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Pulse generating circuit and its manufacturing method

阅读:490发布:2020-06-18

专利汇可以提供Pulse generating circuit and its manufacturing method专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse generating circuit which can generate a pulse signal with a sharp edge in a wide frequency band.
SOLUTION: The offered pulse generating circuit is provided with a step recovery diode; a control signal input terminal with an anode side input terminal and a cathode side input terminal for inputting a control signal; an anode side wiring which connects the anode side input terminal and an anode of the step recovery diode; a cathode side wiring which connects the cathode side input terminal and a cathode of the step recovery diode; and a parallel capacitor which is connected in parallel with the step recovery diode between the control signal input terminal and the step recovery diode. The step recovery diode, the anode side wiring, the cathode side wiring, and the parallel capacitor are formed as a body on the same substrate, and the anode side wiring and the cathode side wiring extend substantially in parallel on a face of the substrate.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT,下面是Pulse generating circuit and its manufacturing method专利的具体信息内容。

  • 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。
  • 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る 請求項1に記載のパルス発生回路。
  • 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 を有する 請求項1に記載のパルス発生回路。
  • 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る請求項3に記載のパルス発生回路。
  • 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する 請求項3に記載のパルス発生回路。
  • 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5に記載のパルス発生回路。
  • 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3に記載のパルス発生回路。
  • 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。
  • 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。
  • 说明书全文

    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。

    従来、入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。

    特開2004−179912号

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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

    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

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