JPH10224119A

JPH10224119A - 高周波回路およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10224119A
Application number: JP9025053A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Maruhashi; 建一丸橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JP3147019B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型な集積回路等で、一端が短絡されたマイ
クロストリップ線路の実効的な長さを連続的かつ大きく
変えることにより、回路の特性の調整を行うことが可能
な高周波回路およびその製造方法を提供する。【解決手段】マイクロストリップ線路（以下、線路と
略称）１はその一端を主線路と、他端をバイアホール３
ａを通して裏面のグランドと接続され、主線路からみて
所望の整合が得られるように設計されており、整合回路
または整合回路の一部を構成している。調整用マイクロ
ストリップ線路２は線路１と平行に配置され、そのバイ
アホール３ａ側の一端は開放され、その反対側の一端は
バイアホール３ｂを通して裏面のグランドと接続されて
いる。回路の製作後にボンディング点４ａと４ｂを、ボ
ンディング点５ａと５ｂを、さらに必要ならボンディン
グ点６ａと６ｂを接続して、主線路側からみたインピー
ダンスの調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調整可能なマイク
ロストリップ線路を用いた整合回路を有する高周波回路
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波集積回路では、能動デバイスと伝
送線路などから形成される整合回路が一体となって同一
チップ上に形成される。しかしながら、作製プロセスに
起因する能動デバイスの不均一性などや、また設計精度
が不十分であることなどの理由により、集積回路を製造
する上で歩留まりが低いという課題がある。このため、
例えば製作工程後にワイヤボンディングなどにより、整
合回路を調整することが行われている。

【０００３】図８（ａ）に示すようなマイクロストリッ
プ線路を用いた整合回路において、マイクロストリップ
線路３１の近傍にランド３２を設け、マイクロストリッ
プ線路３１との間にワイヤボンディングを施す調整で、
主線路からみたインピーダンスを変化させることができ
る。この場合では、例えば図８（ａ）中のボンディング
点３４ａと３４ｂ間をワイヤボンディングにより接続す
ると、図８（ｂ）のスミスチャート上に示された主線路
からみたある周波数におけるインピーダンスは、Ｐから
Ｈというように変化する。さらに３４ｂと３４ｃの間を
接続するとインピーダンスはＩへ、引き続き３４ｃと３
４ｄと接続するとインピーダンスはＪへと、インピーダ
ンスの位相角Θを増加させる方向に変化する。

【０００４】一方インピーダンスの位相角Θを減少させ
る調整法は、特開平６−３３８７１２号公報に記されて
いる。この方法では、図９（ａ）のマイクロストリップ
線路を用いた整合回路で示すように、一端をキャパシタ
４５ａとバイアホール４３ａを通して裏面のグランド
（図示せず）に接続されたマイクロストリップ線路４１
（以下短絡されたマイクロストリップ線路と称す）と、
その近傍にキャパシタ４５ｂとバイアホール４３ｂを通
して裏面のグランド（図示せず）に接続されたボンディ
ングパッド４２が形成されている。ワイヤボンディング
により、ボンディング点４４ａと４４ｂを接続すると、
主線路からみたインピーダンスは接続前には図９（ｂ）
中のＱであったものが接続後にはＫになる。この原理に
基づき、インピーダンスの位相角Θを減少させることに
より、短絡されたマイクロストリップ線路の実効的な長
さを短くする方向に調整することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図９
（ａ）に示した方法では、短絡されたマイクロストリッ
プ線路の実効的な長さを連続的かつ大きく変えるために
は、数多くのバイアホールが必要となってくる。バイア
ホールは形成プロセス上小さく作ることが難しく、数多
くの調整用バイアホールを集積回路上に形成することは
容易ではない。ひいては集積回路全体の小型化の点でも
問題となる。

【０００６】本発明の目的は、小型な集積回路等で、一
端が短絡されたマイクロストリップ線路の実効的な長さ
を連続的かつ大きく変えることにより、回路の特性の調
整を行うことが可能な高周波回路およびその製造方法を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の高周波回路は、
一端に短絡点と複数の調整点を含む第１の伝送線路と、
前記第１の伝送線路と一部またはすべてが平行に配置さ
れ、前記第１の伝送線路の短絡点とは反対側に短絡点と
複数の調整点を含む第２の伝送線路により構成され、第
１の伝送線路の短絡点と第２の伝送線路の短絡点が接続
され、第１と第２の伝送線路の相対する調整点の接続に
より整合される整合回路を有する。

【０００８】また、本発明の高周波回路は、その第１の
伝送線路の短絡点がＲＦ短絡点であっても良いし、ま
た、第２の伝送線路の短絡点がＲＦ短絡点であっても良
いし、または、第１と第２の伝送線路の短絡点が双方と
もＲＦ短絡点であっても良い。

【０００９】さらに、前記整合回路は、前記第１の伝送
線路と前記第２の伝送線路が同一基板内に含まれる整合
回路であっても良い。

【００１０】また、本発明の高周波発振回路は、前記高
周波回路を有する。

【００１１】また、本発明の高周波回路の製造方法は、
一端に短絡点と複数の調整点を含む第１の伝送線路と、
前記第１の伝送線路の短絡点とは反対側に短絡点と複数
の調整点を含む第２の伝送線路を前記第１の伝送線路と
一部またはすべてを平行に配置し、第１の伝送線路の短
絡点と第２の伝送線路の短絡点を接続して整合回路を製
作する第１の製作工程と、前記第１の伝送線路と前記第
２の伝送線路の相対する調整点を接続して整合回路を調
整する第２の製作工程とより成る。

【００１２】本発明によれば、一端が短絡された第１の
マイクロストリップ線路に対し、第２の調整用マイクロ
ストリップ線路を平行に配置し、さらに第１のマイクロ
ストリップ線路の短絡点と反対側に第２の調整用マイク
ロストリップ線路の短絡点を設けることにより、短絡さ
れたマイクロストリップ線路の実効的な長さを短くする
方向に連続的に調整あるいは選択することができる。こ
こで調整とは所望の特性を得るために第１および第２の
マイクロストリップ線路間の接続を行うことを指し、選
択とは同じ回路で異なった特性を得るため選択的に接続
を行うことをそれぞれ指す。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態
を示すものである。半導体基板上に形成されたマイクロ
ストリップ線路１は一端を主線路と、もう一端をバイア
ホール３ａを通して裏面のグランド（図示せず）と接続
されている。マイクロストリップ線路１は主線路からみ
て所望の整合が得られるように設計されており、整合回
路または整合回路の一部を構成している。調整用マイク
ロストリップ線路２はマイクロストリップ線路１と平行
に配置され、バイアホール３ａ側の一端は開放され、そ
の反対側の一端はバイアホール３ｂを通して裏面のグラ
ンド（図示せず）と接続されている。回路の製作後にボ
ンディング点を接続していない、ボンディング点４ａと
４ｂを接続する、ボンディング点５ａと５ｂを接続す
る、ボンディング点６ａと６ｂを接続するなどにより、
主線路側からみた所望の周波数におけるインピーダンス
を変化させ、調整または選択を行う。

【００１４】図５は、主線路からみた所望周波数のイン
ピーダンスをスミスチャート上に記したものであり、こ
の図を用いてボンディング点の接続とインピーダンスの
関係を説明する。回路の製作後にボンディング点を接続
しない場合には、インピーダンスはＱの位置にある。ボ
ンディング点４ａと４ｂをワイヤボンディングにより接
続するとインピーダンスはＡの位置に、ボンディング点
５ａと５ｂを接続するとＢの位置へ、さらにはボンディ
ング点６ａと６ｂを接続するとＣの位置へと変化してい
く。このように最適なインピーダンスとなるよう調整す
ることができる。説明の便宜上ボンディング点はとびと
びにしか設けていないが、実際には連続的に選ぶことに
よりインピーダンスも連続的に可変することができる。

【００１５】またここではボンディング点の接続法とし
てワイヤボンディングを想定しているが、金リボン等そ
の他の接続法を排除しているわけではない。調整用のマ
イクロストリップ線路の数も限定されるものではない。
さらに、集積回路の製作工程においては、使用するフォ
トマスクを変更することなどの手段で接続点を変えるこ
とにより調整または選択を行うこともできる。

【００１６】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
ものである。この場合、マイクロストリップ線路１は途
中で折れ曲がっており、各々の区間でマイクロストリッ
プ線路と平行に２つの調整用マイクロストリップ線路２
を設けている。図中折れ曲がりの角度は９０度となって
いるが、その他の角度でも何等の支障はない。図２に
は、図１に比べボンディング点７ａ，７ｂおよび８ａ，
８ｂが加えられているが、第１の実施の形態と同じよう
に調整または選択を行う。

【００１７】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
ものである。この場合、マイクロストリップ線路１は途
中で折れ曲がっており、各々の区間で平行となるように
調整用マイクロストリップ線路２を設けている。図中折
れ曲がりの角度は９０度となっているが、その他の角度
でも何等の支障はない。図３には、図１に比べボンディ
ング点７ａ，７ｂおよび８ａ，８ｂが加えられている
が、第１の実施の形態と同じように調整または選択を行
う。

【００１８】図４は、本発明の第４の実施の形態を示す
ものである。マイクロストリップ線路１は一端を主線路
と、もう一端をキャパシタ９ａおよびバイアホール３ａ
を通して裏面のグランド（図示せず）と接続されてい
る。マイクロストリップ線路１は主線路からみて所望の
整合が得られるように設計されており、整合回路または
整合回路の一部を構成している。調整用マイクロストリ
ップ線路２はマイクロストリップ線路１と平行に配置さ
れ、バイアホール３ａ側の一端は開放され、その反対側
の一端はキャパシタ９ｂおよびバイアホール３ｂを通し
て裏面のグランド（図示せず）と接続されている。キャ
パシタ９ａ，９ｂはキャパシタ自体のインピーダンスが
所望周波数にて十分低くなるような容量とし、マイクロ
ストリップ線路１および調整用マイクロストリップ線路
２のキャパシタ接続端でＲＦ短絡点を実現している。ま
たＲＦ短絡点は、キャパシタの代わりに１／４波長の一
端が開放されたマイクロストリップ線路またはラジアル
スタブなどを用いても実現可能である。回路の製作後に
ボンディング点を接続していない、ボンディング点４ａ
と４ｂを接続する、ボンディング点５ａと５ｂを接続す
る、ボンディング点６ａと６ｂを接続するなどにより、
主線路側からみたインピーダンスを変化させ、調整また
は選択を行う。本実施の形態では、マイクロストリップ
線路１および調整用マイクロストリップ線路２のいずれ
の一端もＲＦ短絡点としているが、回路構成によっては
どちらかを短絡点とすることもできる。

【００１９】図６は、本発明の第５の実施の形態を示す
もので、発振回路の例である。電界効果トランジスタ２
１のゲート端子には、マイクロストリップ線路１１ａが
接続されている。マイクロストリップ線路１１ａのもう
一端はキャパシタ２０ａおよびバイアホール１３ａを通
して裏面のグランド（図示せず）に接続されている。ソ
ース端子には、マイクロストリップ線路１１ｂが接続さ
れている。マイクロストリップ線路１１ｂのもう一端は
バイアホール１３ｃを通して裏面のグランド（図示せ
ず）に接続されている。さらにドレイン端子にはマイク
ロストリップ線路で形成された整合回路２２、キャパシ
タ２３を通して出力端子２７が接続された発振器となっ
ている。ゲート端子と接続されたマイクロストリップ線
路１１ａに平行に調整用マイクロストリップ線路１２ａ
が形成されており、本発明の第４の実施の形態と同様に
ゲート端子からみたインピーダンスの調整または選択を
行う。またソース端子と接続されたマイクロストリップ
線路１１ｂに平行に調整用マイクロストリップ線路１２
ｂが形成されており、本発明の第１の実施の形態と同様
にソース端子からみたインピーダンスの調整または選択
を行う。

【００２０】図７は、本発明の第５の実施例における発
振周波数とソース端子に接続されたマイクロストリップ
線路１１ｂに関する調整位置との関係を示す。製作工程
終了後、調整を行なわない場合の発振周波数がＦｑであ
るとする。ボンディング点１４ａと１４ｂをワイヤボン
ディングにより接続すると発振周波数はＦａ、ボンディ
ング点１５ａと１５ｂを接続するとＦｂ、さらにはボン
ディング点と１６ａと１６ｂを接続するとＦｃのように
変化する。この原理に基づき所望の周波数に調整するこ
とが可能となる。同様にマイクロストリップ線路１１ａ
に関する調整も可能である。また発振出力、効率などの
その他の発振特性の観点から調整することもできる。

【００２１】以上の操作により、発振器の動作において
は所望の発振周波数、発振出力、効率などが得られるよ
うに調整または選択を行うことができる。本発明は、発
振器の形式、構成、能動デバイスの種類などを限定せず
広く一般に適用することができる。

【００２２】次に本発明を同じ回路で異なった特性を得
るため選択するために適用する例を図６に示した実施例
５の場合において説明する。この発振器では、ワイヤボ
ンディングを行なわない場合、ボンディング点１４ａと
１４ｂをワイヤボンディングにより接続した場合、ボン
ディング点１５ａと１５ｂを接続した場合、ボンディン
グ点と１６ａと１６ｂを接続した場合で、それぞれ発振
周波数はＦｑ，Ｆａ，ＦｂおよびＦｃと異なる。このよ
うに同一製作工程を経て形成された発振器集積回路で
も、ワイヤボンディングによる結線で異なった発振周波
数で動作させることができる。したがって異なった周波
数で動作する発振器を製作する場合でも、集積回路製作
工程で用いるフォトマスクは共通化され、製作コストの
低減、製作時間の短縮を図ることができる。ここでは発
振器の場合について説明したが、その他の回路における
周波数、利得、出力、効率、歪み、雑音などの諸特性に
ついての選択も可能である。また、ボンディング点で参
照されている接続点は、集積回路作製工程後にワイヤボ
ンディング等により接続される以外にも、集積回路作製
工程の中で蒸着法、スパッタ法または金メッキ法により
接続される方法も考えられる。この場合でも、一部のフ
ォトマスクを変更するだけで良く、製作コストの低減、
製作時間の短縮を図ることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、一端が短絡され
た第１のマイクロストリップ線路に対し、第２の調整用
マイクロストリップ線路を平行に配置し、さらに第１の
マイクロストリップ線路の短絡点と反対側に第２の調整
用マイクロストリップ線路の短絡点を設けることによ
り、マイクロストリップ線路の実効的な長さを短くする
方向に連続的に調整あるいは選択することができること
である。

【００２４】第２の効果は、調整用マイクロストリップ
線路は細く選ぶことができるので、従来バイアホールを
複数並べる場合と比べて、小型な集積回路が実現できる
点である。

【００２５】また、第３の効果は、ボンディング点を連
続的に選択できるので、インピーダンスの変化を連続的
に変化させることが可能となる点である。

【００２６】さらに、第４の効果は、同一製作工程を経
て形成された集積回路でも異なった特性で動作させるこ
とができ、すなわち製作工程で用いるフォトマスクを共
通化することが可能となり、製作コストの低減、製作時
間の短縮を図ることができることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示した高周波回路の構
成図。

【図２】本発明の第２の実施例を示した高周波回路の構
成図。

【図３】本発明の第３の実施例を示した高周波回路の構
成図。

【図４】本発明の第４の実施例を示した高周波回路の構
成図。

【図５】実施例１のボンディング点の接続とインピーダ
ンスの関係を示した図。

【図６】本発明の第５の実施例を示した高周波回路の構
成図。

【図７】実施例５の発振器における発振周波数と調整位
置の関係を示した図。

【図８】第１の従来例の調整法とその場合のインピーダ
ンスの変化を示した図。

【図９】第２の従来例の調整法とその場合のインピーダ
ンスの変化を示した図。

【符号の説明】

１マイクロストリップ線路２調整用マイクロストリップ線路３ａ，３ｂバイアホール４ａ，４ｂボンディング点５ａ，５ｂボンディング点６ａ，６ｂボンディング点７ａ，７ｂボンディング点８ａ，８ｂボンディング点９ａ，９ｂキャパシタ１１ａ，１１ｂマイクロストリップ線路１２ａ，１２ｂ調整用マイクロストリップ線路１３ａ，１３ｂバイアホール１３ｃ，１３ｄバイアホール１４ａ，１４ｂボンディング点１５ａ，１５ｂボンディング点１６ａ，１６ｂボンディング点１７ａ，１７ｂボンディング点１８ａ，１８ｂボンディング点１９ａ，１９ｂボンディング点２０ａ，２０ｂキャパシタ２１電界効果トランジスタ２２整合回路２３キャパシタ２４バイアホール２５バイアス供給線路２６バイアス供給パッド２７出力端子３１マイクロストリップ線路３２ランド３３バイアホール３４ａボンディング点３４ｂボンディング点３４ｃボンディング点３４ｄボンディング点４１マイクロストリップ線路４２ボンディングパッド４３ａ，４３ｂバイアホール４４ａ，４４ｂボンディング点４５ａ，４５ｂキャパシタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に短絡点と複数の調整点を含む第１
の伝送線路と、前記第１の伝送線路と一部またはすべてが平行に配置さ
れ、前記第１の伝送線路の短絡点とは反対側に短絡点と
複数の調整点を含む第２の伝送線路により構成され、第
１の伝送線路の短絡点と第２の伝送線路の短絡点が接続
され、第１と第２の伝送線路の相対する調整点の接続に
より整合される整合回路を有する高周波回路。
【請求項２】一端に短絡点と複数の調整点を含む第１
の伝送線路と、前記第１の伝送線路と一部またはすべてが平行に配置さ
れ、前記第１の伝送線路の短絡点とは反対側にＲＦ短絡
点と複数の調整点を含む第２の伝送線路により構成さ
れ、第１の伝送線路の短絡点と第２の伝送線路のＲＦ短
絡点が接続され、第１と第２の伝送線路の相対する調整
点の接続により整合される整合回路を有する高周波回
路。
【請求項３】一端にＲＦ短絡点と複数の調整点を含む
第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と一部またはすべてが平行に配置さ
れ、前記第１の伝送線路のＲＦ短絡点とは反対側に短絡
点と複数の調整点を含む第２の伝送線路により構成さ
れ、第１の伝送線路のＲＦ短絡点と第２の伝送線路の短
絡点が接続され、第１と第２の伝送線路の相対する調整
点の接続により整合される整合回路を有する高周波回
路。
【請求項４】一端にＲＦ短絡点と複数の調整点を含む
第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と一部またはすべてが平行に配置さ
れ、前記第１の伝送線路のＲＦ短絡点とは反対側にＲＦ
短絡点と複数の調整点を含む第２の伝送線路により構成
され、第１の伝送線路のＲＦ短絡点と第２の伝送線路の
ＲＦ短絡点が接続され、第１と第２の伝送線路の相対す
る調整点の接続により整合される整合回路を有する高周
波回路。
【請求項５】前記整合回路が、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路が同一基板内
に含まれる整合回路を有する請求項１〜４の何れかの請
求項記載の高周波回路
【請求項６】前記高周波回路が、請求項１〜５の何れ
かの請求項記載の高周波回路を有する高周波発振回路。
【請求項７】一端に短絡点と複数の調整点を含む第１
の伝送線路と、前記第１の伝送線路の短絡点とは反対側
に短絡点と複数の調整点を含む第２の伝送線路を前記第
１の伝送線路と一部またはすべてを平行に配置し、第１
の伝送線路の短絡点と第２の伝送線路の短絡点を接続し
て整合回路を製作する第１の製作工程と、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路の相対する調
整点を接続して整合回路を調整する第２の製作工程とよ
り成る高周波回路の製造方法。
【請求項８】前記整合回路を作成する第１の製作工程
が、請求項２〜４の何れかの請求項記載の整合回路を製作す
る第１の製作工程より成る高周波回路の製造方法。