JPH08250901A - バイアス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コスト化を図るとともに抵抗トリミング作業
の時間短縮を図る。 【構成】ＧａＡｓ基板１上にはＭＭＩＣ高周波回路２と
バイアス回路３が形成されている。ＭＭＩＣ高周波回路
２にはＴＥＭＴ等の能動素子４や高周波信号伝送線路
５，６等が備えられ、高周波信号を増幅して出力する。
バイアス回路３は抵抗体１４と後調整用線路１５との並
列回路１６が３つ直列に接続されている。後調整用線路
１５は、その厚さが高周波信号伝送線路５，６の厚さよ
り薄く、かつ、幅も狭くなっている。３つの後調整用線
路１５のうちの任意の後調整用線路１５がレーザにて溶
断され、能動素子４に対し所望のバイアス電圧が印加さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波信号を処理す
るモノリシックＩＣ（ＭＭＩＣ）におけるＦＥＴ等の能
動素子に直流バイアスを供給するバイアス回路、特に後
調整が必要なバイアス回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＭＭＩＣにおけるバイアス回路の後調整
の方法が実開昭６４−４７１１７号公報に開示されてい
る。この技術を図８を用いて説明する。基板３０上には
アンプや発振器等のＭＭＩＣ高周波回路３１が設けられ
るとともにバイアス回路３２が設けられている。バイア
ス回路３２には、高周波の漏れを防ぐための高周波短絡
素子３３と、バイアス値を決める抵抗体３４およびエア
ブリッジ３５が設けられている。そして、バイアス電圧
を後調整する際には、予め抵抗体３４を跨ぐ形で取り付
けておいたエアブリッジ３５を取り除くことで、抵抗値
の調整（トリミング）を行い入力電圧( 一定電圧ＶC ）
に対し所望のバイアス値を設定することができる。

【０００３】又、他の後調整方法として、バイアス調整
用の線路をレーザで溶断する方法も考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示し
たエアブリッジによる方法では、ＭＭＩＣ線路プロセス
にエアブリッジ形成プロセスを追加する必要があるため
コストアップを招いてしまう。

【０００５】又、バイアス調整用の線路をレーザで溶断
する方法では、ＭＭＩＣ用の線路はＡｕなどの熱伝導率
の高い材料で作られているためレーザ照射による熱が線
路を伝わって拡散し、加工時間が長くなってしまう。

【０００６】そこで、この発明の目的は、低コスト化を
図るとともに抵抗トリミング作業の時間短縮を図ること
ができるバイアス回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高周波信号処理素子および高周波信号伝送線路が形
成された基板上に設けられ、一端側に定電圧が印加され
るとともに他端側が前記高周波信号処理素子と電気的に
接続された抵抗体と、前記基板上ににおいて前記抵抗体
と並列に接続され、前記高周波信号伝送線路の断面積よ
りも小さな断面積を有し、レーザにて溶断可能な後調整
用線路とを備えたバイアス回路をその要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における前記後調整用線路の厚さを高周波信号伝
送線路の厚さよりも薄くすることにより断面積を小さく
したバイアス回路をその要旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における前記後調整用線路の幅を高周波信号伝送
線路の幅よりも狭くすることにより断面積を小さくした
バイアス回路をその要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、高周波信号処理
素子および高周波信号伝送線路が形成された基板上に設
けられ、一端側に定電圧が印加されるとともに他端側が
前記高周波信号処理素子と電気的に接続された抵抗体
と、前記基板上において前記抵抗体と並列に接続され、
前記高周波信号伝送線路の熱伝導率よりも低い材料にて
構成され、レーザにて溶断可能な後調整用線路とを備え
たバイアス回路をその要旨とする。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明における前記高周波信号伝送線路の材料はＡｕで
あり、後調整用線路の材料はＮｉであるバイアス回路を
その要旨とする。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、後調整用線路
をレーザにて溶断する際に、レーザ照射により後調整用
線路が加熱され、その熱が逃げようとするが、後調整用
線路の断面積が高周波信号伝送線路の断面積よりも小さ
くなっているので、熱が逃げにくく、短時間で溶断に必
要な温度に加熱でき、溶断が速やかに行われる。又、エ
アブリッジを用いることなく抵抗値調整が行われ、その
ため、コストアップを招くこともない。このようにして
抵抗値が調整され、高周波信号処理素子へ所望のバイア
ス電圧が印加される。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、後調整用線路の厚さを高周
波信号伝送線路の厚さよりも薄くすることにより断面積
を小さくしているので、成膜の際の膜厚を調整する等の
通常のＩＣ製造技術を用いて容易に熱が逃げにくい構造
とすることができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、後調整用線路の幅を高周波
信号伝送線路の幅よりも狭くすることにより断面積を小
さくしているので、マスクパターンを変更する等の通常
のＩＣ製造技術を用いて容易に熱が逃げにくい構造とす
ることができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、後調整用
線路をレーザにて溶断する際に、レーザ照射により後調
整用線路が加熱され、その熱が逃げようとするが、後調
整用線路の材料として高周波信号伝送線路の熱伝導率よ
りも低いものを用いているので、熱が逃げにくく、短時
間で溶断に必要な温度に加熱でき、溶断が速やかに行わ
れる。又、エアブリッジを用いることなく抵抗値調整が
行われ、そのため、コストアップを招くこともない。こ
のようにして抵抗値が調整され、高周波信号処理素子へ
所望のバイアス電圧が印加される。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の作用に加え、高周波信号伝送線路の材料
はＡｕであり、バイアス回路の後調整用線路の材料はＮ
ｉであるので、通常のＩＣ製造の際によく使われる材料
を用いて容易に熱が逃げにくい構造とすることができ
る。

【００１７】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に従って説明する。

【００１８】図１は本発明のバイアス回路を利用したＭ
ＭＩＣの平面図、即ち、基板を上から見た図を示す。図
２には図１のＡ−Ａ断面を示す。ＧａＡｓ基板１上には
ＭＭＩＣ高周波回路２とバイアス回路３が形成されてい
る。ＭＭＩＣ高周波回路２は、高周波信号処理素子とし
てのＨＥＭＴ等の能動素子４を備えている。能動素子４
には信号入力用の高周波信号伝送線路（高周波線路配
線）５が接続されるとともに、信号出力用の高周波信号
伝送線路（高周波線路配線）６が接続されている。高周
波信号伝送線路５，６は幅がＷ１の帯状をなし、直線的
に延びている。図２に示すように、高周波信号伝送線路
５，６は、ＧａＡｓ基板１上に配置された下層配線７
と、その上に配置された上層配線８とからなる。下層配
線７はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの積層体よりなり、厚さが
約０．３μｍである。又、上層配線８はＡｕよりなり、
厚さが２０〜３０μｍである。

【００１９】図１において、高周波信号伝送線路５にお
ける能動素子４の近接位置にはコイルやコンデンサの代
用になる分布定数素子９が接続されている。又、高周波
信号伝送線路６における能動素子４の近接位置にはコイ
ルやコンデンサの代用になる分布定数素子１０が接続さ
れている。

【００２０】本実施例では、この能動素子４と高周波信
号伝送線路５，６と分布定数素子９，１０にて増幅器
（アンプ）を構成している。尚、ＭＭＩＣ高周波回路２
は、アンプの例で説明するが、発振器やミキサや周波数
変換器等であってもよい。

【００２１】そして、高周波信号が高周波信号伝送線路
５を通して能動素子４に入力され、増幅された高周波信
号が高周波信号伝送線路６を通して出力される。高周波
信号伝送線路５にはバイアス回路３の配線１１が延び、
この配線１１の先端には定電圧入力端子としてのパッド
１２が設けられている。パッド１２にボンディングワイ
ヤを介して定電圧Ｖc （例えば、−０．１ボルト）が印
加されるようになっている。配線１１における高周波信
号伝送線路５側には高周波短絡素子１３が設けられ、こ
の高周波短絡素子１３は高周波の漏れを防ぐためのもの
である。

【００２２】配線１１におけるバッド１２側には、抵抗
体１４と後調整用線路（トリミング用線路）１５との並
列回路１６が、３つ直列に配置されている。図３には並
列回路１６の拡大平面図を示すとともに、図４には図３
のＢ−Ｂ断面図を示す。抵抗体１４はＴｉの薄膜よりな
り、帯状に形成されている。この抵抗体１４はバイアス
値を決定するためのものである。後調整用線路１５は、
ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの積層体よりなり、厚さが約０．
３μｍで、かつ、幅がＷ２の帯状をなしている。後調整
用線路１５の幅Ｗ２は前記高周波信号伝送線路５，６の
幅Ｗ１よりも狭いものである。

【００２３】このように、後調整用線路１５は、厚さが
約０．３μｍであり高周波信号伝送線路５，６の厚さの
２０〜３０μｍより薄く、かつ、幅Ｗ２も高周波信号伝
送線路５，６の幅Ｗ１より狭くなっており、後調整用線
路１５の断面積は高周波信号伝送線路５，６の断面積よ
りも小さくなっている。

【００２４】尚、配線１１も高周波信号伝送線路５，６
と同様に、下層配線と上層配線にて構成されている。こ
こで、ＭＭＩＣにおける高周波信号伝送線路５，６と後
調整用線路１５との製造方法を簡単に説明しておく。

【００２５】ＧａＡｓ基板１上にＡｕＧｅおよびＮｉ，
Ａｕを約０．３μｍ蒸着し、リフトオフにより、高周波
信号伝送線路５，６の形成領域と後調整用線路１５の形
成領域に下層配線を形成する。そして、その上にパッシ
ベーション膜（保護膜）を堆積する。さらに、高周波信
号伝送線路５，６の形成領域のみに、コンタクトホール
を明け、蒸着とリフトオフによりＡｕ薄膜（ただし、Ｔ
ｉを含有する）を形成した後、さらに、この上にＡｕを
メッキ工程により２０〜３０μｍ堆積して上層配線を形
成する。

【００２６】このようにして、下層配線と上層配線とか
らなる高周波信号伝送線路５，６の形成の際に、後調整
用線路形成領域での上層配線工程を省くことにより下層
配線のみからなる後調整用線路１５が形成される。

【００２７】次に、バイアス回路３でのバイアス値の調
整方法を説明する。ＧａＡｓ基板１上にＭＭＩＣ高周波
回路２およびバイアス回路３を含めた全回路を形成した
後に、オンウェハで回路の特性を測定し、所望の性能に
なるバイアス条件を決める。そして、図５，６に示すよ
うに、任意の後調整用線路１５をレーザビームＬｂにて
溶断してバイアス抵抗調整を行う。この後調整用線路１
５をレーザにて溶断する際に、レーザ照射により後調整
用線路１５が加熱され、その熱が逃げようとするが、後
調整用線路１５の断面積が高周波信号伝送線路５，６の
断面積よりも小さくなっているので、、レーザ照射時に
発生する熱が逃げにくく、短時間で溶断に必要な温度に
加熱でき、溶断が速やかに行われる。

【００２８】これにより、並列回路１６の抵抗値は後調
整用線路１５の溶断前にはほぼ「０」であるが、後調整
用線路１５を溶断した後は、並列回路１６の抵抗値は、
抵抗体１４の抵抗値となる。

【００２９】このようにして３つの並列回路１６におけ
る任意の数の後調整用線路１５がレーザにて溶断されて
バイアス抵抗調整が行われる。その結果、ＭＭＩＣ高周
波回路２の能動素子４には定電圧Ｖc （例えば、−０．
１ボルト）に対し調整抵抗値による調整後の所定バイア
スが印加される。

【００３０】このように本実施例では、高周波信号伝送
線路５，６に比べ後調整用線路１５の厚さを薄くし、か
つ線幅も狭くすることにより後調整用線路１５を高周波
信号伝送線路５，６の断面積よりも小さくして、熱が逃
げにくい構成とし、レーザトリミングによる後調整に必
要な時間が大幅に短縮できる。つまり、エアブリッジを
形成するための特別な加工技術を用いていないのでコス
トアップせずに、かつ、抵抗トリミングを短時間で行う
ことができる。

【００３１】又、後調整用線路１５は、ＭＭＩＣの下層
配線（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ：約０．３μｍ）をそのま
ま利用し、上層メッキ配線工程をその部分だけ省略する
ことで高周波信号伝送線路（Ａｕ：２０〜３０μｍ）
５，６よりも断面積を小さくしているので、通常のＭＭ
ＩＣプロセスを変更する必要がなく、コストアップを招
かない。即ち、線路を薄くすることは、マスクの修正だ
けで実現でき新たに工程を追加する必要はなくコストが
アップすることもない。

【００３２】さらに、後調整用線路１５の断面積を高周
波信号伝送線路５，６の断面積よりも小さくすべく、後
調整用線路１５の線幅を狭くしたが、この線路を細くす
ることは、マスクの変更で対応でき、コストアップとは
ならない。

【００３３】尚、後調整用線路１５の断面積を小さくし
たので、後調整用線路１５の抵抗値が高周波信号伝送線
路５，６よりも大きくなるが、Ｔｉの抵抗がはるかに大
きいため実用上の問題にはならない。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。

【００３４】図７には本実施例のＭＭＩＣの平面図を示
す。本実施例では、後調整用線路１７の断面積を高周波
信号伝送線路５，６の断面積と等しくするとともに、後
調整用線路１７の材料として、高周波信号伝送線路５，
６の熱伝導率よりも低い材料を用いている。より具体的
には、高周波信号伝送線路５，６をＡｕにて形成すると
ともに、後調整用線路１７をＮｉにて形成している。

【００３５】よって、後調整用線路１７をレーザにて溶
断する際に、レーザ照射により後調整用線路１７が加熱
され、その熱が逃げようとするが、後調整用線路１７の
材料として高周波信号伝送線路５，６の熱伝導率よりも
低いものを用いているので、熱が逃げにくく、短時間で
溶断に必要な温度に加熱でき、溶断が速やかに行われ
る。このようにしてバイアス回路３の抵抗値が調整さ
れ、能動素子４へ所望のバイアス電圧が印加される。

【００３６】又、後調整用線路１７の材料としてＭＭＩ
Ｃ製造プロセスで一般的によく使用されているＮｉを用
いているので、製造コストは変わらない。このように製
造コストを上げることなくレーザ加工による後調整を可
能にし後調整工程の時間を大幅に短縮できる。

【００３７】この発明の他の態様として次のように実施
してもよい。前記第１実施例では、後調整用線路１５の
厚さを高周波信号伝送線路５，６の厚さよりも薄くし、
かつ、後調整用線路１５の幅を高周波信号伝送線路５，
６の幅よりも狭くすることにより、断面積を小さくした
が、後調整用線路１５の厚さを高周波信号伝送線路５，
６の厚さと同一とし、後調整用線路１５の幅を高周波信
号伝送線路５，６の幅よりも狭くすることにより断面積
を小さくしたり、あるいは、後調整用線路１５の幅を高
周波信号伝送線路５，６の幅と同一とし、後調整用線路
１５の厚さを高周波信号伝送線路５，６の厚さよりも薄
くすることにより断面積を小さくしてもよい。

【００３８】又、前記第１実施例では、後調整用線路１
５と高周波信号伝送線路５，６とは同一材料（Ａｕ）を
用い、かつ、後調整用線路１５の断面積を高周波信号伝
送線路５，６の断面積よりも小さくし、また、第２実施
例では、後調整用線路１７の断面積と高周波信号伝送線
路５，６の断面積とを等しくし、かつ、後調整用線路１
７を高周波信号伝送線路５，６の熱伝導率よりも小さな
材料にて構成したが、後調整用線路の断面積を高周波信
号伝送線路の断面積よりも小さくし、かつ、後調整用線
路を高周波信号伝送線路の熱伝導率よりも小さな材料に
て構成してもよい。

【００３９】又、抵抗体１４の材質はＴｉの他にも、抵
抗率の高い材料なら他のものでもよい。又、上記各実施
例では抵抗体１４と後調整用線路１５（１７）との並列
回路１６を３つ配置したが、１つのみでもよい。あるい
は、並列回路１６を２つ直列に接続してもよい。さら
に、並列回路１６を４つ以上設けてもよい。並列回路１
６の数を増やすことにより、より細かいバイアス調整が
可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、低コスト化を図るとともに抵抗トリミング
作業の時間短縮を図ることができる優れた効果を発揮す
る。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、通常のＩＣ製造技術を用い
て容易に断面積の縮小化を図ることができる。請求項３
に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に
加え、通常のＩＣ製造技術を用いて容易に断面積の縮小
化を図ることができる。

【００４２】請求項４に記載の発明によれば、低コスト
化を図るとともに抵抗トリミング作業の時間短縮を図る
ことができる。請求項５に記載の発明によれば、請求項
４に記載の発明の効果に加え、よく使われる材料を用い
て容易に熱伝導率の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のバイアス回路を利用したＭＭＩＣ
の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】並列回路の拡大平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】レーザトリミングを説明するための並列回路の
拡大平面図。

【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。

【図７】第２実施例のバイアス回路を利用したＭＭＩＣ
の平面図。

【図８】従来のバイアス回路を利用したＭＭＩＣの平面
図。

【符号の説明】

１…ＧａＡｓ基板、３…バイアス回路、４…高周波信号
処理素子としての能動素子、５…高周波信号伝送線路、
６…高周波信号伝送線路、１４…抵抗体、１５…後調整
用線路、１７…後調整用線路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 邦彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波信号処理素子および高周波信号伝
   送線路が形成された基板上に設けられ、一端側に定電圧
   が印加されるとともに他端側が前記高周波信号処理素子
   と電気的に接続された抵抗体と、 前記基板上において前記抵抗体と並列に接続され、前記
   高周波信号伝送線路の断面積よりも小さな断面積を有
   し、レーザにて溶断可能な後調整用線路とを備えたこと
   を特徴とするバイアス回路。
2. 【請求項２】 前記後調整用線路の厚さを高周波信号伝
   送線路の厚さよりも薄くすることにより断面積を小さく
   した請求項１に記載のバイアス回路。
3. 【請求項３】 前記後調整用線路の幅を高周波信号伝送
   線路の幅よりも狭くすることにより断面積を小さくした
   請求項１に記載のバイアス回路。
4. 【請求項４】 高周波信号処理素子および高周波信号伝
   送線路が形成された基板上に設けられ、一端側に定電圧
   が印加されるとともに他端側が前記高周波信号処理素子
   と電気的に接続された抵抗体と、 前記基板上において前記抵抗体と並列に接続され、前記
   高周波信号伝送線路の熱伝導率よりも低い材料にて構成
   され、レーザにて溶断可能な後調整用線路とを備えたこ
   とを特徴とするバイアス回路。
5. 【請求項５】 前記高周波信号伝送線路の材料はＡｕで
   あり、後調整用線路の材料はＮｉである請求項４に記載
   のバイアス回路。