一次捲線に相当する渦巻き形状の第１のス
パイラル電極２０が形成されている。同様に、ｐ⁺ 領域
３０の表面側であって、ｐ⁺領域３０に沿った位置に二
次捲線に相当する第２のスパイラル電極２２が形成され
ている。そして、第１のスパイラル電極２０の両端には
２つの入出力電極２４，２６が設けられている。第２の
スパイラル電極２２の両端には２つの入出力電極２８，
２９が設けられている。第１および第２のスパイラル電
極２０，２２に対する入出力電極２４，２６，２８，２
９の取り付けは、図２に示すように薄いｎ⁺ 領域３２あ
るいはｐ⁺ 領域３０を傷つけないように能動領域の外側
で行われる。

【００７１】このような構造を有する本実施例のＬＣ素
子１２は、渦巻き形状を有している第１および第２のス
パイラル電極２０，２２のそれぞれがインダクタ導体と
して機能することになる。また、第１および第２のスパ
イラル電極２０，２２のそれぞれに電気的に接続された
ｐｎ接合層３６が逆バイアスの状態で使用されると渦巻
き形状のキャパシタとして機能する。したがって、第１
および第２のスパイラル電極２０，２２により形成され
るインダクタとｐｎ接合層３６によって形成されるキャ
パシタとが分布定数的に存在するＬＣ素子１２が形成さ
れる。

【００７２】図４は、上述した構造を有するＬＣ素子１
２の等価回路を示す図である。同図（Ａ）に示すよう
に、第１のスパイラル電極２０がインダクタンスＬ１を
有するインダクタとして機能するとともに、第２のスパ
イラル電極２２がインダクタンスＬ２を有するインダク
タとして機能する。また、これら第１および第２のスパ
イラル電極２０，２２は、同心状に巻き回されるため、
それぞれが一次捲線および二次捲線に相当するトランス
としての機能も兼ね備えている。

【００７３】このような等価回路を有するＬＣ素子１２
において、第１のスパイラル電極２０側の電位を第２の
スパイラル電極２２側の電位より高く設定した場合に
は、渦巻き形状に形成されたｐｎ接合層３６に対して逆
バイアスとなるため、このｐｎ接合層３６の全体がキャ
パシタンスＣを有するキャパシタとして機能する。ま
た、このキャパシタは、第１のスパイラル電極２０と第
２のスパイラル電極２２の全長にわたって分布定数的に
形成されている。

【００７４】図４（Ｂ）は、上述した逆バイアスを印加
するための構成である。具体的には、入出力電極２４と
入出力電極２８との間に所定の逆バイアス電圧を印加す
るためのバイアス用電源３８を接続する。

【００７５】また、同図（Ｃ）に示すように、このバイ
アス用電源３８の代わりに、逆バイアスの電圧レベルを
任意に変更することができる可変バイアス用電源４４を
接続することにより、渦巻き形状に形成されたｐｎ接合
層３６のキャパシタンスＣを任意に変化させることもで
きる。

【００７６】一般に、ｐｎ接合層３６に印加される逆バ
イアス電圧の大小に応じてｐｎ接合面に生じる空乏層の
幅が変化するため、これに伴いキャパシタンスＣの値も
変動する。したがって、第１および第２のスパイラル電
極２０，２２を介してｐｎ接合層３６に印加される逆バ
イアス電圧を変えることにより、分布定数的に形成され
るキャパシタンスＣを任意に変化させ、ＬＣ素子１２全
体としての周波数特性を変更することができる。

【００７７】なお、実際の回路内において、固定あるい
は可変の逆バイアス電圧をｐｎ接合層３６に印加するに
は、図１あるいは後述する図６に示すような手法を用い
ればよい。

【００７８】図５は、本実施例のＬＣ素子１２の製造工
程を示す図である。図２のＢ−Ｂ線断面の各製造工程毎
の状態が示されている。

【００７９】（１）エピタキシャル層の成長：まず最初
に、ｐ−Ｓｉ基板３４（ウエハ）表面の酸化膜を除去し
た後に、ｐ−Ｓｉ基板３４の表面全体にｎ⁺ 型エピタキ
シャル層３５を成長させる（同図（Ａ））。

【００８０】（２）アイソレーション領域の形成：次
に、図２に示したｎ⁺ 領域３２およびｐ⁺ 領域３０を除
く領域をアイソレーション領域とするために、ｐ型不純
物の拡散あるいはイオン注入を行う。

【００８１】具体的には、まずエピタキシャル層３５の
表面を熱酸化して酸化膜４０を形成する。そして、フォ
トリソグラフィによってｐ領域を形成すべき位置の酸化
膜４０を除去した後に、ｐ型不純物を熱拡散あるいはイ
オン注入により選択的に添加することにより、ｐ領域が
選択的に形成される。このようにして形成されたｐ領域
は、ｐ−Ｓｉ基板３４の一部となってアイソレーション
領域を形成する（同図（Ｂ））。

【００８２】このようにしてアイソレーション領域の形
成が行われた結果、残されたエピタキシャル層３５によ
って渦巻き形状のｎ⁺ 領域３２が形成される。

【００８３】（３）ｐｎ接合層の形成：次に、渦巻き形
状に形成されたｎ⁺ 領域３２の一部にｐ型不純物を熱拡
散あるいはイオン注入により導入することにより、渦巻
き形状のｐ⁺ 領域３０を形成する（同図（Ｄ））。

【００８４】具体的には、まずｎ⁺ 領域３２を含むｐ−
Ｓｉ基板３４の表面を熱酸化して酸化膜４２を形成す
る。そして、フォトリソグラフィによってｐ⁺ 領域３０
を形成すべき位置の酸化膜４２を除去した後に、ｐ型不
純物を熱拡散あるいはイオン注入により選択的に添加す
ることにより、ｐ⁺ 領域３０が選択的に形成される。

【００８５】このｐ⁺ 領域３０は、先に形成されたｎ⁺
領域３２中に形成する必要があるため、既に導入されて
いるｎ型不純物の量以上のｐ型不純物を添加することに
より、ｐ⁺ 領域３０が形成される。

【００８６】このようにして、ｎ⁺ 領域３２とｐ⁺ 領域
３０とからなる渦巻き形状のｐｎ接合層３６が形成され
る。

【００８７】（４）スパイラル電極の形成：次に、熱酸
化により表面に酸化膜４３を形成した後にフォトリソグ
ラフィによってｎ⁺ 領域３２とｐ⁺ 領域３０のそれぞれ
の表面に渦巻き形状の孔あけを行い、その後この渦巻き
形状に孔あけされた部分に、例えばアルミニウムを蒸着
することにより第１および第２のスパイラル電極２０，
２２を形成する（同図（Ｄ））。また、その後入出力電
極２４，２６，２８，２９のそれぞれをアルミニウムの
蒸着により形成する。

【００８８】本実施例のＬＣ素子１２を製造する工程
は、基本的には通常のバイポーラトランジスタあるいは
ダイオードを製造する工程と類似しており、ｐｎ接合層
３６やその間のアイソレーション領域の形状等が異なる
ものである。したがって、一般のバイポーラトランジス
タを製造する工程においてフォトマスクの形状を変更す
ることにより対応することができ、製造が容易になると
ともに小型化にも適している。

【００８９】なお、上述した本実施例のＬＣ素子１２の
製造工程においては、最初にエピタキシャル成長により
ｎ⁺ 領域を表面全体に形成した後にアイソレーションを
行う場合を例にとり説明したが、ｐ−Ｓｉ基板３４の表
面に酸化膜を形成した後にフォトリソグラフィにより渦
巻き形状のｎ⁺ 領域３２に対応する窓あけを行い、この
部分に熱拡散あるいはイオン注入によりｎ型不純物を導
入することによりｎ⁺領域３２を形成した後に、同様の
方法により直接的にｐ⁺ 領域３０を形成してもよい。ま
た、ｐｎ接合層を形成する方法については、一般的な半
導体製造技術を用いることができる。

【００９０】このように、本実施例のＬＣ素子１２は、
第１および第２のスパイラル電極２０，２２のそれぞれ
がインダクタを形成するとともに、これらの電極間に形
成された渦巻き形状のｐｎ接合層３６が逆バイアスで使
用されることによりキャパシタとして機能する。しか
も、第１および第２のスパイラル電極２０，２２の全長
にわたってｐｎ接合層３６が形成されているため、第１
および第２のスパイラル電極２０，２２に形成されるイ
ンダクタンスＬ１，Ｌ２とｐｎ接合層３６によって形成
されるキャパシタンスＣとが分布定数的に存在してい
る。

【００９１】本実施例の正弦波発振回路１は、このよう
な構造を有するＬＣ素子１２がトランスとして使用され
ており、しかもこのトランスの一次側と二次側のそれぞ
れに入出力される信号の位相が反転するように配線が行
われている。

【００９２】具体的には、第１のスパイラル電極２０の
一方端に設けられた入出力電極２４がインバータ論理回
路１０の出力端に、他方端に設けられた入出力電極２６
が所定の電圧ラインに接続されているとともに、第２の
スパイラル電極２２の一方端に設けられた入出力電極２
８が接地されており、他方端に設けられた入出力電極２
９がインバータ論理回路１０の入力端に接続されてい
る。

【００９３】このように、ＬＣ素子１２は一次側と二次
側とが互いに逆相となるように配線されているため、Ｌ
Ｃ素子１２の一次側（第１のスパイラル電極２０側）に
インバータ論理回路１０の出力信号が入力されると、そ
の出力信号とは逆相の関係にある信号がキャパシタ１４
を介してインバータ論理回路１０の入力側に帰還される
ことになる。

【００９４】ところで、上述したＬＣ素子１２は、第１
および第２のスパイラル電極２０，２２のそれぞれがイ
ンダクタンスＬ１，Ｌ２を有するインダクタ導体である
と同時に、これらインダクタ導体間には渦巻き形状のｐ
ｎ接合層３６が形成されている。しかも、第１のスパイ
ラル電極２０側が入出力電極２６を介して電源ラインに
接続されているとともに第２のスパイラル電極２２側が
入出力電極２８を介して接地されており、ｐｎ接合層３
６には固定の逆バイアス電圧が印加されている。このた
め、第１および第２のスパイラル電極２０、２２間に
は、ｐｎ接合層３６によって、キャパシタンスＣを有す
る分布定数的なキャパシタが形成されている。

【００９５】したがって、ＬＣ素子１２によってこれら
インダクタンスＬ１，Ｌ２およびキャパシタンスＣを有
するインダクタあるいはキャパシタとにより構成される
共振回路が構成されており、特定周波数の信号のみが伝
搬されやすい特性を有している。

【００９６】このため、ＬＣ素子１２によってこの特性
周波数の信号が選択されるとともに位相の反転が行わ
れ、出力信号とは位相が反転、すなわち１８０度ずれた
信号がインバータ論理回路１０に再び入力される。イン
バータ論理回路１０ではさらに入力信号の位相を反転し
て１８０度位相をずらして出力する。したがって、イン
バータ論理回路１０の増幅度をある値以上にしてループ
ゲインを１以上に設定した場合には、一巡して戻ってく
る特定周波数信号の位相のずれが０度あるいは３６０度
となって発振が行われる。すなわち、ＬＣ素子１２によ
り選択された特定周波数で発振が行われる。

【００９７】このように、本実施例の正弦波発振回路１
は、原理的にはインバータ論理回路１０とＬＣ素子１２
といった少ない種類の部品を組み合わせるだけで、簡単
に正弦波を発生させることができる。特に、共振回路と
して機能するＬＣ素子１２は、従来のＬＣ直列共振回路
やＬＣ並列共振回路等と異なり、１つの素子内にインダ
クタとキャパシタとが分布定数的に形成されたものであ
るため、発振回路を構成する際にインダクタとキャパシ
タとを別々に用意して素子定数を決定して接続する手間
がなくなる。

【００９８】例えば、所定のＬとＣを有するインダクタ
とキャパシタを個別に用意してＬＣ共振回路を構成して
正弦波発振回路を製造する場合には、異なった材料およ
び異なった工程により製造された各部品を回路設計者が
任意に組み合わせることができるため、回路設計者に多
くの自由度を与える反面、設計・製造について大きな負
担を強いることになる。

【００９９】一方、図２に示したＬＣ素子１２は、イン
ダクタとキャパシタとが同一工程で同時に製造すること
ができるため、回路設計者の負担を軽減できると同時に
製造も容易になる利点がある。また、同一工程でインダ
クタとキャパシタとが一体的に形成されているため、配
線の手間が低減できることは勿論であるが、特性も安定
化することになる。

【０１００】したがって、このような数々の利点を有す
るＬＣ素子１２を用いて正弦波発振回路を構成すること
ができれば、その利点はそのまま正弦波発振回路全体の
利点でもあり、本実施例の正弦波発振回路１は、従来の
正弦波発振回路よりも設計および製造が容易であり、特
性が安定しているといえる。

【０１０１】また、本実施例のＬＣ素子１２はトランス
の機能も兼ね備えており、本実施例の正弦波発振回路１
はＬＣ素子１２を用いてインバータ論理回路１０の入出
力端子間を分離することにより大きな出力振幅、例えば
電源電圧と同程度の大きな出力振幅を得ることができる
という利点もある。そのため、本実施例の正弦波発振回
路１は、特に大きな振幅を有する正弦波が必要な用途に
適している。

【０１０２】また、本実施例の正弦波発振回路１は、イ
ンダクタ成分を有するＬＣ素子１２が半導体基板（ｐ−
Ｓｉ基板３４）上に形成されている点に大きな特徴があ
る。しかも、当然ながら図１に示したインバータ論理回
路１０やキャパシタ１４も同一の半導体基板上に形成す
ることができるため、正弦波発振回路１の全体を１つの
半導体基板上に一体形成することができ、回路全体の大
量生産や小型化が可能になる。また、この半導体基板上
への回路の一体形成は、現在の半導体製造技術を用い、
フォトマスクの形状の変更等を行うだけで容易に行うこ
とができるので、大量生産や小型化に伴う大幅なコスト
ダウンも可能になる。

【０１０３】また、図２および図３に構造を示したＬＣ
素子１２は、ｐｎ接合層３６に印加する逆バイアス電圧
の値を変更するだけで、分布定数的に形成されるキャパ
シタンスＣの値を変更することができる。一般に、ＬＣ
素子１２の共振特性は第１および第２のスパイラル電極
２０，２２のインダクタンスＬ１，Ｌ２と、ｐｎ接合層
３６のキャパシタンスＣに基づいて決定されるため、ｐ
ｎ接合層３６に印加する逆バイアス電圧を変えてキャパ
シタンスＣを変更することにより、その変更の度合いに
応じて正弦波発振回路１の発振周波数自体が変わること
になる。

【０１０４】このように、本実施例の正弦波発振回路１
は、ＬＣ素子１２のｐｎ接合層３６に印加する逆バイア
ス電圧を変えることにより、容易に電圧制御型の発振回
路とすることができる。しかも、このような電圧制御型
の発振回路とした場合であっても、周波数変更用の素子
を追加する必要もなく、正弦波発振回路１の構成部品を
最小限に押さえることができる。

【０１０５】図６は、本実施例の変形例を示す図であ
り、周波数可変の電圧制御型発振器とした場合の構成が
示されている。図１に示した正弦波発振回路１ではＬＣ
素子１２の二次側が接地されていたため、ＬＣ素子１２
のｐｎ接合層３６には電源ラインから印加される電圧が
そのまま逆バイアス電圧として印加されていたのに対
し、図６に示した正弦波発振回路ではＬＣ素子１２の二
次側の電位を可変に制御し、これによりｐｎ接合層３６
に印加する逆バイアス電圧を変更可能に構成した点に特
徴がある。

【０１０６】具体的には、ＬＣ素子１２の第２のスパイ
ラル電極２２の一方端に設けられた入出力電極２８を充
分大きなキャパシタンスを有するキャパシタ１８を介し
て接地するとともに、この入出力電極に可変抵抗５２と
充分に大きな抵抗値を有する抵抗５４とからなるバイア
ス回路を接続する。すなわち、可変抵抗５２によって０
Ｖから電源ラインの間にある所定のバイアス電圧を作り
出し、このバイアス電圧を抵抗５４を介して入出力電極
２８に印加する。抵抗５４は充分に大きな抵抗を有して
いるため、ＬＣ素子１２の二次側である第２のスパイラ
ル電極２２に流れる信号の交流成分に影響を与えること
なく、所定のバイアス電圧の印加が可能となる。

【０１０７】このように、入出力電極２８を介して第２
のスパイラル電極２２側の電位を可変に上げ下げするこ
とにより、この電位と第１のスパイラル電極２０の電位
との差で決まる逆バイアス電圧が変化し、それに伴いｐ
ｎ接合層３６のキャパシタンスＣもある範囲で任意に変
更することができる電圧制御型の正弦波発振回路とな
る。

【０１０８】〔第２実施例〕図７は、本発明を適用した
第２実施例の正弦波発振回路２の構成を示す図である。
同図（Ａ）に示す本実施例の正弦波発振回路２は、上述
した第１実施例の正弦波発振回路１が反転増幅器として
インバータ論理回路１０を使用していたのに対し、反転
増幅器としてＭＯＳ型のＦＥＴによるソース接地回路を
使用している点に特徴がある。

【０１０９】すなわち、正弦波発振回路２は、図１に示
すインバータ論理回路１０を、ソース側が接地されたＦ
ＥＴ５６に置き換えた構成を有しており、このＦＥＴ３
２とそのドレイン側に接続されたＬＣ素子１２の第１の
スパイラル電極２０とにより、反転増幅器として機能す
るソース接地回路が構成されている。また、抵抗４６，
４８による分圧回路により、ＦＥＴ５６のゲートに所定
のバイアス電圧が印加されており、適切な動作点が確保
されている。

【０１１０】正弦波発振回路２の動作原理は、上述した
正弦波発振回路１と同じであり、ＬＣ素子１２とソース
接地回路とを介して一巡した信号の位相のずれが０度あ
るいは３６０度になるとともにＬＣ素子１２によって特
定周波数の信号が選択され、この周波数で発振が行われ
る。

【０１１１】また、ＬＣ素子１２については、図２およ
び図３に示したようなｐ−Ｓｉ基板３４に第１および第
２のスパイラル電極２０，２２とｐｎ接合層３６を形成
することにより構成することができ、回路内の接続方法
もＦＥＴ５６によるソース接地回路を反転増幅器として
使用している他は図１に示した正弦波発振回路１と変わ
るところはない。

【０１１２】このように、反転増幅器としてＦＥＴ５６
によるソース接地回路を用いるとともに、ＬＣ素子１２
を共振回路および反転信号を取り出すためのトランスと
して使用しており、簡単な構成によって正弦波を発生さ
せることができる。

【０１１３】特に、ソース接地回路により反転増幅器を
構成した場合には、本実施例の正弦波発振回路２の全体
を一般的な半導体技術により製造することができるた
め、半導体基板上に一体形成する際にさらに好都合とな
り、回路の高密度実装化やＩＣ化，ＬＳＩ化に適してい
る。

【０１１４】図７（Ｂ）は、本実施例の変形例を示す図
である。同図に示す正弦波発振回路は、ｐｎ接合層３６
に印加する逆バイアス電圧を変えたものである。すなわ
ち、図７（Ａ）に示した正弦波発振回路２ではＬＣ素子
１２の第２のスパイラル電極２２側を接地していたのに
対し、同図（Ｂ）に示した正弦波発振回路ではこの第２
のスパイラル電極２２側に抵抗４６，４８からなる分圧
回路によって固定のバイアス電圧を印加するとともに、
この第２のスパイラル電極２２側を直流成分分離回路と
して機能するキャパシタ５０を介して接地している。こ
のため、ｐｎ接合層３６に印加される逆バイアス電圧は
小さくなるが、分布定数的にキャパシタが形成される点
に変わりはない。

【０１１５】このように、ＬＣ素子１２のｐｎ接合層３
６に逆バイアス電圧を印加する方法については種々の方
法が考えられるが、ｐｎ接合層３６に確実に逆バイアス
電圧が印加されるならばどのような方法を用いてもよ
い。

【０１１６】図８は、本実施例の他の変形例を示す図で
ある。図７（Ａ）に示した正弦波発振回路２は、ＬＣ素
子１２のｐｎ接合層３６に印加される逆バイアス電圧が
固定であったのに対し、図８に示した正弦波発振回路で
はこの逆バイアス電圧が可変に制御できる点に特徴があ
る。具体的には、図６に示した正弦波発振回路と同様
に、ＬＣ素子１２の第２のスパイラル電極２２側をキャ
パシタ１８を介して接地するとともに、この第２のスパ
イラル電極２２に対して可変抵抗４２と抵抗５４によっ
て作り出される可変電圧を印加している。したがって、
ＬＣ素子１２のｐｎ接合層３６に印加される逆バイアス
が変更され、容易に電圧制御型の正弦波発振回路を実現
することができる。

【０１１７】図９は、本実施例の他の変形例を示す図で
ある。図７および図８に示した正弦波発振回路がＭＯＳ
型のＦＥＴ５６を用いているのに対し、図９に示した正
弦波発振回路は、接合型のＦＥＴ５８を用いるととも
に、このＦＥＴ５８のソース側に抵抗６０とキャパシタ
６２からなる並列回路を挿入することによりゲートに対
して相対的に所定のバイアス電圧を印加した点に特徴が
ある。

【０１１８】この並列回路を構成する抵抗６０は、比較
的小さな抵抗値を有している。これは、あまり抵抗値が
大きなものであると抵抗６０による電圧降下が大きくな
るため、ＦＥＴ５８のソース・ドレイン間電圧が小さく
なり、適切な動作点が確保できなくなるおそれがあるか
らである。また、キャパシタ６２は、交流的にＦＥＴ５
８のソースを接地するためのものである。

【０１１９】また、図９（Ａ）はＬＣ素子１２のｐｎ接
合層３６に固定の逆バイアス電圧を印加した場合であ
り、ＦＥＴ５８については、ＬＣ素子１２の第２のスパ
イラル電極２２を介してゲートを直流的に接地してお
り、ソースおよびドレインの電位がゲートの電位より高
くなって適切な逆バイアス状態となっている。

【０１２０】また、同図（Ｂ）は、図８に示した正弦波
発振回路と同様に、ＬＣ素子１２の第２のスパイラル電
極２２側をキャパシタ１８を介して接地するとともに、
可変抵抗５２と抵抗５４によって作り出される可変電圧
を第２のスパイラル電極２２側に印加しており、これに
よりｐｎ接合層３６に可変の逆バイアス電圧を印加して
電圧制御型の正弦波発振回路を実現している。

【０１２１】なお、キャパシタ１４はＬＣ素子１２の第
２のスパイラル電極２２とＦＥＴ５８のゲートとを直流
的に分離するためのものであり、ＦＥＴ５８のゲート
は、抵抗６０を介して直流的に接地されている。また、
この抵抗６０は充分大きな抵抗値を有しており、ＦＥＴ
５８のゲートに入力される帰還信号の交流成分に影響を
与えないようになっている。

【０１２２】〔第３実施例〕図１０は、本発明を適用し
た第３実施例の正弦波発振回路３の構成を示す図であ
る。同図（Ａ）に示す本実施例の正弦波発振回路３は、
上述した第１実施例の正弦波発振回路１が反転増幅器と
してインバータ論理回路１０を、第２実施例の正弦波発
振回路２が反転増幅器としてＦＥＴ５６，５８を用いた
ソース接地回路を使用していたのに対し、反転増幅器と
してバイポーラトランジスタ６６によるエミッタ接地回
路を使用している点に特徴がある。

【０１２３】すなわち、正弦波発振回路３は、図７に示
す正弦波発振回路２のＦＥＴ５６をバイポーラトランジ
スタ６６に置き換えた構成を有しており、このバイポー
ラトランジスタ６６とそのコレクタ側に接続されたＬＣ
素子１２の一次側インダクタ導体とにより、反転増幅器
として機能するエミッタ接地回路が構成されている。

【０１２４】正弦波発振回路３の動作原理は、図７に示
した第２実施例の正弦波発振回路２と同じであり、ＬＣ
素子１２とエミッタ接地回路とを介して一巡した信号の
位相のずれが０度あるいは３６０度となるとともにＬＣ
素子１２によって特定周波数の信号が選択され、この周
波数で発振が行われる。

【０１２５】また、ＬＣ素子１２については、第１実施
例および第２実施例と同様に、図２および図３に示した
ようなｐ−Ｓｉ基板３４に第１および第２のスパイラル
電極２０，２２とｐｎ接合層３６を形成することにより
構成することができ、回路の接続方法もバイポーラトラ
ンジスタ６６によるエミッタ接地回路を反転増幅器とし
て使用している他は図７に示した正弦波発振回路２と変
わるところはない。

【０１２６】このように、反転増幅器としてバイポーラ
トランジスタ６６によるエミッタ接地回路を用いるとと
もに、ＬＣ素子１２を共振回路および反転信号を取り出
すためのトランスとして使用しており、簡単な構成によ
って正弦波を発生させることができる。

【０１２７】また、図２および図３に示したＬＣ素子１
２は、バイポーラトランジスタと類似した断面構造を有
しているため、このＬＣ素子１２とバイポーラトランジ
スタ６６とを含む正弦波発振回路３の全体を同一の半導
体製造技術を用いて形成することが可能であり、一体形
成による大量生産および小型化にさらに好都合である。

【０１２８】また、図１０（Ｂ）に示した正弦波発振回
路では、抵抗４６と４８からなる分圧回路によってバイ
ポーラトランジスタ６６のベースに印加されるバイアス
電圧をそのままＬＣ素子１２の第２のスパイラル電極２
２側にも印加するようにしたものであり、図７（Ｂ）に
対応する。

【０１２９】図１１は、本実施例の変形例を示す図であ
る。図１０に示した正弦波発振回路３が抵抗４６，４８
からなる分圧回路をバイアス回路として用いて安定した
バイアス電圧をバイポーラトランジスタ６６のベースに
印加しているのに対し、図１１（Ａ）に示した正弦波発
振回路は、この分圧回路の代わりに、抵抗６８をバイポ
ーラトランジスタ６６のベース・コレクタ間に挿入する
とともに、ＬＣ素子１２の第１のスパイラル電極２０と
電源ラインとの間に抵抗７０とキャパシタ７２からなる
並列回路を挿入することにより所定のバイアス電圧を印
加するようになっている。

【０１３０】この抵抗６８は、トランジスタ６６のベー
スに所定のバイアス電圧を印加するためのフィードバッ
ク用抵抗であるが、ＬＣ素子１２の一次側抵抗が小さい
ため（図２に示すようにＬＣ素子１２の一次側（第１の
スパイラル電極２０）が例えば金属材料を所定ターン数
巻き回すことにより形成されているため）、有効に作用
しない場合がある。このため、バイアス電流検出用の抵
抗７０とパスコンとして動作するキャパシタ７２からな
る並列回路がＬＣ素子１２の一次側と電源ラインとの間
に挿入されている。このような構成により、トランジス
タ６６のコレクタに流れる電流が抵抗７０によって検出
され、抵抗６８を介してベースに帰還されて所定のバイ
アス設定がなされる。特に、この構成によれば、電源ラ
インの電圧変動に応じてバイアス調整を行うセルフバイ
アスとなるため、トランジスタ６６の安定した動作が確
保される。

【０１３１】また、図１１（Ｂ）は、同図（Ａ）がＬＣ
素子１２のｐｎ接合層３６に印加する逆バイアスが固定
であったのに対し、このｐｎ接合層３６に印加する逆バ
イアスを可変に制御し、これにより電圧制御型の正弦波
発振回路を実現するものである。逆バイアス可変の方法
については、図９（Ｂ）等に示したものと同じであり、
可変抵抗５２と抵抗５４とによってＬＣ素子１２の第２
のスパイラル電極２２側の電位を上げ下げして、ｐｎ接
合層３６に印加する逆バイアス電圧を可変に制御してい
る。

【０１３２】〔その他の実施例〕次に、本発明を適用し
た他の実施例について説明する。以下に説明する各種実
施例は、上述した第１実施例〜第３実施例において使用
したＬＣ素子１２を他の構造によって実現したものであ
る。

【０１３３】図１２は、他の実施例におけるＬＣ素子の
概略構造を示す平面図である。また、図１３は図１２に
示したＡ−Ａ線拡大断面図である。

【０１３４】これらの図に示す本実施例のＬＣ素子１２
ａは、半導体基板であるｐ−Ｓｉ基板１３４の表面付近
にｎ領域１３０を形成することにより、ｎ領域１３０と
ｐ領域１３２からなるｐｎ接合層１３６が形成されてい
る。

【０１３５】また、本実施例のＬＣ素子１２ａは、上述
したｎ領域１３０の表面側に渦巻き形状の第１のスパイ
ラル電極１２０が形成されている。同様に、ｐ領域１３
２の表面側、すなわち第１のスパイラル電極１２０に対
してｐｎ接合層１３６を挟んだ反対側であって、第１の
スパイラル電極１２０とほぼ対向する位置に第２のスパ
イラル電極１２２が形成されている。そして、第１のス
パイラル電極１２０の両端には２つの入出力電極２４，
２６が設けられている。第２のスパイラル電極１２２の
両端には２つの入出力電極２８，２９が設けられてい
る。

【０１３６】このような構造を有する本実施例のＬＣ素
子１２ａは、図２および図３に示したＬＣ素子１２と同
様に、渦巻き形状を有する第１および第２のスパイラル
電極１２０，１２２のそれぞれがインダクタ導体として
機能することになる。

【０１３７】また、第１および第２のスパイラル電極１
２０，１２２の間に形成されたｐｎ接合層１３６が逆バ
イアスの状態で使用されるとキャパシタとして動作す
る。なお、図１３に示すように、ｐｎ接合層１３６は大
きな対向電極（ｎ領域１３０とｐ領域１３２のそれぞれ
が対向電極に相当する）を有する１つのキャパシタと考
えられる。しかし、一般にｎ領域１３０とｐ領域１３２
のそれぞれは第１および第２のスパイラル電極１２０，
１２２に比べて比抵抗が大きいため、第１および第２の
スパイラル電極１２０，１２２間に交流信号を流した場
合には、対向する第１および第２のスパイラル電極１２
０，１２２間の渦巻き形状のキャパシタを介してのみ交
流信号が流れ、第１および第１のスパイラル電極１２
０，１２２の異なる周回部分間に形成されるキャパシタ
にはほとんど交流信号が流れない。そのため、第１およ
び第２のスパイラル電極１２０，１２２の各周回部分以
外のｐｎ接合層１３６はキャパシタとしてほとんど機能
することなく、第１および第２のスパイラル電極１２
０，１２２の周回部分に沿った渦巻き形状部分のみが実
質的にキャパシタとして動作すると考えることができ
る。

【０１３８】したがって、第１および第２のスパイラル
電極１２０，１２２により形成されるインダクタとｐｎ
接合層１３６により形成される渦巻き形状のキャパシタ
とが分布定数的に存在するＬＣ素子１２ａが構成され
る。

【０１３９】このような構造を有するＬＣ素子１２ａの
等価回路は、図４に示したものをそのまま適用すること
ができる。また、固定あるいは可変の逆バイアス電圧を
印加するバイアス用電源３８あるいは可変バイアス用電
源４４を接続することにより、固定あるいは可変の所定
の逆バイアス電圧を印加でき、これにより所定のキャパ
シタを設定できる点も同様である。

【０１４０】なお、上述した第１および第２のスパイラ
ル電極１２０，１２２をほぼ対向させて形成したＬＣ素
子は、ｐ−Ｓｉ基板１３４の全体をｎ領域１３０とｐ領
域１３２からなるｐｎ接合層１３６とした場合を例にと
り説明したが、図１４に示すように、ｎ領域１３０（あ
るいはｐ領域１３２でもよい）を第１のスパイラル電極
１２０に沿った渦巻き形状としてもよい。この場合に
は、渦巻き形状に沿って形成されたｎ領域１３０とｐ領
域１３２との境界面（ｐｎ接合面）に空乏層が生じて渦
巻き形状のキャパシタが形成されることになるため、図
１３に示した構造よりも確実に渦巻き形状のキャパシタ
を形成することができる。

【０１４１】また、実際にｐ−Ｓｉ基板１３４をｎ領域
１３０とｐ領域１３２とからなるｐｎ接合層１３６とす
る場合には、ｐ−Ｓｉ基板１３４の厚みをウエハの状態
よりも薄くする必要がある。また、一般にはｎ型ウエハ
の方が入手しやすいことを考慮して、図１５に示すよう
な構造としてもよい。

【０１４２】すなわち、同図（Ａ）に示すように、ｎ−
Ｓｉ基板１４４の表面にエピタキシャル成長等によりｐ
領域１３２を形成した後にｎ−Ｓｉ基板１４４の裏面側
にエッチングをおこない、このエッチングを行った部分
に第１および第２のスパイラル電極１２０，１２２を形
成する。また、同図（Ｂ）に示すように、ｎ−Ｓｉ基板
１４４の表面側に順にｐ⁺ 領域１４６およびｎ⁺ 領域１
４８を形成した後にｎ−Ｓｉ基板１４４のエッチングを
行い、このエッチングを行った部分に第１および第２の
スパイラル電極１２０，１２２を形成する。また、同図
（Ｃ）に示すように、ｎ−Ｓｉ基板１４４の一部に第１
のスパイラル電極１２０にほぼ沿うように渦巻き形状の
ｐ⁺ 領域１４６を形成した後に、さらにその上に渦巻き
形状のｎ⁺ 領域１４８を形成し、その後ｎ−Ｓｉ基板１
４４の裏面側であって第２のスパイラル電極１２２に対
応する部分のエッチングを行い、このエッチングを行っ
た部分に第１および第２のスパイラル電極１２０，１２
２を形成する。

【０１４３】また、上述した各変形例のＬＣ素子は第１
のスパイラル電極１２０と第２のスパイラル電極１２２
とを完全に対向するように図示したが、第１および第２
のスパイラル電極１２０，１２２がｐｎ接合層１３６に
よって形成されるキャパシタの電極として機能すればよ
いため、これらのスパイラル電極１２０，１２２をほぼ
対向するように少しずらして配置してもよい。

【０１４４】図１６は、ＬＣ素子の他の例を示す図であ
る。同図に示すＬＣ素子１２ｂは、図２に示したＬＣ素
子１２の第１および第２のスパイラル電極２０，２２の
形状を変更した点に特徴がある。具体的には本実施例の
ＬＣ素子１２ｂは、図２において渦巻き形状を有する第
１および第２のスパイラル電極２０，２２に代えて蛇行
形状を有する第１および第２の電極１５０，１５２を有
しており、これら２つの電極１５０，１５２に沿うよう
に蛇行形状を有するｐｎ接合層１５４が形成されてい
る。

【０１４５】図１７は、蛇行形状を有する第１および第
２の電極１５０，１５２によって形成されるインダクタ
の原理を示す図である。同図に示すように、凹凸状に屈
曲した蛇行形状を有する電極１５０あるいは１５２に電
流を流した場合には、隣接する凹凸部分で向きが反対と
なるような磁束が交互に発生し、あたかも１／２ターン
のコイルが直列に接続された状態になる。したがって、
第１および第２の電極１５０，１５２のそれぞれは所定
のインダクタンスを有するインダクタとして機能し、等
価回路については図４に示したものをそのまま適用する
ことができる。

【０１４６】また、渦巻き形状の電極とした場合には電
極の両端部のいずれか一方が中心部に位置し、他方が周
辺部に位置するのに対し、蛇行形状の電極１５０，１５
２ではその両端が周辺部に位置することになるので、入
出力電極２４，２６，２８，２９を外部に引き出す際に
好都合となる。

【０１４７】また、図１８は、ＬＣ素子の他の例を示す
図である。図１８に示すＬＣ素子１２ｃは、蛇行形状を
有する第１および第２の電極１６０，１６２をｐ−Ｓｉ
基板１３４を挟んでほぼ対向するように形成したもので
あり、図１２に対応するものである。すなわち、図１２
に示したＬＣ素子１２ａは、渦巻き形状の第１および第
２のスパイラル電極１２０，１２２を対向させたもので
あるのに対し、本実施例のＬＣ素子１２ｃは第１および
第２の電極１６０，１６２の形状を蛇行形状とした点に
特徴がある。したがって、蛇行形状を有する第１および
第２の電極１６０，１６２のそれぞれが所定のインダク
タンスを有するインダクタとして機能するとともに、こ
れらに挟まれた蛇行形状のｐｎ接合層１３６（断面構造
は図１３に示したものと同じ）が分布定数的に形成され
たキャパシタとして機能することになる。

【０１４８】このように、ｐｎ接合層１３６が形成され
たｐ−Ｓｉ基板１３４を挟んで蛇行形状の第１および第
２の電極１６０，１６２を対向させた場合であっても、
インダクタとキャパシタとが分布定数的に形成されたＬ
Ｃ素子を形成することができ、このＬＣ素子を用いて図
１等に示した正弦波発振回路を構成することができる。
しかも、ＬＣ素子１２ｃが形成されたｐ−Ｓｉ基板１３
４上に併せてインバータ論理回路１０等を形成すること
が可能であり、一体形成による大量生産や小型化も容易
に実現することができる。

【０１４９】図１９はＬＣ素子の他の例を示す図であ
る。また、図２０は図１９のＡ−Ａ線拡大断面図、図２
１は図１９のＢ−Ｂ線拡大断面図、図２２は図１９のＣ
−Ｃ線拡大断面図である。

【０１５０】これらの図に示す本実施例のＬＣ素子１２
ｄは、ｐ−Ｓｉ基板３４の表面付近の隔たった位置に形
成された拡散領域であるソース２１２とドレイン２１４
の間をゲートとして機能する渦巻き形状のスパイラル電
極２１０に対する電圧の印加によって形成されるチャネ
ル２２２によって接続することに特徴がある。

【０１５１】上述したソース２１２およびドレイン２１
４は、ｐ−Ｓｉ基板３４を反転させてｎ⁺ 層の拡散領域
として形成される。例えば、Ａｓ⁺ イオンを熱拡散ある
いはイオン打ち込みにより注入して不純物濃度を高める
ことにより形成される。

【０１５２】また、ゲートとして機能するスパイラル電
極２１０は、渦巻き形状の一方の端部がソース２１２の
一部に、他方の端部がドレイン２１４の一部にオーバー
ラップするように、ｐ−Ｓｉ基板３４の表面に形成され
た絶縁層２２６を挟んで形成されている。スパイラル電
極２１０は、例えばアルミニウムや銅あるいは銀等の薄
膜を形成することによって、あるいは拡散またはイオン
注入でＰを多量にドープすることにより形成する。

【０１５３】また、絶縁層２２６は、ｐ−Ｓｉ基板３４
の表面において、このｐ−Ｓｉ基板３４とスパイラル電
極２１０とを絶縁するためのものである。ｐ−Ｓｉ基板
３４の全表面（あるいは少なくともスパイラル電極２１
０に対応する部分）がこの絶縁層２２６により覆われて
おり、さらにこの絶縁層２２６の表面に上述したスパイ
ラル電極２１０が形成される。この絶縁層２２６は、例
えばＰを添加したＳｉＯ₂ （Ｐ−ガラス）によって形成
されている。

【０１５４】また、上述したスパイラル電極２１０，ソ
ース２１２，ドレイン２１４のそれぞれには、図１９〜
図２２に示すように、入出力電極２４，２６，２８，２
９が接続されている。すなわち、スパイラル電極２１０
に対する入出力電極２４，２６の取り付けは、図１９に
示すように、薄いゲート膜（絶縁層２２６）を傷付けな
いように能動領域の外側で行われる。また、ソース２１
２への入出力電極２８の取り付け、およびドレイン２１
４への入出力電極２９の取り付けは、図２２あるいは図
２０に示すように、ソース２１２およびドレイン２１４
の一部を露出させた後に、アルミニウムや銅あるいは金
や銀等の金属膜を付けることにより行われる。また、渦
巻き形状のほぼ中心部分に位置するドレイン２１４に接
続された入出力電極２９およびスパイラル電極２１０の
内側端部から引き出された入出力電極２６は、図２１に
示すように、スパイラル電極２１０の各周回部分と絶縁
状態を保つように外周側に引き出されている。

【０１５５】上述したＭＯＳ構造を有する本実施例のＬ
Ｃ素子１２ｄは、ｎチャネルエンハンスメント型の構造
を有しているものとすれば、スパイラル電極２１０に正
の電圧が印加されたときにはじめてｎ型のチャネル２２
２が形成されることになる。そして、このチャネル２２
２と上述したスパイラル電極２１０のそれぞれが渦巻き
形状のインダクタ用導体として機能するとともに、これ
らチャネル２２２およびスパイラル電極２１０の間には
分布定数的なキャパシタが形成される。

【０１５６】図２３は、チャネル２２２が形成される状
態を示す断面図であり、スパイラル電極２１０の渦巻き
方向に対して垂直方向にとった断面が示されている。ス
パイラル電極２１０に対して、すなわちスパイラル電極
２１０に接続された入出力電極２４または２６に正のゲ
ート電圧が印加されていない状態では、同図（Ａ）に示
すようにｐ−Ｓｉ基板３４の表面にはチャネル２２２が
現れない。したがって、この状態では図１９に示したソ
ース２１２とドレイン２１４とが絶縁された状態にあ
る。

【０１５７】ところが、スパイラル電極２１０に対して
正のゲート電圧を印加すると、図２３（Ｂ）に示すよう
に、スパイラル電極２１０に対応するｐ−Ｓｉ基板３４
の表面付近にｎ領域からなるチャネル２２２が出現す
る。このチャネル２２２は、スパイラル電極２１０の全
長にわたって形成されるため、スパイラル電極２１０と
チャネル２２２のそれぞれに蓄積される電荷によりこれ
らの間には分布定数的なキャパシタが形成されることに
なる。

【０１５８】図２４は、本実施例のＬＣ素子１２ｄの断
面構造であり、スパイラル電極２１０の渦巻き方向に沿
った断面が示されている。同図に示すように、スパイラ
ル電極２１０に平行にチャネル２２２が形成され、この
チャネル２２２によってソース２１２とドレイン２１４
とが導通状態になる。例えば、エンハンスメント型の場
合は、スパイラル電極２１０にゲート電圧に相当する電
圧を印加した状態ではじめてこのチャネル２２２が形成
されてソース２１２とドレイン２１４とが導通状態とな
るが、スパイラル電極２１０に印加するゲート電圧を変
えることによりチャネル２２２の幅および深さが変わる
ため、ソース２１２とドレイン２１４との間のチャネル
２２２の抵抗値を変化させることができる。

【０１５９】図２５は、本実施例のＬＣ素子１２ｄの等
価回路を示す図である。同図（Ａ）に示す等価回路は、
スパイラル電極２１０に所定のバイアス電圧を印加する
ことによりチャネル２２２が形成され、これらのそれぞ
れがインダクタンスＬ１およびＬ２を有するインダクタ
として機能する場合が示されている。また、これらスパ
イラル電極２１０とチャネル２２２とによりキャパシタ
Ｃを有する渦巻き形状のキャパシタが形成される。

【０１６０】なお、後述するように、チャネル２２２が
形成される位置にあらかじめｎ型のキャリアを注入して
おくデプレション型構造としてもよい。

【０１６１】このような等価回路を有する本実施例のＬ
Ｃ素子１２ｄは、信号入出力路となるチャネル２２２が
渦巻き形状に形成されるため、インダクタンスＬ１を有
するインダクタ導体として機能する。同様に、スパイラ
ル電極２１０がインダクタンスＬ２を有するインダクタ
導体として機能する。また、これら２つのインダクタ導
体は、絶縁層２２６を挟んで配置されることになるた
め、これらスパイラル電極２１０とチャネル２２２によ
って所定のキャパシタンスＣを有するキャパシタが分布
定数的に形成される。しかし、スパイラル電極２１０と
チャネル２２２とは同心状に巻き回されているため、電
磁結合されており、ＬＣ素子１２ｄがトランスとしての
機能も兼ね備えている。

【０１６２】したがって、このＬＣ素子１２ｄは、図２
等に示したＬＣ素子と同様に、インダクタとキャパシタ
とが分布定数的に形成されたものであり、図１に示した
正弦波発振回路１等のＬＣ素子１２に置き換えて使用す
ることができる。特に、このＬＣ素子１２ｄはＭＯＳ構
造を有しているため、製造工程が単純であり、しかもＩ
Ｃ化あるいはＬＳＩ化に際して好都合となる。

【０１６３】また、図２５（Ｂ）は、スパイラル電極２
１０に対して可変のゲート電圧Ｖｇを印加する場合の構
成を示したものである。スパイラル電極２１０に印加さ
れるゲート電圧Ｖｇ（正確には図２４においてスパイラ
ル電極２１０とサブストレート２２４との間に印加され
るゲート電圧）を相対的に変えることにより、チャネル
２２２の深さが変わるため、チャネル２２２の移動度が
変わって、結果的にチャネル２２２の抵抗値を任意に変
換させることができる。

【０１６４】これにより、ＬＣ素子１２ｄにおける周波
数特性も変化するため、このＬＣ素子１２ｄを用いて図
１あるいは図７等に示した正弦波発振回路を構成した場
合には、印加するゲート電圧Ｖｇに応じてその発振周波
数が変化する電圧制御型の正弦波発振回路を容易に実現
することができる。

【０１６５】なお、本実施例のＬＣ素子１２ｄを実際に
図１に示した正弦波発振回路１に適用する場合には、ス
パイラル電極２１０の一方端に設けられた入出力電極２
６が電圧固定の電源ラインに接続されているため、図２
４に示したサブストレート２２４側を接地、あるいは上
述した電源ラインよりも低電圧の固定電源に接続する。
このような接続を行うことにより、スパイラル電極２１
０に固定の逆バイアス電圧が相対的に印加され、チャネ
ル２２２が形成される。また、チャネル抵抗を制御する
場合には、例えば図６に示す可変抵抗５２と抵抗５４を
追加して、このサブストレート２２４側の電位を上げ下
げして、このサブストレート２２４とスパイラル電極２
１０との間の相対的な逆バイアス電圧を可変に制御すれ
ばよい。

【０１６６】また、上述したＬＣ素子１２ｄは、ソース
２１２とドレイン２１４の間にｎチャネルを形成する場
合を説明したが、この場合はキャリアとして電子が使用
されるため移動度が大きく、チャネル２２２の抵抗が小
さくなる。これに対し、ｎ−Ｓｉ基板上にｐチャネルを
形成することにより、上述したＬＣ素子１２ｄを形成す
るようにしてもよい。この場合は、キャリアとしてホー
ルが使用されるため、チャネル２２２の抵抗が比較的大
きくなり、上述したｎチャネルの場合と比較すると異な
る特性を有することになる。

【０１６７】但し、この場合にはスパイラル電極２１０
とサブストレート２２４との間に印加する逆バイアス電
圧の極性を反対にする必要があり、例えばこのようなＬ
Ｃ素子を図１に示した正弦波発振回路１に適用する場合
には、ＬＣ素子１２ｄの入出力電極２８およびサブスト
レート２２４側の電位をスパイラル電極２１０の電位よ
りも高く設定すればよい。あるいは、逆バイアス電圧の
極性を変えずに、ｐ−Ｓｉ基板３４に代えてｎ−Ｓｉ基
板を使用してもよい。

【０１６８】さらに、上述したＬＣ素子１２ｄは、スパ
イラル電極２１０側を一次捲線として、チャネル２２２
側を二次捲線として使用しているが、反対に、スパイラ
ル電極２１０側を二次捲線として、チャネル２２２側を
一次捲線として使用してもよい。但し、このＬＣ素子を
そのまま図１等に示した正弦波発振回路に適用すると、
ＬＣ素子の二次側となるスパイラル電極２１０側の電位
がチャネル２２２の両端に設けられた入出力電極２８，
２９およびサブストレート２２４の電位よりも低くなる
ため、ｐ−Ｓｉ基板３４の代わりにｎ−Ｓｉ基板を用い
るか、あるいはスパイラル電極２１０側の電位を相対的
に高く設定する必要がある。

【０１６９】また、上述したＬＣ素子１２ｄは、スパイ
ラル電極２１０がその渦巻き方向に長いため、確実にチ
ャネル２２２が形成されるようにするために、サブスト
レート２２４側の電位をスパイラル電極２１０の電位よ
り低く設定することが必要となる。

【０１７０】図２６は、本実施例のＬＣ素子１２ｄの製
造工程を示す図であり、一例としてエンハンスメント型
の場合が示されている。なお、同図は、スパイラル電極
２１０の渦巻き方向に断面をとったものである。

【０１７１】（１）酸化膜の形成：まず最初に、ｐ−Ｓ
ｉ基板３４の表面を熱酸化することにより、二酸化シリ
コンを形成する（同図（Ａ））。

【０１７２】（２）ソース・ドレインの窓開け：次に、
ｐ−Ｓｉ基板３４表面の酸化膜に対してフォトエッチン
グを行うことにより、ソース２１２およびドレイン２１
４に対応する部分の窓開けを行う（同図（Ｂ））。

【０１７３】（３）ソース・ドレインの形成：次に、窓
開けした部分からｎ型不純物を注入することによりソー
ス２１２およびドレイン２１４を形成する（同図
（Ｃ））。例えば、ｎ型不純物としてＡｓ⁺が用いら
れ、この不純物が熱拡散によって注入される。また、こ
のｎ型不純物をイオン打ち込みにより注入する場合に
は、上述した（２）における窓開けは不要となる。

【０１７４】（４）ゲート領域の除去：次に、スパイラ
ル電極２１０を形成したい部分の酸化膜を除去すること
により、ゲート領域の開口部を形成する（同図
（Ｄ））。本実施例のＬＣ素子１２ｄの場合は、スパイ
ラル電極２１０を渦巻き形状に形成する必要があるた
め、このゲート領域開口部の形成も渦巻き形状になるよ
うに行われる。このようにしてスパイラル電極２１０に
対応する部分のみｐ−Ｓｉ基板３４が露出することにな
る。

【０１７５】（５）ゲート酸化膜の形成：次に、このよ
うにして部分的に露出したｐ−Ｓｉ基板３４に対して新
しい酸化膜、すなわち絶縁層２２６の形成を行う（同図
（Ｅ））。

【０１７６】（６）ゲートおよび電極の形成：次に、例
えばアルミニウム等を蒸着することにより、ゲートとし
て機能するスパイラル電極２１０を形成するとともに、
ソース２１２に接続される入出力電極２８およびドレイ
ン２１４に接続される入出力電極２９のそれぞれを形成
する（同図（Ｆ））。

【０１７７】このようにしてＬＣ素子１２ｄを製造する
工程は、基本的には通常のＭＯＳ−ＦＥＴを製造する工
程と類似しており、スパイラル電極２１０の形状等が異
なるのみであるといえる。したがって、１つの半導体基
板上にＬＣ素子１２ｄとともに、インバータ論理回路１
０等の他の部品を一体形成した正弦波発振回路を形成す
る際に好都合となる。

【０１７８】また、図１９に示したＬＣ素子１２ｄは、
スパイラル電極２１０に印加する電圧レベルをサブスト
レート２２４に比べて相対的に高くしたときにチャネル
２２２が形成されるエンハンスメント型の素子について
説明したが、デプレション型とすることもできる。すな
わち、図１９に示したチャネル２２２の領域にあらかじ
めキャリアを注入することによりｎ型領域を形成してお
く。これにより、スパイラル電極２１０に印加する電圧
レベルを相対的に高くすることなくチャネル２２２を形
成することができ、あるいはスパイラル電極２１０に印
加する電圧レベルとチャネル幅等との関係を変えること
ができる。また、注入するキャリアはスパイラル電極２
１０に沿った一部の領域のみに注入してもよい。

【０１７９】図２７は、ＬＣ素子の他の例を示す図であ
り、上述したＭＯＳ構造のＬＣ素子のゲート電極を蛇行
形状に形成した場合が示されている。具体的には、図２
７に示すＬＣ素子１２ｅは、図１９に示した渦巻き形状
のスパイラル電極２１０を蛇行形状の電極２１０ａに置
き換えた構造を有する。

【０１８０】このように、電極２１０ａおよびチャネル
２２２を蛇行形状に形成した場合であっても、図１７に
おいて示したように電極２１０ａ，チャネル２２２のそ
れぞれがインダクタとして機能し、しかも、これらの間
には分布定数的なキャパシタが形成される点に変わりは
なく、このような構造を有するＬＣ素子を用いて図１に
示した正弦波発振回路１等を構成することができる。し
かも、これらのＬＣ素子はｐ−Ｓｉ基板３４上にＭＯＳ
製造技術を用いて形成することが可能であり、図１に示
した正弦波発振回路１等の他の構成部品（例えばインバ
ータ論理回路１０）とともに一体成形する場合に適して
おり、正弦波発振回路全体の大量生産や小型化を容易に
実現できる。

【０１８１】図２８は、ＬＣ素子の他の例を示す図であ
る。また、図２９は図２８のＡ−Ａ線拡大断面図、図３
０は図２８のＢ−Ｂ線拡大断面図、図３１は図２８のＣ
−Ｃ線拡大断面図、図３２は図２８のＤ−Ｄ線拡大断面
図である。

【０１８２】これらの図に示すＬＣ素子１２ｆは、図１
９に示したＬＣ素子１２ｄがスパイラル電極２１０をイ
ンダクタ導体とゲート電極の機能を兼用していたのに対
し、これらの機能を分離した点に特徴がある。

【０１８３】具体的には本実施例のＬＣ素子１２ｆは、
半導体基板であるｐ−Ｓｉ基板３４の表面付近の隔たっ
た位置に形成されたソース２１２とドレイン２１４の間
を渦巻き形状の第１のスパイラル電極３１０に対する電
圧の印加によって形成されるチャネル２２２によって接
続することにより形成されている。

【０１８４】上述したソース２１２およびドレイン２１
４は、ｐ−Ｓｉ基板３４を反転させたｎ⁺ 領域として形
成される。例えば、Ａｓ⁺ イオンを熱拡散あるいはイオ
ン打ち込みにより注入して不純物濃度を高めることによ
り形成される。

【０１８５】第１のスパイラル電極３１０は、ゲートと
して機能するものであり、渦巻き形状の一方の端部（外
周側）がソース２１２の一部に、他方の端部（中心側）
がドレイン２１４の一部にオーバーラップするように、
ｐ−Ｓｉ基板３４の表面側に形成された絶縁層２２６を
挟んで形成されている。第１のスパイラル電極３１０
は、例えばアルミニウム膜を成形することによって、あ
るいは拡散またはイオン注入でＰを多量にドープするこ
とにより形成する。

【０１８６】また、上述した第１のスパイラル電極３１
０とほぼ平行であって、ほぼ同心状に第２のスパイラル
電極３１２が形成されている。この第２のスパイラル電
極３１２と第１のスパイラル電極３１０との間に所定の
ゲート電圧を印加することにより、第１のスパイラル電
極３１０に対向するｐ−Ｓｉ基板３４の表面にチャネル
２２２が形成されるようになっている。

【０１８７】また、上述した第１のスパイラル電極３１
０の一方端，ソース２１２，ドレイン２１４，第２のス
パイラル電極３１２の両端のそれぞれには、図２８〜図
３２に示すように、制御用電極２２８，入出力電極２
４，２６，２８，２９が接続されている。すなわち、第
１のスパイラル電極３１０に対する制御用電極２２８の
取り付けは、図２８に示すように、薄いゲート膜を傷付
けないように能動領域の外側で行われる。また、ソース
２１２への入出力電極２４の取り付けおよびドレイン２
１４への入出力電極２６の取り付けは、図３２および図
３０に示すように、ソース２１２およびドレイン２１４
の一部を露出させた後に、アルミニウム等の金属膜を付
けることにより行われる。さらに、第２のスパイラル電
極３１２に対する入出力電極２８，２９の取り付けは、
制御用電極２２８と同様に薄いゲート膜を傷付けないよ
うに能動領域から隔たった位置で行われる。

【０１８８】上述した構造を有する本実施例のＬＣ素子
１２ｆは、ｎチャネルエンハンスメント型の構造を有し
ているものとすれば、第１のスパイラル電極３１０に正
の電圧（第２のスパイラル電極３１２よりも高い電圧）
が印加された時にはじめてチャネル２２２が形成される
ことになる。

【０１８９】図２９（Ａ）および（Ｂ）は、チャネル２
２２が形成される状態を示す図である。第１のスパイラ
ル電極３１０に対して、すなわち第１のスパイラル電極
３１０に接続された制御用電極２２８に正のゲート電圧
が印加されていない状態では、同図（Ａ）に示すように
ｐ−Ｓｉ基板３４の表面にはチャネル２２２が現れな
い。したがって、この状態では図２８に示したソース２
１２とドレイン２１４とが絶縁された状態にある。

【０１９０】ところが、第１のスパイラル電極３１０に
対して相対的に正のゲート電圧が印加されると、図２９
（Ｂ）に示すように第１のスパイラル電極３１０に対応
するｐ−Ｓｉ基板３４の表面付近にｎ領域からなるチャ
ネル２２２が出現する。また、ｐ−Ｓｉ基板３４の内部
であってこのチャネル２２２の外側には、第１のスパイ
ラル電極３１０に印加された正のゲート電圧によって正
孔が排除された空乏層が形成される。したがって、この
空乏層を挟んでチャネル２２２内の電子とｐ−Ｓｉ基板
３４内の正孔とが対向して配置され、チャネル２２２と
その外側に空乏層を挟んで存在するｐ−Ｓｉ基板３４と
によりキャパシタが形成される。しかも、このキャパシ
タは第１のスパイラル電極３１０のほぼ全長にわたって
形成されるため、ｐ−Ｓｉ基板３４に接続された第２の
スパイラル電極３１２とチャネル２２２との間には分布
定数的に渦巻き形状のキャパシタが形成されることにな
る。

【０１９１】図３３は、本実施例のＬＣ素子１２ｆの等
価回路を示す図である。同図に示す等価回路は、制御用
電極２２８に所定のゲート電圧を印加することによりチ
ャネル２２２を形成し、このチャネル抵抗がゲート電圧
の変更により可変に制御可能であることを示している。

【０１９２】また、このＬＣ素子１２ｆを逆バイアスの
状態で使用する場合には、制御電極２２８の電位を第２
のスパイラル電極３１２の電位によりも高く設定すれば
よく、チャネル２２２の両端に設けられた入出力電極２
４，２６の電位はその中間あるいは第２のスパイラル電
極３１２と同電位であってもよい。

【０１９３】図３４は、このように各電極の電位を考慮
して、図１に示す正弦波発振回路に本実施例のＬＣ素子
ｆを適用した具体例を示す図である。

【０１９４】同図に示すように、ゲートである第１のス
パイラル電極３１０に接続された制御電極２２８を電源
ラインに接続するとともに、入出力電極２８を接地す
る。また、ドレイン２１４（あるいはソース２１２でも
よい）に設けられた入出力電極２６を抵抗８４を介して
入出力電極２８に接続することにより、このドレイン２
１４およびソース２１２を第２のスパイラル電極３１２
側と同電位に設定する。この抵抗８４は、交流成分を通
過させないような充分大きな抵抗値を有している。ま
た、チャネル２２２の両端に設けられた２つのキャパシ
タ８０，８２は、直流成分を分離するためのものであ
り、充分大きな容量を有している。

【０１９５】このようにして、適切な逆バイアス電圧が
第１および第２のスパイラル電極３１０，３１２間に印
加されたＬＣ素子１２ｆを帰還ループ内に挿入すること
ができるため、本実施例のＬＣ素子１２ｆとインバータ
論理回路１０等を組み合わせて構造が簡単な正弦波発振
回路を構成することができる。なお、図７に示した正弦
波発振回路２等についても同様であり、必要に応じてＦ
ＥＴ５６やバイポーラトランジスタ６６とＬＣ素子１２
ｆとの間に直流分離用のキャパシタを挿入することによ
り、ＬＣ素子１２ｆに適切な逆バイアス電圧を印加すれ
ばよい。

【０１９６】なお、図３４に示した正弦波発振回路にお
いては、ＬＣ素子１２ｆの第１および第２のスパイラル
電極３１０，３１２間に電源ラインから印加される固定
の逆バイアス電圧が印加されるが、この逆バイアス電圧
を可変に制御する場合には、図６に示した可変抵抗５２
と抵抗５４からなるバイアス回路等を用いて、制御電極
２２８の電位、あるいは入出力電極２８の電位を可変に
制御すればよい。

【０１９７】このような構造を有する本実施例のＬＣ素
子１２ｆは、チャネル２２２がインダクタンスＬ１を有
するインダクタ導体として機能するとともに、第２のス
パイラル電極３１２がインダクタンスＬ２を有するイン
ダクタ導体として機能する。また、これら２つのインダ
クタ導体間には所定のキャパシタンスＣを有するキャパ
シタが分布定数的に形成される。したがって、このＬＣ
素子１２ｆは、基本的には図２等に示したＬＣ素子と同
様な特性を有しており、図１に示した正弦波発振回路１
等に用いることができる。また、図１９に示したＬＣ素
子１２ｄ等と同様にＭＯＳ構造を有していることから、
ＭＯＳ製造技術による工程の簡略化が可能であり、しか
も、ｐ−Ｓｉ基板３４上に他の部品とともに一体形成す
ることが可能であり、容易に大量生産および小型化を実
現することができる。

【０１９８】なお、図３４に示した正弦波発振回路で
は、ＬＣ素子１２ｆのチャネル２２２側を一次捲線とし
て使用し、第２のスパイラル電極３１２側を二次捲線と
して使用したが、これらの機能を入れ換えるようにして
もよい。

【０１９９】図３５は、図２８以降に示したＬＣ素子の
部分的変形例を示す図であり、図２９に対応する断面構
造が示されている。具体的には、図３５（Ａ）に示すよ
うに、ｎ−Ｓｉ基板１４４の一部に第１および第２のス
パイラル電極３１０，３１２に沿った渦巻き形状のｐ領
域からなる反転層２３２が形成されている。このような
断面構造を有するＬＣ素子において、第１のスパイラル
電極３１０の一方端に設けられた制御用電極２２８に対
して所定のゲート電圧を印加すると、同図（Ｂ）に示す
ように、この第１のスパイラル電極３１０に対応するｎ
−Ｓｉ基板１４４の表面近傍にチャネル２２２が形成さ
れる。しかも、ｎ−Ｓｉ基板１４４と反転層２３２との
間に逆バイアス電圧を印加しておくことにより、渦巻き
形状の反転層２３２が各周回部分において相互に電気的
に分離され、チャネル２２２と第２のスパイラル電極３
１２との間に確実に分布定数的なキャパシタが形成され
るようになる。

【０２００】図３６は、図２８以降に示したＬＣ素子の
変形例を示す図であり、ほぼ平行に配置されている第１
および第２のスパイラル電極３１０，３１２をｐ−Ｓｉ
基板３４を挟んでほぼ対向配置した場合が示されてい
る。また、図３７は、図３６のＡ−Ａ線拡大断面図であ
り、図２９に示した断面構造に対応するものである。

【０２０１】本実施例のＬＣ素子１２ｇは、図３７にそ
の断面構造を示すように、第１および第２のスパイラル
電極３１０，３１２がｐ−Ｓｉ基板３４を挟んでほぼ対
向するように形成されており、第１のスパイラル電極３
１０に対応して形成されるチャネル２２２とｐ−Ｓｉ基
板３４の裏面に形成された第２のスパイラル電極３１２
とにより渦巻き形状のキャパシタが分布定数的に形成さ
れている。

【０２０２】図３８は、第１および第２のスパイラル電
極３１０，３１２をｐ−Ｓｉ基板３４を挟んでほぼ対向
配置した上記ＬＣ素子における部分的変形例を示す図で
ある。具体的には、第１および第２のスパイラル電極３
１０，３１２の各周回部分の合間に渦巻き形状の反転層
が形成されている。すなわち、同図に示すようにｐ−Ｓ
ｉ基板３４の一部にｎ領域２３４からなる渦巻き形状の
反転層を形成する。このような構造を有するＬＣ素子に
おいて、周回部分の異なる第２のスパイラル電極３１２
に接続されたｐ−Ｓｉ基板３４同士に着目すると、間に
ｎ領域２３４が形成されているため電気的に分離されて
おり、確実に各周回部分のアイソレーションを行うこと
ができる。

【０２０３】また、実際にウエハの状態にあるｐ−Ｓｉ
基板３４を利用して上述したＬＣ素子を製造する場合に
は、ｐ−Ｓｉ基板３４の比抵抗が一般の金属に比べて高
いこと等を考慮して、ｐ−Ｓｉ基板３４の厚みをウエハ
の状態よりも薄くする必要がある。また、上述したよう
に一般にはｎ型ウエハの方が入手しやすいことを考慮し
て、図３９に示すような構造としてもよい。

【０２０４】すなわち、同図（Ａ）に示すように、ｎ−
Ｓｉ基板１４４の一方の面に渦巻き形状のエッチングを
行い、このエッチングを行った部分に第１あるいは第２
のスパイラル電極３１０，３１２を形成する。また、同
図（Ｂ）に示すように、ｎ−Ｓｉ基板１４４の一部に第
１および第２のスパイラル電極３１０，３１２のそれぞ
れにほぼ沿うようにｐ⁺ 領域２３６を形成し、その後ｎ
−Ｓｉ基板１４４の裏面側であって第２のスパイラル電
極３１２に対応する部分のエッチングを行い、最後に第
１および第２のスパイラル電極３１０，３１２を形成す
る。

【０２０５】このようにほぼ対向するように形成された
第１および第２のスパイラル電極３１０，３１２間の間
隔を短くすることにより、ほぼ対向するチャネル２２２
と第２のスパイラル電極３１２との間にのみ分布定数的
なキャパシタが形成されることになる。しかも、同図
（Ｂ）に示すように第１および第２のスパイラル電極３
１０，３１２に挟まれた部分に反転層を形成した場合に
は、第２のスパイラル電極３１２の異なる周回部分に接
してｐｎｐ構造が形成されるため、各周回部分において
良好なアイソレーションが行われる。

【０２０６】また、上述した図２８以降の各図面におい
て説明したＬＣ素子はいずれも第１および第２のスパイ
ラル電極３１０，３１２が渦巻き形状に形成されたもの
であるが、これらを蛇行形状に形成してもよい。図４０
および図４１は上述した第１および第２のスパイラル電
極３１０，３１２を蛇行形状を有する第１および第２の
電極３１０ａ，３１２ａに置き換えたものであり、蛇行
形状を有する第１の電極３１０ａに対応して形成される
チャネル２２２と第２の電極３１２ａのそれぞれがイン
ダクタ導体として機能し、これらの間に分布定数的なキ
ャパシタが形成される点に変わりはない。

【０２０７】具体的には、図４０にはほぼ同じ長さであ
って平行に形成された第１および第２の電極３１０ａ，
３１２ａがｐ−Ｓｉ基板３４の一方の面に形成されたＬ
Ｃ素子１２ｈが示されており、図４１にはこれら第１お
よび第２の電極３１０ａ，３１２ａがｐ−Ｓｉ基板３４
を挟んでほぼ対向するように形成されたＬＣ素子１２ｉ
が示されている。

【０２０８】上述した各ＬＣ素子は、半導体基板の内部
を部分的に利用して分布定数的なキャパシタを形成する
とともに、ＬＣ素子の全体を半導体製造技術を用いて製
造可能にした点に特徴がある。これに対し、半導体基板
を利用する点は同じであるが、その内部を利用せずにそ
の表面に複数のインダクタ導体を重ねて形成することに
よりＬＣ素子を構成することもできる。

【０２０９】図４２は、ＬＣ素子の他の変形例を示す概
略図である。

【０２１０】同図に示すＬＣ素子１２ｉは、高純度の半
導体基板３２０とこの表面にほぼ重ねて形成された２本
のスパイラル電極３２２，３２４とを含んで構成されて
いる。第１のスパイラル電極３２２は、例えば図２に示
す第１のスパイラル電極２０に対応しており、第２のス
パイラル電極３２４は図２に示す第２のスパイラル電極
２２に対応している。また、これら第１および第２のス
パイラル電極３２２，３２４間には図示しない絶縁膜が
形成されている。

【０２１１】したがって、第１のスパイラル電極３２２
の両端に図２に示す入出力電極２４，２６に相当する端
子を設けることにより、この第１のスパイラル電極３２
２を一方のインダクタ導体として機能させることができ
る。また、第２のスパイラル電極３２４は、この第１の
スパイラル電極３２２にほぼ重ねて形成されるため、こ
れら２つのスパイラル電極３２２，３２４間には分布定
数的なキャパシタが形成され、これらのインダクタ成分
とキャパシタ成分との関係は図２等に示したＬＣ素子１
２とまったく同じとなる。

【０２１２】このため、図４２に示すＬＣ素子１２ｊの
各スパイラル電極３２２，３２４をそれぞれ一次捲線お
よび二次捲線として用いることにより、図１に示した正
弦波発振回路１等と同様の正弦波発振回路を得ることが
できる。

【０２１３】特に、図４２に示したＬＣ素子１２ｊは、
半導体基板３２０を利用して形成されているため、この
半導体基板３２０上に図１に示したその他の部品（例え
ばインバータ論理回路１０等）も併せて一体形成するこ
とが可能であり、大量生産および小型化が容易に実現で
きる。

【０２１４】図４３は、図４２に概略構造を示したＬＣ
素子の製造工程の一例を示す図である。同図は、ＬＣ素
子１２ｊの断面構造を各工程順に示したものである。

【０２１５】（１）高純度の半導体基板３２０を用意す
る（同図（Ａ））。この半導体基板３２０は、純度が低
い場合にはその表面に酸化膜等を形成することにより絶
縁基板として使用することもできる。

【０２１６】（２）この半導体基板３２０上に金属膜を
形成、例えばアルミニウム膜３２４ａを蒸着する（同図
（Ｂ））。なお、金や銅などの他の材料により金属膜を
形成するようにしてもよい。

【０２１７】（３）アルミニウム膜３２４ａ上に渦巻き
形状のフォトレジスト３３０ａのパターンを形成する
（同図（Ｃ））。このパターンの形成は、例えば写真蝕
刻法により行うことができる。

【０２１８】（４）このフォトレジスト３３０ａをマス
クにしてアルミニウム膜３２４ａを部分的に除去するこ
とにより第２のスパイラル電極３２４を形成する（同図
（Ｄ））。その後、フォトレジスト３２４ａを洗い落と
す。

【０２１９】（５）このようにして形成された第２のス
パイラル電極３２４の両端をフォトレジスト３３０ｂに
よってマスクする（同図（Ｅ））。

【０２２０】（６）陽極酸化を行って、第２のスパイラ
ル電極３２４の残り部分（マスクされない部分）の表面
に絶縁性酸化皮膜３２６を形成する（同図（Ｆ））。

【０２２１】（７）再度、全表面に金属膜を形成、例え
ばアルミニウム膜３２２ａを蒸着する（同図（Ｇ））。

【０２２２】（８）アルミニウム膜３２２ａ上に渦巻き
形状のフォトレジスト３３０ｃのパターンおよび第２の
スパイラル電極３２４の両端部に形成する引き出し電極
３２８に対応するフォトレジスト３３０ｄのパターンを
形成する（同図（Ｈ））。このパターンの形成は、例え
ば上述したフォトレジスト３３０ａの場合と同様に写真
蝕刻法により行うことができる。

【０２２３】（９）これらのフォトレジスト３３０ｃ，
３３０ｄをマスクにしてアルミニウム膜３３２ａを部分
的に除去することにより、第１のスパイラル電極３２２
を形成するとともに、下層である第２のスパイラル電極
３２４の両端部に引き出し電極３２８を形成する。その
後、フォトレジスト３３０ｃ，３３０ｄを洗い落とす。

【０２２４】図４４は、このような工程を経て半導体基
板３２０上に形成されたＬＣ素子１２ｊの平面形状を示
す図である。同図に示すように、本実施例のＬＣ素子１
２ｊは、表面に第１のスパイラル電極３２２が形成され
ているとともに、第２のスパイラル電極３２４の両端部
に設けられた２つの引き出し電極３２８が露出してい
る。この２つの引き出し電極３２８が図２に示した入出
力電極２８，２９に相当するものであり、第１のスパイ
ラル電極３２２の両端のそれぞれが図２に示した入出力
電極２４，２６のそれぞれに対応している。

【０２２５】図４５は、図４２に概略構造を示したＬＣ
素子の製造工程の他の例を示す図である。図４３に示し
た製造工程によれば、２つのスパイラル電極３２２，３
２４の間を陽極酸化により形成された絶縁性酸化皮膜３
２６により絶縁を行うＬＣ素子が製造されるが、図４５
に示した製造工程によれば、この絶縁性酸化皮膜３２６
を化学気相法（ＣＶＤ）により形成されたシリコン酸化
膜（あるいは窒化膜）に置き換えたＬＣ素子が製造され
る点が異なっている。以下、その製造工程を説明する。

【０２２６】（１）高純度の半導体基板３２０を用意す
る（同図（Ａ））。そして、この半導体基板３２０上に
化学気相法により第１のシリコン酸化膜３４０を形成す
る（同図（Ｂ））。ただし、高純度の半導体基板３２０
を用いた場合には比抵抗が高いため、第１のシリコン酸
化膜３４０を省略することもできる。

【０２２７】（２）第１のシリコン酸化膜３４０上に、
次の化学気相法の工程に耐え得る金属、例えば金，タン
グステン，モリブデン，タンタル，ニオブなどの金属膜
３２４ｂを蒸着する（同図（Ｃ））。

【０２２８】（３）金属膜３２４ｂ上に渦巻き形状のフ
ォトレジスト３３０ａのパターンを形成する（同図
（Ｄ））。このパターンの形成は、例えば写真蝕刻法に
より行うことができる。

【０２２９】（４）このフォトレジスト３３０ａをマス
クにして金属膜３２４ｂを部分的に除去することにより
第２のスパイラル電極３２４を形成する（同図
（Ｅ））。その後、フォトレジスト３３０ａを洗い落と
す。

【０２３０】（５）第２のスパイラル電極３２４および
露出している第１のシリコン酸化膜３４０の上に、化学
気相法により第２のシリコン酸化膜３４２を形成する
（同図（Ｆ））。

【０２３１】（６）この第２のシリコン酸化膜３４２上
に金属膜３２２ｂを蒸着する（同図（Ｇ））。後工程に
化学気相法の工程がないことから、この金属膜３２２ｂ
はアルミニウム膜とすることができるが、金や銅等の他
の金属材料で形成してもよい。

【０２３２】（７）金属膜３２２ｂ上に渦巻き形状のフ
ォトレジスト３３０ｃのパターンを形成する（同図
（Ｈ））。このパターンの形成は、例えば上述したフォ
トレジスト３３０ａの場合と同様に写真蝕刻法により行
うことができる。

【０２３３】（８）このフォトレジスト３３０ｃをマス
クにして、第１のスパイラル電極３２２を形成する（同
図（Ｉ））。その後、フォトレジスト３３０ｃを洗い落
とす。また、第２のスパイラル電極３２４の両端部に対
応する第２のシリコン酸化膜をエッチングにより削除し
て、その両端部を露出させる。この露出した端部が、入
出力電極として使用される。

【０２３４】このような工程を用いることによっても、
図４２に平面構造を示したＬＣ素子１２ｊを製造するこ
とができる。このように、上述した本実施例のＬＣ素子
１２ｊは、半導体基板３２０の表面に形成されているた
め、この半導体基板３２０を用いて図１に示した正弦波
発振回路１等のその他の部品（例えばインバータ論理回
路１０）を形成することができ、一体形成による大量生
産および回路全体の小型化を容易に実現することができ
る。

【０２３５】なお、図４２に概略構造を示したＬＣ素子
１２ｊは、第１および第２のスパイラル電極３２２，３
２４を渦巻き形状に形成したが、これら２つの電極を図
１６等に示したような蛇行形状に形成してもよい。ま
た、これらの電極は、ほぼ対向させるだけでなく、一方
の電極の各周回部分の合間に他の電極の各周回部分の中
心がくるように部分的に各電極を重ねるようにしてもよ
い。

【０２３６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【０２３７】例えば、上述した各実施例におけるＬＣ素
子は、一次捲線および二次捲線として機能する２つの導
体（２つの電極あるいは電極とチャネルの組み合わせ）
の長さをほぼ同じに設定したが、２つの導体のそれぞれ
を異なる長さに設定してもよい。この場合にも各導体が
インダクタとして機能するとともに各導体間に分布定数
的にキャパシタが形成されるとともに、２つの導体が電
磁結合することによりトランスとして動作する点に変わ
りはなく、このＬＣ素子を用いて図１の正弦波発振回路
１等に適用することができる。また、２つの導体を部分
的に対応させた場合には、分布定数的に形成されるキャ
パシタンスが小さくなるため、正弦波発振回路を構成し
た場合の発振周波数も変わることになり、２つの導体の
相対的長さを変えることにより発振周波数を調整するこ
とができる。

【０２３８】さらに、二次捲線に相当する導体の長さを
相対的に長くして捲線比を１以上に設定した場合には一
次側に入力される信号の電圧レベルを昇圧することも可
能であり、その分だけ増幅率の低い反転増幅器を使用す
ることができるため、その分だけ部品選択の自由度が増
す。

【０２３９】また、上述した各ＬＣ素子は、インダクタ
導体として機能する電極やチャネルを渦巻き形状あるい
は蛇行形状に形成したが、この渦巻き形状には周回数が
ほぼ１周あるいは１周未満のものも含まれ、蛇行形状に
は波形や凹凸数が１あるいは２程度の非直線形状のもの
も含まれており、インダクタンスの大きさ等に応じて、
使用するＬＣ素子の電極形状を適宜選択することができ
る。

【０２４０】また、上述した各実施例のＬＣ素子は、主
にｐ−Ｓｉ基板を利用して形成したが、同様にｎ型半導
体基板（ｎ−Ｓｉ基板）を利用して形成するようにして
もよい。また、半導体基板はゲルマニウム等のシリコン
以外の材料、あるいは非晶質材料であるアモルファスシ
リコン等を用いるようにしてもよい。

【０２４１】

【発明の効果】上述したように請求項１の発明によれ
ば、反転増幅器の出力をＬＣ素子の一次側に入力すると
ともに、このＬＣ素子の二次側から出力される逆相の信
号を再び反転増幅器に入力しており、反転増幅器とＬＣ
素子とを接続するだけで正弦波発振が行われており、よ
り少ない種類の部品を組み合わせるだけで簡単に正弦波
を発生させることができる。また、上述したＬＣ素子は
半導体基板上に形成されているため、反転増幅器を含む
全ての部品を半導体基板上に形成することが可能であ
り、半導体製造技術を利用した大量生産や回路の小型化
が可能となる。特に、これらの各部品は１つの半導体基
板上に形成することもでき、この場合を回路全体を半導
体基板上に一体形成することになるため、大量生産や回
路の小型化がさらに容易になる。

【０２４２】また、請求項２または３の発明によれば、
上述した反転増幅器をインバータ論理回路やトランジス
タを利用したソース接地回路あるいはエミッタ接地回路
により構成しており、このような構造が単純な反転増幅
器とＬＣ素子とを組み合わせるだけで、簡単に正弦波を
発生させることができる。特に、上述したインバータ論
理回路やソース接地回路あるいはエミッタ接地回路は一
般には半導体基板上に形成されるものであり、他の部品
とともに一体形成する場合にさらに好都合となる。

【０２４３】また、請求項４の発明によれば、半導体基
板上であって同心状に隣接して配置された渦巻き形状の
２つの電極と、これら２つの電極に沿って形成された渦
巻き形状のｐｎ接合層とにより上述したＬＣ素子が形成
されており、特に、このＬＣ素子は半導体製造技術を用
いて半導体基板に形成されるため、反転増幅器等のそれ
以外の部品とともに半導体基板上に一体形成する際に好
都合となる。

【０２４４】また、請求項５の発明によれば、請求項４
において半導体基板上に同心状に設けられていた渦巻き
形状の２つの電極を互いに半導体基板を挟んで対向配置
することによりＬＣ素子が形成されており、このＬＣ素
子も半導体製造技術を用いて半導体基板に形成されるた
め、反転増幅器等のそれ以外の部品とともに一体形成す
る際に好都合となる。

【０２４５】また、請求項６，７の発明によれば、請求
項４，５における電極を渦巻き形状から蛇行形状に置き
換えることによりＬＣ素子が形成されており、電極の一
方端あるいは両端に配線を施す場合に、この配線を電極
の一部と交差せずに引き出せる利点があり、正弦波発振
回路全体の製造工程の簡略化が可能となる。

【０２４６】また、請求項８の発明によれば、２つの電
極のいずれか一方を短く形成することにより、インダク
タ導体が部分的に対向したＬＣ素子が形成されており、
部分対向させる電極の割合等を変えることにより発振周
波数をある範囲で調整することができるため、正弦波発
振回路の設計の自由度が増すことにもなる。

【０２４７】また、このように２つの電極の長さを変え
て、特に二次側の電極を相対的に長くして捲線比が１対
ｎ（ｎ＞１）のＬＣ素子を形成した場合には、トランス
として動作するＬＣ素子を介して信号が帰還される際に
信号の電圧レベルの増幅が行われるため、増幅率の低い
反転増幅器を用いることができ、部品選択の幅が広がる
ことになる。

【０２４８】また、請求項９の発明によれば、ｐｎ接合
層に印加する逆バイアス電圧を変更することにより、分
布定数的に形成されるキャパシタの容量値が変更可能な
ＬＣ素子が形成されており、このようなＬＣ素子を用い
ることによりある範囲で発振周波数を制御可能な電圧制
御型の正弦波発振回路を容易に実現することができる。

【０２４９】また、請求項１０，１１の発明によれば、
ゲートが渦巻き形状あるいは蛇行形状を有するＭＯＳ構
造のＬＣ素子が形成されており、これらの各ＬＣ素子は
マスクの形状等を変更するだけで通常のＭＯＳトランジ
スタを製造する工程を利用して製造可能であり、反転増
幅器等のそれ以外の部品とともに半導体基板上に一体形
成する際に好都合となる。特に、反転増幅器もＭＯＳ構
造を有する場合、例えばＭＯＳトランジスタやＣＭＯＳ
等のインバータ論理回路により構成した場合には、正弦
波発振回路全体をＭＯＳ構造とすることができることか
ら、製造工程の簡略化や各部品の高密度実装化が可能と
なり、ＩＣやＬＳＩの一部として組み込む場合に特に好
都合となる。

【０２５０】また、請求項１２〜１５の発明によれば、
上述した請求項１０または１１の各ＬＣ素子のゲート電
極にほぼ平行に、あるいはほぼ対向するように第２の電
極を設けることによりＭＯＳ構造のＬＣ素子が形成され
ており、ゲート電極は独立して逆バイアス印加用に用い
られている。したがって、ゲート電極への電圧印加とチ
ャネルや第２の電極を介した信号の伝送とを切り離すこ
とができ、ＬＣ素子のバイアスの制御が容易となる。

【０２５１】また、請求項１６または１７の発明によれ
ば、請求項１０〜１５におけるゲート電極とチャネル、
あるいは２つの電極を部分的に対向させることによりＬ
Ｃ素子が形成されており、この部分対向させる割合等を
変えることにより発振周波数をある範囲で調整すること
ができ、正弦波発振回路の設計の自由度が増すことにも
なる。また、二次捲線に相当する電極あるいはチャネル
を相対的に長くすることにより昇圧効果を持たせ、その
分増幅率の低い反転増幅器を用いることができ、部品選
択の幅も広がる。

【０２５２】また、請求項１８の発明によれば、上述し
たチャネルが形成される位置に予めキャリアを注入して
おくデプレション型のＬＣ素子が形成されており、予め
注入するキャリアの量を調整することによりチャネル抵
抗やソース・ドレイン間電流を変えることができるた
め、ＬＣ素子の特性をある範囲で調整することができ、
正弦波発振回路の設計の自由度が増すことにもなる。

【０２５３】また、請求項１９の発明によれば、請求項
１０〜１８の各ゲート電圧を変えることによりチャネル
抵抗が変更可能なＬＣ素子が形成されており、このチャ
ネル抵抗の変更の程度に応じてＬＣ素子の周波数特性も
変更されることになるため、電圧制御型の正弦波発振回
路を容易に実現することができる。

【０２５４】また、請求項２０または２１の発明によれ
ば、半導体基板上に直接あるいは第１の絶縁層を形成し
た後に、第１の電極，第２の絶縁層，第２の電極を積層
するように形成することによりＬＣ素子が形成されてお
り、半導体基板を利用してこのＬＣ素子や反転増幅器等
の他の部品とともに一体形成できることに変わりはな
く、正弦波発振回路の大量生産や小型化に適している。

【０２５５】また、請求項２２または２３の発明によれ
ば、２つの電極間に形成する絶縁層を、電極の酸化ある
いは化学気相法による酸化物あるいは窒化物により構成
したＬＣ素子が形成されており、このようにして絶縁層
を形成する工程や渦巻きあるいは蛇行形状の電極を形成
する工程は一般的な半導体製造技術によって実現される
ものであり、他の部品とともに正弦波発振回路の全体を
一体形成する際に好都合となる。

【０２５６】また、請求項２４の発明によれば、請求項
２０〜２３における２つの電極のいずれか一方を短くし
てこれらの電極を部分的に対向させることによりＬＣ素
子が形成されており、この部分対向させる割合等を変え
ることにより発振周波数をある範囲で調整することがで
き、正弦波発振回路の設計の自由度が増すことにもな
る。また、二次捲線に相当する電極を相対的に長くする
ことにより昇圧効果を持たせ、その分増幅率の低い反転
増幅器を用いることができ、部品選択の幅も広がる。

【０２５７】また、請求項２５の発明によれば、正弦波
発振回路の全体を半導体基板上に一体形成できる点を明
確にしたものであり、半導体基板を利用して形成された
ＬＣ素子とともに半導体部品である反転増幅器等を一体
形成した正弦波発振回路を実現することは容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施例の正弦波発振回路
の構成を示す図である。

【図２】ＬＣ素子の一例を示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図４】図２に示したＬＣ素子の等価回路を示す図であ
る。

【図５】図２に示したＬＣ素子の製造工程を示す図であ
る。

【図６】第１実施例の変形例を示す図である。

【図７】本発明を適用した第２実施例の正弦波発振回路
の構成を示す図である。

【図８】第２実施例の変形例を示す図である。

【図９】第２の実施例の他の変形例を示す図である。

【図１０】本発明を適用した第３実施例の正弦波発振回
路の構成を示す図である。

【図１１】第３実施例の変形例を示す図である。

【図１２】ＬＣ素子の変形例を示す図である。

【図１３】図１２のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図１４】図１２に示したＬＣ素子の断面構造の部分的
変形例を示す図である。

【図１５】図１２に示したＬＣ素子の断面構造の部分的
変形例を示す図である。

【図１６】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図１７】蛇行形状を有するインダクタ導体の動作を説
明するための図である。

【図１８】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図１９】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図２０】図１９のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図２１】図１９のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図２２】図１９のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図２３】図１９に示したＬＣ素子においてチャネルが
形成される状態を説明するための図である。

【図２４】図１９に示したＬＣ素子の渦巻き形状の電極
に沿った断面を示す図である。

【図２５】図１９に示したＬＣ素子の等価回路を示す図
である。

【図２６】図１９に示したＬＣ素子の製造工程を示す図
である。

【図２７】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図２８】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図２９】図２８のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３０】図２８のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図３１】図２８のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図３２】図２８のＤ−Ｄ線拡大断面図である。

【図３３】図２８に示したＬＣ素子の等価回路を示す図
である。

【図３４】図２８に示したＬＣ素子を正弦波発振回路に
適用する場合の具体的構成を示す図である。

【図３５】図２８に示したＬＣ素子の断面構造の部分的
変形例を示す図である。

【図３６】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図３７】図３６に示したＬＣ素子においてチャネルが
形成される状態を説明するための図である。

【図３８】図３６に示したＬＣ素子の断面構造の部分的
変形例を示す図である。

【図３９】図３６に示したＬＣ素子の断面構造の部分的
変形例を示す図である。

【図４０】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図４１】ＬＣ素子の他の変形例を示す図である。

【図４２】ＬＣ素子の他の変形例の概略を示す図であ
る。

【図４３】図４２に示したＬＣ素子の製造工程の一例を
示す図である。

【図４４】図４２に示したＬＣ素子の平面図である。

【図４５】図４２に示したＬＣ素子の製造工程の他の例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 正弦波発振回路 １０ インバータ論理回路 １２ ＬＣ素子 １４ キャパシタ １６ 抵抗 ２０ 第１のスパイラル電極 ２２ 第２のスパイラル電極 ２４，２６，２８，２９ 入出力電極 ３４ ｐ−Ｓｉ基板（ｐ型シリコン基板） ３６ ｐｎ接合層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｂ 5/18 Ｚ 8321−5Ｊ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅するとともに位相反転を
   行う反転増幅器と、 半導体基板上にほぼ並行に形成されて一次および二次捲
   線としての機能を有する２本のインダクタ導体を有し、
   これら２本のインダクタ導体による２本のインダクタと
   それらの間のキャパシタとが分布定数的に形成されてい
   るＬＣ素子と、 を備え、前記反転増幅器の出力側を前記ＬＣ素子の一次
   側に接続するとともに、前記ＬＣ素子の二次側を一次側
   と逆相となるように前記反転増幅器の入力側に接続する
   ことを特徴とする正弦波発振回路。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記反転増幅器をインバータ論理回路により構成するこ
   とを特徴とする正弦波発振回路。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記反転増幅器をソース接地回路あるいはエミッタ接地
   回路により構成することを特徴とする正弦波発振回路。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 同一平面内でほぼ同心状で隣接して配置されており、前
   記２本のインダクタ導体として機能する渦巻き形状の２
   つの電極と、 前記半導体基板の表面近傍であって前記２つの電極に沿
   った位置に形成され、これら２つの電極のいずれか一方
   にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的に接続されており、
   逆バイアス電圧を印加することにより前記キャパシタと
   して動作する渦巻き形状のｐｎ接合層と、 を備えることを特徴とする正弦波発振回路。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体基板を挟んでほぼ対向して配置されており、
   前記２本のインダクタ導体として機能する渦巻き形状の
   ２つの電極と、 前記半導体基板内であって前記２つの電極に挟まれた位
   置に形成され、これら２つの電極のいずれか一方にｐ領
   域が、他方にｎ領域が電気的に接続されており、逆バイ
   アス電圧を印加することにより前記キャパシタとして動
   作する渦巻き形状のｐｎ接合層と、 を備えることを特徴とする正弦波発振回路。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 同一平面内でほぼ平行に隣接して配置されており、前記
   ２本のインダクタ導体として機能する蛇行形状の２つの
   電極と、 前記半導体基板の表面近傍であって前記２つの電極に沿
   った位置に形成され、これら２つの電極のいずれか一方
   にｐ領域が、他方にｎ領域が電気的に接続されており、
   逆バイアス電圧を印加することにより前記キャパシタと
   して動作する蛇行形状のｐｎ接合層と、 を備えることを特徴とする正弦波発振回路。
7. 【請求項７】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体基板を挟んでほぼ対向して配置されており、
   前記２本のインダクタ導体として機能する蛇行形状の２
   つの電極と、 前記半導体基板内であって前記２つの電極に挟まれた位
   置に形成され、これら２つの電極のいずれか一方にｐ領
   域が、他方にｎ領域が電気的に接続されており、逆バイ
   アス電圧を印加することにより前記キャパシタとして動
   作する渦巻き形状のｐｎ接合層と、 を備えることを特徴とする正弦波発振回路。
8. 【請求項８】 請求項４〜７のいずれかにおいて、 前記２つの電極のいずれか一方の長さを他方に比べて短
   く形成することを特徴とする正弦波発振回路。
9. 【請求項９】 請求項４〜８のいずれかにおいて、 前記ｐｎ接合層に印加する逆バイアス電圧を変更するこ
   とにより、前記ＬＣ素子内に分布定数的に形成されるキ
   ャパシタの容量値を変えることを特徴とする正弦波発振
   回路。
10. 【請求項１０】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する渦巻き形状の電極
    と、 前記渦巻き形状の電極と前記半導体基板との間に形成さ
    れた絶縁層と、 前記半導体基板内にあって、前記渦巻き形状の電極に対
    応して形成されるチャネルの両端付近に形成されてソー
    スおよびドレインとして機能する第１および第２の拡散
    領域と、 を備え、前記渦巻き形状の電極とこれに対応して形成さ
    れるチャネルのそれぞれを前記２本のインダクタ導体と
    して使用することを特徴とする正弦波発振回路。
11. 【請求項１１】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する蛇行形状の電極
    と、 前記蛇行形状の電極と前記半導体基板との間に形成され
    た絶縁層と、 前記半導体基板内にあって、前記蛇行形状の電極に対応
    して形成されるチャネルの両端付近に形成されてソース
    およびドレインとして機能する第１および第２の拡散領
    域と、 を備え、前記蛇行形状の電極とこれに対応して形成され
    るチャネルのそれぞれを前記２本のインダクタ導体とし
    て使用することを特徴とする正弦波発振回路。
12. 【請求項１２】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する渦巻き形状の第１
    の電極と、 渦巻き形状の前記第１の電極と前記半導体基板との間に
    形成された絶縁層と、 前記半導体基板表面であって、前記第１の電極と同心状
    で隣接して形成された渦巻き形状の第２の電極と、 前記半導体基板内にあって、渦巻き形状の前記第１の電
    極に対応して形成されるチャネルの両端付近に形成され
    てソースおよびドレインとして機能する第１および第２
    の拡散領域と、 を備え、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成さ
    れるチャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本の
    インダクタ導体として使用することを特徴とする正弦波
    発振回路。
13. 【請求項１３】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 ＭＯＳ構造におけるゲートを形成する蛇行形状の第１の
    電極と、 蛇行形状の前記第１の電極と前記半導体基板との間に形
    成された絶縁層と、 前記半導体基板表面であって、前記第１の電極に沿って
    ほぼ平行に隣接して形成された蛇行形状の第２の電極
    と、 前記半導体基板内にあって、蛇行形状の前記第１の電極
    に対応して形成されるチャネルの両端付近に形成されて
    ソースおよびドレインとして機能する第１および第２の
    拡散領域と、 を備え、蛇行形状の前記第１の電極に対応して形成され
    るチャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本のイ
    ンダクタ導体として使用することを特徴とする正弦波発
    振回路。
14. 【請求項１４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体基板の一方の面側に形成され、ＭＯＳ構造に
    おけるゲートを形成する渦巻き形状の第１の電極と、 渦巻き形状の前記第１の電極と前記半導体基板との間に
    形成された絶縁層と、 前記半導体基板の他方の面側に形成され、前記第１の電
    極とほぼ対向する位置に形成された渦巻き形状の第２の
    電極と、 前記半導体基板内にあって、渦巻き形状の前記第１の電
    極に対応して形成されるチャネルの両端付近に形成され
    てソースおよびドレインとして機能する第１および第２
    の拡散領域と、 を備え、渦巻き形状の前記第１の電極に対応して形成さ
    れるチャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本の
    インダクタ導体として使用することを特徴とする正弦波
    発振回路。
15. 【請求項１５】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体基板の一方の面側に形成され、ＭＯＳ構造に
    おけるゲートを形成する蛇行形状の第１の電極と、 蛇行形状の前記第１の電極と前記半導体基板との間に形
    成された絶縁層と、 前記半導体基板の他方の面側に形成され、前記第１の電
    極とほぼ対向する位置に形成された蛇行形状の第２の電
    極と、 前記半導体基板内にあって、蛇行形状の前記第１の電極
    に対応して形成されるチャネルの両端付近に形成されて
    ソースおよびドレインとして機能する第１および第２の
    拡散領域と、 を備え、蛇行形状の前記第１の電極に対応して形成され
    るチャネルと前記第２の電極のそれぞれを前記２本のイ
    ンダクタ導体として使用することを特徴とする正弦波発
    振回路。
16. 【請求項１６】 請求項１０または１１のいずれかにお
    いて、 前記半導体基板表面近傍であって前記チャネルが形成さ
    れる位置の少なくとも一部に予めキャリアを注入すると
    ともに、前記渦巻き形状あるいは前記蛇行形状の電極に
    対して前記チャネルの長さを長くあるいは短く設定する
    ことにより、渦巻き形状あるいは蛇行形状の前記電極と
    前記チャネルとを部分的に対向させることを特徴とする
    正弦波発振回路。
17. 【請求項１７】 請求項１２〜１５のいずれかにおい
    て、 前記第１および第２の電極のいずれか一方の長さを他方
    に比べて短く形成することにより、渦巻き形状あるいは
    蛇行形状の前記第２の電極と前記チャネルとを部分的に
    対向させることを特徴とする正弦波発振回路。
18. 【請求項１８】 請求項１０〜１５，１７のいずれかに
    おいて、 前記半導体基板表面近傍であって前記チャネルが形成さ
    れる位置に、予めキャリアを注入することを特徴とする
    正弦波発振回路。
19. 【請求項１９】 請求項１０〜１８のいずれかにおい
    て、 前記ゲートを形成する電極に印加するゲート電圧を変更
    することにより、前記チャネルが有する抵抗値を可変に
    制御することを特徴とする正弦波発振回路。
20. 【請求項２０】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体表面に直接あるいは第１の絶縁層を挟んで形
    成された渦巻き形状の第１の電極と、 前記第１の電極の表面に形成された第２の絶縁層と、 前記第１の電極とほぼ対向する位置に前記第２の絶縁層
    を挟んで形成された渦巻き形状の第２の電極と、 を備え、前記第１および第２の電極のそれぞれを前記２
    本のインダクタ導体として使用することを特徴とする正
    弦波発振回路。
21. 【請求項２１】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子は、 前記半導体表面に直接あるいは第１の絶縁層を挟んで形
    成された蛇行形状の第１の電極と、 前記第１の電極の表面に形成された第２の絶縁層と、 前記第１の電極とほぼ対向する位置に前記第２の絶縁層
    を挟んで形成された蛇行形状の第２の電極と、 を備え、前記第１および第２の電極のそれぞれを前記２
    本のインダクタ導体として使用することを特徴とする正
    弦波発振回路。
22. 【請求項２２】 請求項２０または２１において、 前記第２の絶縁層は、前記第１の電極を酸化することに
    より形成された酸化膜であることを特徴とする正弦波発
    振回路。
23. 【請求項２３】 請求項２０または２１において、 前記第２の絶縁層は、化学気相法により形成された半導
    体酸化膜あるいは窒化膜であることを特徴とする正弦波
    発振回路。
24. 【請求項２４】 請求項２０〜２３のいずれかにおい
    て、 前記第１および第２の電極のいずれか一方の長さを他方
    に比べて短く形成することを特徴とする正弦波発振回
    路。
25. 【請求項２５】 請求項１〜２４のいずれかにおいて、 前記ＬＣ素子と前記反転増幅器を共通する前記半導体基
    板上に一体形成することを特徴とする正弦波発振回路。