JP2728322B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波・高出力トラン
ジスタを搭載した半導体装置に関するものであり、特に
トランジスタのエミッタ回路の寄生インダクタンスを減
らした半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体装置の一例を示す平
面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。同図
で、１は熱伝導性のよい絶縁セラミック、例えばベリリ
ア（ＢｅＯ）からなるチップ基板で、該基板上にメタラ
イズ電極２１、２２、２３が図示のような所定のパター
ンで形成されている。メタライズ電極としては、例えば
ＷまたはＭｏＭｎ／Ｎｉ／ＡｇまたはＡｕの３層構造の
ものが使用される。
【０００３】メタライズ電極２１上にはベースリード３
が、メタライズ電極２３上にはコレクタリード４がそれ
ぞれろう付けされている。これらの各メタライズ電極上
にコレクタリード４、ベースリード３をろう付けしたも
のをチップキャリアと称す。チップキャリア上には、高
周波・高出力トランジスタ５がそのコレクタＣをメタラ
イズ電極２３に接触して搭載されており、またメタライ
ズ電極２２上にＭＯＳコンデンサ６が搭載されている。
７はメタライズ電極２２に接続して設けられた金属ブリ
ッジである。
【０００４】トランジスタ５のエミッタＥは金属細線８
によってメタライズ電極２３および金属ブリッジ７に電
気的にそれぞれ接続され、ベースＢは金属細線９によっ
てＭＯＳコンデンサ６に接続され、該ＭＯＳコンデンサ
６は金属細線１０によってメタライズ電極２１に接続さ
れている。金属ブリッジ７はトランジスタ５のエミッタ
電極配線の寄生インダクタンスを減らすために設けられ
たものである。メタライズ電極２２は基板１の側面に形
成された側面メタライズ１１を経て底面のメタライズ接
地電極１２に接続されている。ＭＯＳコンデンサ６は、
金属細線８、９、１０等によって回路中に導入される寄
生インダクタンスを打消するために、回路的にはトラン
ジスタ５のベースとアースとの間に挿入されている。Ｍ
ＯＳコンデンサ６は、例えば図５に示すように、メタラ
イズ電極２２上にｎ+ 半導体層１７を形成し、該ｎ+ 半
導体層上にSiO2層１８、Ａｕ層１９を積層して形成され
る。Ａｕ層１９に前述の金属細線９、１０がそれぞれボ
ンデイングされる。
【０００５】図３、図４に示す半導体装置は、例えば図
６に示すようなコバール（２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ−Ｆ
ｅ）、４２アロイ（４２％Ｎｉ−Ｆｅ）等のＮｉ合金か
らなるフレーム１３の腕１４、１５にチップ１６を取り
付け、腕１４、１５をそれぞれ所定の長さに切断してベ
ースリード３、コレクタリード４を形成して作られる。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】上記のような従来の半
導体装置では、トランジスタ５の特にエミッタＥに接続
された金属細線８のもつ寄生インダクタンスを減らすた
めに金属ブリッジ７を設けている。このため、チップキ
ャリア上の集積度を高くとることができないという問題
がある。また、チップキャリアの底面のメタライズ接地
電極１２への配線に側面メタライズ１１を使用している
ため、これによる寄生インダクタンスも無視できず、充
分な高周波特性が得られないという問題があった。ま
た、例えば特開昭５７−９２８５６号公報には、トラン
ジスタの接地電極、例えばエミッタ電極をスルーホール
を介して基板の裏面に形成されたメタライズ接地電極に
接続した構造のトランジスタを具えた集積回路が開示さ
れているが、このトランジスタのエミッタ電極は金属細
線によってエミッタメタライズ電極の上記スルーホール
から離れた位置に接続されているため、エミッタ回路の
インダクタンスが大きくなり、上述の図３、図４に記載
の従来の半導体装置と同様に充分な高周波特性が得られ
ないという問題があった。本発明は、トランジスタの接
地電極が接続される回路の寄生インダクタンスを減らす
と共に集積度を大きくして、小型の半導体装置を得るこ
とを目的とする。
【０００７】本発明の第１の半導体装置は、上面（底
面）に第１の接地電極を含む複数の電極が形成されかつ
下面に第２の接地電極が形成された基板と、該基板上に
設けられた高周波用のトランジスタと、上記トランジス
タの１つの電極と上記第１の接地電極との間に接続され
たコンデンサとを備え、上記トランジスタと上記基板上
の所定の電極間が金属細線で接続された半導体装置であ
って、上記第１の接地電極と上記第２の接地電極とが上
記基板を貫通して設けられたスルーホールで接続されか
つ、上記コンデンサが、上記第１の接地電極上に上記ス
ルーホールを覆うように設けられた金属板を介して上記
スルーホール上に載置され、上記コンデンサの一方の電
極が上記金属板に直接接続されていることを特徴とす
る。
【０００８】本発明の第２の半導体装置は、上面に第１
の電極、第２の電極及び上記第１と第２の電極の間に位
置する第１の接地電極が形成されかつ下面に第２の接地
電極が形成された基板と、上記第１の電極上に設けられ
該第１の電極にコレクタ電極が接続された高周波用のト
ランジスタと、上記第１の接地電極に一方の電極が接続
され上記トランジスタのベース電極に他方の電極が接続
されたコンデンサとを備え、上記トランジスタのベース
電極が上記コンデンサの他方の電極を経由して上記第２
の電極に金属細線で接続され、かつ上記トランジスタの
エミッタ電極が金属細線で上記第１の接地電極と接続さ
れた半導体装置であって、上記第１の接地電極と上記第
２の接地電極とが上記基板を貫通して設けられたスルー
ホールで接続されかつ、上記コンデンサが、上記第１の
接地電極上に上記スルーホールを覆うように設けられた
金属板を介して上記スルーホール上に載置され、上記コ
ンデンサの一方の電極が上記金属板に直接接続されてい
ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の第１と第２の半導体装置では、スルー
ホールを覆うように設けられた金属板をもうけることに
より、スルーホールに近接して該スルーホールの直上に
コンデンサを設けることができ、コンデンサの接地され
るべき一方の電極は、最短距離で基板下面の第２の接地
電極に接続され、これによって接地電極の回路中の寄生
インダクタンスが著しく減少し、高周波特性が改善され
る。また、基板の高集積化、小型化が可能になる。ま
た、本発明では、スルーホールにより第１と第２の接地
電極を接続しているので、基板側面の側面メタライズも
不要になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の半導体装置の一実施例を図１
の平面図と、図２の断面図を参照して説明する。熱伝導
性のよい絶縁セラミック、例えばベリリア（ＢｅＯ）か
らなるチップ基板３０上にはメタライズ電極３１、３
２、３３が図示のようなパターンで互いに一定の間隔を
保って形成されている。メタライズ電極としては、従来
と同様に、ＷまたはＭｏＭｎ／Ｎｉ／ＡｇまたはＡｕの
３層構造のものが使用される。本発明の半導体装置で
は、基板３０にメタライズ電極３２を基板底面のメタラ
イズ接地電極３４と電気的に接続するスルーホール３５
が形成されている。
【００１１】メタライズ電極３１上にはベースリード３
６が、メタライズ電極３３上にはコレクタリード３７が
それぞれＡｇ−Ｃｕろうでろう付けされている。これら
ベースリード３６およびコレクタリード３７は、従来の
半導体装置と同様にコバール（２９％Ｎｉ−１７Ｐ％Ｃ
ｃ−Ｆｅ）、４２アロイ（４２％Ｎｉ−Ｆｅ）等のＮｉ
合金で形成されたフレーム材から形成される。メタライ
ズ電極３２上には上記フレーム材と同様なＮｉ合金から
なるフレーム材で形成された金属板３８がスルーホール
３５を覆うように設置され、ろう付けされている。
【００１２】メタライズ電極３３上には高周波・高出力
トランジスタ３９が、そのコレクタＣを上記メタライズ
電極３３に接触して搭載されており、またメタライズ電
極３２上の金属板３８上にはＭＯＳコンデンサ４０が搭
載されている。トランジスタ３９のエミッタＥは金属細
線４１によって金属板３８に接続され、ベースＢは金属
細線４２によってＭＯＳコンデンサ４０に接続され、該
ＭＯＳコンデンサ４０は金属細線４３によってメタライ
ズ電極３１に接続されている。ＭＯＳコンデンサ４０は
図５と同様な構成である。
【００１３】上記の構造の半導体装置では、電気回路的
にはトランジスタ３９のコレクタＣがコレクタリード３
７に接続され、エミッタＥがスルーホール３５によって
メタライズ接地電極３４に接続され、ベースＢがベース
リード３６に接続されたエミッタ接地形の回路として動
作する。トランジスタ３９のベースとメタライズ接地電
極との間に接続されたＭＯＳコンデンサ４０は、金属細
線４１、４２、４３等によって回路中に導入される寄生
インダクタンスを打消するように動作する。
【００１４】スルーホール３５の上端にはＭＯＳコンデ
ンサ４０を搭載するために前述のように金属板３８が設
けられているが、スルーホール３５の下端は通常開放し
たままである。これは、基板３０の焼成時、リードフレ
ーム金属板のろう付け時にスルーホール内で発生するガ
スを速やかに逃すためと、各メタライズ電極を形成する
ための金属メッキ処理時に、金属メッキがスルーホール
内部に充分に浸透して、主としてインダクタンス成分と
抵抗成分を含むリアクタンス成分を減少させるためであ
る。
【００１５】以上のように、本発明の半導体装置では、
基板上面の第１の接地電極と基板下面の第２の接地電極
とを直接接続するスルーホールを設け、上記第１の接地
電極上に上記スルーホールを覆うように設けられた金属
板を介して上記スルーホール上にコンデンサを設け、上
記コンデンサの一方の電極を上記金属板に直接接続した
ので、該一方の電極を最短距離で接地することができ、
従来の半導体装置に比較して寄生インダクタンスを大幅
に減少させることができ、良好な高周波特性が得られ
る。また、本願発明では基板上面の金属ブリッジが不要
になり、その分小型化あるいは高集積化が可能になる。
なお、実施例ではチップ基板上に搭載されたトランジス
タ３９のエミッタＥが接続される金属板３８の下にスル
ーホールを設けたが、トランジスタの使用状態によって
は、他の電極が接続されるメタライズ電極を基板底面の
メタライズ接地電極に接続するスルーホールを形成して
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一実施例の平面図であ
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】従来の半導体装置の一例を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３の従来の半導体装置において、チップ上に
設けられるＭＯＳトランジスタの構造の一例を示す断面
図である。
【図６】図３の従来の半導体装置の製造工程で、チップ
をフレームにろう付けした状態を示す概略図である。
【符号の説明】
３０ 基板 ３１ メタライズ電極 ３２ メタライズ電極 ３３ メタライズ電極 ３４ メタライズ接地電極 ３５ スルーホール ３６ ベースリード ３７ コレクタリード ３８ 金属板 ３９ トランジスタ ４０ ＭＯＳコンデンサ ４１ 金属細線 ４２ 金属細線 ４３ 金属細線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面に第１の接地電極を含む複数の電極
    が形成されかつ下面に第２の接地電極が形成された基板
    と、該基板上に設けられた高周波用のトランジスタと、
    上記トランジスタの１つの電極と上記第１の接地電極と
    の間に接続されたコンデンサとを備え、上記トランジス
    タと上記基板上の所定の電極間が金属細線で接続された
    半導体装置であって、 上記第１の接地電極と上記第２の接地電極とが上記基板
    を貫通して設けられたスルーホールで接続されかつ、 上記コンデンサが、上記第１の接地電極上に上記スルー
    ホールを覆うように設けられた金属板を介して上記スル
    ーホール上に載置され、上記コンデンサの一方の電極が
    上記金属板に直接接続されていることを特徴とする半導
    体装置。
  2. 【請求項２】 上面に第１の電極、第２の電極及び上記
    第１と第２の電極の間に位置する第１の接地電極が形成
    されかつ下面に第２の接地電極が形成された基板と、上
    記第１の電極上に設けられ該第１の電極にコレクタ電極
    が接続された高周波用のトランジスタと、上記第１の接
    地電極に一方の電極が接続され上記トランジスタのベー
    ス電極に他方の電極が接続されたコンデンサとを備え、
    上記トランジスタのベース電極が上記コンデンサの他方
    の電極を経由して上記第２の電極に金属細線で接続さ
    れ、かつ上記トランジスタのエミッタ電極が金属細線で
    上記第１の接地電極と接続された半導体装置であって、 上記第１の接地電極と上記第２の接地電極とが上記基板
    を貫通して設けられたスルーホールで接続されかつ、 上記コンデンサが、上記第１の接地電極上に上記スルー
    ホールを覆うように設けられた金属板を介して上記スル
    ーホール上に載置され、上記コンデンサの一方の電極が
    上記金属板に直接接続されていることを特徴とする半導
    体装置。
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