アンテナ・フィルター体型RF-CMOS低雑音増幅器の開発

これまで行ってきた受動素子の開発技術と、CMOSプロセスによるアナログ増幅器とを一体化し、アンテナ・フィルター体型RF-CMOS低雑音増幅器を開発することを目的とする。(1)広帯域整合回路と増幅器の一体化技術の確立については、作製した整合回路とCMOS増幅器をボンディングによりオンチップ化するための設計方法を確立した。まず、電極パッドのマイクロ波的な影響を明らかにするため、試作チップ内にダミーパッドを設計し、現有するベクトルネットワークアナライザから得られるSパラメータの実部及び虚部のデータを得た。得られたデータをアドミタンス行列に変換し、寄生パラメータを差し引くことで、パッドのみの情報を得た。その結果、電極パッドとの接触部の影響については、接触インピーダンスがキャパシティブであることを明らかにした。(2)アンテナ・フィルター体型増幅器の実装試験については、オンチップ化によるマイクロ波特性の影響について測定し、その影響を考慮して、設計の再調整を行った。特に、中心周波数と使用帯域については、実用化の観点からは正確さが求められるので、中心周波数はアンテナのスロット長を調整し、帯域についてはインバータ回路の形状を調整することで実現した。また、導体の膜厚についても、設計値との誤差が確認されたので、これを考慮に入れて設計を行った。最終的にプリント基板上に3段バンドパスフィルター体型スロットアンテナを設計し、現有装置であるマスクアライナを用いてウエットエッチングプロセスにより試作した。その結果、中心周波数がほぼ一致したフィルター体型アンテナを完成した。

これまで行ってきた受動素子の開発技術と、CMOSプロセスによるアナログ増幅器とを一体化し、アンテナ・フィルター体型RF-CMOS低雑音増幅器を開発することを目的とする。(1)広帯域整合回路と増幅器の一体化技術の確立については、作製した整合回路とCMOS増幅器をボンディングによりオンチップ化するための設計方法を確立した。まず、電極パッドのマイクロ波的な影響を明らかにするため、試作チップ内にダミーパッドを設計し、現有するベクトルネットワークアナライザから得られるSパラメータの実部及び虚部のデータを得た。得られたデータをアドミタンス行列に変換し、寄生パラメータを差し引くことで、パッドのみの情報を得た。その結果、電極パッドとの接触部の影響については、接触インピーダンスがキャパシティブであることを明らかにした。(2)アンテナ・フィルター体型増幅器の実装試験については、オンチップ化によるマイクロ波特性の影響について測定し、その影響を考慮して、設計の再調整を行った。特に、中心周波数と使用帯域については、実用化の観点からは正確さが求められるので、中心周波数はアンテナのスロット長を調整し、帯域についてはインバータ回路の形状を調整することで実現した。また、導体の膜厚についても、設計値との誤差が確認されたので、これを考慮に入れて設計を行った。最終的にプリント基板上に3段バンドパスフィルター体型スロットアンテナを設計し、現有装置であるマスクアライナを用いてウエットエッチングプロセスにより試作した。その結果、中心周波数がほぼ一致したフィルター体型アンテナを完成した。