SiGe：C BiCMOSプロセスを採用した低雑音アンプ用HBT、雑音指数は0.75dBに向上

[EDN Japan]

　ルネサス エレクトロニクスは2011年8月、新開発のSiGe：C（シリコンゲルマニウム：カーボン）ベースのプロセスで製造した低雑音アンプ用ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HBT）「NESG7030M04」を発表した。主に、無線LAN機器や衛星ラジオなどにおいてマイクロ波を増幅する用途に用いる。サンプル価格は35円。2011年11月から100万個/月の規模で量産を開始する。同社のアンプ用HBTの量産規模は、SiGe（シリコンゲルマニウム）ベースのプロセスで製造している従来品と合わせて5000万個/月まで拡大することになる。

　新製品の製造プロセスには、シリコントランジスタのベース層に少量のゲルマニウムとカーボンを加えるSiGe：Cベースのバイポーラプロセスと、0.15μmのCMOSプロセスを組み合わせたSiGe：C BiCMOSプロセスが利用されている。この新しいプロセスでは、トランジスタのベース抵抗を約60％低減する選択的エピタキシャル成長という結晶成長技術が用いられている。また、ベース層中の電子の高速化とベース抵抗のさらなる低減を実現する技術も導入されている。

　同プロセスを用いることにより、無線LANなどで利用される5.8GHzの入力信号に対する雑音指数（NF）で0.75dBまで向上することに成功した。この値は、ルネサスの従来品である、SiGe（シリコンゲルマニウム）ベースのプロセスで製造した低雑音アンプ用HBTと比べて0.35dB小さい。また、雑音指数が最小時の利得（Ga）は、入力信号周波数が5.8GHzのときに14.0dBを実現している。これにより、通信感度を高めて信号伝達のエラーを低減できるようになるので、従来品と同等の雑音指数/利得性能を得たい場合に、消費電力を約1/4に低減することができるという。

　また、コレクタ‐ベース間のプロファイルを最適化することにより、コレクタ‐エミッタ間電圧を定格値で4.3Vまで高めた。このため、従来のシリコン系HBTやSiGeベースのHBTと比べて電源電圧の範囲を広げられるので、数十MHz〜14GHz帯までの入力信号に対して安定して利用することが可能である。例えば、スマートメーターなどに利用されているISM（Industry Science Medical）バンドをはじめ、マイクロ波帯を用いるさまざまな機器に利用できるようになる。

　そのほかの仕様は以下のとおり。推奨バイアス条件は、コレクタ‐エミッタ間電圧は2V、コレクタ電流は7mA。パッケージは、ルネサスがマイクロ波帯の増幅に用いるトランジスタ向けに開発した、端子数が4本のM04パッケージを採用している。同社によれば、M04パッケージは、マイクロ波帯に対応するアンプ用HBT市場において業界標準になっているとしている。