MOD法によるBST薄膜を用いた20GHz帯チューナブル移相器とその360度デジタルPHEMTIC移相器への応用

摘要

BaxSr1-XTiO3（BST）強誘電体薄膜を用いたチューナブル移相器を作製し，360度デジタルPHEMT移相器への応用を検討した．低損失BST薄膜をPulsed Laser Depositjon（PLD）法による初期核層を形成後Metal－Organic－Decomposition（MOD）法でMgO基板上に製膜した．インターデジタルキャパシタ（フィンガー間ギャップ10岬1）での誘電損失は0．002－0．004（表面印加電界－／＋40～＋／－40kV／cm，測定周波数IMHz），チューナビリティは約12％であった．pt／BST／Pt積層キャパシタでは約40％に増加した（印加電界－／＋170、＋ノー170kV／cm，測定周波数IMHz）．Au／Cr配線で形成したコプレーナ線路（幅60pm，ギャップ10匹m，長さ2．5mrn）ではDCバイアス電圧OVから60Vを印加時，測定周波数20GHzで位相シフト変化量18度，挿入損失－2dBが得られた．このコプレーナ型BSTチューナブルキャパシタを用いた3段LC梯子型チューナブル移相器を検討し，20GHzで印加バイアス電圧60Vで40度の位相変化を得るように設計した．その試作?評価の結果，設計仕様と同等の位相変化量（同印加バイアス時）、損失等を確認できた．その後，隣接位相間隔11．25度の360度デジタルPHEMTTC移相器における隣接位相間位相補正用に本BSTチューナブル移相器の適用を検討し，良好な補正ができることが確認された．今回のBST誘電体薄膜形成とデバイスプロセスはマイクロ波?ミリ波用チューナブルデバイス実現に非常に有用であると考えられる．