26ギガヘルツ帯の準ミリ波帯で世界最高の信号増幅率22デシベルを達成した準ミリ波帯無線通信受信用GaN3段増幅器

　松下電器は１８日、２６ギガヘルツ帯の準ミリ波帯で世界最高の信号増幅率２２デシベルを達成した準ミリ波帯無線通信システムの受信用窒化ガリウム（ＧａＮ）３段増幅器を開発した、と発表した。

　 未利用電波資源で、大容量高速長距離通信が可能なミリ波/準ミリ波帯の長距離伝搬中に大気の水分や酸素で高周波無線信号が吸収され減衰してしまう課題を解決。高周波無線信号を高利得、低雑音で高感度に受信できる。２５ギガ−４０ギガヘルツの準ミリ波からミリ波帯を使用する広帯域無線アクセス通信システムの受信ＩＣの実用化にメドをつけた。

　 開発したＧａＮ３段増幅器は、従来の炭化シリコン（ＳｉＣ）より安く、絶縁性に優れたサファイア基板に４００ナノメートルの大出力パルスレーザーで表面φ７０マイクロメートル、深さ２５０マイクロメートルの円錐孔を形成。下面基板を切断し、円錐孔を貫通孔に仕上げ、上面を金メッキ、下面を蒸着またはスパッタで金メッキして電極孔として用いた。開発した増幅器では１チップに２４個の電極貫通孔を設けた。

　 また、サファイア基板の表面に信号伝送線、裏面に接地導体を形成。接地導体を表面側と貫通孔で接続するマイクロストリップ線路型（立体型配線）を採用。窒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＮ）上に連続成膜で欠陥の少ない結晶状窒化シリコン（ＳｉＮ）を形成し、ＭＩＳトランジスタのゲート絶縁膜に用いたことで、１チップに３段の高利得、低雑音ＧａＮ増幅器を集積できた。

　 これらにより、ＳｉＣ基板表面に信号伝送線と接地導体を形成するコプレーナ線路構造の同社従来開発品で１３デシベルだった信号増幅率を２２デシベルに向上。トランジスタの雑音指数も同社従来開発品で２.６デシベルだったのを１.４デシベルに低減。最大発振周波数を１４０ギガヘルツから２０３ギガヘルツに引き上げた。

　 総務省からの委託研究「電波資源拡大のための研究開発」成果の一環。米国・アトランタで開催中の「２００８インターナショナル・マイクロウェーブ・シンポジウム」（ＩＥＥＥ主催）で現地１８日、今回の開発成果を発表した。委託期間の０９年までに開発中のミリ波/準ミリ波帯無線アクセス通信システムの送信用ＧａＮ増幅器の実用化にメドをつける開発成果を出したいとしている。