ミリ波帯無線装置の高能率化技術の 研究開発

ミリ波帯無線装置の高能率化技術の
研究開発
三菱電機株式会社
独立行政法人 情報通信研究機構
株式会社 村田製作所
1
課題名： ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
イ-１） 高電力密度高利得HEMTの研究開発
イ-２） 高耐湿HEMTの研究開発
ウ 低損失誘電体素材技術、及びその他の回路構成手法を用いた （独立行政法人 情報通信研究機構）
無線装置の高能率化のための技術に関する研究開発
（株式会社 村田製作所 ）
ウ-１） PDTL線路を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２） フォトニック結晶を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２-4） ミリ波帯部品素材の高速測定評価装置の開発
ウ-３） ミリ波無線放射装置の高能率化研究開発
2
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
＜目標＞
18年度：30GHz帯において35%以上の効率
19年度：60GHz帯において35%以上の効率
20年度：70～80GHz帯において20%以上の効率
★ [H18成果]
★ [H19成果]
H19
目標
★ [H20成果]
InP
H20
目標
GaAs
先行技術、開発目標、および開発成果
3
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
実施年度
H17年度
実施内容
設計データ取得
H18年度
目標/成果
ミリ波帯増幅器の測定系の整備、設計
データの取得、理論検討
F級、逆F級動作が高効率化
に有効であることを示した。
効率改善のためゲートドレイン間距離の
短縮化による、素子の電力損失低減化
目標：35%以上の効率
成果：35.6%
素子の高性能化(高利得化、高出力化）と
整合回路の高精度設計、バイアス回路を
含む整合回路の低損失化
目標：35%以上の効率
成果：37.2%
高利得化を高効率実現のｷｰﾎﾟｲﾝﾄとし、
入出力整合回路の利得整合化
目標：20%以上の効率
成果：29.2%
達成度
30GHz帯増幅器MMIC
H19年度
60GHz帯増幅器MMIC
H20年度
77GHz帯増幅器MMIC
4
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
入出力整合回路の線路長最適化による
トランジスタの利得整合化
c
a
c
b
d
d
a
ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ
Wg=60 um x 2
等価回路
レイアウト
77GHz帯 増幅器MMIC
Vd1=Vd2=3 V, Id1=Id2=12 mA
30
Pout(dBm), Gp(dB), PAE(%)
b
Freq.=78GHz
25
29.2 %
20
Pout
Gp
PAE
15
10
5
0
-10
0
10
20
Pin (dBm)
入出力特性
最大電力負荷効率 ： 29.2%
1.58 x 1.45 mm2
5
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
＜目標＞
18年度：30GHz帯において通過損失1.2dB以下、ｱｲｿﾚｰｼｮﾝ42dB以上
19年度：60GHz帯において通過損失1.7dB以下、ｱｲｿﾚｰｼｮﾝ40dB以上
20年度：70～80GHz帯において通過損失2.0dB以下、ｱｲｿﾚｰｼｮﾝ35dB以上
目標
★ [H18成果]★
★ [H20成果]
[H19成果]
★
[H18成果]
★ [H20成果]
★ [H19成果]
目標
通過損失
アイソレーション
先行技術、開発目標、および開発成果
6
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
実施年度
H17年度
実施内容
設計データ取得
H18年度
目標/成果
ミリ波帯スイッチの測定系の整備、設計
データの取得、理論検討
アイソレーション向上のため、素子
のオン抵抗低減、寄生インダクタ
ンス低減の有効性を示した
素子レイアウトの最適化による、寄生
インダクタンス成分の低減化
目標：1.2dB以下の通過損失
：42dB以上のアイソレーション
成果：1.1dBの通過損失
：44dBのアイソレーション
素子構造の最適化によるオン抵抗の
低減 と、高アイソレーション整合回路の
適用によるスイッチの高アイソレーション
化
目標：1.7dB以下の通過損失
：40dB以上のアイソレーション
成果：1.5dBの通過損失
：43dBのアイソレーション
前年度に開発した素子構造、および
高アイソレーション整合回路技術の適用
目標：2.0dB以下の通過損失
：35dB以上のアイソレーション
成果：1.8dBの通過損失
：43dBのアイソレーション
達成度
30GHz帯スイッチMMIC
H19年度
60GHz帯スイッチMMIC
H20年度
77GHz帯スイッチMMIC
7
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
スイッチのアイソレーション向上
ﾁｬﾈﾙ抵抗低減
FETオン抵抗低減
Vc
（0V/-3V)
loss (dB)
通過損失
ｱｸｾｽ抵抗低減
FET装荷型スタブ
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
-20
FETオン抵抗低減
Isolation (dB)
ポートP
リターンロス
(ポートP)
スイッチ-ＯＮ時の特性
ポートB
FET装荷型スタブ
リターンロス
(ポートB)
70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84
frequency (GHz)
77GHz帯ＳＰＤＴスイッチＭＭＩＣ
ポートA
1.8dB@77GHz
1.75mm×1.20mm
通過損失：
1.8 dB @77GHz
アイソレーション： 43 dB @77GHz
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
アイソレーション
43dB@77GHz
70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84
frequency (GHz)
スイッチ-ＯＦＦ時の特性
8
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
＜目標＞ 18年度：30GHz帯において出力電力0dBm以上、位相雑音-106dBc/Hz以下
19年度：70～80GHz帯の発振器 MMICの課題抽出と設計手法の確立
20年度：70～80GHz帯において出力電力0dBm以上、位相雑音-106dBc/Hz以下
→19年度検討において達成
20年度（再設定）：固定発振器からVCO化
70～80GHz帯において出力電力0dBm以上、位相雑音-103dBc/Hz以下
-60
-60
-70
-70
-80
-80
38G
-90
104G
-100
30.9G
-110
39G
77G
35G
58G
76.5G
37G
★
★ ★
SiGe HBT
InGaP HBT
GaAs HEMT
CMOS
Gunn Diode
77G
-120
[H18成果]
[H20成果:再設定]
OSC 30GHz
目標
VCO 77GHz
-130
1MHz離調位相雑音(dBc/Hz)
1MHz離調位相雑音(dBc/Hz)
[H19成果] OSC 77GHz
-90
[H18成果]
-100
[H19成果]
★
★★
-110
-120
[H20成果:再設定]
-130
目標
-140
-140
-10
-5
0
5
10
15
20
1
出力電力(dBm)
先行技術、開発目標、および開発成果
10
100
1000
出力周波数(GHz)
9
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
実施年度
H17年度
実施内容
設計データ取得
H18年度
目標/成果
ミリ波帯発振器の測定系の整備、設計
データの取得、理論検討
InGaP、InP、SiGeについて検討、
高調波取り出し型の有効性を示し
た
InGaP HBTを用いて、２倍波整合回路
を最適化した高調波取出し型発振器
を試作
目標：0dBm以上の出力電力
：-106dBc/Hz以下の位相雑音
成果：1.89dBmの出力電力
：-109dBc/Hzの位相雑音
素子の入力側の2倍波負荷インピーダン
スを最適（ショート)化
H20年度目標
目標：0dBm以上の出力電力
：-106dBc/Hz以下の位相雑
音
成果：0.2dBmの出力電力
：-106dBc/Hzの位相雑音
達成度
30GHz帯発振器MMIC
H19年度
77GHz帯発振器MMIC
VCOの可変共振器に２倍波ショートスタブ 目標の上方修正
目標：VCO化
を用い、素子の入力側2倍波負荷の
：0dBm以上の出力電力
ショート化、及び2倍波信号のバラクタへの
：-103dBc/Hz以下の位相雑音
伝播を抑制
成果：-2.9dBmの出力電力
H20年度
77GHz帯VCO-MMIC
(-6dBのATTを含む)
：-110dBc/Hzの位相雑音
10
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
2倍波のバラクタへの伝播を抑制
λ@2倍波ショートスタブ
Vb
Vc
RF out
バラクタ
Vt
2倍波負荷
ショート化
発振周波数
調整用線路
基本波Q値 調整用線路
基本波出力
抑制用スタブ
λ/4@基本波
出力スペクトル特性
77GHz帯VCO-ＭＭＩＣ
出力周波数および位相雑音特性
1.40mm×2.35 mm
出力周波数 = 77.034 GHz 変調範囲 = 150 MHz
出力電力 = -2.9 dBm (出力に6dBATTを一体化）
位相雑音
= -110 dBc/Hz @1MHz offset
11
課題名： ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
イ-１） 高電力密度高利得HEMTの研究開発
イ-２） 高耐湿HEMTの研究開発
ウ 低損失誘電体素材技術、及びその他の回路構成手法を用いた （独立行政法人 情報通信研究機構）
無線装置の高能率化のための技術に関する研究開発
（株式会社 村田製作所 ）
ウ-１） PDTL線路を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２） フォトニック結晶を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２-4） ミリ波帯部品素材の高速測定評価装置の開発
ウ-３） ミリ波無線放射装置の高能率化研究開発
12
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発
イ-１） 高電力密度高利得HEMTの研究開発
実施年度
実施内容
H17～18年度
TaN
Cat-CVD膜
ｹﾞｰﾄ電極
Lrd
Au
ｿｰｽ電極
ﾄﾞﾚｲﾝ電極
ｺﾝﾀｸﾄ層（n+）
埋込層
目標/成果
効率改善のためゲートドレ
イン間距離(Lnd)の短縮化
による、素子の電力損失
低減化
30GHz帯
目標：800mW以上の電力密度
：9dB以上の利得
成果：922mWの電力密度
：10dBの利得
ゲート長の短縮、電子供
給層濃度の向上、ステッ
プリセス構造の適用
60GHz帯
目標：500mW以上の電力密度
：7dB以上の利得
成果：495mWの電力密度
：7dBの利得
短ゲート化、電子供給層
濃度の向上、埋込層薄層
化、ステップリセス構造の
内側リセス幅短縮
70～80GHz帯
目標：400mW以上の電力密度
：7dB以上の利得
成果：625mWの電力密度
：8.2dBの利得
ｼｮｯﾄｷｰ接合層
達成度
チャネル層（ｱﾝﾄﾞｰﾌﾟ）
バッファ層
電子供給層（n+）
半絶縁性基板
HEMT構造断面図
H19年度
ｽﾃｯﾌﾟﾘｾｽ構造
内側ﾘｾｽ幅短縮
（0.4→0.2µm）
TaN異方性ｽﾊﾟｯﾀ(PCM法)
Cat-SiN厚膜保護膜
ｴﾋﾟ高Ns･高gm化
埋込厚薄層化
H20年度
短Lg化（＜0.2µm）
イ-3 ゲートスパッタ装置の導入と適用
H18年度 装置立ち上げ完了
H19～20年度、短ゲートプロセスに適用
異方性スパッタ装置
13
イ-１） 高電力密度高利得HEMTの研究開発
【Cat
*1)
-SiN 厚膜保護膜（断面SEM）】
ｹﾞｰﾄ電極
Cat膜
ｿｰｽ電極
ﾄﾞﾚｲﾝ電極
有機膜
Cat膜多重積層⇒高耐湿化
Psat [W/mm]
0.8
*1) Catalytic
ステップリセス構造
0.6
Lrd拡大⇒耐圧向上しても
ﾐﾘ波出力低下抑制可能
0.4
従来リセス構造
0.2
0
0.5
1
1.5
Lrd [µm]
Pout[dBm],Glp[dB],PAE[%]
30
2
PAE:27.2%
25
20
Glp:11.7dB
15
Psat:18.4dBm
10
*2
5
0
-5
0
5
Pin [dBm]
10
15
ショットキー厚150Åにて最大効率・利得・出力
*2) Individually grounded Source Viahole 14
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発
イ-２） 高耐湿HEMTの研究開発
実施年度
実施内容
H18年度
高温信頼性・耐湿性について
判断基準、劣化機構を分析
文献調査、検討
H17年度
Source
Cat-SiN厚膜化
(600nm)
Gate
目標/成果
達成度
高温信頼性・耐湿性向上に対して
TaN/Auゲート、Cat-CVD適用の有効
性を示した
Drain
Cat-SiN層の厚膜化の
検討、および適用
目標：85℃、85％RH、1,000hr以上
成果：HAST(130℃,85%)、96hr以上
(目標と同等以上の条件)
分光エリプソメータの導入
による、正確な多層膜の
膜厚制御
目標：分光エリプソメータ装置導入
成果：導入完了、Cat-SiN膜厚測定
に適用開始
Cat-SiN膜厚2.1μmの
厚膜被覆HEMT構造を
開発
目標：85℃、85％RH、5,000hr以上
成果：85℃、85％RH、5,000hr以上
HAST（130℃,85%）、1000hr
以上の高耐湿性確認
TaN
空洞
H19年度
分光エリプソメータ
H20年度
高耐湿HEMT
15
イ-２） 高耐湿HEMTの研究開発
イ-3) 異方性ｽﾊﾟｯﾀ装置
分光ｴﾘﾌﾟｿﾒｰﾀ装置
ウエハ評価台
RF出力ボックス
ウエハ搬入口
中にターゲット
チャンバー
（中に基板）
入射光源
入射光の偏光状態
Ta粒子
変化
反射光の偏光状態
TaN薄膜
ｽﾍﾟｰｻ絶縁膜
従来ｽﾊﾟｯﾀﾘﾝｸﾞ：側壁厚
異方性ｽﾊﾟｯﾀﾘﾝｸﾞ：側壁薄
異方性ｽﾊﾟｯﾀ：側壁薄く、短ｹﾞｰﾄ長でも上部金属が入り易い
⇒短ｹﾞｰﾄ長で低ｹﾞｰﾄ抵抗のﾄﾗﾝｼﾞｽﾀが形成可能
分光エリプソメータ
・入射光の波長変化 →多層膜などのより
精確な情報が得られる16
課題名： ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
ア-１） 高効率増幅器MMICの研究開発
ア-２） 高能率スイッチMMICの研究開発
ア-３） 高出力発振器MMICの研究開発
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
イ-１） 高電力密度高利得HEMTの研究開発
イ-２） 高耐湿HEMTの研究開発
ウ 低損失誘電体素材技術、及びその他の回路構成手法を用いた （独立行政法人 情報通信研究機構）
無線装置の高能率化のための技術に関する研究開発
（株式会社 村田製作所 ）
ウ-１） PDTL線路を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２） フォトニック結晶を用いた高Q、低損失フィルタの研究開発
ウ-２-4） ミリ波帯部品素材の高速測定評価装置の開発
ウ-３） ミリ波無線放射装置の高能率化研究開発
17
ウ） 低損失誘電体素材技術、及びその他の回路構成手法を
用いた無線装置の高能率化のための技術に関する研究開発
株式会社 村田製作所 （平成17年度～18年度）
達成状況 まとめ
ウ-1） PDTL 線路を用いた高Q、低損失フィルタに関する研究
誘電体
達成状況：○
入出力
共振器：Ｑ値 1,850 @60GHz
（目標値1,500以上）
フィルタ：IL 0.45dB @59-62GHz
（目標値0.5dB以下）
導体
フィルタ（TE210, ３段）
共振器（TE020）
PDTL: Planar Dielectric Transmission Line
（両面にパターン形成）
ウ-2） フォトニック結晶構造を用いた高Q、低損失フィルタに関する研究
誘電体柱
達成状況：○
欠陥
連結
電界
共振器
（１段）
共振器：Ｑ値 4,920 @60GHz
（目標値1,500以上）
フィルタ：IL 0.30dB @60GHz
（目標値0.5dB以下）
フィルタ（３段）
18
ウ-1） PDTL 線路を用いた高Q、低損失フィルタに関する研究
■本研究の位置付け： モジュールの小型・低損失化を狙った取り組み
共振器の構造
測定結果
無負荷Q：
1,850 @60GHz
無負荷Q算出式：
f
1
Qu = 0 ⋅
IL
−
∆f
20
1 − 10
f0 : ピーク周波数
∆f : 半値幅
IL : ピークの挿入損失
フィルタの構造
■設計 リップル：0.02dB, 帯域幅：4.7GHz
〔結合係数（k）：9.1%, 外部Ｑ（Qe）： 9.2 〕
測定結果
挿入損失:
0.45dB @ 59~62GHz
19
ウ-2） フォトニック結晶構造を用いた高Q、低損失フィルタに関する研究
■本研究の位置付け： 共振器の高Ｑ性能を追求する取り組み
共振器の構造
3.8 1.3
欠陥
0.6 2.0
0
0.7×0.7×1.9mm
材料：アルミナ
0.7
導波管
入力
誘電体柱
（24本）
S21(dB)
（単位：mm）
測定結果
出力
52-70GHz
-40
-30
-40
欠陥
あり
-50
-80
60.6
1.9
結合窓
45
フィルタの構造と等価回路
k
f0
k
f0
計算
Qe
Z0
Z0
2
0.7
x
結合窓
0
0
-20
入力
（導波管）
w
-8
58
-80
出力
■設計 リップル：0.1dB, 帯域幅：1.29GHz
〔結合係数（k）：2.0%, 外部Ｑ（Qe）： 48 〕
-4
-40
-60
3.8
測定
挿入損失
20
S21(dB)
f0
55
周波数(GHz)
測定結果
S21(dB)
Qe
無負荷Q：
4,920 @60GHz
欠陥
65 なし 75
-120
10
60.65
60
62
64
周波数(GHz)
45
55
65
周波数(GHz)
75
IL(top):
0.19dB @ 62GHz
※周波数ずれは設計に反映することにより、調整可能
2007年 電子情報通信学会 ソサイエティ大会 にて発表（講演番号:CS-2-6）
20
ミリ波無線放射装置の高能率化に関する研究
ウ-3 ）
L
Vd
Vg
RFチョーク
θ
トランジスタ
扇形パッチ
【目標】60GHz帯無線放射装置で 40％以上の超高効
率のDC-RF変換の達成
① 放射器構造と発振の為の共振器を兼ねた構成
② 給電損失の無い高効率無線放射装置の構成
により、大振幅動作の限界効率に迫る高能率の可能性
ｔ
65GHz
誘電体基板
InP-HEMT
L
InP-HEMT (fT.ext=280GHz,
fmax.ext =260GHz ）を用いた
無線放射装置発振スペクトラム
無線放射装置の基本構成
65GHz帯の放射スペクトラム
高能率動作
DC-RF変換率
超低電力動作
1- 3 mW動作
表１．放射出力周波数とパッチ寸法
L[mm]
fosc[GHz]
Vd[V]
Id[mA]
1.6
49.5
0.50
2
1.4
53.4
0.50
3
1.2
58.3
0.50
4
1.0
65.0
0.50
6
【結果】DC電力－ミリ波空間放射
電力変換効率は、20～30％にとど
まり目標達成に至らなかった。
60GHz帯、0.5mWのミリ波放射出
力を２mWのDC電力消費で達成
（世界最高水準の省エネ動作）
21
ウ-3 ）
ミリ波無線放射装置の高能率化に関する研究
無線放射装置方式の一般性の検証
三菱電機製pHEMTを用いた無線放
射装置の共同試作開発を実施し
周波数27.3GHz EIRP約4dBm達成
P-HEMTチップ
高感度センサへの応用
① 空間への高効率なミリ波放射装置
② 自己発振型の周波数変換装置として反射波
の高感度受信機能
・CW動作： ドップラーレーダ、微少変異検出
・FM-CW動作： 測距、動きの検出
2.8 mm
27.3GHz帯無線放射装置RF部
27.3GHz
中心周波数
27.3GHz
周波数スパン
100MHz
DC-RF変換効率
20-30%
pHEMT無線放射装置の放射スペクトル
・パルス動作： レーダー
③ ミリ波に対する素材特性・形状特性による変
化を検出可能。可視、赤外光や、超音波と異
なる探査・計測手段を与える。
ミリ波無線放射装置
反射体
反射体の材質、位置の変化により反射波の
位相及び振幅の変化が信号として検出される。
22
ウ-2-4 ）
ミリ波高速測定評価装置の開発
60GHz帯ミリ波高感度センサ応用
ミリ波回路部
ミリ波による
素材計測
ミリ波高速測定評価装置
60GHz帯無線センサ装置
ミリ波高速測定評価装置
■ 60GHz帯高能率無線放射装置を
高感度ミリ波センサとして応用。
■ 素材サンプル①ゴムシート（誘電
体）、素材サンプル②金属素材の反射
測定では、サンプルの素材特性と形状
配置を反映したパターン特性が得られ
ミリ波計測の可能性が確認できた。
■ 光センサや光学画像によっては、
通常識別困難な素材の計測が可能。
今後の、新たな応用分野への展開に
期待。
素材サンプル
① 天然ゴムシート
素材サンプル
②金属凹凸面
①天然ゴムシート
②金属凹凸面
測定時の検知出力信号時間軸波形
23
成果物一覧
特許出願 31件（国内16件、海外15件)
出願国
産業知財
権の種類
出願日
出願番号
出願人
1 電界効果トランジスタ
日本
特許
平成18年5月22日
特願2006-141257号
三菱電機
25
2 ミリ波ＲＦプローブパッド
日本
特許
平成18年9月19日
特願2006-252593号
三菱電機
26
電界効果トランジスタ
及びその製造方法
日本
特許
平成18年10月12日
特願2006-278464号
三菱電機
No.
得られた研究成果の種類
3
4 電界効果トランジスタ
台湾
特許
平成18年11月8日
5 電界効果トランジスタ
米国
特許
平成18年11月8日
6 電界効果トランジスタ
韓国
特許
平成18年11月27日
7 電界効果トランジスタ
ドイツ
特許
平成18年12月11日
8 高周波発信器
日本
特許
平成18年12月14日
9 電界効果型トランジスタ
第９５１４２８５号
優先権主張：
特願2006-141257号
第11/557,551
優先権主張：
特願2006-141257号
第2006-117447号
優先権主張：
特願2006-141257号
第102006058324.8号
優先権主張：
特願2006-141257号
特願2006-336943号
第200610063663.3号
優先権主張：
特願2006-141257号
第11/690,255
優先権主張：
特願2006-336943号
出願国
産業知財
権の種類
出願日
出願番号
出願人
電界効果型トランジスタ
及びその製造方法
日本
特許
平成20年3月2日
特願2009-048185号
三菱電機
2次元周期構造体を有する高周波デ
バイス
日本
特許
平成18年7月27日
特願2006-204213
村田製作
所
27 マイクロ波ミリ波センサ装置
日本
特許
平成19年4月2日
特願2007-96545
情報通信
研究機構
三菱電機
28 マイクロ波ミリ波センサ装置
PCI国際
出願
特許
平成20年3月31日
PCT/JP2008/056834
国際出願
情報通信
研究機構
三菱電機
29 パルスレーダー装置
日本
特許
平成20年10月7日
特願2008-260828
国内出願
情報通信
研究機構
三菱電機
30 パルスセンサシステム
日本
特許
平成20年10月15日
特願2008-266848
国内出願
情報通信
研究機構
三菱電機
31 センサシステム
日本
特許
平成20年10月15日
特願2008-266918
国内出願
情報通信
研究機構
三菱電機
中国
特許
平成18年12月29日
10 高周波発信器
米国
特許
平成19年3月23日
11 ミリ波スイッチMMIC
日本
特許
平成19年5月8日
特願2007-123025号
三菱電機
平成19年6月14日
第102007027416.7
優先権主張：
特願2006-336943号
三菱電機
特願2007-217020号
三菱電機
12 高周波発信器
ドイツ
特許
13 ２倍波発信器
日本
特許
平成19年8月23日
14 ミリ波スイッチMMIC
米国
特許
平成19年9月26日
15 ミリ波スイッチMMIC
ドイツ
特許
平成19年12月10日
16 ２倍波発信器
米国
特許
平成20年2月22日
17 ミリ波帯スイッチ
日本
特許
平成20年4月9日
18 ２倍波発信器
ドイツ
特許
平成20年4月29日
19 ミリ波帯スイッチ
米国
特許
平成20年7月22日
20 ミリ波帯スイッチ
中国
特許
平成20年8月29日
21 ミリ波帯スイッチ
ドイツ
特許
平成20年9月16日
22 カスコード回路
日本
特許
平成20年9月11日
23 電圧制御発振器
日本
特許
平成20年9月1日
24 高周波半導体スイッチ
日本
特許
平成21年3月3日
第11/861,396号
優先権主張：
特願2007-123025号
第102007059426.9号
優先権主張：
特願2007-123025号
第12/035,724号
優先権主張：
特願2007-217020号
特願2008-101270号
第102008021331.4号
優先権主張：
特願2007-217020号
第12/177,177号
優先権主張：
特願2008-101270号
200810130961.9
優先権主張：
特願2008-101270号
102008047445.2
優先権主張：
特願2008-101270号
三菱電機
三菱電機
三菱電機
No.
得られた研究成果の種類
学会発表・論文 (16件)
題目
A Nonlinear Drain Resistance Model for a High Power
Millimeter-wave PHEMT
発表機関・雑誌
発表日
発表人
IEEE　IMS2006
2006年5月22日
三菱電機
ミリ波帯RFプローブパッド構造の検討
電子情報通信学会　ソサエティ大会
2006年9月21日
三菱電機
高出力ミリ波帯HEMTの非線形ドレイン抵抗モデル
電子情報通信学会　研究会
2007年1月19日
三菱電機
IEEE　IMS2007
2007年6月6日
三菱電機
電子情報通信学会　研究会
2007年6月15日
三菱電機
ミリ波帯　高出力・高信頼性pHEMT構造
電気学会調査専門委員会
2007年7月20日
三菱電機
高調波負荷整合回路付きKa帯2倍波取り出し型発振器
電子情報通信学会　ソサエティ大会
2007年9月10日
三菱電機
電子情報通信学会　研究会
2007年11月27日 三菱電機
A High Power and High Breakdown Voltage Millimeter-wave
GaAs pHEMT with Low Nonlinear Drain Resistance
ミリ波帯高出力・高耐圧pHEMT
～非線形ドレイン抵抗低減による出力・耐圧の両立～
三菱電機
三菱電機
三菱電機
三菱電機
三菱電機
高調波負荷を最適化したKa帯2倍波発振器
High Moisture Resitant and Reliable Gate Structure Design in 電子情報通信学会英文論文誌
Vol.E91-C, No.5, May. 2008.
High Power pHEMTs for Millimeter-Wave Applications
60GHz High Isolation SPDT MMIC Switches Using Shunt
IEEE IMS2008
pHEMT Resonator
2008年5月
三菱電機
2008年6月19日
三菱電機
高調波負荷を最適化したW帯2倍波高出力発振器
電子情報通信学会　研究会
2008年8月29日
三菱電機
三菱電機
高調波負荷整合回路付きW帯2倍波取り出し型発振器
電子情報通信学会　ソサエティ大会
2008年9月16日
三菱電機
三菱電機
A V-band High Power and High Gain Amplifier MMIC using
GaAs PHEMT
IEEE CSICS2008
2008年10月15日 三菱電機
特願2008-232803号
三菱電機
60GHz帯高アイソレーションSPDT MMICスイッチ
電子情報通信学会　研究会
2008年12月19日 三菱電機
特願2008-223274号
三菱電機
高調波負荷を最適化した高出力低位相雑音76GHz MMIC発振 電子情報通信学会和文論文誌
（採択済み）
三菱電機
三菱電機
誘電体柱を用いた2次元フォトニック結晶のミリ波フィルタへの 電子情報通信学会　ソサエティ大会
シンポジウム
応用研究
2007年9月13日
村田製作所
特願2009-049206号
24
まとめ
ミリ波帯無線装置の高能率化技術の研究開発
ア ミリ波帯MMICの高能率化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
・ 高能率ミリ波無線装置開発の基盤技術の確立のため、その構成要素である増幅器、スイッチ、
VCOのミリ波帯MMICを試作し、７７GHｚ帯において、効率29.2%の増幅器MMIC、
アイソレーション43dBのスイッチMMIC、位相雑音 -110dBc/HzのVCO MMICを開発。
イ ミリ波帯HEMTの高信頼性耐湿化技術に関する研究開発 （三菱電機株式会社）
・異方性スパッタ装置、分光エリプソメータの導入による、短ゲート化、高耐湿Cat-SiN保護膜の厚膜化
により、625mW/mmの電力密度、および、85℃、85％RH、5,000hr以上、HAST（130℃,85%）、1000hr
以上の高耐湿性を達成。
ウ 低損失誘電体素材技術、及びその他の回路構成手法を用いた （独立行政法人 情報通信研究機構）
無線装置の高能率化のための技術に関する研究開発
（株式会社 村田製作所 ）
・高誘電体基板上にPDTLを用い、６０GHｚ帯にて0.45dB、誘電体柱配列構造の応用により、0.3dBの
低損失フィルタを開発。
・高能率ミリ波無線装置をミリ波センサに応用し、素材の高速測定評価装置を試作してミリ波による
計測装置としての機能を実証。
・60GHz帯無線放射装置を試作し、24%のDC-RF電力変換効率、2mWの低消費電力にて 0.5mWの
空間放射電力を達成。
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