[发明专利]高频半导体放大器

说明书

本发明所涉及的高频半导体放大器具备：晶体管，其形成于半导体基板上，具有栅极电极、源极电极以及漏极电极；晶体管的输入侧基波匹配用的匹配电路；第一电感器，其形成于半导体基板上，一端与晶体管的栅极电极连接，另一端与匹配电路连接；电容，其形成于半导体基板上，一端短路；以及第二电感器，其形成于半导体基板上，一端与晶体管的栅极电极连接，另一端与电容的另一端连接。第二电感器在二倍波的频率下与电容串联谐振，且与第一电感器呈现减极性的互感，并与第一电感器形成输入侧二倍波匹配用互感电路。

技术领域

本发明涉及高频半导体放大器。

背景技术

动作时的低功耗化即高效率化是半导体放大器中的基本课题。作为以超过微波的高频对电力进行放大的高频半导体放大器中的针对该课题的来自电路面的方法之一，有在与半导体所放大的信号的频率(以下，称为基波)的倍数相当的频率(以下，称为高次谐波)下，通过从半导体预估的外围电路的阻抗的控制，来实现高效率动作的方法即所谓的高次谐波处理。这里，在高次谐波中，与基波的二倍的频率相当的二倍波的控制尤为重要。

例如，在专利文献1中公开有如下方法：例如，在半导体芯片上的晶体管的栅极附近，连接由MIM(Metal Insulator Metal)电容器、和由传送线路构成的电感器构成的二倍波谐振电路来控制输入二倍波，由此实现高频半导体放大器的高效率化。

在由传送线路构成电感器的情况下，在晶体管的电极附近占据大的面积。为此，在非专利文献1中公开了如下事例：在实际的半导体制品中，通过由螺旋电感器构成电感器，从而以更小的面积实现所希望的电感，减少半导体芯片的面积，降低成本。

专利文献1：日本特开2013-118329号公报

非专利文献1：2011IEEE MTT-S International Microwave Symposium，”A 67％PAE，100W GaN Power Amplifier with On-Chip Harmonic Tuning Circuits for C-bandSpace Applications”

在图9至图14中示出了应用上述的输入二倍波的控制技术的以往的高频半导体放大器的例子。以往的高频半导体放大器是密封于封装12的移动电话基站用的1级放大器。

此外，在附图中，标注相同附图标记的部分是相同的或与其相当的部分，这在说明书的全文中是通用的。

在图9和图10中示出了以往的高频半导体放大器的剖视图和俯视图。图9是从图10的箭头A观察的以往的高频半导体放大器的剖视图。图10是以往的高频半导体放大器的俯视图。为了表示以往的高频半导体放大器的封装内的安装状况，而在图10中未示出图9中的盖12c。

如图9所示，封装12由金属板12a、绝缘体12b、盖12c以及引线10、14构成。

绝缘体12b是由陶瓷构成的框体，通过钎焊而与金属板12a的上表面接触固定。

引线10以及14由铜合金等薄板形成，通过钎焊而固定于绝缘体12b的上表面。由绝缘体12b以及金属板12a形成的封装的内部，使用粘合剂(未图示)由盖12c密封。盖12c的材料是陶瓷。

引线10是向以往的高频半导体放大器输入高频电力的输入用引线，且兼作栅极偏置端子。引线14是由以往的高频半导体放大器放大的高频电力的输出用引线，且兼作漏极偏置端子。

芯片T1是在SiC(Silicon Carbide)基板的上表面使以GaN(Gallium Nitride)为主材料的半导体层外延生长而成的半导体基板的小片，在芯片T1的上表面形成有具有栅极电极、源极电极以及漏极电极的晶体管(在图9、10中未图示)。该晶体管是高频特性优异的HEMT(High Electron Mobility Transistor)。