JP3185441B2 - 高周波高出力電界効果トランジスタ - Google Patents

高周波高出力電界効果トランジスタ

Info

Publication number
JP3185441B2
JP3185441B2 JP01725993A JP1725993A JP3185441B2 JP 3185441 B2 JP3185441 B2 JP 3185441B2 JP 01725993 A JP01725993 A JP 01725993A JP 1725993 A JP1725993 A JP 1725993A JP 3185441 B2 JP3185441 B2 JP 3185441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductivity type
source
effect transistor
layer
diffusion layer
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01725993A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06232396A (ja
Inventor
嶺雄 勝枝
功 吉田
▲穣▼ 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP01725993A priority Critical patent/JP3185441B2/ja
Publication of JPH06232396A publication Critical patent/JPH06232396A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3185441B2 publication Critical patent/JP3185441B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/4175Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices where the connection to the source or drain region is done through at least one part of the semiconductor substrate thickness, e.g. with connecting sink or with via-hole
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の利用分野】本発明は半導体装置、特にマイクロ
波帯の高周波電力を増幅する高周波高出力型電界効果ト
ランジスタ(高周波パワーFET)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術によるマイクロ波MOS型電
界効果トランジスタ(MOSFET)の一例が「197
4年アイ・イー・イー・イー,IEEE,トランズアク
ションED−21,p733」に示されている。これを
模擬的に示せば図9のようになる。図9においてMOS
FETはp型高濃度基板6の上に成長されたp型低濃度
層7に形成されたそれぞれn型ソース層10、n型ドレ
イン層12、ゲート11によって成り、ゲート11およ
びドレイン層12はそれぞれ金属配線によってゲート端
子1、ドレイン端子2に接続されている。更に従来、n
型ソース層10に隣接してp型層91を設け、該ソース
層10と該p型層91とをソース金属配線13で電気的
に短絡接続し、上記p型層91を深く拡散してp型高濃
度基板6に対するソース層10の電気的接続を行い、こ
れによってソースインダクタンスの低減を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記p型層91
を深く拡散すると横方向にも拡散され、上記p型層91
の面積も拡大する。これによって単位MOSFETの多
数の集合体よりなるパワーMOSFETを形成した結
果、パワーMOSFETの全面積は著しく増大すると言
う問題が本発明者の検討の結果明らかとなった。
【0004】従って、本発明の目的はパワーMOSFE
Tの全面積を増大させることなくソース抵抗成分を低減
し、ソースインダクタンスの極めて小さいパワーMOS
FETの構成を可能とすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によるパワ
ーMOSFETの断面図を図1に示す。第1導電型高濃
度半導体基板6の上に成長された第1導電型低濃度層7
の一部に形成された第2導電型層10、12をそれぞれ
ソース層、ドレイン層とし、11をゲートとし、第1導
電型層9をコンタクト層とする電界効果トランジスタに
おいて、上記電界効果トランジスタの形成される領域と
分離して第1導電型導通拡散層8を設け、更にこれを導
電性配線によって上記ソース層10およびコンタクト層
9と接続して成り、少なくとも上記第1導電型半導体基
板6をソース端子とすることによって本発明の目的は達
成される。
【0006】
【作用】以上のように、本発明によれば導通拡散層8と
コンタクト層9が分離されており、マイクロ波MOSF
ETは導通拡散層の形成のために微細加工が妨げられ
ず、また導通拡散層はマイクロ波MOSFETの形成の
ためにその形成が妨げられることはない。その結果、導
通拡散層は必要にして十分な面積を占有することがで
き、チップ面積を不必要に増大させることはない。仮に
従来の技術によって単位MOSFETを形成すれば長さ
20μmとなるが、本発明によれば10μmとなる。そ
の結果、チップ面積を増大させることなくソース抵抗成
分を低減し、ソースインダクタンスの極めて小さいマイ
クロ波パワーMOSFETを構成することができる。
【0007】
【実施例】本発明の第1の実施例を図2に示す。平面
図、および該平面図におけるA−A’線、およびB−
B’線に沿った断面図を示す。A−A’断面図に示すよ
うに、例えばマイクロ波用nチャンネルパワーMOSF
ETはp型高濃度半導体基板6の上のp型低濃度層7に
形成されたn型ソース層10、p型コンタクト層9、n
型ドレイン層12、およびゲート11より成り、平面図
に示すようにゲートはそれぞれバスライン18によって
結合してボンディングパッド16に接続する。複数のド
レイン層12はそれぞれドレイン配線15によって接続
し、ドレイン配線15はバスライン20によって結合し
てボンディングパッド17に接続する。導通拡散層8は
B−B’断面図に示すように、p型高濃度半導体基板6
に成長されたp型低濃度層7にp型高濃度不純物を拡散
して形成し、p型高濃度半導体基板6に接続するもので
ある。導通拡散層を形成するには、p型高濃度不純物を
被着した後、1200℃において15分から240分の
拡散を行う。これによって一辺100μmの矩形で深さ
10μmの導通拡散層8のインダクタンスは0.01n
H以下、導通拡散層の導通抵抗は0.6Ω程度とするこ
とができる。一方、耐圧20VのパワーMOSFETの
場合、ゲート幅250μmの単位MOSFETのオン抵
抗は約50Ωであり、導通抵抗の占める割合をオン抵抗
の10%以下にするためには単位MOSFET当りの導
通拡散層の所要面積を1200μm2以上とすればよ
い。導通拡散層8は平面図に示すようにパワーMOSF
ETの活性領域から分離し、本実施例ではゲートボンデ
ィングパッド16の近傍に配置し、ソース層10および
p型コンタクト層9に接続したソース配線14によって
導通拡散層8に接続する。本実施例においてはゲート1
1をバスライン18で結合しており、ゲートをバスライ
ンに結合する配線は導通拡散層8の上の厚い酸化膜の上
を配線したものである。マイクロ波帯で電力効率の高い
パワーMOSFETとするためには、ドレイン、ゲー
ト、およびソースよりなる単位MOSFETの全長は1
0μm程度にする必要があるので、単位MOSFET当
り横10μm、縦120μmの導通拡散層を形成するも
のである。その結果、本実施例における導通拡散層の面
積はMOSFET活性領域の50%程度になる。仮に導
通拡散層をMOSFET活性領域の一部に形成した場
合、導通拡散層と本来のMOSFET領域はほぼ同面積
となる。以上のように、本実施例によればパワーMOS
FETの全面積を増大させることなくオン抵抗の低減さ
れたマイクロ波パワーMOSFETを構成することがで
きる。
【0008】第2の実施例を図3に示す。本実施例はゲ
ート幅100μmの単位MOSFETによって全ゲート
幅2cmのパワーMOSFETを形成したものである。
必要な単位MOSFETの数は200本となり、パワー
MOSFET集合体の全体の大きさは縦100μm、横
2000μmと細長い矩形を成すので、4つの副集合体
に分割し、ゲートおよびドレインのボンディングパッド
をそれぞれ4個配置したものである。この場合、導通拡
散層の全体の大きさは縦50μm、横2000μmとな
るので、これを4個に分割し、それぞれパワーMOSF
ETの副集合体に対応させたものである。仮に導通拡散
層を単位MOSFETの中に配置した場合、導通拡散層
を含むパワーMOSFET集合体の大きさは縦100μ
m、横4000μmと極めて細長くなり、チップ構成上
の問題があるが、本実施例によれば約2分の1の横幅に
よってパワーMOSFETを構成することができる。
【0009】第3の実施例を図4に示す。本実施例はゲ
ートボンディングパッドの下部を含む空き領域に導通拡
散層を形成し、個々のソース配線14と接続したもので
ある。本実施例によれば導通拡散層の抵抗を極めて小さ
くすることができる。
【0010】第4の実施例を図5に示す。本実施例は第
1の実施例における導通拡散層8を、更にドレインボン
ディングパッド17の近傍にも設けたものである。これ
によってゲート電流を流す導通拡散層とドレイン電流を
流す導通拡散層が分離されるので、相互関係に伴う高周
波電圧の帰還を小さくすることができ、高周波動作の安
定度が高いMOSFETを構成することができる。
【0011】第5の実施例を図6に示す。本実施例は導
通拡散層8をゲートボンディングパッド16とパワーM
OSFETの活性領域の間の空き領域に配置したもので
あり、バスライン19によってソース配線を結合して上
記導通拡散層8に接続したものである。ゲートは多層化
された金属配線を使用したバスライン18によって結合
してボンディングパッド16に接続したものである。本
実施例は多層の金属配線によってソースとゲートを個別
に結合しており、これによって半導体チップの空き領域
に導通拡散層8を配置することができるものである。本
実施例において、導通拡散層8の一辺の長さは動作周波
数に応じた表皮深さの2倍より可能な限り小さく形成
し、複数に分割するものである。これによって高周波電
流に対する導通抵抗を直流抵抗と同一にすることができ
る。
【0012】第6の実施例を図7に示す。本実施例は動
作周波数が1GHz以下のパワーMOSFETにおける
実施例であり、導通拡散層を一体化し、更に、ゲートボ
ンディングパッド16の下にも設けたものであり、導通
拡散層の抵抗を特に小さくしたものである。
【0013】第7の実施例を図8に示す。本実施例は動
作周波数が2GHz以上のパワーMOSFETにおける
実施例であり、導通拡散層を複数に分割したものであ
り、個々の辺の大きさを動作周波数に応じた表皮深さの
2倍より小さく形成したものである。例えば2.5GH
z動作のパワーMOSFETの場合、導通拡散層の表面
不純物濃度を1cm3当り1019個として一辺の大きさ
が150μmより可能な限り小さく、例えば50μm程
度に形成する。これによって高周波電流に対する抵抗成
分を直流抵抗とほぼ同じ程度に小さくすることができる
ものである。
【0014】以上本発明の種々の実施例を詳細に説明し
たが、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である
ことは言うまでもない。
【0015】例えば、ここでは第1導電型高濃度半導体
基板の上に成長された第1導電型低濃度層に形成された
パワーMOSFETを例として説明したが、このかぎり
ではなく、上記第1導電型高濃度半導体基板の代わりに
金属などによってなる導電性基板を使用した半導体基板
に形成されるトランジスタについても本発明を適用する
ことができるものである。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば導通拡散
層とマイクロ波MOSFETの形成領域が分離されてお
り、マイクロ波MOSFETは導通拡散層の形成のため
に微細加工が妨げられず、また導通拡散層はマイクロ波
MOSFETの形成のためにその形成が妨げられること
はない。その結果、必要にして十分な面積と形状を有す
る導通拡散層を形成することができ、これによってチッ
プ面積を増大させることなくソース抵抗成分を低減し、
ソースインダクタンスの極めて小さいマイクロ波パワー
MOSFETを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理によるパワーMOSFETを示す
図である。
【図2】本発明の第1の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図4】本発明の第3の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図5】本発明の第4の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図6】本発明の第5の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図7】本発明の第6の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図8】本発明の第7の実施例によるパワーMOSFE
Tを示す図である。
【図9】従来例のMOSFETを示す図である。
【符号の説明】 1…ゲート端子、2…ドレイン端子、3…ソース端子、
5…酸化膜、6…高濃度半導体基板、7…低濃度成長
層、8…導通拡散層、9…コンタクト層、10…ソース
層、11…ゲート、12…ドレイン層、13…金属膜、
14…ソース配線、15…ドレイン配線、16…ゲート
ボンディングパッド、17…ドレインボンディングパッ
ド、18…ゲートバスライン、19…ソースバスライ
ン、20…ドレインバスライン、91…導通拡散層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−17978(JP,A) 特開 昭57−88773(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性基板あるいは第1導電型高濃度半導
    体基板の上に形成された第1導電型低濃度層の一部に形
    成された第2導電型層を少なくともソースとする電界効
    果トランジスタと上記第1導電型低濃度層に形成された
    第1導電型高濃度層より成り、上記第1導電型高濃度層
    を上記導電性基板あるいは上記第1導電型半導体基板に
    接続して成り、更に上記第1導電型高濃度層が上記ソー
    スと電気的接続して成り、少なくとも上記導電性基板あ
    るいは上記第1導電型半導体基板をソース端子とする半
    導体装置であって、 複数の上記電界効果トランジスタを隣接して配置して電
    界効果トランジスタ集合体を成し、上記電界効果トラン
    ジスタ集合体の両側近傍にそれぞれ導電性バスラインを
    形成し、第1のバスラインは個々の電界効果トランジス
    タのドレインと接続し、一端をドレイン端子と接続し、
    第2のバスラインは個々の電界効果トランジスタのゲー
    トと接続し、一端をゲート端子と接続し、更に上記第1
    あるいは第2のバスラインの外側近傍に前記第1導電型
    高濃度層が形成され、個々の電界効果トランジスタのソ
    ースはソースバスラインを介して上記第1あるいは第2
    のバスラインの下部を立体的に通って上記第1導電型高
    濃度層と接続されて成ることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の高周波高出力電界効果トラ
    ンジスタにおいて、上記第1導電型高濃度層を複数に分
    割して配置したことを特徴とする半導体装置。
JP01725993A 1993-02-04 1993-02-04 高周波高出力電界効果トランジスタ Expired - Fee Related JP3185441B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01725993A JP3185441B2 (ja) 1993-02-04 1993-02-04 高周波高出力電界効果トランジスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01725993A JP3185441B2 (ja) 1993-02-04 1993-02-04 高周波高出力電界効果トランジスタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06232396A JPH06232396A (ja) 1994-08-19
JP3185441B2 true JP3185441B2 (ja) 2001-07-09

Family

ID=11938970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01725993A Expired - Fee Related JP3185441B2 (ja) 1993-02-04 1993-02-04 高周波高出力電界効果トランジスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3185441B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3593371B2 (ja) * 1994-12-27 2004-11-24 株式会社ルネサステクノロジ 絶縁ゲート半導体装置
JP3412332B2 (ja) * 1995-04-26 2003-06-03 株式会社デンソー 半導体装置
US5841166A (en) 1996-09-10 1998-11-24 Spectrian, Inc. Lateral DMOS transistor for RF/microwave applications
JP4070485B2 (ja) * 2001-05-09 2008-04-02 株式会社東芝 半導体装置
US7015545B2 (en) * 2002-03-18 2006-03-21 Broadcom Corporation Split source RF MOSFET device
US7960833B2 (en) 2003-10-22 2011-06-14 Marvell World Trade Ltd. Integrated circuits and interconnect structure for integrated circuits
US7091565B2 (en) * 2003-10-22 2006-08-15 Marvell World Trade Ltd. Efficient transistor structure
JP2011009352A (ja) 2009-06-24 2011-01-13 Renesas Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法ならびにそれを用いた電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06232396A (ja) 1994-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10748996B2 (en) High power transistor with interior-fed gate fingers
KR20230146112A (ko) 내부-급전 핑거들을 갖는 고전력 트랜지스터
US20020140024A1 (en) Semiconductor device having divided active regions with comb-teeth electrodes thereon
JP2002368121A (ja) 電力用半導体装置
US5633525A (en) Lateral field effect transistor
JP2021530868A (ja) 改善されたドレイン相互接続部及び/又はゲート相互接続部、並びにフィンガ構造
KR100398164B1 (ko) 절연게이트반도체장치
EP0455483B1 (en) Low parasitic FET topology for power and low noise GaAs FETs
JP3129223B2 (ja) 半導体装置
JP3185441B2 (ja) 高周波高出力電界効果トランジスタ
JP5001494B2 (ja) 絶縁性基板上に形成された電界効果トランジスタ
JP2004260026A (ja) 半導体装置
JP2003152184A5 (ja)
JPH08274321A (ja) 半導体装置
JP3481813B2 (ja) 半導体装置
JP2001345376A (ja) 半導体装置
JPH03129764A (ja) 半導体装置
JP2002110988A (ja) 半導体装置
JP3394872B2 (ja) 高耐圧半導体装置
JP3217552B2 (ja) 横型高耐圧半導体素子
JP3217484B2 (ja) 高耐圧半導体装置
JP3204168B2 (ja) 半導体集積回路
JPH0255953B2 (ja)
JP2642000B2 (ja) Mos集積回路装置
JPS58123753A (ja) 半導体集積回路

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees