JP3443367B2 - 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】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に高周波スイッ
チング用途に用いられる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話等の移動体用通信機器では、G
Hz帯のマイクロ波を使用している場合が多く、更には
フィルタ回路の切り替え回路などに、これらの高周波信
号を切り替えるためのスイッチ素子が用いられることが
多い(例えば、特開平9−181642号)。その素子
としては、高周波を扱うことからガリウム・砒素(Ga
As)を用いた電界効果トランジスタ(FET)を使用
する事が多く、これに伴って前記スイッチ回路自体を集
積化したモノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)
の開発が進められている。
【0003】図4(A)は、GaAs電界効果トランジ
スタの断面図を示している。ノンドープのGaAs基板
1の表面部分にN型不純物をドープしてN型のチャネル
領域2を形成し、GaAs表面にショットキー接触する
ゲート電極3を配置し、ゲート電極3の両脇にはGaA
s表面にオーミック接触するソース・ドレイン電極4、
5を配置したものである。このトランジスタは、ゲート
電極3の電位によって直下のチャネル領域2内に空乏層
を形成し、もってソース電極4とドレイン電極5との間
のチャネル電流を制御するものである。
【0004】図4(B)は、GaAs電界効果トランジ
スタを用いたスイッチ回路の一例を示している。第1と
第2のトランジスタ6、7のソース(又はドレイン)が
共通の入力端子INに接続され、各トランジスタ6、7
のゲートが抵抗R1、R2を介して第1と第2の制御端
子Ctr1、Ctr2に接続され、そして各トランジス
タのドレイン(又はソース)が第1と第2の出力端子O
UT1、OUT2に接続されたものである。第1と第2
の制御端子Ctr1、Ctr2に印加される信号は相
信号であり、Hレベルの信号が印加されたトランジスタ
がONして、入力端子INに印加された信号をどちらか
一方の出力端子に伝達するようになっている。抵抗R
1、R2は、交流接地となる制御端子Ctr1、2の直
流電位に対してゲート電極を介して高周波信号が漏出す
ることを防止する目的で配置されている。
【0005】図5は、斯かるスイッチ回路を集積化し
た、半導体装置の例を示している。半絶縁性基板11の
表面にゲート電極3、ソース電極4、およびドレイン電
極5を平行に配置してトランジスタセル8を構成し、ソ
ース電極4とドレイン電極5とが交互に配置されるよう
に多数本のトランジスタセル8を配置する。幾つかのト
ランジスタセル8が集合して、第1と第2のトランジス
タ6、7が形成される。各ソース電極4とドレイン電極
5は、共通ソース電極9、10と共通ドレイン電極1
1、12に共通接続される。同様に、ゲート電極3は共
通ゲート電極13、14に接続される。共通ソース電極
9、10は電極パッド15に、共通ドレイン電極11、
12はそれぞれ電極パッド16、17に、そして共通ゲ
ート電極13は抵抗素子R1を介してパッド18に接続
され、共通ゲート電極14は抵抗素子R2を介してパッ
ド19に接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のGaAsFET
は、トランジスタセル8を矩形状の領域に配置してお
り、この外側にパッド16〜19と抵抗素子R1、R2
を配置することから、チップに無駄な領域が多く、チッ
プサイズが大きくなるという欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点に
鑑み成されたもので、基板上にトランジスタセルを多数
本配置し、これらのトランジスタセルを電極で並列接続
して外部接続用の電極パッドに導出した半導体装置であ
って、前記電極パッドを半導体チップの角部に配置し、
前記トランジスタセルを、前記半導体チップの中央付近
に位置する第1領域から、前記2つの接続パッドの間で
且つ前記半導体チップの端に近接する第2領域まで並設
すると共に、前記第1領域の前記トランジスタセルの長
さに対して前記第2領域のトランジスタセルの長さを短
く構成したことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。
【0009】図1は、本発明の半導体装置を示す平面図
である。半絶縁性基板31の表面にゲート電極32、ソ
ース電極33、およびドレイン電極34を平行に配置し
てトランジスタセル35を構成し、ソース電極33とド
レイン電極34とが交互に配置されるように多数本のト
ランジスタセル35を配置する。尚、トランジスタセル
35部分の断面構造は図4(A)に示したものと同一で
あり説明を省略する。
【0010】各ソース電極33とドレイン電極34は、
共通ソース電極36、37と共通ドレイン電極38、3
9に共通接続される。同様に、ゲート電極32は共通ゲ
ート電極40、41に接続される。共通ソース電極3
6、37と共通ドレイン電極38、39とは、互いが対
向するように、櫛歯状の形状に形成される。また、共通
ソース電極36、37と共通ドレイン電極38、39
は、基板31表面に拡張された部分を有し、後述する電
極パッドの形成を許可する。そして、共通ソース電極3
6、37は電極パッド42に、共通ドレイン電極38、
39はそれぞれ電極パッド43、44に各々接続され
る。そして共通ゲート電極40は、抵抗素子R1に接続
され、抵抗素子R1は電極パッド45に接続される。同
じく共通ゲート電極41は抵抗素子R2に接続され、抵
抗素子R2は電極パッド46に接続される。尚、電極パ
ッド42〜46の下部には各共通電極と同じ電極材料が
露出している。この構造は、基板表面の各電極の上部を
図示せぬ絶縁膜で被覆し、該絶縁膜を部分的に開口して
下部の電極材料を露出することにより得ることが出来
る。
【0011】図1に表わしたトランジスタセル35は、
共通ドレイン電極38が関与するトランジスタセル35
(図面左半分のセル)が集合して第1のトランジスタ6
を構成し、共通ドレイン電極39が関与するトランジス
タセル35(図面右半分のセル)が集合して第2のトラ
ンジスタ7を構成する。抵抗素子R1、R2は数KΩの
抵抗値を持ち、基板31表面に選択的に一定線幅で不純
物を拡散した拡散領域で構成している。従って、図4
(B)の回路図に対比させると、パッド42が入力端子
IN、パッド43が出力端子OUT1、パッド44が出
力端子OUT2、パッド45が第1の制御端子Ctr
1、パッド46が制御端子Ctr2となる。電極パッド
42は2つのトランジスタ6、7に共通接続されるため
に基板31の中央付近でその端部に配置される。パッド
43〜46は、基板31の4隅に配置される。
【0012】図2は、基板31上の各領域を説明するた
めの平面図である。図面を簡素化するためにゲート電極
32他の表示を省いてある。基板31のほぼ中央付近に
配置した電極パッド42の下方に、基板31の第1領域
50が位置し、基板の隅に配置した電極パッド43、4
5の間、及び電極パッド44、46の間に第2領域51
が位置する。第2領域51は、第1領域50に対して電
極パッド43、44の大きさの分だけ長さが減じられた
大きさを持つ。つまり、第1領域50の一方の端50a
は電極パッド42に隣接し、第1領域50の他方の端5
0bは基板31の端部に隣接する。第2領域51の一方
の端51aは電極パッド45に隣接し、他方の端51b
は電極パッド43に隣接する。そしてもう一つの端51
cは基板31の端部に隣接する。
【0013】第1の領域50においては、トランジスタ
セル35が第1の長さで略均等の長さで配置される。こ
の場合のセルの長さとは、ゲート電極32の下部にチャ
ネルを構成する為のチャネル領域が存在する部分の長さ
のことを言う。前記セルの長さは500〜800μの長
さを持つ。これに対して、第2領域51では前記セルの
長さが前記第1の長さよりも短い第2の長さを有し、そ
の長さは200〜400μである。第1領域50と第2
領域51との間の領域では、セル35が前記第1と第2
の長さの中間の長さで形成される。つまり、第1領域5
0から第2領域に51に向かうに従って、徐々に長さが
短くなるように形成される。セル35の本数については
任意である。
【0014】抵抗素子R1は、第2領域51と電極パッ
ド45との間の領域、及び電極パッド42、45の間の
領域を利用して配置される。同じく抵抗素子R2は、第
2領域51と電極パッド46との間の領域、及び電極パ
ッド42、46の間の領域を利用して配置される(図
1、図2参照)。この場合、前記拡散領域のパターンが
蛇行しても良い。
【0015】図3は、第2領域51近傍の共通ドレイン
電極38を示す拡大平面図である。共通ドレイン電極3
8のパターンは、第2領域51から第領域50(図示
せず)にかけて略三角形に拡張した部分52を具備す
る。拡張した部分52は、各ドレイン電極34から電極
パッド43に流れるドレイン電流i1、i2、i3に対
して、共通ドレイン電極38の抵抗成分を低減する役割
を果たす。電極パッド43から遠方に位置する共通ドレ
イン電極38aでは、流れるドレイン電流が電流i1、
i2の和程度であってその値が小さいので、共通ドレイ
ン電極38aの線幅を小さくできる。第2領域50に配
置されたトランジスタセル35から流入するドレイン電
流i4〜i7に対しては、略矩形に形成された拡張部分
53が、同じくドレインの抵抗成分を低減する働きを果
たす。
【0016】この様に、本発明の半導体装置によれば、
セル35の長さを場所によって変更し、例えば電極パッ
ド43、45の間の余白部分(第2領域51)にも配置
したことによって、セルの全体の長さ(チャネル長)を
維持したままで半導体チップのチップサイズを縮小でき
るものである。
【0017】また、第1領域50と第2領域51との間
に略三角形に拡張した部分52を具備することにより、
共通ドレイン電極38の抵抗成分を低減したままで、共
通ドレイン電極38aの線幅を小さくできるので、これ
もチップサイズの低減効果を生むことが出来る。
【0018】尚、本発明に於いてソース電極をドレイン
電極に、ドレイン電極をソース電極に、共通ソース電極
を共通ドレイン電極に、共通ドレイン電極を共通ソース
領域に、各々読み替えることが可能なことは言うまでも
ない。
【0019】
【発明の効果】この様に、トランジスタセル35の長さ
を変更し、電極パッド間の余白部分(第2領域)を利用
することによって、チップサイズを縮小した半導体装置
を得ることが出来る利点を有する。更に、共通ドレイン
電極38に略三角形に拡張した部分52を形成すること
により、共通ドレイン電極38の直流抵抗成分を低減
し、更には遠方に配置される共通ドレイン電極38aの
線幅を細くすることが出来るので、更にチップサイズを
低減できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための平面図である。
【図2】本発明を説明するための平面図である。
【図3】本発明を説明するための拡大平面図である。
【図4】従来例を説明するための(A)断面図、(B)
回路図である。
【図5】従来例を説明するための平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 29/812 H01L 27/095

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にトランジスタセルを多数本配置
    し、これらのトランジスタセルを電極で並列接続して外
    部接続用の電極パッドに導出した半導体装置であって、 前記電極パッドを半導体チップの角部に配置し、 前記トランジスタセルを、前記半導体チップの中央付近
    に位置する第1領域から、前記2つの接続パッドの間で
    且つ前記半導体チップの端に近接する第2領域まで並設
    すると共に、 前記第1領域の前記トランジスタセルの長さに対して前
    記第2領域のトランジスタセルの長さを短く構成したこ
    とを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記基板が半絶縁性基板であり、且つ前
    記トランジスタセルが、前記半絶縁性基板にショットキ
    ー接触するゲート電極と、前記半絶縁性基板にオーミッ
    ク接触するソース及びドレイン電極からなることを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 基板上にトランジスタセルを多数本配置
    し、これらのトランジスタセルを電極で並列接続して外
    部接続用の電極パッドに導出した半導体装置であって、 前記電極パッドを半導体チップの角部に配置し、 前記トランジスタセルを、前記半導体チップの中央付近
    に位置する第1領域から、前記2つの接続パッドの間で
    且つ前記半導体チップの端に近接する第2領域まで並設
    すると共に、 前記第1領域の前記トランジスタセルの長さに対して前
    記第2領域のトランジスタセルの長さを短く構成し、 前記第2領域に位置するトランジスタセルのゲート電極
    を、抵抗素子を介して前記電極パッドに接続し、 前記抵抗素子を、前記第2領域と前記電極パッドとの間
    の領域に配置したことを特徴とする半導体装置。
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