JPS63279620A - 高周波半導体装置 - Google Patents
高周波半導体装置Info
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- JPS63279620A JPS63279620A JP11506387A JP11506387A JPS63279620A JP S63279620 A JPS63279620 A JP S63279620A JP 11506387 A JP11506387 A JP 11506387A JP 11506387 A JP11506387 A JP 11506387A JP S63279620 A JPS63279620 A JP S63279620A
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- JP
- Japan
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- antenna
- semiconductor device
- transistor
- high frequency
- terminal
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、同一半導体基板上にトランジスタとアンテナ
を一体形成した高周波半導体装置に関する。
を一体形成した高周波半導体装置に関する。
従来の技術
近年、ＧａＡｓ等の基板を用いたトランジスタの性能は
飛躍的に向上し３０ＧＨｚ以上の周波数で動作するもの
も報告がなされている。従来これらの素子を用いてマイ
クロ波通信を行う場合には、素子を並列に動作させ出力
電力を上げ、給電線として導波管を用いてアンテナ等に
電力を供給していた。つまり従来の方法は、電力増幅部
と給電線とアンテンナがそれぞれ独立しており、これら
３種類の部材を相互に接続することによりマイクロ波通
信の送信機として機能していた。
飛躍的に向上し３０ＧＨｚ以上の周波数で動作するもの
も報告がなされている。従来これらの素子を用いてマイ
クロ波通信を行う場合には、素子を並列に動作させ出力
電力を上げ、給電線として導波管を用いてアンテナ等に
電力を供給していた。つまり従来の方法は、電力増幅部
と給電線とアンテンナがそれぞれ独立しており、これら
３種類の部材を相互に接続することによりマイクロ波通
信の送信機として機能していた。
しかしながら３０ＧＨｚ以上の高周波においては、素子
を並列に動作させ出力電力を上げることは非常に困難で
、並列による電力の合成率としては低い値しか得られて
いなかった。また、素子の出力電力をアンテナに伝達す
るために用いる導波管はその絶対寸法も大きく装置の小
型化には限界がある。さらに、電力増幅部と給電線とア
ンテンナの接続部における損失も大きく、マイクロ波通
信の大きな障害となっていた。
を並列に動作させ出力電力を上げることは非常に困難で
、並列による電力の合成率としては低い値しか得られて
いなかった。また、素子の出力電力をアンテナに伝達す
るために用いる導波管はその絶対寸法も大きく装置の小
型化には限界がある。さらに、電力増幅部と給電線とア
ンテンナの接続部における損失も大きく、マイクロ波通
信の大きな障害となっていた。
第５図（ａ）及び（ｂ）は、従来の高周波半導体装置を
用いたマイクロ波送信系を示す平面図及びＢ−Ｂ’線に
おける断面図である。第５図（ａ）において高周波半導
体素子を用いた電力増幅部１２から送り出されるマイク
ロ波は、導波管等で構成された給電線１４を介して、ア
ンテナ部１５に供給される。アンテナとしては面積効率
の点から近年では平面アンテナ３を使用することが多い
。
用いたマイクロ波送信系を示す平面図及びＢ−Ｂ’線に
おける断面図である。第５図（ａ）において高周波半導
体素子を用いた電力増幅部１２から送り出されるマイク
ロ波は、導波管等で構成された給電線１４を介して、ア
ンテナ部１５に供給される。アンテナとしては面積効率
の点から近年では平面アンテナ３を使用することが多い
。
第５図（ｂ）は、第５図（ａ）のアンテナ部のＢ−Ｂ′
線における断面図を示すもので平面アンテナ３の構造を
示している。平面アンテナ３は、両面プリント基板１８
の表面側に形成された所定の寸法を有するアンテナパタ
ーンと両面プリント基板１８の裏面の金属膜１９からな
っており、マイクロストリップ線路と等価な構造を有し
ている。両面プリント基板１８の裏面の金属膜１９は、
シャーシー１７に電気的に接続されており、高周波のグ
ランドとして機能する。
線における断面図を示すもので平面アンテナ３の構造を
示している。平面アンテナ３は、両面プリント基板１８
の表面側に形成された所定の寸法を有するアンテナパタ
ーンと両面プリント基板１８の裏面の金属膜１９からな
っており、マイクロストリップ線路と等価な構造を有し
ている。両面プリント基板１８の裏面の金属膜１９は、
シャーシー１７に電気的に接続されており、高周波のグ
ランドとして機能する。
発明が解決しようとする問題点
第５図に示した、従来の高周波半導体装置を用いたマイ
クロ波送信系では一つのアンテナに供給するだけのかな
り大きな電力を得るために、電力増幅部１２において高
周波半導体素子を多数並列に動作させ出力電力を上げな
ければならない。しかしながら、３０ＧＨｚ以上の高い
周波数において素子を並列接続し電力を上げることは非
常に困難で、並列による電力の合成率としては低い値し
か得られていなかった。また、電力増幅部の出力電力を
アンテナに伝達するための給電線として用いられる導波
管はその絶対寸法も大きく装置の小型化には限界があっ
た。さらに、電力増幅部と給電線とアンテンナのそれぞ
れの接続部における損失は高い周波数になればなるほど
太き（なり、マイクロ波通信の大きな障害となっていた
。
クロ波送信系では一つのアンテナに供給するだけのかな
り大きな電力を得るために、電力増幅部１２において高
周波半導体素子を多数並列に動作させ出力電力を上げな
ければならない。しかしながら、３０ＧＨｚ以上の高い
周波数において素子を並列接続し電力を上げることは非
常に困難で、並列による電力の合成率としては低い値し
か得られていなかった。また、電力増幅部の出力電力を
アンテナに伝達するための給電線として用いられる導波
管はその絶対寸法も大きく装置の小型化には限界があっ
た。さらに、電力増幅部と給電線とアンテンナのそれぞ
れの接続部における損失は高い周波数になればなるほど
太き（なり、マイクロ波通信の大きな障害となっていた
。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、同一半導
体基板上にトランジスタとアンテナを一体形成すること
により、大電力化し易くしかも小型で、高周波の損失を
小さ°く抑えることのできる優れた高周波半導体装置を
提供することを目的としている。
体基板上にトランジスタとアンテナを一体形成すること
により、大電力化し易くしかも小型で、高周波の損失を
小さ°く抑えることのできる優れた高周波半導体装置を
提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決する為、同一半導体基板上
にトランジスタとアンテナを一体形成し、トランジスタ
の入力電極または出力電極とアンテナの電極とを、引き
出し電極無しに直接接続、もしくはインピーダンス整合
回路を介して相互に接続する。
にトランジスタとアンテナを一体形成し、トランジスタ
の入力電極または出力電極とアンテナの電極とを、引き
出し電極無しに直接接続、もしくはインピーダンス整合
回路を介して相互に接続する。
作用
本発明は上記した構成により、同一半導体基板上にトラ
ンジスタとアンテナを一体形成しているので、小電力の
出力を有するこのチップを多数並べることで、それぞれ
のチップのアンテナからマイクロ波が電波として放出さ
れ、大電力化の為の電力合成の必要が無くなる。また、
導波管等の外部的接続手段を用いることなしにトランジ
スタとアンテナが同一半導体基板上で相互に接続されて
いるのでマイクロ波通信の送信系の小型化を図ることが
できる。゛さらに、電力増幅部としてのトランジスタと
給電線とアンテンナのそれぞれの接続部における損失は
同一半導体基板上にすべての要素が一体形成されている
ので、著しく小さくなる。
ンジスタとアンテナを一体形成しているので、小電力の
出力を有するこのチップを多数並べることで、それぞれ
のチップのアンテナからマイクロ波が電波として放出さ
れ、大電力化の為の電力合成の必要が無くなる。また、
導波管等の外部的接続手段を用いることなしにトランジ
スタとアンテナが同一半導体基板上で相互に接続されて
いるのでマイクロ波通信の送信系の小型化を図ることが
できる。゛さらに、電力増幅部としてのトランジスタと
給電線とアンテンナのそれぞれの接続部における損失は
同一半導体基板上にすべての要素が一体形成されている
ので、著しく小さくなる。
実施例
第１図は、本発明の高周波半導体装置の第一の実施例を
示す平面図及び断面図である。第１図（ａ）において、
半絶縁性ＧａＡｓ基板１の主面上には、電力増幅機能を
持つトランジスタの領域としてＦＥＴ領域２が、またマ
イクロ波の放出部として平面アンテナ３が同一基板上に
形成される。
示す平面図及び断面図である。第１図（ａ）において、
半絶縁性ＧａＡｓ基板１の主面上には、電力増幅機能を
持つトランジスタの領域としてＦＥＴ領域２が、またマ
イクロ波の放出部として平面アンテナ３が同一基板上に
形成される。
ＦＥＴ領域２に示したＧ、Ｓ、ＤはそれぞれＦＥＴのゲ
ート電極、ソース電極、ドレイン電極を示している。平
面アンテナ３の一端には特定周波数に対して高インピー
ダンスとなり等価的にアンテナからみてオーブン状態と
なるフィルタ一部４が接続されその他端にはＦＥＴのド
レインに直流バイアスを与える端子としてドレインバイ
ス端子５が配置される。他方、ゲート電極Ｇからは外部
との接続のためゲートパッド６°が引き出される。ＦＥ
Ｔのソース電極Ｓは、■溝を基板に形成し裏面ソース電
極７に接続することで接地される。第１図（ｂ）は、第
１図（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。第１図
（ｂ＞において、平面アンテナ３は裏面ソース電極７と
表面に位置する所定の寸法を有するアンテナパターンと
から構成されるマイクロストリップアンテナの一種であ
る。平面アンテナ３の表面の電極は直接ドレイン電極り
に接続され基板のドレイン領域８につながる。以上説明
したように本発明の高周波半導体装置によれば、同一半
導体基板上にトランジスタとアンテナを一体形成し、導
波管等の外部的接続手段を用いることなしにトランジス
タとアンテナが同一半導体基板上で相互に直接接続して
いるのでマイクロ波通信の送信系の小型化を図ることが
できる。さらに、電力増幅部としてのトランジスタと給
電線とアンテンナのそれぞれの接続部における損失は同
一半導体基板上にすべての要素が一体形成されているの
で、著しく小さくなる。
ート電極、ソース電極、ドレイン電極を示している。平
面アンテナ３の一端には特定周波数に対して高インピー
ダンスとなり等価的にアンテナからみてオーブン状態と
なるフィルタ一部４が接続されその他端にはＦＥＴのド
レインに直流バイアスを与える端子としてドレインバイ
ス端子５が配置される。他方、ゲート電極Ｇからは外部
との接続のためゲートパッド６°が引き出される。ＦＥ
Ｔのソース電極Ｓは、■溝を基板に形成し裏面ソース電
極７に接続することで接地される。第１図（ｂ）は、第
１図（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。第１図
（ｂ＞において、平面アンテナ３は裏面ソース電極７と
表面に位置する所定の寸法を有するアンテナパターンと
から構成されるマイクロストリップアンテナの一種であ
る。平面アンテナ３の表面の電極は直接ドレイン電極り
に接続され基板のドレイン領域８につながる。以上説明
したように本発明の高周波半導体装置によれば、同一半
導体基板上にトランジスタとアンテナを一体形成し、導
波管等の外部的接続手段を用いることなしにトランジス
タとアンテナが同一半導体基板上で相互に直接接続して
いるのでマイクロ波通信の送信系の小型化を図ることが
できる。さらに、電力増幅部としてのトランジスタと給
電線とアンテンナのそれぞれの接続部における損失は同
一半導体基板上にすべての要素が一体形成されているの
で、著しく小さくなる。
第２図は本発明の高周波半導体装置の第二の実施例を示
す平面図である。第２図において第１図と等価な構成要
素に対しては同一の番号又は記号を用いる。第２図は平
面アンテナ３へのドレインバイアス端子５の影響を軽減
するために、フィルタ一部４をドレイン電極りに対して
平面アンテナ３の反対側に配置したもので、このような
配置にすることにより平面アンテナ３のマイクロ波放射
パターンの変化を最小限に抑えられ、安定に動作させる
ことができる。
す平面図である。第２図において第１図と等価な構成要
素に対しては同一の番号又は記号を用いる。第２図は平
面アンテナ３へのドレインバイアス端子５の影響を軽減
するために、フィルタ一部４をドレイン電極りに対して
平面アンテナ３の反対側に配置したもので、このような
配置にすることにより平面アンテナ３のマイクロ波放射
パターンの変化を最小限に抑えられ、安定に動作させる
ことができる。
第３図は本発明の高周波半導体装置の第三の実施例を示
す平面図である。第３図において第１図及び第２図と等
価な構成要素に対しては同一の番号又は記号を用いる。
す平面図である。第３図において第１図及び第２図と等
価な構成要素に対しては同一の番号又は記号を用いる。
第３図は、ＦＥＴ１ｊ域２と平面アンテナ３０間にイン
ピーダンス整合部９を設けることで、ＦＥＴの出力イン
ピーダンスとアンテナのインピーダンスを整合させ放射
効率を向上させたものである。
ピーダンス整合部９を設けることで、ＦＥＴの出力イン
ピーダンスとアンテナのインピーダンスを整合させ放射
効率を向上させたものである。
第４図は本発明の高周波半導体装置の第四の実施例を示
す平面図である。第４図において第１図、第２図及び第
３図と等価な構成要素に対しては同一の番号又は記号を
用いる。第４図は、第１図、第２図及び第３図に示した
本発明に代表される、平面アンテナ付き半導体チップ１
３を複数個並列に並べ支持台１１に配置したものである
。電力供給線１０を介して電力増幅部１２から小電力が
供給される。アンテナ付き半導体チップ１３はそれぞれ
トランジスタと平面アンテナとから構成されそれぞれ利
得を有しているので電力増幅部１２から送る電力は小さ
くてすむ。従って電力増幅部１２における電力合成率の
低下を考慮する必要がない。
す平面図である。第４図において第１図、第２図及び第
３図と等価な構成要素に対しては同一の番号又は記号を
用いる。第４図は、第１図、第２図及び第３図に示した
本発明に代表される、平面アンテナ付き半導体チップ１
３を複数個並列に並べ支持台１１に配置したものである
。電力供給線１０を介して電力増幅部１２から小電力が
供給される。アンテナ付き半導体チップ１３はそれぞれ
トランジスタと平面アンテナとから構成されそれぞれ利
得を有しているので電力増幅部１２から送る電力は小さ
くてすむ。従って電力増幅部１２における電力合成率の
低下を考慮する必要がない。
本発明においては、送信系を中心に説明を加えたが、受
信系の入力に適用しても同様の効果が得られることは明
らかである。
信系の入力に適用しても同様の効果が得られることは明
らかである。
発明の効果
以上述べてきた様に、本発明により次の効果がもたらさ
れる。
れる。
（１）同一半導体基板上にトランジスタとアンテナを一
体形成しているので、小電力の出力を有するこのチップ
を多数並べることで、それぞれのチップのアンテナから
マイクロ波が電波として放出され、大電力化の為の電力
合成の必要が無くなる。
体形成しているので、小電力の出力を有するこのチップ
を多数並べることで、それぞれのチップのアンテナから
マイクロ波が電波として放出され、大電力化の為の電力
合成の必要が無くなる。
（２）導波管等の外部的接続手段を用いることなしにト
ランジスタとアンテナが同一半導体基板上で相互に接続
されているのでマイクロ波通信の送゛信系の小型化を図
ることができる。
ランジスタとアンテナが同一半導体基板上で相互に接続
されているのでマイクロ波通信の送゛信系の小型化を図
ることができる。
（３）電力増幅部としてのトランジスタと給電線とアン
テンナのそれぞれの接続部における損失は同一半導体基
板上にすべての要素が一体形成されているので、著しく
小さくなる。
テンナのそれぞれの接続部における損失は同一半導体基
板上にすべての要素が一体形成されているので、著しく
小さくなる。
第１図（ａ）は本発明の高周波半導体装置の第一の実施
例を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ
’線における断面図、第２図は本発明の高周波半導体装
置の第二の実施例を示す平面図、第３図は本発明の高周
波半導体装置の第三の実施例を示す平面図、第４図は本
発明の高周波半導体装置の第四の実施例を示す平面図、
第５図（ａ）は従来の高周波半導体装置を用いたマイク
ロ波送信系の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＢ
−Ｂ’線における断面図である。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、２・・・ＦＥＴ領域、
３・・・平面アンテナ、４・・・フィルタ一部、５・・
・ドレインバイアス端子、６・・・ゲートパッド、７・
・・裏面ソース電極、９・・・インピーダンス整合部、
１０・・・電力供給線、１１・・・支持竿、１２・・・
電力増幅部、１３・・・平面アンテナ付きチップ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 ７裏面ンーズを極 第２図 第 ３ 図 ９ インピーダンス整合部 第４図
例を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ
’線における断面図、第２図は本発明の高周波半導体装
置の第二の実施例を示す平面図、第３図は本発明の高周
波半導体装置の第三の実施例を示す平面図、第４図は本
発明の高周波半導体装置の第四の実施例を示す平面図、
第５図（ａ）は従来の高周波半導体装置を用いたマイク
ロ波送信系の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＢ
−Ｂ’線における断面図である。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、２・・・ＦＥＴ領域、
３・・・平面アンテナ、４・・・フィルタ一部、５・・
・ドレインバイアス端子、６・・・ゲートパッド、７・
・・裏面ソース電極、９・・・インピーダンス整合部、
１０・・・電力供給線、１１・・・支持竿、１２・・・
電力増幅部、１３・・・平面アンテナ付きチップ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 ７裏面ンーズを極 第２図 第 ３ 図 ９ インピーダンス整合部 第４図
Claims (4)
- （１）同一半導体基板上にトランジスタとアンテナが一
体成形されていることを特徴とする高周波半導体装置。 - （２）トランジスタの入力電極または出力電極とアンテ
ナの電極が、引き出し電極無しに直接接続されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高周波半導
体装置。 - （３）トランジスタの入力電極または出力電極とアンテ
ナの電極がインピーダンス整合回路を介して相互に接続
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高周波半導体装置。 - （４）トランジスタの入力または出力のバイアス端子を
、入力電極または出力電極を間にしてアンテナと対称位
置から取り出すことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の高周波半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11506387A JPS63279620A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 高周波半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11506387A JPS63279620A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 高周波半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279620A true JPS63279620A (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14653256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11506387A Pending JPS63279620A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 高周波半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63279620A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996042110A1 (fr) * | 1995-06-08 | 1996-12-27 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Dispositif a semi-conducteurs |
| JP2007273595A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007281305A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Sony Corp | 無線通信用集積回路 |
| JP4776165B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2011-09-21 | アクレオ アーベー | 電気化学的デバイス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182302A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路 |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP11506387A patent/JPS63279620A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182302A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996042110A1 (fr) * | 1995-06-08 | 1996-12-27 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Dispositif a semi-conducteurs |
| JP4776165B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2011-09-21 | アクレオ アーベー | 電気化学的デバイス |
| JP2007273595A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007281305A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Sony Corp | 無線通信用集積回路 |
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