DE3013196A1 - Halbleiteranordnung - Google Patents
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Description
Raytheon Company, lkl Spring Street, Lexington, MA 02173,
Vereinigte Staaten von Amerika
Halbleiteranordnung
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, insbesondere eine für den Betrieb im Höchstfrequenzgebiet geeignete
Halbleiteranordnung.
Bekanntlich eignen sich Feldeffekttransistoren für den Betrieb im Mikrowellenbereich. Feldeffekt-Halbleiteranordnungen
besitzen einen geeigneten Halbleiter, z.B. Galliumarsenid, in welchem ein Source-Bereich, ein Drain-Bereich
und dazwischen ein Gate-Bereich ausgebildet sind. Die Source- und Drain-Elektrode werden auf einer Oberfläche
des Halbleiters derart angebracht, daß sie in ohmschem Kontakt mit dem Source- bzw. dem Drain-Bereich stehen.
Die dem Gate-Bereich zugeordnete Gate-Elektrode wird ebenfalls auf der Oberfläche des Halbleiters angeordnet,
zwischen ihr und dem betreffenden Halbleiterbereich besteht
Jedoch kein ohmscher Kontakt sondern ein pn-übergang. Derart aufgebaute Feldeffekttransistoren können mit
einer Mikrowellenanordnung, z.B. einer Mikrostreifenleiterschaltung,'
verbunden werden, indem die Source-^ die Drain- und die Gate-Elektrode über Leitungsdrähte mit
elektrischen Leitern der Mikrowellenanordnung verbunden werden.
Eine andere Art von Feldeffekttransistoren, die sich für
den Betrieb bei vergleichsweise hohen Leistungspegeln eignen, besitzen eine Mehrzahl von Source-Elektroden,denen
eine entsprechende Vielzahl von Drain-Elektroden zu-
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geordnet ist, wobei eine Drain-Elektrode sich jeweils zwischen zwei Source-Elektroden befindet. Die Drain-Elektroden
sind über einen geeigneten Leiter miteinander verbunden, der an einer Außenfläche des Halbleiters ausgebildet
ist. Derartige Feldeffekttransistoren besitzen ferner mehrere Gate-Elektroden, deren jede auf einer Oberfläche
des Halbleiters zwischen einer Drain- und einer zugeordneten Source-Elektrode liegt. Diese Gate-Elektroden
sind ebenfalls durch einen geeigneten Leiter miteinander verbunden, der an der oberen Oberfläche der Trägerstruktur
angebracht ist.Auch ist ein Hochleistungs-Feldeffekttransistor bekannt, bei dem die Source-Elektroden durch
einen gemeinsamen Leiter miteinander verbunden sind, der an der unteren Oberfläche des Halbleiters ausgebildet
ist. Jede Source-Elektrode ist mit dem gemeinsamen Leiter über ein Loch verbunden, das mit einem aufplatierten metallischen
Leiter ausgefüllt ist, der durch den Halbleiter hindurchtritt und den gemeinsamen Leiter und die betreffende
Source-Elektrode elektrisch miteinander verbindet.
Bei jeder der beschriebenen Arten von Feldeffekttransistoren ist der Transistor selbst im allgemeinen dadurch
mit einer Mikrostreifenleiterschaltung verbunden, das die Drain- und die Gate-Elektrode mit Streifenleitern
der Mikrostreifenleiterschaltung über Leitungsdrähte verbunden ist. Bei einer derartigen Verdrahtung ist es
jedoch erforderlich, daß die Leitungsdrähte im allgemeinen über Luftspalte verlaufen bzw. Luftspalte überbrücken,
die zwischen der betreffenden Kante des Halbleiters und der benachbarten Kante der Mikrostreifenleiterschaltung
liegen. Dies ist die Ursache für unerwünschte Impedanz-Fehlanpassungen und damit verbundene Abstrahlung
von Mikrowellenenergie. Außerdem ist es bei einer Verdrahtung der beschriebenen Art erforderlich, daß im
Interesse einer guten Reproduzierbarkeit sowohl die Länge der Verbindungsdrähte als auch die Position der durch
030044/0660
-tr
Schweißen oder Löten hergestellten Kontaktstellen für alle Anordnungen, die in Anpassung betrieben werden sollen,
gleich sind, da die Länge eines Verbindungsdrahtes und die Position der Kontaktstelle bei der Frequenz von
Mikrowellen einen starken Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften der aus Feldeffekttransistor und Mikrowellenstreif
enleiterschaltung bestehenden Kombination haben. Ferner kann die Induktivität der Verbindungsdrähte
bei den in Betracht kommenden Frequenzen zu unerwünschten parasitären Schwingungen führen. Schließlich erfordert
die beschriebene Verbindungsart für die Unterbringung der Verbindungsdrähte eine verhältnismäßig große Packungsgröße.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung
zu schaffen, bei der die vorgenannten Probleme nicht auftreten, die sich also ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand
mit einer Mikrowellenanordnung, insbesondere einer Mikrostreifenleiterschaltung, kombinieren läßt.
Diese Aufgabe wird durch eine Halbleiteranordnung der im
Patentanspruch 1 beschriebenen Art gelöst.
Die erfindungsgemäß gestaltete Halbleiteranordnung, z.B. ein Feldeffekttransistor, bei der auf einer Oberfläche
eines Halbleiters Source-Drain-und Gate-Elektroden im
gegenseitigen Abstand angeordnet sind, wobei die Gate-Elektrode zwischen der Source- und der Drain-Elektrode
liegt, besitzt also Source-, Drain- und Gate-Kontaktstellen, die" sich an der gegenüberliegenden Oberfläche
des Halbleiters 'befinden und die mit den entsprechenden Elektroden elektrisch über Leiter verbunden sind, die
durch den Halbleiter hindurchlaufen.
Eine zur Kombination mit einer derartigen Halbleiteranordnung geeignete Mikrostreifenleiterschaltung besitzt
auf einem dielektrischen Substrat eine Mehrzahl von Leitern. Die Source-, Drain- und Gate-Kontaktstellen des
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Feldeffekttransistors liegen auf diesen Leitern auf und sind mit jeweils einem von ihnen direkt verbunden. Einer
der auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats ausgebildeten Leiter ist elektrisch mit der Masseebene
der Mikrostreifenleiterschaltung verbunden.
Da die Source-^Drain- und Gate-Elektroden unmittelbar mit
den Leitern der Mikrostreifenleiterschaltung verbunden sind, sind Fehlanpassungen, wie sie bei der Verbindung
durch den Luftraum zwischen dem Transistor und der Mikrostreifenleiterschaltung überbrückenden Leiterdrähten
auftreten, verringert und schädliche Schwingungen infolge der induktiven Kopplung durch die Leiterdrähte vermieden.
Durch- die Vermeidung der Leiterdrähte wird die Reproduzierbarkeit der aus Feldeffekttransistor und Mikrostreifenleiterschaltung
bestehenden Kombination wesentlich verbessert. Außerdem läßt sich die Baugröße der
Kombination verringern.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung , insbesondere solche, die die Kombination der Halbleiteranordnung
mit der Mikrowellenanordnung und deren zweckmäßige Ausgestaltung betreffen, sind Gegenstand der Unteransprüche,
auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt eine schematische Skizze eines Feldeffekttransistors,
Fig..2 zeigt eine Feldeffekt-Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung in einer Aufsicht,
Fig. 3 zeigt eine Schnittzeichnung der Halbleiteranordnung
gemäß Fig. 2 längs der Linie 3-3 von Fig.2,
Fig. 4 zeigt einen Schnitt der Halbleiteranordnung gemäß Fig. 2 längs der Linie 4-4 von Fig. 2,
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— 40"
Fig. 5 zeigt eine Aufsicht einer Mikrostreifenleiterschaltung,
Fig. 6 zeigt einen Schnitt dieser Mikrostreifenleiterschaltung längs der Linie 6-6 von Fig. 5»
Fig. 7 zeigt eine Aufsicht der in Fig. 2 dargestellten Feldeffekt-Halbleiteranordnung in Verbindung mit
der Mikrostreifenleiterschaltung gemäß Fig. 5»
Fig. 8 zeigt eine Schnittzeichnung der Feldeffekt-Halbleiteranordnung
und der mit ihr verbundenen Mikrostreifenleiterschaltung gemäß Fig. 7, wobei
der Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 7 genommen ist ι
Fig. 9 zeigt eine Schnittzeichnung längs der Linie 9-9 von Fig. 7,
Fig.10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Feldeffekt-Halbleiteranordnung
gemäß der Erfindung,
Fig.11 zeigt eine Schnittzeichnung längs der Linie 11-11
von Fig. 10,
Fig.12 zeigt eine Schnittzeichnung längs der Linie 12-12
von Fig. 10,
Fig.13 zeigt eine Aufsicht einer Mikrostreifenleiterschaltung,
Fig.14 zeigt eine Schnittzeichnung der in Fig. 13 dargestellten
Mikrostreifenleiterschaltung, wobei der Schnitt entlang der Linie 14-14 von Fig. 13 gelegt
ist,
Fig.15 zeigt eine Aufsicht der in Fig. 10 dargestellten
Feldeffekt-Halbleiteranordnung in Verbindung mit der Mikrostreifenleiterschaltung gemäß Fig. 13»
Fig.16 zeigt eine Schnittzeichnung der Feldeffekt-Halbleiteranordnung nach Fig. 10 in Verbindung mit
der Mikrostreifenleiterschaltung gemäß Fig. 13» wobei der Schnitt entlang der Linie 16-16 von
Fig. 15 gelegt ist,
Fig.17 zeigt eine Aufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem eine Mehrzahl
von Feldeffekt-Halbleiteranordnungen der in
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Fig. 10 dargestellten Art mit einer Mikrostreifenleiterschaltung
verbunden sind,
Fig.18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem eine Mehrzahl von Feldeffekt -Halbleiteranordnungen auf einem gemeinsamen Substrat
ausgebildet und mit einer Mikrostreifenleiterschaltung verbunden sind.
Der in Fig. 1 schematisch skizzierte Feldeffekttransistor (FET) ist in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet.
Er beinhaltet einen als Einkristall ausgebildeten Trägerkörper 12 aus Galliumarsenid, der ein zumindest teilweise
isolierendes Substrat darstellt. Auf dem Substrat 14 ist eine η-leitende Halbleiterschicht 14 aus Galliumarsenid
epitaxial aufgewachsen. Auf einer Oberfläche der Halbleiterschicht 14 sind eine Gate-Elektrode 16, eine Source-Elektrode
18 sowie eine Drain-Elektrode 20 gebildet. Die Source-Elektrode 18 und die Drain-Elektrode 20 stehen in
ohmschem Kontakt mit der Halbleiterschicht 14. Die Gate-Elektrode
16 steht nicht in ohmschem Kontakt mit der Halbleiterschicht 14 sondern bildet mit ihr eine Metall-Halbleiterverbindung
mit Gleichrichterwirkung oder einen sogenannten Schottkyübergang. Aufgrund dieses Schottkyüberganges
zwischen der Gate-Elektrode 16 und der Halbleiterschicht 14 bildet der Bereich 19 der n-leitenden
Halbleiterschicht 14 unterhalb der Gate-Elektrode 16 eine Verarmungszone, wenn zwischen der Source-Elektrode 18 und
der Gate-Elektrode 16 von einer Spannungsquelle 22 eine Sperrspannung angelegt wird. Die Tiefe dieser Elektronen-Verarmungszone,
die im folgenden kurz als Verarmungszone bezeichnet wird, wächst an, wenn die Sperrspannung der
Quelle 22 größer wird. Durch Überlagerung einer von einer (im vorliegenden Fall im Mikrowellenbereich arbeitenden)
Hochfrequenzquelle erzeugten Signalspannung an der Gate-Elektrode 16 findet eine Modulation der Tiefe der Verarmungszone
statt. (Diese Modulation beeinflußt gleichzeitig die Höhe des leitenden Bereiches unterhalb der Gate-
Q30GU/0660
-^- 3Q13196
-Κ-
Elektrode, der im allgemeinen als "Kanal" bezeichnet
wird). Durch die Modulation der Tiefe der Verarmungszone wird der (durch einen Pfeil angedeutete) Strom zwischen
der Source-Elektrode 18 und der Drain-Elektrode 20 entsprechend moduliert, da die für den Elektronenfluß
zur Verfügung stehende Querschnittsfläche moduliert wird. Da die Gate-Elektrode 16 in Sperrichtung vorgespannt ist,
bildet sie eine hohe Impedanz für das modulierende Signal. Die Drain-Elektrode ist über eine Last 26 mit einer Versorgungsquelle
27 verbunden.
Der in Fig. 2 , 3 und 4 dargestellte mit 10' bezeichnete
Feldeffekttransistor besitzt einen Trägerkörper 11, der aus einem zumindest teilweise isolierenden Galliumars
enid-Einkristallsubstrat 12· besteht, auf dem eine η-leitende Galliumarsenid-Halbleiterschicht 14· durch
Epitaxie abgeschieden ist.Die Halbleiterschicht 14' bildet den aktiven Bereich für den Transistor 10'. Der spezifische
Widerstand des Substrats 12' ist im vorliegenden Fall größer als 10 Ohm-cm. Die Halbleiterschicht 12'
ist mit einem n-leitenden Fremdstoff, beispielsweise mit
Silicium oder Schwefel dotiert und besitzt eine Donatoren-
17 3
Konzentration von etwa 10 Teilchen pro cm . Die Transistoranordnung
10f besitzt auf der nach oben weisenden Oberfläche der Halbleiterschicht 141 zwei Source-Elektroden
18·, die mit der Halbleiterschicht 14' in ohmschem
Kontakt stehen. Ein Teil einer Drain-Elektrode 20·
ist ebenfalls auf der nach oben weisenden Oberfläche der Halbleiterschicht 14' ausgebildet. Dieser Teil der Drain-Elektrode
20· steht mit der Halbleiterschicht 14' in ohmschem Kontakt. Der übrige Teil der Drain-Elektrode 20'
ist auf der Oberfläche des Substrats 12' angeordnet. Über
der Halbleiterschicht 14' liegen Teile der Gate-Elektrode
16' und bilden mit ihr Schottkyübergänge. Die übrigen
Teile der Gate-Elektrode 16' befinden sich auf der Oberfläche des Substrats 12'. Die Gate-Elektrode 16 bildet
zwei Finger, die zwischen der Source-Elektrode 18' und
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-4h-
der Drain-Elektrode 20· liegen.
Nach der Ausbildung der Gate-, Source- und Drain-Elektroden
16·, 181 bzw. 20· werden von der Unterseite (d.h.
von der Oberfläche des halbleitenden Galliumarsenid-Substrats
12') aus Löcher oder Durchbrüche 32, 34 und
durch das Substrat 12' und gegebenenfalls die Halbleiterschicht 14' durch einsi chemischen Ätzvorgang angebracht,
die Teile der Bodenfläche der Source-Elektroden 18' bzw. Teile der Bodenflächen der Gate- und der
Drain-Elektroden 16' bzw. 20· freilegen. Der Bodenbereich
des Substrats 12·, die Seitenwandungen der Durchbrüche 32, 34 und 36 sowie die freigelegten Teile der
Bodenflächen der Gate-, Source- und Drain-Elektroden 16',18',20' sind mit einer aufgedampften leitfähigen
Schicht 38 bedeckt, die im vorliegenden Fall aus Gold
besteht. Diese leitfähige Schicht 38 wird anschließend nach einem der herkömmlichen photolithographischen chemischen
Ätzverfahren zu einem Leiterbahnmuster weiter verarbeitet. Das aus der Schicht 38 gebildete Leiterbahnmuster
wird anschließend durch Aufpiatieren einer zusätzlichen Schicht aus einem geeigneten leitfähigen
Metall 41, z.B. Gold, in seiner Dicke (im vorliegenden Fall auf eine Gesamtstärke von etwa 0,04 mm) verstärkt
und bildet Kontaktanschlüsse 40, 42 und 44 für die
Source-, Drain- bzw. Gate-Elektroden, wodurch der Feldeffekttransistor 10' vervollständigt wird.
In Fig. 5 und 6 ist eine Mikrostreifenleiterschaltung
50 dargestellt. 'Sie beinhaltet drei Streifenleiter 52, 54 und 56, die im vorliegenden Fall aus Gold bestehen
und auf einem im vorliegenden Fall aus Berylliumoxyd bestehenden dielektrischen Substrat 58 aufplatiert
sind. Aus Fig. 6 ist erkennbar, daß eine leitende Schicht 53, die im vorliegenden Fall ebenfalls aus Gold
besteht, auf der unteren Oberfläche des Substrats 58 aufplatiert ist. Diese leitende Schicht 53 bildet eine
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Masseebene für die Mikrostreifenleiterschaltung 50. Die Kanten 55 des Streifenleiters 52 sind elektrisch mit
der Masseebene (d.h. mit dem Leiter 53) verbunden. Dies geschieht dadurch, daß die Seiten des dielektrischen
Substrats - wie aus Fig. 6 erkennbar - mit einem geeigneten leitfähigen Material 57» das im vorliegenden Fall
wiederum aus Gold besteht, überzogen sind. Zur Vergrösserung der Länge der platierten Kanten 55 verbreitern
sich die Enden des Streifenleiters 52 nach außen. Dadurch
ergibt sich über den aufplatierten Leiter 57 eine gute elektrische Verbindung mit dem die Masseebene bildenden
Leiter 53.
Bei der in Fig. 7, 8 und 9 dargestellteji Vorrichtung ist
die Feldeffekt-Halbleiteranordnung 10 * elektrisch und mechanisch mit der Mikrostreifenleiterschaltung 50 verbunden,
indem die Kontaktanschlüsse 40, 42 und 44 der Source-, Drain- bzw. Gate-Elektroden auf den Streifenleitern 52, 54 '
und 56 angeordnet und durch Löten mit diesen verbunden
sind. Die Source-Elektroden 18f sind auf diese Weise
auch mit der Masseebene (d.h. dem Leiter 53) der Mikrostreifenleiterschaltung 50 elektrisch verbunden. Es sei
ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Feldeffekt-Halbleiteranordnung 10' auf diese Weise direkt, d.h. ohne die
Verwendung von Drahtverbindungen mit der Mikrostreifenleiterschaltung 50 verbunden ist.
Bei dem in Fig. 10, 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel der "Erfindung ist eine Feldeffekt-Transistoranordnung
100 vorgesehen, die eine Mehrzahl von parallelgeschalteten Feldeffekttransistoren beinhaltet. Die Anordnung
100 eignet sich für Schaltungen mit vergleichsweise hoher Leistung. Im einzelnen besteht die Anordnung
100 aus einem .zumindest teilweise isolierenden Galliumarsenid-Substrat
112 und einer epitaxial auf diesem aufgewachsenen η-leitenden Galliumarsenid-Halbleiterschicht
114. Die Gesamtstärke des Substrats 112 und der epitaxialen
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Schicht 114 beträgt etwa 0,04 mm. Die Anordnung 100 besitzt
auf der nach oben weisenden Oberfläche der Halbleiterschicht 114 mehrere Source-Elektroden 118a, 118b
und 118c, die mit der Halbleiterschicht 114 in ohmschem Kontakt stehen. Ein Teil der mit 120 bezeichneten Drain-Elektrode
erstreckt sich ebenfalls über die obere Oberfläche der Halbleiterschicht 114. Diese Drain-Elektrode
120 besteht aus fingerartigen Elektrodenbereichen 120a und 120b, die ebenfalls mit der Halbleiterschicht 114
in ohmschem Kontakt stehen und zwischen benachbarten Paaren der Source-Elektroden 118a, 118b und 118c angeordnet
sind. So befindet sich die Drain-Elektrode 120a zwischen den Source-Elektroden 118a und 118b, während
sich die Drain-Elektrode 120b zwischen den Source-Elektroden
118b und 118c befindet. Die übrigen Teile der Drain-Elektrode 120 befinden sich unmittelbar auf dem
Substrat 112. Ein Teil der Gate-Elektrode 116 befindet
sich auf der Halbleiterschicht 114 und ist ebenfalls fingerförmig ausgebildet, wobei die einzelnen Elektrodenteile
mit 116a, 116b, 116c und 1i6d bezeichnet sind. Diese befinden sich zwischen den Source-Elektroden 118a
bis 118c und den Drain-Elektroden 120a und 120b. Die
Gate-Elektrode 116a liegt zwischen der Source-Elektrode
118a und der Drain-Elektrode 120a. Die Gate-Elektrode 116b liegt zwischen der Source-Elektrode 118b und der
Drain-Elektrode 120a. Die Gate-Elektrode 116c liegt zwischen der Source-Elektrode 118b und der Drain-Elektrode
120b. Die Gate-Elektrode 1i6d schließlich liegt zwischen der "Source-Elektrode 118c und der Drain-Elektrode
120b. Die Gate-Elektroden 116a bis 1i6d bilden einen Schottky-Übergang mit der Halbleiterschicht 114,
wie dies weiter oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die verbleibenden Teile der Gate-Elektrode
116 befinden sich auf dem Substrat 112.
Nach der Herstellung der Source-Elektroden 118a bis 118c, der Drain-Elektroden 120a und 120b und der Gate-Elektro-
030044/0660
3013136
den 116 und 116a bis 1i6d auf der nach oben weisenden
Oberfläche der Halbleiterschicht 114 werden Durchbrüche
oder Löcher 134a bis 134c, 132 und 130 von der Unterseite her (d.h. von der Oberfläche des halbleitenden
Galliumarsenid-Substrats 112) durch dieses Substrat
112 und die Halbleiterschicht 114 durch einen chemischen Ätzvorgang angebracht. Diese Durchbrüche legen Teile der
Source-Elektroden 118a, 118b und 118c frei. Durchbrüche, die nur durch das Substrat 112 reichen, legen einen Teil
der Bodenfläche der Gate-Elektrode 116 sowie einen Teil der Bodenfläche der Drain-Elektrode 120 frei. Teile des
Substrats 112, die Seitenwandungen der Durchbrüche 134a bis 134c, 132 und 130 sowie die freigelegten Teile der
Elektroden 118a, 118b, 118c, 116 und 120 werden mit einer aufgedampften Schicht 128 eines geeigneten Metails,
im vorliegenden Fall Gold, überzogen. Die aufgedampfte Schicht 138 wird - wie oben in Verbindung mit
Fig. 3 und 4 näher beschrieben wurde - zu einem Leiterbahn:
uster ausgebildet und sodann in seiner Dicke durch Aufpiatieren einer zusätzlichen Schicht eines geeigneten
Metalls, im vorliegenden Fall Gold, auf eine Gesamtdicke von etwa 0,04 mm verstärkt. Die verstärkten Leiterbahnen
bilden die mit 140, 142 und 144 bezeichneten
Kontaktanschlüsse für die Source-, Drain- und Gate-Elektroden und vervollständigen damit die Feldeffekt-Transistoranordnung
100.
In Fig. 13 und 14 ist eine Mikrostreifenleiterschaltung
501 dargestellt, die drei Leiter 52», 54' und 56' beinhaltet,
welche 'auf einem aus Aluminiumoxyd bestehenden dielektrischen Substrat 48· ausgebildet sind. Wie
aus Fig. 14 erkennbar ist, ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 58! eine im vorliegenden Fall aus Gold
bestehende leitfähige Schicht 53 aufgebracht. Diese leitfähige Schicht 53 wird auf einer Oberfläche eines goldplatierten
Kupferträgers 55 aufgesetzt und anschließend mit dem Träger verlötet. Von der oberen Oberfläche des
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Substrats 58· wird anschließend ein Loch durch dieses
Substrat 58' zu der Schicht 53 (oder dem Träger 55) herabgeführt.
Dieses Loch wird mit Hilfe herkömmlicher Verfahren, beispielsweise durch Laserbohren hergestellt.Anschließend
wird das Loch auf galvanischem Wege mit Kupfermaterial 57 ausgefüllt, um damit eine gute elektrische
und thermische Leitfähigkeit zu dem Träger 55 herzustellen. Das leitfähige Material 57 bildet zusammen mit
der leitfähigen Schicht 53 die Masseebene für die Mikrostreifenleiterschaltung 50'. Die nach oben weisende Oberfläche
des Kupfermaterials 57 wird anschließend geläppt, so daß das Substrat 58" eine glatte Oberseite erhält. Die
geläppte Kupferoberfläche wird sodann mit Gold platiert
und bildet den Leiter 52·. Die Streifenleiter 54· und 56f
werden in der in Fig. 13 dargestellten Form durch Aufplatieren
von Gold hergestellt. Der Leiter 52· ist elektrisch
mit der Masseebene der Mikrostreifenleiterschaltung 50'
verbunden. Alternativ kann auch die in Verbindung mit Fig. 6 und 5 beschriebene Mikrostreifenleiterschaltung
50 verwendet werden. Wie aus Fig. 15 und 16 hervorgeht, wird die Feldeffekt-Transistoranordnung 100 mit der Mikrostreifenleiterschaltung
50" verbunden, indem die Source-jDrain- und Gate-Kontaktanschlüsse 140, 142 bzw.
144 auf die Streifenleiter 52', 541 bzw. 56' aufgelegt
und (z.B. durch Löten) direkt mit diesen verbunden werden. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Feldeffekt-Transistoranordnung
100 auf diese Weise ohne die Verwendung von Verbindungsdrahten unmittelbar mit der
Mikrostreifenleiterschaltung 50' kontaktiert ist.
Fig. 17 zeigt eine Mehrzahl von Feldeffekt-Transistoranordnungen 100a, 100b und 100c, die auf getrennten Substraten
ausgebildet und in Parallelschaltung mit einer Mikrostreifenleiterschaltung 150 verbunden sind. Fig. 18 zeigt
eine Mehrzahl von Feldeffekt-Transistoranordnungen 100a1,
100b1 und 100c1, die auf einem einzigen Substrat ausgebildet
und mit einer Mikrostreifenleiterschaltung 1501
verbunden sind.
030044/0660
Claims (18)
1. Halbleiteranordnung, insbesondere zur Kombination mit
einer Mikrowellenanordnung,
- mit einem Trägerkörper, der zumindest teilweise als Halbleiter ausgebildet ist,
- mit einer ersten und einer zweiten Elektrode, die mit dem Halbleiter in ohmschem Kontakt stehen
- sowie mit einer dritten Elektrode zur Steuerung des Stromweges zwischen der ersten und der zweiten Elektrode,
dadurch ge kennzeichnet, daß
- zwei sich durch den Trägerkörper (11) erstreckende elektrische Leiter vorgesehen sind
- und daß Jeder dieser beiden Leiter mit Jeweils einer (z.B. 18 bzw. 20) der drei genannten Elektroden (16,
18, 20) elektrisch verbunden ist.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter sich durch den Trägerkörper
(11) erstreckender elektrischer Leiter vorgesehen ist, der mit derjenigen Elektrode (z.B. 16) elektrisch
verbunden ist, die nicht mit einem der beiden erstgenannten elektrischen Leiter in Verbindung steht.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (11) ein zumindest
teilweise isolierendes Substrat (12) umfaßt,daß der genannte Halbleiterkörper (14) auf einer Oberfläche
dieses Substrats (12) angebracht ist und daß sich die beiden elektrischen Leiter durch das zumindest
teilweise isolierende Substrat (12) erstrecken.
4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der dritte Leiter sich ebenfalls durch das genannte Substrat (12) erstreckt.
0300U/0660
ORIGINAL iN$f>ECTED
ORIGINAL iN$f>ECTED
5. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
und die zweite Elektrode (18, 20) eine Source- bzw. Drain-Elektrode und die dritte Elektrode eine
Gate-Elektrode sind.
6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,*daß sie eine Feldeffekt-Halbleiteranordnung
ist und einen Halbleiterkörper (11) beinhaltet, der aus einem zumindest teilweise isolierenden
Substrat (12) und einem die Oberfläche des Halbleiterkörpers (11) bildenden aktiven Bereich (14) besteht,
und daß die beiden elektrischen Leiter sich durch das Substrat (12) erstrecken.
7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5 oder 6, d a durch
gekennzeichnet, daß ein dritter elektrischer Leiter vorgesehen ist, der sich durch den Halbleiterkörper
(11) erstreckt und elektrisch mit der Gate-Elektrode (16) verbunden ist.
8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (11) ein
Substrat umfaßt, das mit einem aktiven Bereich (14) die Oberfläche des Halbleiterkörpers (11) bildet und
daß die beiden erstgenannten Leiter sowie der dritte Leiter sich durch das Substrst (14) erstrecken.
9. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den aktiven Bereich (14) des Halbleiterkörpers
(11) bildenden Oberfläche eine Source-, eine Drain- sowie eine Gate-Elektrode (18, 20 bzw. 16) angeordnet
sind und daß eine Mehrzahl von den Trägerkörper durchdringenden elektrischen Leitern vorgesehen
sind, die Jeweils mit einer der genannten Elektroden (18, 20, 16) verbunden sind.
030044/066Q
10. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl
von Elektroden erster Art (120, 120a, 120b) auf dem eine erste Oberfläche des Trägerkörpers (112) bildenden
Halbleiter (114) angeordnet sind und mit diesem in ohmschem Kontakt stehen, daß eine Mehrzahl von Elektroden
zweiter Art (118a, 118b und 118c) vorgesehen ist, die ebenfalls mit dem Halbleiter (114) in ohmschem Kontakt
stehen, daß eine Mehrzahl von Gate-Elektroden (116) vorgesehen sind, die zu dem Halbleiter einen Halbleiterübergang
bilden, und daß eine Mehrzahl elektrischer Leiter vorgesehen sind, die den Trägerkörper durchdringen,
wobei ein erster Teil dieser elektrischen Leiter elektrisch mit den Elektroden erster Art, ein zweiter
Teil der elektrischen Leiter mit den Elektroden zweiter Art und ein dritter Teil der Leiter mit den Gate-Elektroden
elektrisch verbunden sind.
11. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination
mit einer Mikrowellenanordnung (50; 50'), die einen dielektrischen Körper (58; 58') umfaßt, wobei an
diesem Körper (58; 58!) eine Masseebene gebildet ist, welche eine auf einer Oberfläche des Körpers (58; 58')
angeordneten leitfähigen Bereich (53) sowie eine erste Kontaktzone (z.B. 57) umfaßt, und wobei ferner
zwei elektrische Leiter (54, 56;54f, 56') vorgesehen
sind, deren Kontaktzonen auf einer zweiten Oberfläche des dielektrischen Körpers angeordnet sind und daß
zwei elektrische Leiter der Halbleiteranordnung auf zwei der genannten Kontaktzonen aufliegen und elektrisch
mit diesen verbunden sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter sich durch den Trägerkörper
(11) erstreckender elektrischer Leiter der Halbleiteranordnung mit derjenigen Kontaktzone des dielek-
030044/0660
trischen Körpers (58) und derjenigen Elektrode der Halbleiteranordnung verbunden ist, die nicht mit
einem der beiden anderen elektrischen Leiter in Verbindung stehen.
13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer zweiten Oberfläche des dielektrischen Körpers (58) zwei elektrische Leiter (54, 56)
angeordnet sind und daß zwei der drei elektrischen Leiter der Halbleiteranordnung mit jeweils einem der elektrischen
Leiter der Mikrowellenanordnung (50) bzw. der Kontaktzone der Masseebene (53) verbunden sind.
14. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Oberfläche des dielektrischen
Körpers Leiter erster Art und Leiter zweiter Art ausgebildet sind, daß die Halbleiteranordnung Gruppen
von elektrischen Leitern erster, zweiter und dritter Art umfaßt, daß zwei dieser Gruppen mit entsprechenden
Exemplaren der elektrischen Leiter erster und zweiter Art der Mikrowellenanordnung elektrisch verbunden
sind und daß die Kontaktzone der auf einer anderen Oberfläche des dielektrischen Körpers ausgebildeten
Masseebene an den verbleibenden elektrischen Leiternder Halbleiteranordnung anliegt und elektrisch
mit diesen verbunden ist.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Masseebene
bildende leitfähige Bereich an dem dielektrischen Körper auf einer anderen Oberfläche angebracht ist,
daß die Kontaktzone der Masseebene und daß die zweiten und dritten Kontaktzonen der Mikrowellenanordnung
auf derselben Oberfläche des dielektrischen Körpers angebracht sind wie die Kontaktzone der Masseebene.
0300 4 4/0660
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper
(11) der Halbleiteranordnung (10) ein Einkristall-Substrat mit einer Halbleiterzone ist.
17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Trägerkörper
(11) der Halbleiteranordnung durchdringenden elektrischen Leiter von den Trägerkörper von der
der Halbleiterregion gegenüberliegenden Seite her durchdringenden zu den entsprechenden Elektroden
führenden Durchbrüchen gebildet sind, deren Wandungen und Nachbarbereiche mit einem elektrisch leitenden
Überzug versehen sind.
18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem dielektrischen
Körper der Mikrowellenanordnung ausgebildete Masseebene über einen den dielektrischen
Körper durchdringenden Leiter (57) mit der gegenüberliegenden Oberfläche des dielektrischen Körpers
verbunden ist und daß die auf dieser gegenüberliegenden Seite gebildete Kontaktzone (521) der Masseebene
(53) niit diesem elektrischen Leiter (57) verbunden ist.
•030044/0660
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