JP5072862B2 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
、ゲート電極50及びドレイン電極52に平行に配置されている。このフィールドプレート電極55は、図示しないがその幅方向においてゲート電極50と並行、もしくは一部オ
ーバーラップして用いられ、また、ワイヤ等の配線部材によりソース電極51に接続され、ソース電極51と同じ電位に保持されている。
特許文献2:特開2002−231733号公報
しかしながら、フィールドプレート電極55がゲート電極50の近傍に配置されることによって、ゲート電極50には寄生容量が発生する。また、ゲート電極50とフィールドプレート電極55とがオーバーラップする部分は、寄生容量が大きくなり、高周波領域でのFETの増幅特性が劣化する。すなわち、寄生容量によってFETの利得が低下する。そして、フィールドプレート電極55の下の絶縁膜54の膜厚が薄いほど、この利得の低下は大きい。
防止あるいは耐圧の向上とFETの増幅利得とは互いにトレードオフの関係にある。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の模式的断面構造図を示す。また、図2は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の電極の配置を表す模式的平面パターン構成図を示す。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置における金属薄膜による抵抗体の一例を示す平面パターン構成図を示す。
CGFP=ε×S/T
によって求められる。この寄生容量の使用する高周波信号に対するインピーダンスは、使用する高周波信号の角周波数をωとすると、1/ωCGFPであらわされる。したがって、抵抗体26の抵抗値Rは、
R>>1/ω×CGFP
となるように選定される。
CGFP =7×8.854×10-12×1×10-6×1×10-3/0.2×10-6
=0.310×10-12 (F/mm)
となる。ここで使用周波数が例えば周波数10GHzとすると、ゲート幅1mmに対する抵抗値Rは、
R>>1/(ω×CGFP)=50(Ω)
を満たすような値に選定される。
ができる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の電極配置を示す模式的平面パターン構成図を示す。
図5(a)は、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の模式的平面パターン構成図を示す。また、図5(b)は、本発明の第3の実施形態の変形例に係る半導体装置の模式的平面パターン構成図を示す。
図6は、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の模式的断面構造図を示す。
図7は、本発明の第5の実施形態に係る半導体装置の電極の配置を表す模式的平面パターン構成図を示す。また、図8は、図7における鎖線A−Bに沿った模式的断面構造図を示す。
図9は、本発明の第6の実施形態に係るマルチフィンガー型の半導体装置の電極構造の一部を示す模式的平面パターン構成図を示す。
図10は、本発明の第7の実施形態に係るマルチフィンガー型の半導体装置の電極構造の一部を示す模式的平面パターン構成図を示す。
上記のように、本発明は第1乃至第7の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
Claims (13)
- 基板と、
前記基板上に配置された窒化物系化合物半導体層と、
前記半導体層上に配置されたソース電極と、
前記ソース電極から離間した前記半導体層上の位置に配置されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極間の前記半導体層上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように前記半導体層及び前記ゲート電極上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置されたフィールドプレート電極と、
前記フィールドプレート電極と前記ソース電極とを接続する抵抗体と
を備え、
前記抵抗体は、前記ゲート電極と前記フィールドプレート電極間の浮遊容量の高周波インピーダンスより大きな抵抗値を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記ゲート電極はそれぞれ平行に配列された複数本のフィンガー状の導体からなるマルチフィンガー電極であり、前記フィールドプレート電極は前記ゲート電極を構成する複数本のフィンガー状の導体のそれぞれにその幅方向の一部が重なるように配置された複数本のフィンガー状の導体により構成され、かつこれらの複数のフィンガー状の導体はそれぞれ前記抵抗体を介して前記ソース電極に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記ゲート電極はそれぞれ平行に配列された複数本のフィンガー状の導体からなるマルチフィンガー電極であり、前記フィールドプレート電極は前記ゲート電極を構成する複数本のフィンガー状の導体のそれぞれにその幅方向の一部が重なるように配置された複数本のフィンガー状の導体により構成され、前記複数本のフィールドプレート電極の一端がフィールドプレート用電極配線により共通に接続され、この電極配線は前記抵抗体を介して前記ソース電極に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記フィールドプレート用電極配線は、入出力信号の波長の1/2の長さ以下の長さに分割され、各分割点には分割抵抗が挿入されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記フィールドプレート用電極配線は、前記複数本のフィールドプレート電極のうち、連続する所定本数毎に共通に設けられ、それぞれ前記抵抗体を介して前記ソース電極に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記抵抗体は、前記半導体層表面に配置された前記絶縁膜上に配置されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記抵抗体は、タングステン、モリブデン、又はタンタルのうちのいずれか1つからな
ることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 - 前記絶縁膜が、前記半導体層及び前記ゲート電極の上に配置された第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層の上に配置された第2の絶縁層とを含む多層構造を有し、前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に、前記ゲート電極の端部に配置された第2のフィールドプレートが設けられたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 基板と、
基板上に配置された窒化物系化合物半導体層と、
前記半導体層上に配置されたソース電極と、
前記ソース電極から離間した前記半導体層上の位置に配置されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極間の前記半導体層上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように前記半導体層及び前記ゲート電極の上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置されたフィールドプレートと、
前記フィールドプレートと前記ソース電極とを接続する抵抗体と
を備え、
前記抵抗体は、前記ゲート電極と前記フィールドプレート間の浮遊容量の高周波インピーダンスよりも大きな抵抗値を有し、前記半導体層のシート抵抗によって形成されたことを特徴とする半導体装置。 - 前記フィールドプレートは、
フィンガー状の導体からなる複数本のフィールドプレート電極と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記ゲート電極の各フィンガー部の配列方向に延長形成され、前記複数本のフィールドプレート電極のそれぞれの一端部に共通接続された配線部材と
をさらに備え、
前記配線部材が、前記フィールドプレート電極のうちの連続する所定本数毎に共通して接続されたことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。 - 前記半導体層上に形成され、フィンガー状の導体からなる複数本のソースフィンガー電極と、
前記半導体層上に形成され、フィンガー状の導体からなる複数本のドレインフィンガー電極と、
これらのソースフィンガー電極とドレインフィンガー電極とのうちの隣接する一対のソースフィンガー電極とドレインフィンガー電極との間に配置され、フィンガー状の導体からなる複数本のゲートフィンガー電極と
をさらに備え、
前記抵抗体が、これらのソースフィンガー電極及びドレインフィンガー電極の延在方向に沿ってこれらのゲートフィンガー電極の近傍に設けられたフィンガー状の導体からなる複数本のフィールドプレート電極と、それぞれのソースフィンガー電極の上端部とを接続するように配置されたことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。 - 前記半導体層上に形成され、フィンガー状の導体からなる複数本のソースフィンガー電極と、
前記半導体層上に形成され、フィンガー状の導体からなる複数本のドレインフィンガー電極と、
これらのソースフィンガー電極とドレインフィンガー電極とのうちの隣接する一対のソースフィンガー電極とドレインフィンガー電極との間に配置され、フィンガー状の導体からなる複数本のゲートフィンガー電極と
をさらに備え、
前記抵抗体が、これらのソースフィンガー電極及びドレインフィンガー電極の延在方向に沿ってこれらのゲートフィンガー電極の近傍に設けられたフィンガー状の導体からなる複数本のフィールドプレート電極と、それぞれのソースフィンガー電極の下端部とを接続するように配置されたことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。 - 前記抵抗体の一端が前記ソース電極に接続され、前記抵抗体の他端は前記ゲート電極を跨ぐ配線部材を介して前記フィールドプレート電極の配線部材に接続されることを特徴とする請求項1または9に記載の半導体装置。
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