(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、
逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断するステップリカバリダイオードと、
前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子およびカソード側入力端子を有する制御信号入力端部と、
前記アノード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのアノードとを接続するアノード側配線と、
前記カソード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのカソードとを接続するカソード側配線と、
前記アノード側配線および前記カソード側配線における、前記制御信号入力端部および前記ステップリカバリダイオードの間に、前記ステップリカバリダイオードと並列に接続された並列コンデンサと
を備え、
前記ステップリカバリダイオード、前記アノード側配線、前記カソード側配線、および、前記並列コンデンサは、同一の基板上に一体形成され、
前記アノード側配線および前記カソード側配線は、前記基板の面上において平行して延伸し、
前記カソード側配線は、前記アノード側配線を挟んで設けられ、前記アノード側配線と平行して延伸するカソード側第１配線およびカソード側第２配線を有し、
前記並列コンデンサは、
前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線との間を接続するカソード側電極と、
前記アノード側配線における、前記カソード側電極に対して前記基板の厚さ方向に対向する位置に設けられたアノード側電極と、
前記カソード側電極と前記アノード側電極との間に設けられた誘電体層と、
を有し、
前記ステップリカバリダイオードは、
前記基板の厚さ方向に積層され、中間に空乏層が形成されるアノード側半導体層およびカソード側半導体層と、
前記アノード側配線における、前記アノード側半導体層と電気的に接触する延伸方向の部分であるアノードと、
前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線をそれぞれ前記カソード側半導体層に電気的に接続する第１カソードおよび第２カソードと、
を有する
パルス発生回路。
【請求項２】
前記並列コンデンサは、前記アノード側配線および前記カソード側配線における、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから同一距離の位置に接続される
請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項３】
前記並列コンデンサは、
前記カソード側電極は、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線との間を、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから同一距離の位置において接続するカソード側電極用配線上に設けられ、
前記アノード側電極は、前記アノード側配線における、前記延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから前記カソード側電極用配線と同一距離の位置に設けられる
請求項１または２に記載のパルス発生回路。
【請求項４】
前記アノード側配線における前記アノードとして用いられる前記延伸方向の区間の配線幅は、前記アノード側配線における前記アノード側電極と前記アノードとの間の配線の配線幅より小さい請求項１から３の何れかに記載のパルス発生回路。
【請求項５】
前記ステップリカバリダイオードは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ダイオードである請求項１から４の何れかに記載のパルス発生回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス発生回路およびその製造方法に関する。特に本発明は、ステップリカバリダイオードを用いたパルス発生回路およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力される制御信号に基づいて急峻なエッジを有するパルス信号を発生するパルス発生回路として、ステップリカバリダイオードを用いるものが開示されている（特許文献１参照。）。このようなパルス発生回路は、制御信号によりステップリカバリダイオードに逆バイアスを印加されると、所定の時間の後にステップリカバリダイオードが逆方向電流を遮断することにより、急激な電圧変化を生じ、パルス信号のエッジを生成する。
【特許文献１】特開２００４−１７９９１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のパルス発生回路は、急峻なエッジを有するパルス信号を発生できるため、例えば試験装置において被試験デバイスが出力する信号をサンプリングするためのサンプリングパルスを発生するために用いられる。近年、デバイスの高速化に伴い、より急峻なエッジを有するパルス信号を、小さい時間間隔、すなわち高い周波数帯域で発生させることが求められている。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるパルス発生回路およびその製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の形態によると、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断するステップリカバリダイオードと、前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子およびカソード側入力端子を有する制御信号入力端部と、前記アノード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのアノードとを接続するアノード側配線と、前記カソード側入力端子と前記ステップリカバリダイオードのカソードとを接続するカソード側配線と、前記アノード側配線および前記カソード側配線における、前記制御信号入力端部および前記ステップリカバリダイオードの間に、前記ステップリカバリダイオードと並列に接続された並列コンデンサとを備え、前記ステップリカバリダイオード、前記アノード側配線、前記カソード側配線、および、前記並列コンデンサは、同一の基板上に一体形成され、前記アノード側配線および前記カソード側配線は、前記基板の面上において実質的に平行して延伸するパルス発生回路を提供する。
【０００６】
前記並列コンデンサは、前記アノード側配線および前記カソード側配線における、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから実質的に同一距離の位置に接続されてもよい。
【０００７】
前記カソード側配線は、前記アノード側配線を挟んで設けられ、前記アノード側配線と実質的に平行して延伸するカソード側第１配線およびカソード側第２配線を有し、前記並列コンデンサは、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線との間を、当該配線の延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから実質的に同一距離の位置において接続するカソード側電極用配線上に設けられたカソード側電極と、前記アノード側配線における、前記延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから前記カソード側電極用配線と同一距離の位置に設けられたアノード側電極とを有してもよい。
【０００８】
前記アノード側電極および前記カソード側電極は、誘電体層を挟んで前記基板の厚さ方向に対向して設けられてもよい。
【０００９】
前記ステップリカバリダイオードは、半導体層と、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線をそれぞれ前記半導体層に電気的に接続する第１カソードおよび第２カソードとを有し、前記アノード側配線は、前記半導体層と電気的に接触する延伸方向の区間を前記アノードとして有してもよい。
【００１０】
前記アノード側配線における前記アノードとして用いられる前記延伸方向の区間の配線幅は、前記アノード側配線における前記アノード側電極と前記アノードとの間の配線の配線幅より小さくてもよい。
【００１１】
前記ステップリカバリダイオードは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ダイオードであってもよい。
【００１２】
本発明の第２の形態によると、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路の製造方法であって、基板上の一部の領域に、ステップリカバリダイオードのアノードおよびカソード間の半導体層を形成する半導体層形成段階と、前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子から前記パルス信号の出力端子へ向かって延伸し、延伸方向において前記半導体層と電気的に接触する区間をアノードとして有し、前記アノード側入力端子および前記アノードの間にコンデンサのアノード側電極を有するアノード側配線を形成するアノード側配線形成段階と、前記アノード側電極の上に、前記コンデンサの誘電体層を形成する誘電体層形成段階と、前記アノード側配線を挟んで前記アノード側配線と実質的に平行して延伸するカソード側第１配線およびカソード側第２配線を形成するカソード側配線形成段階とを備え、前記カソード側配線形成段階は、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線における、前記延伸方向において前記ステップリカバリダイオードから実質的に同一距離の位置を電気的に接続し、前記誘電体を挟んで前記アノード側電極に対向するカソード側電極を形成するカソード側電極形成段階と、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線を、それぞれ前記半導体層に電気的に接続する第１カソードおよび第２カソードを形成するカソード形成段階とを有する製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の形態によると、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路の製造方法であって、基板上の一部の領域に、ステップリカバリダイオードのアノードおよびカソード間の半導体層を形成する半導体層形成段階と、実質的に平行して延伸するカソード側第１配線およびカソード側第２配線と、カソード側第１配線およびカソード側第２配線の延伸方向における前記半導体層から実質的に同一距離の位置において前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線を電気的に接続するカソード側電極と、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線をそれぞれ前記半導体層に電気的に接続する第１カソードおよび第２カソードとを形成するカソード側配線形成段階と、前記カソード側電極の上に、コンデンサの誘電体層を形成する誘電体層形成段階と、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線の間において、前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子から前記パルス信号の出力端子へ向かって、前記カソード側第１配線および前記カソード側第２配線と実質的に平行して延伸し、延伸方向において前記半導体層と電気的に接触する区間をアノードとして有し、前記誘電体を挟んで前記カソード側電極に対向するアノード側電極を有するアノード側配線を形成するアノード側配線形成段階とを備える製造方法を提供する。
【００１４】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、急峻なエッジを有するパルス信号を、広い周波数帯域で発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るパルス発生回路１０の回路構成を示す。パルス発生回路１０は、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生する。本実施形態に係るパルス発生回路１０は、急峻なエッジを有するパルス信号を、広い周波数帯域で発生させることを目的とする。
【００１８】
パルス発生回路１０は、ステップリカバリダイオード１００と、制御信号入力端部１１０と、アノード側配線１４０と、カソード側配線１５０と、コンデンサ１６０と、コンデンサ１７０と、パルス信号出力端部１８０とを備える。ステップリカバリダイオード１００は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断する。本実施形態に係るステップリカバリダイオード１００は、高速にパルス信号を発生させることを目的として、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ダイオードを用いる。これに代えて、ステップリカバリダイオード１００は、ＧａＡｓプロセス以外のプロセスにより実現されてもよい。
【００１９】
制御信号入力端部１１０は、ステップリカバリダイオード１００に印加する制御信号を入力する端部である。制御信号入力端部１１０は、ステップリカバリダイオード１００のアノード側のアノード側入力端子１２０と、ステップリカバリダイオード１００のカソード側のカソード側入力端子１３０を有する。アノード側配線１４０は、アノード側入力端子１２０とステップリカバリダイオード１００のアノードとを接続する。より具体的には、アノード側配線１４０は、アノード側入力端子１２０とコンデンサ１６０のアノード側の電極とを接続する配線１４２と、コンデンサ１６０のアノード側の電極とステップリカバリダイオード１００のアノードとを接続する配線１４４と、ステップリカバリダイオード１００のアノードとコンデンサ１７０とを接続する配線１４６と、コンデンサ１７０とアノード側出力端子１８５とを接続する配線１４８とを有する。
【００２０】
カソード側配線１５０は、接地配線として用いられ、カソード側入力端子１３０とステップリカバリダイオード１００のカソードとを接続する。より具体的には、カソード側配線１５０は、カソード側入力端子１３０とコンデンサ１６０のカソード側の電極とを接続する配線１５２と、コンデンサ１６０のカソード側での電極とステップリカバリダイオード１００のカソードとを接続する配線１５４と、ステップリカバリダイオード１００のカソードとカソード側出力端子１９０とを接続する配線１５６とを有する。
【００２１】
コンデンサ１６０は、本発明に係る並列コンデンサの一例であり、アノード側配線１４０およびカソード側配線１５０における、制御信号入力端部１１０およびステップリカバリダイオード１００の間に、ステップリカバリダイオード１００と並列に接続される。コンデンサ１７０は、一方の電極が配線１４６に接続され、他方の電極が配線１４８に接続される。パルス信号出力端部１８０は、パルス発生回路１０が発生したパルス信号を出力する端部である。パルス信号出力端部１８０は、ステップリカバリダイオード１００のアノード側のアノード側出力端子１８５と、ステップリカバリダイオード１００のカソード側のカソード側出力端子１９０とを有する。
【００２２】
次に、パルス発生回路１０の動作を示す。
まず、カソード側入力端子１３０の基準電位０Ｖに対し、正の基準電圧Ｖｐ［Ｖ］から負の基準電圧Ｖｎ［Ｖ］へと立ち下がる制御信号が制御信号入力端部１１０のアノード側入力端子１２０に入力される。この制御信号は、配線１４２および配線１４４を介してステップリカバリダイオード１００のアノードに伝播する。ここで、ステップリカバリダイオード１００は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の経過前は低抵抗となり、逆方向電流を流す。このため、ステップリカバリダイオード１００のアノード側の電位はＶｎとならず、配線１４４のインピーダンスおよびステップリカバリダイオード１００の抵抗値で定まる電圧Ｖｎ１［Ｖ］となる。このＶｎ１は、一例として｜Ｖｎ−Ｖｎ１｜＞＞｜Ｖｎ１｜となる値をとる。
【００２３】
次に、所定の時間が経過すると、ステップリカバリダイオード１００は、逆方向電流を遮断する。この結果、ステップリカバリダイオード１００のアノード側の電圧は、急速にＶｎ［Ｖ］となり、Ｖｎ１［Ｖ］からＶｎ［Ｖ］への立下りエッジが生成される。配線１４４は、この電圧波形をコンデンサ１６０に伝播する。コンデンサ１６０は、この電圧波形を反射し、反転した電圧波形として配線１４４を介してステップリカバリダイオード１００のアノード側へ伝播する。これにより、ステップリカバリダイオード１００のアノード側において、Ｖｎ１からＶｎへの急峻な立下りエッジを有する電圧波形と、当該電圧波形を反転した、｜Ｖｎ１｜から｜Ｖｎ｜への急峻な立ち上がりエッジを有する電圧波形とが、パルス信号として合成される。このパルス信号の幅は、ステップリカバリダイオード１００およびコンデンサ１６０の間の配線１４４の長さによって定まる。
【００２４】
コンデンサ１７０は、当該パルス信号の直流成分を除去して交流成分を配線１４８へ通過させる。この結果、パルス信号出力端部１８０は、当該パルス信号を出力する。
【００２５】
図２は、本実施形態に係るパルス発生回路１０の上面図を示す。本実施形態において、パルス発生回路１０のステップリカバリダイオード１００、アノード側配線１４０、カソード側配線１５０、および、コンデンサ１６０は、一例として同一の基板２００上に一体形成される。そして、アノード側配線１４０およびカソード側配線１５０は、基板２００の面上において、パターン形成上の誤差を除き実質的に平行して延伸する。
【００２６】
本実施形態において、カソード側配線１５０は、アノード側配線１４０を挟んで設けられ、アノード側配線１４０と実質的に平行して延伸するカソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１を有する。そして、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１が接地され、中央のアノード側配線１４０により制御信号およびパルス信号を伝播する。便宜上アノード側配線１４０の入力側の端部をアノード側入力端子１２０とし、カソード側配線１５０の入力側の端部をカソード側入力端子１３０（１３０ａ〜ｂ）としたが、当該配線は外部の回路により出力された制御信号を伝播する配線と一体に形成されてよい。同様にアノード側配線１４０の出力側の端部をアノード側出力端子１８５とし、カソード側配線１５０の出力側の端部をカソード側出力端子１９０（１９０ａ〜ｂ）としたが、当該配線は外部の回路にパルス信号を伝播する配線と一体に形成されてもよい。
【００２７】
カソード側第１配線２５０は、配線１５２に対応する配線２５２と、配線１５４に対応する配線２５４と、配線１５６に対応する配線２５６とを含む。カソード側第２配線２５１は、配線１５２に対応する配線２５３と、配線１５４に対応する配線２５５と、配線１５６に対応する配線２５７とを含む。
【００２８】
コンデンサ１６０は、カソード側電極２０５と、アノード側電極２１０と、誘電体層２２０とを有し、アノード側配線１４０およびカソード側配線１５０における、当該配線１４２の延伸方向においてステップリカバリダイオード１００から実質的に同一距離の位置に接続される。
【００２９】
カソード側電極２０５は、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１との間を、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１の延伸方向においてステップリカバリダイオード１００から実質的に同一距離の位置において接続するカソード側電極用の配線上に設けられる。アノード側電極２１０は、アノード側配線１４０における、延伸方向においてステップリカバリダイオード１００からカソード側電極用配線と同一距離の位置に設けられる。そして、カソード側電極２０５およびアノード側電極２１０は、誘電体層２２０を挟んで基板２００の厚さ方向に対向して設けられる。
【００３０】
ステップリカバリダイオード１００は、カソード側半導体層２６０と、空乏層２６１（図３（ｂ）参照）と、アノード側半導体層２６２と、第１カソード２７０と、第２カソード２７１と、アノード２８０とを有する。カソード側半導体層２６０、空乏層２６１およびアノード側半導体層２６２の組は、本発明に係る半導体層の一例である。カソード側半導体層２６０は、第１カソード２７０および第２カソード２７１に電気的に接続され、空乏層２６１を介してステップリカバリダイオード１００のアノード２８０と接触するアノード側半導体層２６２に接続される。空乏層２６１は、カソード側半導体層２６０およびアノード側半導体層２６２の間に設けられる。アノード側半導体層２６２は、ステップリカバリダイオード１００のアノード２８０に電気的に接続され、空乏層２６１を介してカソード側半導体層２６０に接続される。カソード側半導体層２６０およびアノード側半導体層２６２のそれぞれは、ステップリカバリダイオード１００を構成するための少なくとも１つの半導体層からなる。例えば、カソード側半導体層２６０はｎ型の半導体層を含んでよく、アノード側半導体層２６２はｐ型の半導体層を含んでもよい。
カソード側半導体層２６０およびアノード側半導体層２６２は、順方向電圧が印加された場合に順方向電流を流す。一方、逆方向電圧が印加された場合には、所定の時間が経過するまで逆方向電流を流した後、逆方向電流を遮断する。
【００３１】
第１カソード２７０は、カソード側第１配線２５０における配線２５４および配線２５６の境界部を、カソード側半導体層２６０に電気的に接続する。第２カソード２７１は、カソード側第２配線２５１における配線２５５および配線２５７の境界部を、カソード側半導体層２６０に電気的に接続する。アノード２８０は、アノード側配線１４０上の、アノード側半導体層２６２と電気的に接触する延伸方向の区間として設けられる。ここで、アノード側配線１４０におけるアノード２８０として用いられる延伸方向の区間の配線幅は、アノードに要求される配線幅であってよく、アノード側配線１４０の他の部分の配線幅と異なってもよい。本実施形態に係る当該配線幅は、一例として、アノード側配線１４０におけるアノード側電極２１０とアノード２８０との間の配線１４４の配線幅より小さい。
【００３２】
コンデンサ１７０は、配線１４６に接続される電極２９７（図３（ｃ）参照）と、配線１４８に接続される電極２９０と、誘電体層２９５とを有する。電極２９７および電極２９０は、誘電体層２９５を挟んで基板２００の厚さ方向に対向して設けられる。
【００３３】
以上において、配線２５２および配線２５４と、配線２５３および配線２５５と、配線１４２および配線１４４とは、互いに実質的に同一の配線幅となるように形成される。これにより、制御信号入力端部１１０およびコンデンサ１６０の間における配線１４２および配線１５２と、コンデンサ１６０およびステップリカバリダイオード１００の間における配線１４４および配線１５４とは実質的に同一の特性インピーダンスを有することができ、配線１４２および配線１５２と配線１４４および配線１５４との境界部分で制御信号を反射するのを防ぐことができる。
【００３４】
なお、本実施形態に係るパルス発生回路１０は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の基板２００上に形成され、ＧａＡｓプロセスによるステップリカバリダイオード１００を有する。これにより、パルス発生回路１０は、急峻なエッジを有するパルス信号を生成することができる。また、パルス発生回路１０は、基板２００上に一体形成することにより、配線１４４を例えば数ｍｍ等の長さとすることができる。これにより、パルス発生回路１０は、例えば数十ｐｓから数百ｐｓ等の短いパルスを発生させることができる。
【００３５】
図３は、本実施形態に係るパルス発生回路１０の断面図を示す。
図３（ａ）は、図２におけるコンデンサ１６０のＡＡ'断面を示す。基板２００上にアノード側電極２１０が形成され、アノード側電極２１０の上に誘電体層２２０が形成される。そして、誘電体層２２０の上に、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１の間のカソード側電極用配線が形成され、当該カソード側電極用配線におけるアノード側電極２１０と対向する位置にカソード側電極２０５が形成される。なお、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１と、カソード側電極２０５との間は、エアブリッジ構造の配線により接続されてよい。
【００３６】
図３（ｂ）は、図２におけるステップリカバリダイオード１００のＢＢ'断面を示す。基板２００上にカソード側半導体層２６０が形成され、カソード側半導体層２６０の上に、空乏層２６１およびアノード側半導体層２６２が形成される。そして、アノード側半導体層２６２の上を通るようにアノード側配線１４０が形成され、アノード側配線１４０におけるアノード側半導体層２６２と電気的に接触する部分がアノード２８０として用いられる。そして、カソード側半導体層２６０におけるアノード２８０のカソード側第１配線２５０側の上面とカソード側第１配線２５０とを電気的に接続する第１カソード２７０と、カソード側半導体層２６０におけるアノード２８０のカソード側第２配線２５１側の上面とカソード側第２配線２５１とを電気的に接続する第２カソード２７１とが形成される。
【００３７】
図３（ｃ）は、図２におけるコンデンサ１７０のＣＣ'断面を示す。基板２００上に配線１４６の端部である電極２９７が形成され、その上を覆う誘電体層２９５が形成される。そして、誘電体層２９５の上に、アノード側出力端子１８５が形成されることにより、アノード側出力端子１８５における電極２９７と対向する電極２９０が形成される。
【００３８】
以上に示したパルス発生回路１０は、以下に示す製造方法により製造される。
まず、半導体層形成段階において、基板２００上の一部の領域に、ステップリカバリダイオード１００のアノードおよびカソード間のカソード側半導体層２６０、空乏層２６１およびアノード側半導体層２６２を形成する。次に、アノード側配線形成段階において、アノード側配線１４０を形成する。このアノード側配線形成段階において、アノード側配線１４０の一部として、ステップリカバリダイオード１００に印加する制御信号を入力するアノード側入力端子１２０からパルス信号のアノード側出力端子１８５へ向かって延伸し、延伸方向においてアノード側半導体層２６２と電気的に接触する区間をアノード２８０として有し、アノード側入力端子１２０およびアノード２８０の間にコンデンサ１６０のアノード側電極２１０を有するように形成される。この際、アノード側配線１４０のアノード側出力端子１８５側の端部には、コンデンサ１７０の電極２９７が形成される。
【００３９】
次に、誘電体層形成段階において、アノード側電極２１０の上に、コンデンサ１６０の誘電体層２２０を形成する。また、電極２９７の上に、誘電体層２９５を形成する。次に、カソード側配線形成段階において、アノード側配線１４０を挟んでアノード側配線１４０と実質的に平行して延伸するカソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１を形成する。このカソード側配線形成段階は、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１における、延伸方向においてステップリカバリダイオード１００から実質的に同一距離の位置を電気的に接続し、誘電体を挟んでアノード側電極２１０に対向するカソード側電極２０５を形成するカソード側電極形成段階と、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１を、それぞれカソード側半導体層２６０に電気的に接続する第１カソード２７０および第２カソード２７１を形成するカソード形成段階とを有し、カソード側電極と、第１カソード２７０および第２カソード２７１を一体に形成する。また、カソード側配線形成段階において、電極２９０を端部に有する配線１４８を併せて形成してもよい。
【００４０】
図４は、本実施形態に係るパルス発生回路１０により発生されるパルス信号のレベルの一例を示す。
従来のパルス発生回路においては、例えばＳｉプロセスによるステップリカバリダイオード１００を用いていた。したがって、ＧａＡｓプロセスのステップリカバリダイオード１００と比較してパルス信号のエッジが緩やかであり、本実施形態に係るパルス発生回路１０と比較しパルス幅を大きくする必要があった。そして、パルス幅を大きくするために、配線１４４およびコンデンサ１６０を、コンデンサおよびインダクタンスによるフィルタ回路とすることが一般的であった。このようなフィルタ回路を用いた場合、フィルタ回路の特性により伝播可能な周波数帯域が制限されるため、パルス発生回路の掃引周波数幅が狭かった。
【００４１】
これに対し、本実施形態に係るパルス発生回路１０によれば、ＧａＡｓプロセスのステップリカバリダイオード１００を用い、配線１４４を配線１４２と実質的に同一配線幅の伝送路とすることで、図４に示したように広い周波数帯域で安定した電圧のパルスを発生することができる。
【００４２】
図５は、本実施形態に係るパルス発生回路１０により発生されるパルス信号の一例を示す。本実施形態に係るパルス発生回路１０によれば、ＧａＡｓプロセスのステップリカバリダイオード１００を用い、ステップリカバリダイオード１００およびコンデンサ１６０の間を短い配線１４４により接続する。これにより、パルス発生回路１０は、急峻なエッジを有する幅の小さいパルスを発生することができる。
【００４３】
図６は、本実施形態の変形例に係るパルス発生回路１０の上面図を示す。図６において図２と同一符号を付した部材は、以下の点を除き図２と同様の機能および構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４４】
本変形例に係るコンデンサ１６０は、基板２００上にカソード側電極２０５が形成され、カソード側電極２０５の上を覆うように誘電体層２２０が形成される。そして、誘電体層２２０の上に、アノード側電極２１０が形成される。また、コンデンサ１７０は、基板２００上に、端部に電極２９０を有するアノード側出力端子１８５が形成され、電極２９０の上を覆うように誘電体層２９５が形成される。そして、誘電体層２９５の上にアノード側配線１４０が形成されることにより、電極２９０と対向する電極２９７が形成される。
【００４５】
本変形例に係るパルス発生回路１０は、以下に示す製造方法により製造される。
まず、半導体層形成段階において、基板２００上の一部の領域に、ステップリカバリダイオード１００のアノードおよびカソード間のカソード側半導体層２６０、空乏層２６１およびアノード側半導体層２６２を形成する。次に、カソード側配線形成段階において、カソード側配線１５０を形成する。このカソード側配線形成段階において、カソード側配線１５０の一部として、実質的に平行して延伸するカソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１と、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１の延伸方向におけるカソード側半導体層２６０およびアノード側半導体層２６２から実質的に同一距離の位置においてカソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１を電気的に接続するカソード側電極２０５と、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１をそれぞれカソード側半導体層２６０に電気的に接続する第１カソード２７０および第２カソード２７１とが形成される。また、カソード側配線形成段階において、電極２９０を端部に有する配線１４８を併せて形成してもよい。
【００４６】
次に、誘電体層形成段階において、カソード側電極２０５の上に、コンデンサ１６０の誘電体層２２０を形成する。また、電極２９０の上に、誘電体層２９５を形成する。次に、アノード側配線形成段階において、アノード側配線１４０を形成する。このアノード側配線形成段階において形成されるアノード側配線１４０は、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１の間において、ステップリカバリダイオード１００に印加する制御信号を入力するアノード側入力端子１２０からパルス信号の出力端子へ向かって、カソード側第１配線２５０およびカソード側第２配線２５１と実質的に平行して延伸し、延伸方向においてアノード側半導体層２６２と電気的に接触する区間をアノード２８０として有し、誘電体層２９５を挟んでカソード側電極２０５に対向するアノード側電極２１０を有する。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０の回路構成を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０の上面図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０の断面図を示す。
【図４】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０により発生されるパルス信号のレベルの一例を示す。
【図５】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０により発生されるパルス信号の一例を示す。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係るパルス発生回路１０の上面図を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１０  パルス発生回路
１００  ステップリカバリダイオード
１１０  制御信号入力端部
１２０  アノード側入力端子
１３０ａ〜ｂ  カソード側入力端子
１４０  アノード側配線
１４２、１４４，１４６、１４８、１５２、１５４、１５６  配線
１５０  カソード側配線
１６０、１７０  コンデンサ
１８０  パルス信号出力端部
１８５  アノード側出力端子
１９０ａ〜ｂ  カソード側出力端子
２００  基板
２０５  カソード側電極
２１０  アノード側電極
２２０  誘電体層
２５０  カソード側第１配線
２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７  配線
２５１  カソード側第２配線
２６０  カソード側半導体層
２６１  空乏層
２６２  アノード側半導体層
２７０  第１カソード
２７１  第２カソード
２８０  アノード
２９０、２９７  電極
２９５  誘電体層
【図１】
0004713961.tif 000002
【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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