JP2005026327A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005026327A JP2005026327A JP2003187884A JP2003187884A JP2005026327A JP 2005026327 A JP2005026327 A JP 2005026327A JP 2003187884 A JP2003187884 A JP 2003187884A JP 2003187884 A JP2003187884 A JP 2003187884A JP 2005026327 A JP2005026327 A JP 2005026327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground
- semiconductor device
- effect transistor
- semiconductor substrate
- field effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
【課題】接地電極や接地端子と接地との距離のばらつきを小さくした半導体装置を提供すること。
【解決手段】裏面に接地導体層が形成された半導体基板10と、接地される複数のソース電極Sを有し、半導体基板10表面に形成された電界効果トランジスタとを具備した半導体装置において、ソース電極Sが形成されている領域の一方の端部から他方の端部にわたって、半導体基板10の表面から裏面に貫通するバイアホール16を形成し、ソース電極Sをバイアホール16と電気的に接続している。
【選択図】 図1
【解決手段】裏面に接地導体層が形成された半導体基板10と、接地される複数のソース電極Sを有し、半導体基板10表面に形成された電界効果トランジスタとを具備した半導体装置において、ソース電極Sが形成されている領域の一方の端部から他方の端部にわたって、半導体基板10の表面から裏面に貫通するバイアホール16を形成し、ソース電極Sをバイアホール16と電気的に接続している。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波帯などの超高周波に用いられる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、超高周波の半導体装置として、MMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)などが使用されている。
【0003】
ここで、従来の半導体装置について、MMIC電界効果トランジスタを例にとり図2を参照して説明する。半導体基板20はGaAsなどから構成され、図ではその一部が示されている。半導体基板20の表面、たとえば符号Pで示した領域に能動層21が形成され、半導体基板20の裏面に接地導体層が形成されている。そして、半導体基板20表面の能動層21領域に電界効果トランジスタ22が形成されている。
【0004】
電界効果トランジスタ22は、所定間隔に設けられた複数のソース電極Sおよびそれぞれがソース電極S間に挟まれて所定間隔に設けられた複数のドレイン電極D、それぞれがソース電極Sとドレイン電極Dとの間に設けられた複数のゲート電極Gなどから構成されている。
【0005】
上記した電界効果トランジスタ22の場合、1つのゲート電極Gとこの1つのゲート電極Gを挟んだソース電極Sおよびドレイン電極Dとで1単位の電界効果トランジスタ(以下単位FETという)が構成され、電界効果トランジスタ22は複数の単位FETが並列に接続された構造になっている。
【0006】
単位FETを構成するゲート電極Gは、それぞれ接続用パッドgに接続され、各接続用パッドgは入力伝送線路23に接続されている。それぞれのドレイン電極Dは出力伝送線路24に接続されている。ソース電極Sどうしはエアブリッジ配線25によって互いに接続され、エアブリッジ配線25は、電界効果トランジスタ22の両側に設けられたバイアパッド26に接続されている。
【0007】
バイアパッド26は、半導体基板21の表面と裏面とを貫通する導電性貫通孔、すなわちバイアホール27を介して、半導体基板21裏面に形成された接地導体層に接続し接地されている。符号Qはソース電極Sとエアブリッジ配線25との接続箇所を示している。
【0008】
上記した従来の半導体装置は特許文献1などに記載されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−238870号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置、たとえば高出力のMMIC電界効果トランジスタは、並列接続した多数の単位FETから構成され、単位FETのソース電極は接地されている。そして、MMIC電界効果トランジスタには、特性の安定化のために、ソースインダクタンスの低減が求められている。
【0011】
そのため、従来の電界効果トランジスタでは、上記したように半導体基板21を貫通するバイアホール27を設け、バイアホール27を介してソース電極Sを接地している。この構成によれば、各単位FETのソース電極Sから接地までの距離が短くなり、ソースインダクタンスを小さくできる。
【0012】
しかし、バイアホール27は、通常、入力伝送線路23と出力伝送線路24とを結ぶ領域、たとえば信号の伝送領域を挟んでその両側に設けられる。そのため、中央部に位置する単位FETと端部に位置する単位FETとで、ソース電極Sからバイアホール27までの距離が相違し、単位FETの動作が不均一になる。その結果、利得や効率、出力電力などが低下し、所望の性能が得られなくなる。
【0013】
本発明は、上記した欠点を解決し、接地電極や接地端子と接地との距離のばらつきを小さくした半導体装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、裏面に接地導体層が形成された半導体基板と、複数の接地電極または接地端子を有し、前記半導体基板表面に形成された回路部品とを具備した半導体装置において、前記複数の接地電極または接地端子が形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって、前記半導体基板の表面から裏面に貫通する導電性貫通孔を形成し、前記回路部品を構成する前記複数の接地電極または接地端子を前記導電性貫通孔と電気的に接続したこと特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、MMIC電界効果トランジスタを例にとり図1を参照して説明する。
【0016】
半導体基板10はGaAsなどから形成され、図ではその一部だけが示されている。半導体基板10表面の一部、たとえば符号Pで示した領域に能動層11が形成され、裏面には接地面を形成する接地導体層(図示せず)が形成されている。そして、能動層11領域に電界効果トランジスタ12が形成されている。
【0017】
電界効果トランジスタ12は所定間隔に設けられた複数のソース電極S(S1、S2、…)およびそれぞれがソース電極S間に挟まれて所定間隔に設けられた複数のドレイン電極D(D1、D2、…)、そして、ソース電極Sおよびドレイン電極D間に設けられた複数のゲート電極G(G1、G2、…)などから構成されている。この場合、1つのゲート電極Gとこの1つのゲート電極Gを挟んだソース電極Sおよびドレイン電極Dとで1つの単位FETが構成され、電界効果トランジスタ12は複数の単位FETが並列に接続された構造になっている。
【0018】
電界効果トランジスタ12の図示下方、すなわちゲート電極G側に入力伝送線路13が形成され、その図示上方、すなわちドレイン電極D側に出力伝送線路14が形成されている。また、電界効果トランジスタ12、たとえばゲート電極Gやソース電極S、ドレイン電極Dを囲んでその外周部分にバイアパッド15が形成されている。
【0019】
バイアパッド15は、たとえば矩形状に形成された第1部分151〜第4部分154から形成されている。第1部分151は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって設けられ、入力伝送線路13側に位置している。第2部分152は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって設けられ、出力伝送線路14側に位置している。第3部分153および第4部分154は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその左側および右側に位置している。また、バイアパッド15下方に、半導体基板10の表面から裏面に貫通する導電性貫通孔、たとえばバイアホール16が矩形状に形成され、バイアホール16は半導体基板10裏面の接地導体層に接続されている。
【0020】
各単位FETのゲート電極Gは、たとえば隣接する組どうしが共通のゲートパッドg(g1、g2、…)に接続され、各ゲートパッドgはバイアパッド15の第1部分151を跨ぐ第1エアブリッジ配線17(171、172、…)を介して入力伝送線路13に接続されている。各単位FETのドレイン電極Dは、バイアパッド15の第2部分152を跨ぐ第2エアブリッジ配線18(181、182、…)を介して出力伝送線路14に接続されている。各ソース電極Sはバイアパッド15に接続され、さらにバイアホール16を介して接地導体層に接続され、接地されている。
【0021】
たとえば、中間に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分151および第2部分152に接続している。左端部に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分151および第2部分152に接続し、同時に、第3部分153にも接続している。右端部に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分および第2部分151、152に接続し、同時に、第4部分154にも接続している。
【0022】
上記した構成によれば、複数の接地電極、たとえば複数のソース電極Sが形成された領域におけるその配列方向の一方の端部から他方の端部にわたって、バイアパッド15およびバイアホール16を形成し、複数のソース電極Sをバイアパッド15を介してその下方に設けられたバイアホール16と電気的に接続している。したがって、各単位FETのソース電極Sと接地間の距離が短くなり、かつ、距離のばらつきも小さくなる。その結果、ソースインダクタンスが低減し、また各単位FETの動作が均一化し、良好な特性の電界効果トランジスタが実現される。
【0023】
上記の実施形態は、接地電極を接地するためのバイアパッド15およびバイアホール16を電界効果トランジスタ12を囲んで矩形状に形成している。しかし、バイアパッド15およびバイアホール16は、必ずしも矩形状に形成する必要がなく、たとえば複数のソース電極の配列方向におけるその一方の端部から他方の端部にわたって形成されている第1部分と第2部分だけを設ける構造、あるいは、第1部分および第2部分のいずれか一方だけを設ける構造にすることもできる。この場合も、各単位FETのソース電極と接地間の距離のばらつきが小さくなり、各単位FETの動作が均一化する。
【0024】
しかし、第1部分および第2部分を設け、各ソース電極の両端を接地する構成にすると、ソース電極の一端だけを接地する場合に比べ、ソースインダクタンスが小さくなり、良好な特性が得られる。
【0025】
上記の実施形態は、半導体基板11上に形成される回路部品がMMIC電界効果トランジスタの場合で説明している。しかし、この発明は、電界効果トランジスタ以外の回路部品、たとえばヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)の接地電極を接地する場合にも適用できる。また、複数のダイオードやコンデンサの接地端子などを接地する場合にも適用できる。
【0026】
上記した構成によれば、回路部品の接地電極あるいは接地端子と接地との距離が均一化し、また、接地インダクタンスが低減し、半導体装置の特性が改善される。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、特性を改善した半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図2】従来例を説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
10…半導体基板
11…能動層
12…電界効果トランジスタ
13…入力伝送線路
14…出力伝送線路
15…バイアパッド
16…バイアホール
171、172…第1エアブリッジ配線
181、182…第2エアブリッジ配線
G…ゲート電極
D…ドレイン電極
S…ソース電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波帯などの超高周波に用いられる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、超高周波の半導体装置として、MMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)などが使用されている。
【0003】
ここで、従来の半導体装置について、MMIC電界効果トランジスタを例にとり図2を参照して説明する。半導体基板20はGaAsなどから構成され、図ではその一部が示されている。半導体基板20の表面、たとえば符号Pで示した領域に能動層21が形成され、半導体基板20の裏面に接地導体層が形成されている。そして、半導体基板20表面の能動層21領域に電界効果トランジスタ22が形成されている。
【0004】
電界効果トランジスタ22は、所定間隔に設けられた複数のソース電極Sおよびそれぞれがソース電極S間に挟まれて所定間隔に設けられた複数のドレイン電極D、それぞれがソース電極Sとドレイン電極Dとの間に設けられた複数のゲート電極Gなどから構成されている。
【0005】
上記した電界効果トランジスタ22の場合、1つのゲート電極Gとこの1つのゲート電極Gを挟んだソース電極Sおよびドレイン電極Dとで1単位の電界効果トランジスタ(以下単位FETという)が構成され、電界効果トランジスタ22は複数の単位FETが並列に接続された構造になっている。
【0006】
単位FETを構成するゲート電極Gは、それぞれ接続用パッドgに接続され、各接続用パッドgは入力伝送線路23に接続されている。それぞれのドレイン電極Dは出力伝送線路24に接続されている。ソース電極Sどうしはエアブリッジ配線25によって互いに接続され、エアブリッジ配線25は、電界効果トランジスタ22の両側に設けられたバイアパッド26に接続されている。
【0007】
バイアパッド26は、半導体基板21の表面と裏面とを貫通する導電性貫通孔、すなわちバイアホール27を介して、半導体基板21裏面に形成された接地導体層に接続し接地されている。符号Qはソース電極Sとエアブリッジ配線25との接続箇所を示している。
【0008】
上記した従来の半導体装置は特許文献1などに記載されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−238870号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置、たとえば高出力のMMIC電界効果トランジスタは、並列接続した多数の単位FETから構成され、単位FETのソース電極は接地されている。そして、MMIC電界効果トランジスタには、特性の安定化のために、ソースインダクタンスの低減が求められている。
【0011】
そのため、従来の電界効果トランジスタでは、上記したように半導体基板21を貫通するバイアホール27を設け、バイアホール27を介してソース電極Sを接地している。この構成によれば、各単位FETのソース電極Sから接地までの距離が短くなり、ソースインダクタンスを小さくできる。
【0012】
しかし、バイアホール27は、通常、入力伝送線路23と出力伝送線路24とを結ぶ領域、たとえば信号の伝送領域を挟んでその両側に設けられる。そのため、中央部に位置する単位FETと端部に位置する単位FETとで、ソース電極Sからバイアホール27までの距離が相違し、単位FETの動作が不均一になる。その結果、利得や効率、出力電力などが低下し、所望の性能が得られなくなる。
【0013】
本発明は、上記した欠点を解決し、接地電極や接地端子と接地との距離のばらつきを小さくした半導体装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、裏面に接地導体層が形成された半導体基板と、複数の接地電極または接地端子を有し、前記半導体基板表面に形成された回路部品とを具備した半導体装置において、前記複数の接地電極または接地端子が形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって、前記半導体基板の表面から裏面に貫通する導電性貫通孔を形成し、前記回路部品を構成する前記複数の接地電極または接地端子を前記導電性貫通孔と電気的に接続したこと特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、MMIC電界効果トランジスタを例にとり図1を参照して説明する。
【0016】
半導体基板10はGaAsなどから形成され、図ではその一部だけが示されている。半導体基板10表面の一部、たとえば符号Pで示した領域に能動層11が形成され、裏面には接地面を形成する接地導体層(図示せず)が形成されている。そして、能動層11領域に電界効果トランジスタ12が形成されている。
【0017】
電界効果トランジスタ12は所定間隔に設けられた複数のソース電極S(S1、S2、…)およびそれぞれがソース電極S間に挟まれて所定間隔に設けられた複数のドレイン電極D(D1、D2、…)、そして、ソース電極Sおよびドレイン電極D間に設けられた複数のゲート電極G(G1、G2、…)などから構成されている。この場合、1つのゲート電極Gとこの1つのゲート電極Gを挟んだソース電極Sおよびドレイン電極Dとで1つの単位FETが構成され、電界効果トランジスタ12は複数の単位FETが並列に接続された構造になっている。
【0018】
電界効果トランジスタ12の図示下方、すなわちゲート電極G側に入力伝送線路13が形成され、その図示上方、すなわちドレイン電極D側に出力伝送線路14が形成されている。また、電界効果トランジスタ12、たとえばゲート電極Gやソース電極S、ドレイン電極Dを囲んでその外周部分にバイアパッド15が形成されている。
【0019】
バイアパッド15は、たとえば矩形状に形成された第1部分151〜第4部分154から形成されている。第1部分151は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって設けられ、入力伝送線路13側に位置している。第2部分152は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって設けられ、出力伝送線路14側に位置している。第3部分153および第4部分154は、複数のソース電極Sが形成されている領域のその左側および右側に位置している。また、バイアパッド15下方に、半導体基板10の表面から裏面に貫通する導電性貫通孔、たとえばバイアホール16が矩形状に形成され、バイアホール16は半導体基板10裏面の接地導体層に接続されている。
【0020】
各単位FETのゲート電極Gは、たとえば隣接する組どうしが共通のゲートパッドg(g1、g2、…)に接続され、各ゲートパッドgはバイアパッド15の第1部分151を跨ぐ第1エアブリッジ配線17(171、172、…)を介して入力伝送線路13に接続されている。各単位FETのドレイン電極Dは、バイアパッド15の第2部分152を跨ぐ第2エアブリッジ配線18(181、182、…)を介して出力伝送線路14に接続されている。各ソース電極Sはバイアパッド15に接続され、さらにバイアホール16を介して接地導体層に接続され、接地されている。
【0021】
たとえば、中間に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分151および第2部分152に接続している。左端部に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分151および第2部分152に接続し、同時に、第3部分153にも接続している。右端部に位置するソース電極Sはその長手方向の両端がバイアパッド15の第1部分および第2部分151、152に接続し、同時に、第4部分154にも接続している。
【0022】
上記した構成によれば、複数の接地電極、たとえば複数のソース電極Sが形成された領域におけるその配列方向の一方の端部から他方の端部にわたって、バイアパッド15およびバイアホール16を形成し、複数のソース電極Sをバイアパッド15を介してその下方に設けられたバイアホール16と電気的に接続している。したがって、各単位FETのソース電極Sと接地間の距離が短くなり、かつ、距離のばらつきも小さくなる。その結果、ソースインダクタンスが低減し、また各単位FETの動作が均一化し、良好な特性の電界効果トランジスタが実現される。
【0023】
上記の実施形態は、接地電極を接地するためのバイアパッド15およびバイアホール16を電界効果トランジスタ12を囲んで矩形状に形成している。しかし、バイアパッド15およびバイアホール16は、必ずしも矩形状に形成する必要がなく、たとえば複数のソース電極の配列方向におけるその一方の端部から他方の端部にわたって形成されている第1部分と第2部分だけを設ける構造、あるいは、第1部分および第2部分のいずれか一方だけを設ける構造にすることもできる。この場合も、各単位FETのソース電極と接地間の距離のばらつきが小さくなり、各単位FETの動作が均一化する。
【0024】
しかし、第1部分および第2部分を設け、各ソース電極の両端を接地する構成にすると、ソース電極の一端だけを接地する場合に比べ、ソースインダクタンスが小さくなり、良好な特性が得られる。
【0025】
上記の実施形態は、半導体基板11上に形成される回路部品がMMIC電界効果トランジスタの場合で説明している。しかし、この発明は、電界効果トランジスタ以外の回路部品、たとえばヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)の接地電極を接地する場合にも適用できる。また、複数のダイオードやコンデンサの接地端子などを接地する場合にも適用できる。
【0026】
上記した構成によれば、回路部品の接地電極あるいは接地端子と接地との距離が均一化し、また、接地インダクタンスが低減し、半導体装置の特性が改善される。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、特性を改善した半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図2】従来例を説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
10…半導体基板
11…能動層
12…電界効果トランジスタ
13…入力伝送線路
14…出力伝送線路
15…バイアパッド
16…バイアホール
171、172…第1エアブリッジ配線
181、182…第2エアブリッジ配線
G…ゲート電極
D…ドレイン電極
S…ソース電極
Claims (3)
- 裏面に接地導体層が形成された半導体基板と、複数の接地電極または接地端子を有し、前記半導体基板表面に形成された回路部品とを具備した半導体装置において、前記複数の接地電極または接地端子が形成されている領域のその配列方向における一方の端部から他方の端部にわたって、前記半導体基板の表面から裏面に貫通する導電性貫通孔を形成し、前記回路部品を構成する前記複数の接地電極または接地端子を前記導電性貫通孔と電気的に接続したこと特徴とする半導体装置。
- 導電性貫通孔を、複数の接地電極または接地端子が形成されている領域を挟んでその両側に設けた請求項1記載の半導体装置。
- 導電性貫通孔を、複数の接地電極または接地端子が形成されている領域を囲むように設けた請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003187884A JP2005026327A (ja) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003187884A JP2005026327A (ja) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005026327A true JP2005026327A (ja) | 2005-01-27 |
Family
ID=34186589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003187884A Pending JP2005026327A (ja) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005026327A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004786A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Toshiba Corp | 半導体電力増幅器 |
-
2003
- 2003-06-30 JP JP2003187884A patent/JP2005026327A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004786A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Toshiba Corp | 半導体電力増幅器 |
US8710928B2 (en) | 2011-06-17 | 2014-04-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor power amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101388812B1 (ko) | 반도체 장치 | |
JP2002094054A5 (ja) | ||
JP2004228989A (ja) | 半導体装置 | |
JPH10233404A (ja) | 半導体装置 | |
US9503030B2 (en) | Radio frequency power amplifier | |
JP2001028425A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH0345563B2 (ja) | ||
JP2004039657A (ja) | 半導体装置 | |
JP6615414B1 (ja) | 高周波増幅器および高周波増幅器モジュール | |
JP4361313B2 (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JP2005026327A (ja) | 半導体装置 | |
KR100267816B1 (ko) | 고주파반도체장치 | |
US6706967B2 (en) | Lead-less semiconductor device with improved electrode pattern structure | |
JP2003258001A (ja) | 高周波半導体装置 | |
JPH07226489A (ja) | マイクロ波半導体装置 | |
JP3631428B2 (ja) | フリップチップ実装構造を持つ半導体装置 | |
JP2007129078A (ja) | 半導体装置、電子機器及び実装方法 | |
JP3509849B2 (ja) | 高出力用半導体装置 | |
JPS61172376A (ja) | 半導体装置 | |
JP2689957B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH10256268A (ja) | 高出力用半導体装置 | |
JP3392744B2 (ja) | モジュール型集積回路装置 | |
JPH07120906B2 (ja) | マイクロ波ミリ波高出力トランジスタ | |
JPS6211018Y2 (ja) | ||
JPH1098152A (ja) | マイクロ波集積回路装置 |