(57)【要約】【課題】本発明は電力利得の温度依存性を低減出来る電力増幅器を提供する。【解決手段】少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続し第１の半導体基板上に配置された第１の増幅回路２と、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続し第２の半導体基板上に配置された第２の増幅回路３から成る多段電力増幅器において、第１の増幅回路２に用いられるバイポーラトランジスタは平面形状が矩形のエミッタ形状を有し、第２の増幅回路３に用いられれバイポーラトランジスタは平面形状が、例えば環状であるエミッタ形状を有し且つベース電極が上記環状エミッタの内側にのみ存在することにより上記課題を解決する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して構成される第１の増幅回路と、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して構成される第２の増幅回路とを、多段接続して有し、
前記第１の増幅回路の有するバイポーラトランジスタは、平面配置として、エミッタ電極の両側にベース電極を有するバイポーラトランジスタであり、
前記第２の増幅回路の有するバイポーラトランジスタは、平面配置として、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有し、且つ前記エミッタ電極が前記ベース電極の少なくとも一部を囲う部分を有するバイポーラトランジスタである、ことを特徴とする電力増幅器モジュール。
【請求項２】
エミッタ電極の両側にベース電極を有する前記第１の増幅回路を構成するバイポーラトランジスタの前記エミッタ電極は、四角形の平面形状を有し、且つ
ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有し、且つ前記エミッタ電極が少なくとも前記ベース電極の一部を囲う部分を有する前記第２の増幅回路を構成するバイポーラトランジスタの前記エミッタ電極は、内部に空間を有し且つ少なくとも曲線部及び直線部のいずれか一者を有して閉じた平面図形を有し、
前記エミッタ電極の平面図形における内部の空間部分に前記ベース電極が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項３】
前記第１の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記ベース電極の平面形状が四角形であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項４】
前記第１の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記ベース電極の平面形状が四角形であることを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項５】
前記第２の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状が環状であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項６】
前記第２の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状が、環状であることを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項７】
前記第２の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状が、環状の一部であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項８】
前記第２の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状が、環状の一部であることを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項９】
前記第１の増幅回路、及び前記第２の増幅回路は各々、別体の半導体基板に構成された増幅回路であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１０】
前記第１の増幅回路、及び前記第２の増幅回路は各々、一つの半導体基板に構成された増幅回路であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１１】
前記第１の増幅回路がドライバー段で、且つ前記第２の増幅回路が出力段であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１２】
前記第２の増幅回路がドライバー段で、且つ前記第１の増幅回路が出力段であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１３】
前記バイポーラトランジスタのエミッタ層がＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＧａＡｌＡｓの群から選ばれた少なくとも一者であることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１４】
前記第２の増幅回路のベース領域が、負の温度係数を有する抵抗体に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１５】
前記第２の増幅回路のベース領域が、負の温度係数を有する抵抗体に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器モジュール。
【請求項１６】
半絶縁性基板の上部に、少なくとも、コレクタ用半導体層、前記コレクタ用半導体層上にベース用半導体層、前記ベース用半導体層上にエミッタ用半導体層を積層して形成する工程、前記エミッタ用半導体層の上部に所望形状のエミッタ電極を形成する工程、前記エミッタ用半導体層をメサ形状に加工しエミッタ領域を形成する工程、前記ベース用半導体層上にベース電極を形成する工程、前記ベース用半導体層を、前記エミッタ領域を平面領域内に含む領域が搭載されたメサ形状に加工しベース領域を形成する工程、及びコレクタ電極を形成する工程とを有し、且つ
前記エミッタ電極、及びベース電極の加工工程において、
第１の増幅回路の有するバイポーラトランジスタ領域に対しては、平面配置として、エミッタ電極の両側にベース電極を有する電極の平面配置として加工すること、
前記第２の増幅回路の有するバイポーラトランジスタ領域に対しては、平面配置として、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有し、且つ前記エミッタ電極が前記ベース電極の少なくとも一部を囲う部分を有する電極の平面配置とされる配置にて加工することを特徴とする電力増幅器モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力利得の温度依存性を低減しつつ且つ高い電力変換効率を可能ならしめる電力増幅器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信機器の需要の急成長に伴い、通信機に用いられる電力増幅器の研究開発が盛んに行われている。移動体通信機用電力増幅器に用いられる半導体トランジスタとしてはヘテロ接合バイポーラトランジスタ（以下、ＨＢＴと略記する）、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと略記する）、ＳｉＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＦＥＴなどがある。この中でＨＢＴは、入出力特性の線形性にすぐれていること、正電源のみで動作し、負電源発生回路・部品が不要であること、出力電力密度が高く、チップ面積が小さくて済むため省スペースかつ低コストであることなどの特徴を有する。このため、移動体通信機用電力増幅器向けトランジスタとして中心的に用いられている。
【０００３】
移動体通信機用電力増幅器の高性能化のためには、その基本デバイスとなるＨＢＴの高性能化が必須である。そのためにはベースコレクタ間容量の低減が必要である。その一手段として環状エミッタ形状ＨＢＴを用いた技術は、例えば、公開公報・特開２００１−１８９３１９号にて知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１８９３１９号公報（段落：０００８、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開２００１−１８９３１９号公報に示された技術には電力利得の温度依存性が大きいと言う難点があった（特許文献１）。図２０は、こうしたＨＢＴ単体での電力利得の温度依存性を測定した結果である。図２０には、環状エミッタを有するＨＢＴ（以下、環状エミッタＨＢＴと略記する）、矩形エミッタを有するＨＢＴ（以下、矩形エミッタＨＢＴと略記する）の各々の結果が、それぞれ線２０、２１にて示されている。環状エミッタＨＢＴ、矩形エミッタＨＢＴともに、総エミッタ面積は約８００μｍ２と等しく設計されている。更に、環状エミッタＨＢＴは、エミッタ面積１３２μｍ２の基本ＨＢＴを６並列接続して成り、矩形エミッタＨＢＴは、エミッタ面積１０８μｍ２の基本ＨＢＴを８並列接続して構成される。測定条件は、コレクタ電圧３．５Ｖ、周波数１．９ＧＨｚである。環状エミッタＨＢＴ、矩形エミッタＨＢＴのそれぞれの電力利得の温度係数は、−０．０１２ｄＢ／℃、−０．００６ｄＢ／℃である。従って、２段構成の電力増幅器を形成した場合、環状エミッタＨＢＴでは電力利得の温度係数が−０．０２４ｄＢ／℃、矩形エミッタＨＢＴでは電力利得の温度変化が−０．０１２ｄＢ／℃となる。
【０００６】
環状エミッタＨＢＴと矩形エミッタＨＢＴの電力利得の温度依存性差は、ベース抵抗の温度依存性に起因する。温度上昇に伴いベース抵抗は増大する。一方、環状エミッタＨＢＴでは、矩形エミッタＨＢＴに比べベース抵抗が大きい。この為、温度変化に伴うベース抵抗の変化量は、環状エミッタＨＢＴの方が矩形エミッタＨＢＴに比べ大きくなる。その結果、環状エミッタＨＢＴでは、温度上昇に伴い整合回路との高周波的な整合ずれが大きくなり電力利得の温度依存性も大きくなる。
【０００７】
こうした背景を踏まえ、本願発明の第１の目的は、電力利得の温度依存性が小さい高性能の電力増幅器を提供することにある。本願発明の第２の目的は、合わせて、電力利得の温度依存性が小さい高性能の電力増幅器の製造方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明の骨子は次の通りである。即ち、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して構成される第１の増幅回路と、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して構成される第２の増幅回路とを、多段接続して有し、前記第１の増幅回路の有するバイポーラトランジスタは、平面配置として、エミッタ電極の両側にベース電極を有するバイポーラトランジスタであり、
前記第２の増幅回路の有するバイポーラトランジスタは、平面配置として、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有するバイポーラトランジスタであることを特徴とする電力増幅器モジュールである。
【０００９】
前記エミッタ電極の両側にベース電極を有する前記第１の増幅回路の有するバイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状は、四角形が代表的な形状である。更には、矩形が多用される。
【００１０】
更に、第２の増幅回路のバイポーラトランジスタは、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有し、且つ前記エミッタ電極が少なくとも前記ベース電極の一部を囲う部分を有するのが通例である。このバイポーラトランジスタの前記エミッタ電極の平面形状は、内部に空間を有し且つ少なくとも曲線部及び直線部のいずれか一者を有して閉じた平面図形、或いはこの閉じた平面図形の一部の形状を有するのが一般的である。
【００１１】
そして、前記エミッタ電極の平面図形における内部の空間部分に、前記ベース電極が配置される。
【００１２】
この第２の増幅回路の有する、バイポーラトランジスタのエミッタ電極の平面形状が環状或いは環状の一部形状が代表的である。前述したように、この環状として、閉じた多角形の外形形状でも良い。
【００１３】
尚、前記第１の増幅回路、及び前記第２の増幅回路は各々、別体の半導体基板に構成しても良いし、又、一つの半導体基板に構成しても良い。それは全体のモジュールの設計諸要請事項によって選定される。
【００１４】
又、前記第１或いは第２の各増幅回路を、電力増幅器モジュールにおけるドライバー段あるいは出力段のいずれに用いるかも全体のモジュールの設計諸要請事項によって選定して十分である。
【００１５】
尚、前記バイポーラトランジスタのエミッタ層材料の代表例は、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＧａＡｌＡｓの群から選ばれた少なくとも一者である。
【００１６】
本発明の第２目的を達成するために、エミッタ電極の形成、エミッタメサの形成、ベース電極の形成、ベースメサの形成、コレクタ電極の形成の工程を順次経て製造したものである。より具体的にその工程を例示すれば、以下の通りである。
【００１７】
半絶縁性基板の上部に、少なくとも、コレクタ用半導体層、前記コレクタ用半導体層上にベース用半導体層、前記ベース用半導体層上にエミッタ用半導体層を積層して形成する工程、前記エミッタ用半導体層の上部に所望形状のエミッタ電極を形成する工程、前記エミッタ用半導体層をメサ形状に加工しエミッタ領域を形成する工程、前記ベース用半導体層上にベース電極を形成する工程、前記ベース用半導体層を、前記エミッタ領域を平面領域内に含む領域が搭載されたメサ形状に加工しベース領域を形成する工程、及びコレクタ電極を形成する工程とを有し、且つ前記エミッタ電極、及びベース電極の加工工程において、次の特徴を有するものである。
【００１８】
即ち、第１の増幅回路の有するバイポーラトランジスタ領域に対しては、平面配置として、エミッタ電極の両側にベース電極を有する電極の平面配置とされる。一方、前記第２の増幅回路の有するバイポーラトランジスタ領域に対しては、平面配置として、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極が順次配置された部分を有し、且つ前記エミッタ電極が前記ベース電極の少なくとも一部を囲う部分を有する電極の平面配置とされる配置にて加工する。これら各電極の平面形状及び配置に関しては、モジュール構造の説明と同様である。
【００１９】
こうして、本願発明は、絶縁性或いは半絶縁性基板に形成された半導体素子を用いて電力増幅器モジュールを構成する際の制約下、電力利得の温度依存性を十分低減しつつ、高い電力変換効率を可能ならしめることが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
具体的な実施の形態を例示するに先立って、本願発明のより具体的な態様を列挙する。
【００２１】
本発明の第１の目的を達成するために、本発明に係わる電力増幅器では少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続した第１の増幅回路と、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続した第２の増幅回路から成る多段電力増幅器において、第１の増幅回路に用いられるバイポーラトランジスタの平面形状を矩形のエミッタ形状とし、第２の増幅回路に用いられるバイポーラトランジスタを平面形状が環状のエミッタ形状とし且つベース電極が上記環状エミッタの内側にのみ存在するようにしたものである。
【００２２】
又、本発明の第１の目的を達成するために、本発明に係わる電力増幅器では少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続した第１の増幅回路と、少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続した第２の増幅回路から成る多段電力増幅器において、第１の増幅回路に用いられるバイポーラトランジスタの平面形状を矩形のエミッタ形状とし、第２の増幅回路に用いられバイポーラトランジスタの平面形状を環状形状の一部であるエミッタ形状とし且つベース電極が上記環状エミッタの内側にのみ存在するようにしたものである。
【００２３】
又、本発明の第１の目的を達成するために、本発明に係わる電力増幅器では少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して成る増幅回路において、バイポーラトランジスタの平面形状が環状であるエミッタ形状を有し、ベース電極が上記環状エミッタの内側にのみ存在し、且つベースを負の温度係数を有する抵抗体と接続してベース抵抗の温度変化を打ち消したものである。
【００２４】
又、本発明の第１の目的を達成するために、本発明に係わる電力増幅器では少なくとも１個以上のバイポーラトランジスタを並列接続して成る増幅回路において、バイポーラトランジスタを並列接続して成る増幅回路において、バイポーラトランジスタの平面形状が環状形状の一部であるエミッタ形状を有し、ベース電極が上記環状形状の一部であるエミッタの内側にのみ存在し、且つベースを負の温度係数を有する抵抗体と接続してベース抵抗の温度変化を打ち消したものである。
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態を示す電力増幅器、及び電力増幅器の製造方法に関し図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する場合には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
＜実施の形態１＞
本実施の形態１の電力増幅器を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態を示す電力増幅器のブロック構成図である。本例は、２段構成の電力増幅器である。図中、符号２、３はそれぞれ第１の増幅回路、第２の増幅回路であり、又、符号４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ入力整合回路、段間整合回路、出力整合回路である。増幅される高周波信号は、端子２２から本電力増幅器に入力され、上記整合回路４ａ、４ｂ、４ｃ、増幅回路２、３を介して増幅された後、端子２３から出力される。
【００２７】
図２１、図２２は、各々、代表的な電力増幅器モジュールの実装状態を示す断面図及び平面図である。実装基板６０に半導体素子５１、及び受動素子５２が搭載される。符号５４は導体層を示し、半導体素子５１との電気信号接続を構成する。この例では複数の実装基板６０、６１、及び６２が積層されて用いられている。尚、半導体素子５１が前記した電力増幅器である。
【００２８】
上記第１の増幅回路２の回路図を図２に示す。エミッタ面積１０８μｍ２の基本ＨＢＴ５を８並列接続して成る。図２には、この基本ＨＢＴ５の部分を点線で囲って示した。又、増幅回路２の平面構造を図３に、更に、図３におけるＡＡ’に沿った断面構造を図４に示す。ここで、符号１８、７、８、９、１０、１９はそれぞれ、エミッタコンタクト層、ＩｎＧａＰエミッタ層、ＧａＡｓベース層、ＧａＡｓコレクタ層、ＧａＡｓサブコレクタ層、ＧａＡｓ基板である。又、符号１２、１３、１５はそれぞれエミッタ電極、ベース電極、コレクタ電極である。更に、符号１１、１６、１４はそれぞれ各基本ＨＢＴを接続するエミッタ配線、ベース配線、コレクタ配線である。
【００２９】
基本ＨＢＴの詳細平面図を図５に示す。この例は、エミッタ形状が矩形であるＨＢＴである。半絶縁性ＧａＡｓ基板上に形成されたＧａＡｓサブコレクタ１０上に各部が搭載される。符号９はコレクタ領域であり、平面的に、この中央には矩形のエミッタ電極１２がエミッタコンタクト層１８上に形成されている。図４の断面図に見られるように、このエミッタコンタクト層１８の下部にエミッタ層７が形成されている。エミッタ電極１２の両側の矩形領域がベース電極１３、符号８として見られるのがベース領域である。コレクタ領域９の両側に存在する矩形領域がコレクタ電極１５である。
【００３０】
上記第２の増幅回路３の回路図を図６に示す。この例は、エミッタ面積１３２μｍ２の基本ＨＢＴ６を２８並列接続して成る。図６には、この基本ＨＢＴ６の部分を点線で囲って示してある。増幅回路３の平面構造を図７に、更に、図７のＢＢ’に沿った断面構造を図８に示す。ここで、符号１８、７、８、９、１０、１９はそれぞれ、エミッタコンタクト層、ＩｎＧａＰエミッタ層、ＧａＡｓベース層、ＧａＡｓコレクタ層、ＧａＡｓサブコレクタ層、ＧａＡｓ基板である。又、符号１２、１３、１５はそれぞれエミッタ電極、ベース電極、コレクタ電極である。更に、符号１１、１６、１４は、それぞれ各基本ＨＢＴを接続するエミッタ配線、ベース配線、コレクタ配線である。
【００３１】
基本ＨＢＴの詳細平面図を図９に示す。図３に示す例と異なり、この基本ＨＢＴの例は、エミッタ形状が環状である。更に、この例では、ベース電極が環状エミッタの内側にのみ存在するＨＢＴである。ＧａＡｓ基板上に形成されたＧａＡｓサブコレクタ１０上に各部が搭載される。符号９は円形のコレクタ領域であり、平面的に、この中央には環状のエミッタ電極１２がエミッタコンタクト層１８上に形成されている。図８の断面図に見られるように、このエミッタコンタクト層１８の下部にエミッタ層７が形成されている。環状のエミッタ電極１２の内側にベース電極１３が配置されている。符号８として見られるのがベース領域である。コレクタ領域９の大部分を囲って存在する領域がコレクタ電極１５である。
【００３２】
尚、本実施形態の電力増幅器では第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴは、図９に示した如く円形の環状エミッタＨＢＴを代表例として示したが、図１０に示す環状の一部領域の形状であるエミッタ形状を有し且つベース電極がこの環状の一部形状であるエミッタの内側にのみ存在するＨＢＴでも良い。
【００３３】
更に、図１１に示す多角形のエミッタ形状ＨＢＴでも良い。図１１の例は、具体的には四角形であるが、その他の多角形も用い得る。ＨＢＴの各部の配置は、図９の例を同様であるので詳細説明は省略する。
【００３４】
即ち、第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴは、エミッタの形状が、環状或いは環状の一部の形状、或いは、多角形などの形状であり、ベース電極がこのエミッタ領域の内側にのみ存在すれば良い。
【００３５】
又、本実施形態の電力増幅器では、第１の増幅回路２がドライバー段で、第２の増幅回路３が出力段の場合を示したが、図１２に示す如く第１の増幅回路２が出力段で、第２の増幅回路３がドライバー段でも同じ効果を有する。但し、この場合各々の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴの並列数は調整する必要がある。
【００３６】
又、本実施形態の電力増幅器に用いられるバイポーラトランジスタとしてＩｎＧａＰエミッタＨＢＴを例として示したが、本発明では、これ以外にＡｌＧａＡｓエミッタＨＢＴ、ＩｎＰ基板を用いたＩｎＰエミッタＨＢＴ、ＩｎＧａＡｌＡｓエミッタＨＢＴなど広範囲のＨＢＴを用いることが出来る。
【００３７】
又、増幅回路２と増幅回路３は同一半導体基板上に形成しても良く、更には、整合回路４ａ、４ｂ、４ｃも増幅回路２、増幅回路３が形成されている基板上に形成しても良い。
【００３８】
＜実施の形態２＞
本例を用いて、電力増幅器の製造方法を図面を参照して説明する。
【００３９】
図１３（ａ）から図１４（ｈ）は電力増幅器の製造方法を製造工程に従って示した装置の断面図である。本例は、２段構成の電力増幅器の例である。図中、符号２４、２５は、それぞれ第１の増幅回路の形成部分、第２の増幅回路の形成部分を示している。以下、基本ＨＢＴに関して主に説明する。本例は、第１の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴは矩形エミッタ形状ＨＢＴ、第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴは環状エミッタ形状ＨＢＴである。
【００４０】
始めに、半絶縁性ＧａＡｓ基板１９上に、ｎ型ＧａＡｓサブコレクタ層（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．６μｍ）１０、ｎ型ＧａＡｓコレクタ層（Ｓｉ濃度１×１０１６ｃｍ−３、膜厚０．８μｍ）９、ｐ型ＧａＡｓベース層（Ｃ濃度４×１０１９ｃｍ−３、膜厚９０ｎｍ）８、ｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層（ＩｎＰモル比０．５、Ｓｉ濃度３×１０１７ｃｍ−３、膜厚３０ｎｍ）７、ｎ型ＩｎＧａＡｓエミッタコンタクト層（ＩｎＡｓモル比０．５、Ｓｉ濃度１×１０１９ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ）１８を、有機金属気相エピタキシー法により成長する（図１３（ａ））。
【００４１】
その後、高周波スパッタ法を用いてＷＳｉ（Ｓｉモル比０．３、膜厚０．３μｍ）１２をウエハ全面に堆積し（図１３（ｂ））、このＷＳｉ層をホトリソグラフィー及びＣＦ４を用いたドライエッチングにより加工し、エミッタ電極１２を形成する（図１３（ｃ））。
【００４２】
その後、ｎ型ＩｎＧａＡｓエミッタコンタクト層１８及びｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層７を所望形状に加工し、エミッタ領域を形成する（図１３（ｄ））。加工方法の例は次の通りである。ホトリソグラフィー及びエッチング液（エッチング液の組成例：リン酸：過酸化水素水：水＝１：２：４０）を用いたウェットエッチングにより、ｎ型ＩｎＧａＡｓエミッタコンタクト層１８の不要領域を除去する。続いて、塩酸を用いたウェットエッチングによりｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層７の不要領域を除去する。
【００４３】
その後、通例のリフトオフ法を用いて、Ｔｉ（膜厚５０ｎｍ）／Ｐｔ（膜厚５０ｎｍ）／Ａｕ（膜厚２００ｎｍ）ベース電極１３を形成する（図１３（ｅ））。
【００４４】
その後、ホトリソグラフィー及びエッチング液（エッチング液の組成例：リン酸：過酸化水素水：水＝１：２：４０）を用いたウェットエッチングにより、ｐ型ＧａＡｓベース層８を除去してベース領域を形成する。更に、ｎ型ＧａＡｓコレクタ層９までエッチングを施し、ｎ型ＧａＡｓサブコレクタ層１０を露出させる（図１４（ｆ））。
【００４５】
その後、通例のリフトオフ法により、コレクタ電極１５を形成し、３５０℃にて３０分間アロイを施す（図１４（ｇ））。コレクタ電極１５の構成は、ＡｕＧｅ（膜厚６０ｎｍ）／Ｎｉ（膜厚１０ｎｍ）／Ａｕ（膜厚２００ｎｍ）の積層体である。
【００４６】
最後に、素子間分離用のアイソレーション溝２０を形成する。更に、基本ＨＢＴ間のエミッタ電極同士、ベース電極同士、コレクタ電極同士を接続する配線を形成する（図１４（ｈ））。尚、前記の各配線は図示を省略した。
【００４７】
又、ＨＢＴの各部の平面形状は実施の形態１に説明した通り、各種形態で実施し得ることは言うまでも無い。ここでは、この点の詳細説明も省略する。
【００４８】
＜実施の形態３＞
本例では本発明を用いた各種ＨＢＴを組み合わせて構成した電力増幅器の例を説明する。
【００４９】
図１５は、２段構成の電力増幅器の例を示すブロック構成図である。図中、符号２、３は、それぞれ第１の増幅回路、第２の増幅回路である。又、符号４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ入力整合回路、段間整合回路、出力整合回路である。増幅される高周波信号は端子２２から本電力増幅器に入力され、上記整合回路４ａ、４ｂ、４ｃ、増幅回路２、３を介して増幅された後、端子２３から出力される。
【００５０】
第１の増幅回路２は実施の形態１で説明した如き平面形状が矩形形状エミッタＨＢＴを６並列接続して成る。
【００５１】
第２の増幅回路３は実施の形態１で説明した如き平面形状が環状形状エミッタＨＢＴあるいは環状形状の一部であるエミッタを有するＨＢＴを２８並列接続して成るりベース配線１６に直列に抵抗体１７を接続する（図１７）。この抵抗体の例はＷＳｉＮである。その室温における抵抗値は１０Ωである。この抵抗体１７は図１８に示した様に各基本ＨＢＴごとに導入しても良い。この場合、ＷＳｉＮ抵抗体の室温における値は２８０Ωである。本実施形態におけるＷＳｉＮ抵抗体の抵抗値は一例であり、要求される電力増幅器の仕様により異なる。
【００５２】
＜本発明の特性＞
本発明によって得られる特性及び効果を図面を持って説明する。
【００５３】
図１８及び図１９は、それぞれ本発明の電力増幅器の特性、及び従来技術の特性を比較して示すものである。測定条件は周波数１．９ＧＨｚ、コレクタ電圧３．４Ｖ、周囲温度は−２０℃から＋８５℃の範囲である。
【００５４】
図１８は、従来技術の電力増幅器の電力利得と出力電力の関係を示したものである。図１８に見られるように、周囲温度が−２０℃から＋８５℃の範囲で変化すると電力利得は３．３ｄＢ変化する。一方、本発明の電力増幅器の電力利得と出力電力の関係は図１９に示されている。図１９に見られるように、周囲温度が−２０℃から＋８５℃の範囲で変化した場合、電力利得変化は２．９ｄＢに低減されている。即ち、本発明によれば電力利得の温度変化が０．４ｄＢ改善される。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、電力利得の温度依存性が小さい高性能の電力増幅器を提供することが出来る。又、本発明の別な側面によれば、電力利得の温度依存性が小さい高性能の電力増幅器の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態である電力増幅器を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第１の増幅回路の例を示す回路図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第１の増幅回路の例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第１の増幅回路の例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第１の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴの例を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路の例を示す回路図である。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路の例を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路の例を示す装置の断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴの例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴの例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路に用いられる基本ＨＢＴの例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の製造方法を工程順に示す装置の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施の形態である電力増幅器の製造方法の図１３に続く工程を工程順に示す装置の断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の他の実施の形態である電力増幅器の例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の他の実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路の例を示す平面図である。
【図１７】図１７は、本発明の他の実施の形態である電力増幅器の第２の増幅回路の例を示す平面図である。
【図１８】図１８は、従来構造の電力増幅器の特性の温度依存性の測定結果を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の電力増幅器の特性の温度依存性の測定結果を示す図である。
【図２０】図２０は、単体ＨＢＴの電力利得の温度依存性の測定結果を示す図である。
【図２１】図２１は、代表的な電力増幅器モジュールの実装を示す断面図である。
【図２２】図２２は、代表的な電力増幅器モジュールの実装を示す平面図である。
【符号の説明】
１：電力増幅器、２：第１の増幅回路、３：第２の増幅回路、４ａ：入力整合回路、４ｂ：段間整合回路、４ｃ：出力整合回路、５：基本ＨＢＴ、６：基本ＨＢＴ、７：エミッタ層、８：ベース層、９：コレクタ層、１０：サブコレクタ層、１１：エミッタ配線、１２：エミッタ電極、１３：ベース電極、１４：コレクタ配線、１５：コレクタ電極、１６：ベース配線、１７：抵抗体、１８：エミッタコンタクト層、１９：半絶縁性ＧａＡｓ基板、２０：環状エミッタ単体ＨＢＴ電力利得の温度依存性、２１：矩形エミッタ単体ＨＢＴ電力利得の温度依存性、２２：高、波信号入力端子、２３：高周波信号出力端子、２４：第１の増幅回路形成領域、２５：第２の増幅回路形成領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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