JP6298746B2 - Field effect transistor - Google Patents

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Description

この発明は、GaN系の電界効果トランジスタに関する。   The present invention relates to a GaN-based field effect transistor.

GaN系の電界効果トランジスタは、Si系電界効果トランジスタとは異なり、AlGaN層とGaN層とのヘテロ接合部分にピエゾ分極と自発分極とによって発生する2次元電子ガスをキャリアとして使用する。したがって、トランジスタ構造に起因する応力が発生すると、その応力発生箇所でピエゾ分極効果が変化し、その結果2次元電子ガス濃度が変化してしまう。   Unlike Si-based field effect transistors, GaN-based field effect transistors use a two-dimensional electron gas generated by piezoelectric polarization and spontaneous polarization as a carrier at a heterojunction portion between an AlGaN layer and a GaN layer. Therefore, when a stress due to the transistor structure is generated, the piezoelectric polarization effect changes at the stress generation location, and as a result, the two-dimensional electron gas concentration changes.

また、上記応力によって、上記AlGaN層やGaN層、または、その上部に形成された絶縁膜、および、絶縁膜界面に歪みが生じ、トラップ準位密度が増加する。   In addition, the stress causes distortion in the AlGaN layer, the GaN layer, the insulating film formed on the AlGaN layer, the upper portion thereof, and the insulating film interface, and the trap state density increases.

したがって、上述の2次元電子ガス濃度の変化やトラップ準位密度の増加によって、オン抵抗の不均一化や、電界集中によるドレイン電極またはドレイン電極近傍の絶縁破壊や、オン抵抗の変動等の問題が生ずることになる。   Therefore, due to the above-described change in the two-dimensional electron gas concentration and increase in trap level density, there are problems such as non-uniformity of on-resistance, dielectric breakdown near the drain electrode or the drain electrode due to electric field concentration, and fluctuation of on-resistance. Will occur.

このように、Si系電界効果トランジスタでは問題とはならなかった応力に対しても、GaN系電界効果トランジスタでは問題となるために、応力を緩和するデバイス構造が必要となる。   As described above, a stress is not a problem in the Si field effect transistor, but a problem is caused in the GaN field effect transistor. Therefore, a device structure for relaxing the stress is required.

従来、Si系の電界効果トランジスタとして、特開2010‐219504号公報(特許文献1)に開示された半導体装置がある。この半導体装置においては、メタル配線上に複数のビアホールを設け、上記ビアホールの配置数を調節することによって、マルチフィンガー全体でサージ等の伝播スピードの均一化を図るようにしている。   Conventionally, as a Si-based field effect transistor, there is a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2010-219504 (Patent Document 1). In this semiconductor device, a plurality of via holes are provided on a metal wiring, and the number of the via holes is adjusted, so that the propagation speed of a surge or the like is made uniform throughout the entire multi-finger.

しかしながら、上記半導体装置においては、上記応力の緩和については、一切考慮されてはいない。   However, in the semiconductor device, the stress relaxation is not considered at all.

また、寄生容量を低減させるGaN系の電界効果トランジスタとして、WO2014/073295号公報(特許文献2)に開示された電界効果トランジスタがある。この電界効果トランジスタにおいては、ソース電極上に形成されると共に、ソース電極に電気的に接続されたソース電極パッドには、ドレイン電極との間の寄生容量を低減する切り欠きを設ける。また、ドレイン電極上に形成されると共に、ドレイン電極に電気的に接続されたドレイン電極パッドには、ソース電極との間の寄生容量を低減する切り欠きを設けている。その際に、ソース電極パッドをソース電極に電気的に接続するためのビアホールと、ドレイン電極パッドをドレイン電極に電気的に接続するためのビアホールとを、上記各パッドの長手方向両端部に設けることによって集電効率を向上させるようにしている。   As a GaN-based field effect transistor for reducing parasitic capacitance, there is a field effect transistor disclosed in WO2014 / 073295 (Patent Document 2). In this field effect transistor, the source electrode pad formed on the source electrode and electrically connected to the source electrode is provided with a notch for reducing parasitic capacitance with the drain electrode. The drain electrode pad formed on the drain electrode and electrically connected to the drain electrode is provided with a notch for reducing parasitic capacitance between the drain electrode pad and the source electrode. At that time, via holes for electrically connecting the source electrode pad to the source electrode and via holes for electrically connecting the drain electrode pad to the drain electrode are provided at both longitudinal ends of each pad. To improve the current collection efficiency.

しかしながら、上記構造の電界効果トランジスタでは、上記ビアホールは、フィンガー状の上記ドレイン電極またはフィンガー状の上記ソース電極の1本当たり、夫々2箇所にしか接続されてはいない。そのために、フィンガー状の上記両電極上の上記ビアホールが形成された絶縁膜によって生ずる応力を、十分に緩和することができていないという問題がある。   However, in the field effect transistor having the above structure, the via hole is connected to only two places per one finger-shaped drain electrode or finger-shaped source electrode. Therefore, there is a problem that the stress generated by the insulating film in which the via holes on both the finger-like electrodes are formed cannot be sufficiently relaxed.

特開2010‐219504号公報JP 2010-219504 A WO2014/073295号公報WO2014 / 073295

そこで、この発明の課題は、フィンガー状電極における応力集中を緩和することによって、高電圧印加時におけるドレイン電極またはゲート電極への電界集中を防止でき、信頼性の高い電界効果トランジスタを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable field effect transistor that can prevent electric field concentration on a drain electrode or a gate electrode when a high voltage is applied by relaxing stress concentration on a finger electrode. is there.

上記課題を解決するため、この発明の電界効果トランジスタは、
ヘテロ接合を有するGaN系積層体と、
上記GaN系積層体上に形成されると共に、フィンガー状に延在して成るドレイン電極と、
上記GaN系積層体上にフィンガー状に延在して形成されると共に、上記ドレイン電極の延在方向である長手方向と交差する方向に上記ドレイン電極と隣り合うように配列されて、上記長手方向に延在しているソース電極と、
上記ドレイン電極とソース電極との間に形成されたゲート電極と、
上記ドレイン電極上およびソース電極上に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜上に形成されたドレイン電極パッドと、
上記絶縁膜に形成されると共に、上記ドレイン電極と上記ドレイン電極パッドとを電気的に接続するドレイン側ビアホールと、
上記絶縁膜上に形成されたソース電極パッドと、
上記絶縁膜に形成されると共に、上記ソース電極と上記ソース電極パッドとを電気的に接続するソース側ビアホールと
を備え、
上記絶縁膜における上記ドレイン電極上および上記ソース電極上の箇所に、上記ドレイン電極および上記ソース電極への応力を緩和するための空間を有する孔を設けた
ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the field effect transistor of the present invention is
A GaN-based laminate having a heterojunction;
A drain electrode formed on the GaN-based laminate and extending in a finger shape;
It is formed on the GaN-based laminate so as to extend in a finger shape and is arranged so as to be adjacent to the drain electrode in a direction intersecting with the longitudinal direction which is the extending direction of the drain electrode. A source electrode extending to
A gate electrode formed between the drain electrode and the source electrode;
An insulating film formed on the drain electrode and the source electrode;
A drain electrode pad formed on the insulating film;
A drain-side via hole that is formed in the insulating film and electrically connects the drain electrode and the drain electrode pad;
A source electrode pad formed on the insulating film;
A source-side via hole that is formed in the insulating film and electrically connects the source electrode and the source electrode pad;
A hole having a space for relieving stress on the drain electrode and the source electrode is provided in the insulating film on the drain electrode and the source electrode.

また、一実施の形態の電界効果トランジスタでは、
上記ドレイン側ビアホールは、上記ドレイン電極の端から50μm以内に開口部を有し、
上記ソース側ビアホールは、上記ソース電極の端から50μm以内に開口部を有している。
In the field effect transistor of one embodiment,
The drain side via-hole Le has an opening within 50μm from the edge of the drain electrode,
The source side via-hole Le has an opening within 50μm from the edge of the source electrode.

また、一実施の形態の電界効果トランジスタでは、
上記ドレイン側ビアホールと、上記応力を緩和する空間を有する孔との間隔、および、上記ソース側ビアホールと、上記応力を緩和する空間を有する孔との間隔は、等間隔である。
In the field effect transistor of one embodiment,
An interval between the drain side via hole and the hole having a space for relaxing the stress, and an interval between the source side via hole and the hole having the space for relaxing the stress are equal.

以上より明らかなように、この発明の電界効果トランジスタは、上記絶縁膜における上記ドレイン電極上および上記ソース電極上の箇所に、上記ドレイン電極および上記ソース電極への応力を緩和するための孔が設けられている。   As apparent from the above, the field effect transistor according to the present invention has holes for relaxing stress on the drain electrode and the source electrode at locations on the drain electrode and the source electrode in the insulating film. It has been.

このように、集電効率を向上させるための上記ドレイン側ビアホールおよび上記ソース側ビアホールに加えて、上記フィンガー状のドレイン電極およびソース電極への上記絶縁膜による応力を緩和するための孔が配置されることによって、上記絶縁膜から上記両ビアホール内の金属への材質の変化に加えて、上記絶縁膜から上記孔の空間への材質の変化により、上記絶縁膜によって生ずる内部応力を分断することができる。   As described above, in addition to the drain-side via hole and the source-side via hole for improving the current collection efficiency, holes for relaxing stress due to the insulating film on the finger-shaped drain electrode and the source electrode are arranged. By this, in addition to the change in material from the insulating film to the metal in the via holes, the internal stress generated by the insulating film can be divided by the change in material from the insulating film to the hole space. it can.

したがって、上記フィンガー状のドレイン電極およびソース電極への応力を緩和することができ、高電圧印加時において、ドレイン電極若しくはソース電極または上記両電極近傍のゲート電極における絶縁破壊や特性変動が発生し難い信頼性の高い電界効果トランジスタを提供することができる。   Therefore, stress on the finger-shaped drain electrode and source electrode can be relieved, and when high voltage is applied, dielectric breakdown or characteristic fluctuation hardly occurs in the drain electrode or source electrode or the gate electrode in the vicinity of both electrodes. A highly reliable field effect transistor can be provided.

ここで、上記ドレイン側ビアホールおよび上記ソース側ビアホールの数を増やしても、絶縁膜によって生ずる応力をより緩和することが可能ではある。しかしながら、上記絶縁膜から上記孔の空間への変化の方が、上記絶縁膜から上記両ビアホール内の金属への変化よりも内部応力の分断機能に優れている。そのために、ビアホールの数を増やすよりも応力緩和用の孔を設ける方が、より効果的に内部応力を分断することができるのである。   Here, even if the number of the drain-side via holes and the source-side via holes is increased, the stress generated by the insulating film can be further relaxed. However, the change from the insulating film to the space of the hole is more excellent in the function of dividing internal stress than the change from the insulating film to the metal in the via holes. Therefore, the internal stress can be more effectively divided by providing the stress relaxation holes than by increasing the number of via holes.

この発明の電界効果トランジスタにおける平面構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the planar structure in the field effect transistor of this invention. 図1におけるA‐A'矢視断面図である。It is AA 'arrow sectional drawing in FIG. 図1とは異なる電界効果トランジスタの平面構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the planar structure of the field effect transistor different from FIG.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

・第1実施の形態
図1は、本第1実施の形態の電界効果トランジスタにおける平面構造を示す模式図である。また、図2は、図1におけるA‐A'矢視断面図である。本第1実施の形態の電界効果トランジスタは、GaN HFET(ヘテロ接合電界効果トランジスタ)である。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing a planar structure of a field effect transistor according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. The field effect transistor of the first embodiment is a GaN HFET (heterojunction field effect transistor).

図2に示すように、本実施の形態においては、Si基板1上に、アンドープGaN層2,アンドープAlGaN層3を順に形成している。そして、アンドープGaN層2とアンドープAlGaN層3とで、ヘテロ接合を形成するGaN系積層体を構成している。ここで、アンドープGaN層2とアンドープAlGaN層3との界面に、2DEG(2次元電子ガス)4が発生する。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, an undoped GaN layer 2 and an undoped AlGaN layer 3 are formed in order on the Si substrate 1. The undoped GaN layer 2 and the undoped AlGaN layer 3 constitute a GaN-based laminate that forms a heterojunction. Here, 2DEG (two-dimensional electron gas) 4 is generated at the interface between the undoped GaN layer 2 and the undoped AlGaN layer 3.

また、上記GaN系積層体上には、保護膜5および層間絶縁膜6が、順次形成されている。保護膜5の材料としては、本実施の形態においてはSiNを用いているが、SiO2,Al23等を用いてもよい。尚、本実施の形態においては、SiN保護膜5の膜厚を150nmとしているが、20nm〜250nmの範囲内であれば他の値に設定してもよい。また、層間絶縁膜6の材料としては、本実施の形態においてはSiN膜を用いているが、SiO2膜やSiN膜とSiO2膜との積層構造としてもよい。 A protective film 5 and an interlayer insulating film 6 are sequentially formed on the GaN-based laminate. As the material of the protective film 5, although in this embodiment uses a SiN, it may be used SiO 2, Al 2 O 3 or the like. In the present embodiment, the thickness of the SiN protective film 5 is 150 nm, but may be set to other values within the range of 20 nm to 250 nm. As the material of the interlayer insulating film 6, an SiN film is used in the present embodiment, but an SiO 2 film or a laminated structure of an SiN film and an SiO 2 film may be used.

その際に、上記GaN系積層体およびその上に形成された保護膜5には、アンドープGaN層2に達するリセスが形成され、このリセス内に、オーミック電極を成すドレイン電極基部7が形成されている。さらに、保護膜5には、同様に、アンドープGaN層2に達するリセスが形成され、このリセス内に、オーミック電極を成すソース電極基部8が形成されている。このドレイン電極基部7とソース電極基部8とは、本実施の形態においては、Ti層,Al層,TiN層が順に積層されて成るTi/Al/TiN電極としている。   At that time, a recess reaching the undoped GaN layer 2 is formed in the GaN-based laminate and the protective film 5 formed thereon, and a drain electrode base portion 7 forming an ohmic electrode is formed in the recess. Yes. Further, a recess reaching the undoped GaN layer 2 is similarly formed in the protective film 5, and a source electrode base portion 8 forming an ohmic electrode is formed in the recess. In this embodiment, the drain electrode base 7 and the source electrode base 8 are Ti / Al / TiN electrodes in which a Ti layer, an Al layer, and a TiN layer are sequentially stacked.

そして、上記ドレイン電極基部7上には、ドレイン電極基部7と同様の材料で、ドレイン電極9が形成されている。また、ソース電極基部8上には、ソース電極基部8と同様の材料で、ソース電極10が形成されている。   A drain electrode 9 is formed on the drain electrode base 7 with the same material as the drain electrode base 7. A source electrode 10 is formed on the source electrode base 8 with the same material as the source electrode base 8.

上記保護膜5には開口が形成され、この開口にゲート電極11が形成されている。このゲート電極11は、本実施の形態においてはTiNで形成されており、アンドープAlGaN層3とショットキー接合するショットキー電極を成している。   An opening is formed in the protective film 5, and a gate electrode 11 is formed in the opening. The gate electrode 11 is made of TiN in the present embodiment, and forms a Schottky electrode that forms a Schottky junction with the undoped AlGaN layer 3.

ここで、上記ドレイン電極9およびソース電極10の夫々は複数存在し、図1に示すように、平行に配列されてフィンガー状を成している。そして、各ソース電極10と各ドレイン電極9とは、上記フィンガー状の延在方向である長手方向と交差する方向に、交互に配列されている。   Here, a plurality of the drain electrodes 9 and the source electrodes 10 exist, and as shown in FIG. 1, they are arranged in parallel to form a finger shape. The source electrodes 10 and the drain electrodes 9 are alternately arranged in a direction intersecting the longitudinal direction that is the finger-like extending direction.

そして、図1および図2に示すように、上記層間絶縁膜6上に、ドレイン電極パッド12とソース電極パッド13とが、上記長手方向と交差する方向に延在し、且つ上記長手方向に並列して形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the drain electrode pad 12 and the source electrode pad 13 extend on the interlayer insulating film 6 in a direction crossing the longitudinal direction and are parallel to the longitudinal direction. Is formed.

上記ドレイン電極パッド12およびドレイン電極9は、両者の間の層間絶縁膜6(図2参照)に開口されたドレイン側ビアホール14を介して、電気的に接続されている。同様に、ソース電極パッド13およびソース電極10は、両者の間の層間絶縁膜6(図2参照)に開口されたソース側ビアホール15を介して、電気的に接続されている。ここで、ドレイン側ビアホール14およびソース側ビアホール15は、層間絶縁膜6に穿たれた貫通孔にTi/Al/TiN等の金属を充填して形成されている。ここで、上記貫通孔に充填する金属は、Ti/Alや、Hf/Alや、Ti/AlCu/TiNであってもよく、Ti/AlSi/TiNであってもよい。尚、図1には図示されていないが、ゲート電極11は、ゲート電極接続配線によって、ゲート電極パッドに接続されている。   The drain electrode pad 12 and the drain electrode 9 are electrically connected through a drain side via hole 14 opened in the interlayer insulating film 6 (see FIG. 2) between them. Similarly, the source electrode pad 13 and the source electrode 10 are electrically connected through a source-side via hole 15 opened in the interlayer insulating film 6 (see FIG. 2) between them. Here, the drain side via hole 14 and the source side via hole 15 are formed by filling a metal such as Ti / Al / TiN into a through hole formed in the interlayer insulating film 6. Here, the metal filled in the through hole may be Ti / Al, Hf / Al, Ti / AlCu / TiN, or Ti / AlSi / TiN. Although not shown in FIG. 1, the gate electrode 11 is connected to the gate electrode pad by a gate electrode connection wiring.

上記構成を有する本実施の形態のGaN HFETは、ノーマリーオンタイプであり、ゲート電極11に負電圧を印加することによってオフされる。   The GaN HFET of the present embodiment having the above configuration is a normally-on type, and is turned off by applying a negative voltage to the gate electrode 11.

図1に示すように、上記ドレイン側ビアホール14は、本実施の形態においては、1本のドレイン電極9上に2箇所形成しているが、2箇所以上形成しても差し支えない。そして、2箇所以上配置された各ドレイン側ビアホール14の間において、層間絶縁膜6におけるドレイン電極9上に開口を設けて、応力を緩和させる孔16としている。尚、孔16は、1本のドレイン電極9当たり1個または複数個設ける。   As shown in FIG. 1, the drain side via hole 14 is formed in two places on one drain electrode 9 in this embodiment, but it may be formed in two or more places. An opening is provided on the drain electrode 9 in the interlayer insulating film 6 between the drain-side via holes 14 arranged at two or more locations to form a stress relief hole 16. One or more holes 16 are provided for each drain electrode 9.

尚、この孔16は、上記層間絶縁膜6によるドレイン電極9への応力を分断するためのものである。したがって、孔16は、層間絶縁膜6をドレイン電極9の表面まで完全に開口して形成する必要は無く、上記応力を分断できる深さであればよいのである。   The hole 16 is for separating stress on the drain electrode 9 caused by the interlayer insulating film 6. Therefore, the hole 16 does not need to be formed by completely opening the interlayer insulating film 6 up to the surface of the drain electrode 9, and may have a depth that can divide the stress.

また、上記ソース側ビアホール15は、本実施の形態においては、1本のソース電極10上に2箇所形成しているが、2箇所以上形成しても差し支えない。そして、2箇所以上配置された各ソース側ビアホール15の間において、層間絶縁膜6におけるソース電極10上に開口を設けて、応力を緩和させる孔17としている。尚、孔17は、1本のソース電極10当たり1個または複数個設ける。   Further, in the present embodiment, the source side via hole 15 is formed in two places on one source electrode 10, but it may be formed in two or more places. An opening is provided on the source electrode 10 in the interlayer insulating film 6 between the source-side via holes 15 arranged at two or more locations to form a hole 17 for relaxing stress. One or more holes 17 are provided for each source electrode 10.

尚、この孔17は、上記層間絶縁膜6によるソース電極10への応力を分断するためのものである。したがって、孔17は、層間絶縁膜6をソース電極10の表面まで完全に開口して形成する必要は無く、上記応力を分断できる深さであればよいのである。   The hole 17 is for dividing the stress applied to the source electrode 10 by the interlayer insulating film 6. Therefore, the hole 17 does not need to be formed by completely opening the interlayer insulating film 6 up to the surface of the source electrode 10, and may have a depth that can divide the stress.

上述したように、本実施の形態によれば、上記ドレイン電極9およびソース電極10上に形成された層間絶縁膜6におけるドレイン電極パッド12およびソース電極パッド13の位置において、層間絶縁膜6に形成された複数のドレイン側ビアホール14の間と複数のソース側ビアホール15の間とに、応力を緩和させるための孔16,17を形成している。   As described above, according to the present embodiment, the interlayer insulating film 6 is formed at the positions of the drain electrode pad 12 and the source electrode pad 13 in the interlayer insulating film 6 formed on the drain electrode 9 and the source electrode 10. Holes 16 and 17 for relaxing stress are formed between the plurality of drain-side via holes 14 and between the plurality of source-side via holes 15.

したがって、上述のような応力緩和用の孔16,17の配置により、ドレイン側ビアホール14およびソース側ビアホール15の上記金属と層間絶縁膜6との材質の変化に加えて、上記応力緩和用の孔16,17の空間と層間絶縁膜6との材質の変化によって、ドレイン電極9およびソース電極10に対して層間絶縁膜6によって生ずる内部応力を分断して緩和することができ、ドレイン電極9およびソース電極10で成るフィンガー部における2次元電子ガス濃度の増加を抑制することができる。   Therefore, by arranging the stress relaxation holes 16 and 17 as described above, in addition to the change in the material of the metal and the interlayer insulating film 6 of the drain side via hole 14 and the source side via hole 15, the stress relaxation hole. The internal stress generated by the interlayer insulating film 6 with respect to the drain electrode 9 and the source electrode 10 can be divided and relaxed by changing the material of the spaces 16 and 17 and the interlayer insulating film 6. An increase in the two-dimensional electron gas concentration in the finger portion made of the electrode 10 can be suppressed.

そのため、高電圧印加時において、ドレイン電極9若しくはソース電極10、または、当該ドレイン電極9近傍のゲート電極11、または、当該ソース電極10近傍のゲート電極11への電界集中を抑制することができ、絶縁破壊や特性変動を防止できる信頼性の高い電界効果トランジスタを形成することができるのである。   Therefore, when a high voltage is applied, electric field concentration on the drain electrode 9 or the source electrode 10, or the gate electrode 11 near the drain electrode 9 or the gate electrode 11 near the source electrode 10 can be suppressed. A highly reliable field effect transistor capable of preventing dielectric breakdown and characteristic fluctuation can be formed.

ここで、上記ドレイン側ビアホール14およびソース側ビアホール15の数を増やしても、層間絶縁膜6によって生ずる応力をより緩和することが可能ではある。ところが、層間絶縁膜6から孔16,17の空間への変化の方が、層間絶縁膜6から両ビアホール14,15内の上記金属への変化よりも内部応力の分断機能に優れている。そのため、ビアホール14,15の数を増やすよりも応力緩和用の孔16,17を設ける方が、より効果的に内部応力を分断することができるのである。   Here, even if the number of the drain side via holes 14 and the source side via holes 15 is increased, the stress generated by the interlayer insulating film 6 can be further relaxed. However, the change from the interlayer insulating film 6 to the space of the holes 16 and 17 is superior in the function of dividing internal stress than the change from the interlayer insulating film 6 to the metal in the via holes 14 and 15. Therefore, the internal stress can be more effectively divided by providing the stress relaxation holes 16 and 17 than by increasing the number of the via holes 14 and 15.

尚、上記実施の形態においては、複数のドレイン側ビアホール14の間と、複数のソース側ビアホール15の間とに、応力を緩和させるための孔16,17を形成している、しかしながら、この発明における上記応力を緩和させるための孔の形成箇所は各ビアホール14,15の間に限定されるものではなく、ドレイン電極9の端またはソース電極10の端に形成しても差し支えない。   In the embodiment described above, the holes 16 and 17 are formed between the plurality of drain side via holes 14 and between the plurality of source side via holes 15 to relieve stress. The location of the hole for relieving the stress is not limited between the via holes 14 and 15, and may be formed at the end of the drain electrode 9 or the end of the source electrode 10.

・第2実施の形態
本第2実施の形態の電界効果トランジスタは、上記第1実施の形態のGaN HFETにおいて、上記応力分断用(応力緩和用)孔に、上記電極パッドと上記電極とを電気的に接続するビアホールの機能を持たせたものである。
Second Embodiment The field effect transistor according to the second embodiment is the same as the GaN HFET according to the first embodiment, in which the electrode pad and the electrode are electrically connected to the stress dividing hole (for stress relaxation). The function of the via hole to be connected is provided.

本第2実施の形態におけるGaN HFETの基本構造は、上記第1実施の形態におけるGaN HFETと同様である。そこで、上記第1実施の形態の場合と同じ部材については同じ番号を用いて、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態に特有の構成について説明する。   The basic structure of the GaN HFET in the second embodiment is the same as that of the GaN HFET in the first embodiment. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, a configuration unique to the present embodiment will be described.

すなわち、本実施の形態におけるGaN HFETにおいては、上記応力分断用(応力緩和用)の孔16は、ドレイン電極パッド12とドレイン電極9とを電気的に接続するビアホールを兼ねている。また、応力分断用(応力緩和用)の孔17は、ソース電極パッド13とソース電極10とを電気的に接続するビアホールを兼ねている。   That is, in the GaN HFET according to the present embodiment, the stress dividing (stress relaxation) hole 16 also serves as a via hole for electrically connecting the drain electrode pad 12 and the drain electrode 9. The hole 17 for stress separation (for stress relaxation) also serves as a via hole for electrically connecting the source electrode pad 13 and the source electrode 10.

ここで、本実施の形態においては、上記応力分断用の孔16と孔17とには、ドレイン側ビアホール14およびソース側ビアホール15の場合と同様に、Ti/Al/TiN等の金属が充填されている。したがって、各電極9,10への応力を分断する機能と、各電極パッド12,13と各電極9,10とを電気的に接続する機能とを、兼ね備えることができるのである。   In this embodiment, the stress dividing holes 16 and 17 are filled with a metal such as Ti / Al / TiN, as in the case of the drain side via hole 14 and the source side via hole 15. ing. Therefore, it is possible to have both the function of dividing the stress on the electrodes 9 and 10 and the function of electrically connecting the electrode pads 12 and 13 and the electrodes 9 and 10.

したがって、本実施の形態においては、上記ビアホールとして機能する応力緩和用の孔16および孔17を、ドレイン側ビアホール14およびソース側ビアホール15の上記貫通孔と同時に形成することができる。そのため、工程を増やすことなく、ドレイン電極9またはソース電極10に対して層間絶縁膜6によって生ずる内部応力を緩和することができ、ドレイン電極9およびソース電極10で成るフィンガー部における2次元電子ガス濃度の増加を抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, the stress relaxation hole 16 and the hole 17 functioning as the via hole can be formed simultaneously with the through hole of the drain side via hole 14 and the source side via hole 15. Therefore, the internal stress generated by the interlayer insulating film 6 with respect to the drain electrode 9 or the source electrode 10 can be relieved without increasing the number of steps, and the two-dimensional electron gas concentration in the finger portion composed of the drain electrode 9 and the source electrode 10 can be reduced. Can be suppressed.

そのため、高電圧印加時において、ドレイン電極9若しくはソース電極10、または、当該ドレイン電極9近傍のゲート電極11、または、当該ソース電極10近傍のゲート電極11への電界集中を抑制することができ、絶縁破壊や特性変動を防止できる信頼性の高い電界効果トランジスタを形成することができるのである。   Therefore, when a high voltage is applied, electric field concentration on the drain electrode 9 or the source electrode 10, or the gate electrode 11 near the drain electrode 9 or the gate electrode 11 near the source electrode 10 can be suppressed. A highly reliable field effect transistor capable of preventing dielectric breakdown and characteristic fluctuation can be formed.

また、使用環境によっては、負荷短絡耐量が求められる場合がある。負荷短絡時において、トランジスタには高電圧および高電流状態のストレスが印加され、トランジスタ内に不均一動作がある場合には、ホットスポットが発生して短絡耐量が低下するという問題が発生する。負荷短絡の実験を行った結果、負荷短絡時の絶縁破壊はドレイン電極9近傍の熱破壊であることが判明した。そこで、短絡耐量を改善するためには、ドレイン電極9近傍の発熱を抑制する、または、放熱性を向上させることが有効となる。   Further, depending on the use environment, a load short-circuit tolerance may be required. When the load is short-circuited, a high-voltage and high-current state stress is applied to the transistor, and when there is a non-uniform operation in the transistor, a problem occurs that a hot spot is generated and the short-circuit tolerance is reduced. As a result of the load short-circuit experiment, it was found that the dielectric breakdown at the time of the load short-circuit was thermal breakdown in the vicinity of the drain electrode 9. Therefore, in order to improve the short-circuit tolerance, it is effective to suppress the heat generation near the drain electrode 9 or improve the heat dissipation.

特に、Si基板を使用したGaN HFETでは、SiとGaNとの境界にバッファ層(超格子層)が設けられる場合がある。その場合には、上記超格子層の熱抵抗がGaNの熱抵抗に比較して10倍程度高いため、Si基板の延在方向の放熱性が極めて悪い。したがって、ドレイン側ビアホール14を通してドレイン電極パッド12で成るメタルに向けての放熱性が重要となる。   In particular, in a GaN HFET using a Si substrate, a buffer layer (superlattice layer) may be provided at the boundary between Si and GaN. In that case, since the thermal resistance of the superlattice layer is about 10 times higher than the thermal resistance of GaN, the heat dissipation in the extending direction of the Si substrate is extremely poor. Therefore, the heat dissipation toward the metal made of the drain electrode pad 12 through the drain side via hole 14 is important.

本実施の形態においては、上記ドレイン電極9の箇所への電界集中を抑制することができるため、局所的な「電圧×電流」で表される発熱量が抑制される。さらに、ドレイン側ビアホール14に加えて、応力分断用の孔16をビアホールとして機能させることによって、ドレイン電極9近傍の放熱性も向上させることができるため、大きな短絡耐量改善効果が期待される。   In the present embodiment, since the electric field concentration at the location of the drain electrode 9 can be suppressed, the amount of heat expressed by local “voltage × current” is suppressed. Furthermore, by making the stress dividing hole 16 function as a via hole in addition to the drain-side via hole 14, the heat dissipation near the drain electrode 9 can also be improved, so that a large short-circuit withstanding improvement effect is expected.

・第3実施の形態
本第3実施の形態の電界効果トランジスタは、上記第1実施の形態のGaN HFETにおいて、上記両電極の端部側に位置するビアホールの該当電極の端からの距離を規定するものである。
Third Embodiment The field effect transistor of the third embodiment defines the distance from the end of the corresponding electrode of the via hole located on the end side of both electrodes in the GaN HFET of the first embodiment. To do.

図3は、本第3実施の形態のGaN HFETにおける平面構造を示す模式図である。本実施の形態におけるGaN HFETの基本構造は、上記第1実施の形態におけるGaN HFETと同様である。そこで、上記第1実施の形態の場合と同じ部材については同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態に特有の構成について説明する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a planar structure of the GaN HFET of the third embodiment. The basic structure of the GaN HFET in this embodiment is the same as that of the GaN HFET in the first embodiment. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, a configuration unique to the present embodiment will be described.

すなわち、本実施の形態におけるGaN HFETにおいては、ドレイン電極9の端側に位置するドレイン側ビアホール14aにおけるビアホール開口部分の少なくとも一部の、ドレイン電極9の端からの距離L1を、50μm以内に設定する。一方、ソース電極10の端側に位置するソース側ビアホール15aにおけるビアホール開口部分の少なくとも一部の、ソース電極10の端からの距離L2を、50μm以内に設定する。   That is, in the GaN HFET in the present embodiment, the distance L1 from the end of the drain electrode 9 at least a part of the via hole opening portion in the drain side via hole 14a located on the end side of the drain electrode 9 is set within 50 μm. To do. On the other hand, the distance L2 from the end of the source electrode 10 at least part of the via hole opening in the source side via hole 15a located on the end side of the source electrode 10 is set within 50 μm.

以上のごとく、本実施の形態においては、応力が集中し易いドレイン電極9の端から50μm以内およびソース電極10の端から50μm以内に、ドレイン側ビアホール14aおよびソース側ビアホール15aにおけるビアホール開口の少なくとも一部を設定するようにしている。したがって、応力が集中し易いドレイン電極9の端およびソース電極10の端への応力をドレイン側ビアホール14aおよびソース側ビアホール15aで分断することができる。   As described above, in the present embodiment, at least one of the via-hole openings in the drain-side via hole 14a and the source-side via hole 15a is within 50 μm from the end of the drain electrode 9 where stress is likely to concentrate and within 50 μm from the end of the source electrode 10. The part is set. Therefore, the stress on the end of the drain electrode 9 and the end of the source electrode 10 where stress tends to concentrate can be divided by the drain side via hole 14a and the source side via hole 15a.

その結果、さらに、上記ドレイン電極9の端およびソース電極10の端への内部応力の集中を緩和することができ、より絶縁破壊や特性変動が生じ難い信頼性の高い電界効果トランジスタを形成することができるのである。   As a result, the concentration of internal stress on the end of the drain electrode 9 and the end of the source electrode 10 can be alleviated, and a highly reliable field effect transistor that is less prone to dielectric breakdown and characteristic variation is formed. Can do it.

尚、上記本実施の形態においては、上記ドレイン電極9の端側に位置する総てのドレイン側ビアホール14a、および、ソース電極10の端側に位置する総てのソース側ビアホール15aにおいて、ビアホール開口部分の少なくとも一部をドレイン電極9またはソース電極10の端から50μm以内に設定している。   In the present embodiment, via hole openings are formed in all drain side via holes 14a located on the end side of the drain electrode 9 and all source side via holes 15a located on the end side of the source electrode 10. At least a part of the portion is set within 50 μm from the end of the drain electrode 9 or the source electrode 10.

しかしながら、この発明は、これに限定されるものではなく、上記第2実施の形態におけるGaN HFETにおいて、ドレイン側ビアホール14または応力を緩和する孔16で成るビアホールのうちの少なくとも一つが、ドレイン電極9の端から50μm以内に位置し、ソース側ビアホール15または応力を緩和する孔17で成るビアホールのうちの少なくとも一つが、ソース電極10の端から50μm以内に位置していればよいのである。   However, the present invention is not limited to this. In the GaN HFET according to the second embodiment, at least one of the drain-side via hole 14 or the via hole formed of the stress relieving hole 16 is formed on the drain electrode 9. It is only necessary that at least one of the source-side via hole 15 or the via hole composed of the hole 17 for relaxing stress is located within 50 μm from the end of the source electrode 10.

したがって、上記ドレイン電極9の最端に位置する応力を緩和する孔16で成るビアホール、および、ソース電極10の最端に位置する応力を緩和する孔17で成るビアホールが、各電極9,10の端から50μm以内に位置していても差し支えない。また、ドレイン電極9の最端に位置するドレイン側ビアホール14aと、それに隣接する応力を緩和する孔16で成るビアホール、および、ソース電極10の最端に位置するソース側ビアホール15aと、それに隣接する応力を緩和する孔17で成るビアホールが、各電極9,10の端から50μm以内に位置している場合もあり得る。   Therefore, the via hole formed by the hole 16 for relaxing the stress positioned at the extreme end of the drain electrode 9 and the via hole formed by the hole 17 for relaxing the stress positioned at the extreme end of the source electrode 10 are formed on the electrodes 9 and 10. It may be located within 50 μm from the end. Further, the drain side via hole 14a located at the extreme end of the drain electrode 9 and the via hole formed by the hole 16 adjacent to the drain side via hole 14a and the source side via hole 15a located at the extreme end of the source electrode 10 are adjacent to the via hole. There may be a case where the via hole formed of the hole 17 for relaxing the stress is located within 50 μm from the end of each electrode 9, 10.

尚、上記各実施の形態においては、上記ドレイン側ビアホール14と上記応力を緩和する孔16との間隔や、ドレイン側ビアホール14と上記ドレイン側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔との間隔、および、ソース側ビアホール15と上記応力を緩和する孔17との間隔や、ソース側ビアホール15と上記ソース側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔との間隔を、等間隔に設定するのが望ましい。   In each of the above embodiments, the distance between the drain side via hole 14 and the hole 16 for relaxing the stress, or the distance between the drain side via hole 14 and the hole for relaxing the stress functioning as the drain side via hole. And the interval between the source side via hole 15 and the hole 17 for relaxing the stress and the interval between the source side via hole 15 and the hole for relaxing the stress functioning as the source side via hole are set at equal intervals. Is desirable.

このように、上記層間絶縁膜6による応力を分断する機能を有する、ビアホール14,15や、孔16,17や、上記ビアホールとして機能する孔を、層間絶縁膜6に略均等に配置することによって、フィンガー状のドレイン電極9およびフィンガー状のソース電極10への上記応力が、層間絶縁膜6における如何なる箇所で発生しても、効果的に分断することが可能になるのである。   As described above, the via holes 14 and 15, the holes 16 and 17, and the holes functioning as the via holes having a function of dividing the stress caused by the interlayer insulating film 6 are arranged substantially evenly in the interlayer insulating film 6. Even if the stress on the finger-shaped drain electrode 9 and the finger-shaped source electrode 10 is generated at any location in the interlayer insulating film 6, it can be effectively divided.

また、上記各実施の形態においては、GaN層とAlGaN層とをSi基板上に順に積層したGaN HFETを例に挙げて説明したが、以下のような変形例であっても上述の効果を奏することができ、本願発明に該当するものである。   In each of the above embodiments, the GaN HFET in which the GaN layer and the AlGaN layer are sequentially stacked on the Si substrate has been described as an example. However, the following effects can be obtained even in the following modifications. This corresponds to the present invention.

すなわち、上記基板として、サファイヤ基板やSiC基板を用いて、上記サファイヤ基板や上記SiC基板上に窒化物半導体層を成長させてもよい。また、GaN基板にAlGaN層を成長させる等のように、窒化物半導体からなる基板を用いて、この窒化物半導体基板上に窒化物半導体層を成長させてもよい。また、適宜、基板と各層との間にバッファ層を形成してもよい。また、アンドープGaN層2とアンドープAlGaN層3との間に、AlNによってヘテロ改善層を形成してもよい。また、アンドープAlGaN層3上にGaNキャップ層を形成してもよい。   That is, a sapphire substrate or SiC substrate may be used as the substrate, and a nitride semiconductor layer may be grown on the sapphire substrate or SiC substrate. Further, a nitride semiconductor layer may be grown on a nitride semiconductor substrate using a substrate made of a nitride semiconductor, such as growing an AlGaN layer on a GaN substrate. Further, a buffer layer may be formed between the substrate and each layer as appropriate. A hetero improvement layer may be formed of AlN between the undoped GaN layer 2 and the undoped AlGaN layer 3. Further, a GaN cap layer may be formed on the undoped AlGaN layer 3.

また、上記各実施の形態においては、上記ドレイン電極9およびソース電極10を夫々複数有するフィンガータイプのHFETについて説明したが、この発明の電界効果トランジスタはこれに限定されるものではない。例えば、この発明を、ゲート電極とソース電極とドレイン電極とを1組有する電界効果トランジスタに適用してもよい。   In each of the above embodiments, a finger type HFET having a plurality of drain electrodes 9 and source electrodes 10 has been described. However, the field effect transistor of the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a field effect transistor having one set of a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode.

また、上記各実施の形態においては、上記アンドープGaN層2に達するリセスを形成し、このリセス内にドレイン電極9とソース電極10をオーミック電極として形成している。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、上記リセスを形成することなく、アンドープGaN層2上のアンドープAlGaN層3の層厚を薄くし、この層厚の薄いアンドープAlGaN層3上にドレイン電極とソース電極とを直接形成して、ドレイン電極とソース電極とがオーミック電極になるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, a recess reaching the undoped GaN layer 2 is formed, and the drain electrode 9 and the source electrode 10 are formed as ohmic electrodes in the recess. However, the present invention is not limited to this. For example, without forming the recess, the layer thickness of the undoped AlGaN layer 3 on the undoped GaN layer 2 is reduced, and the drain electrode and the source electrode are directly formed on the thin undoped AlGaN layer 3. The drain electrode and the source electrode may be ohmic electrodes.

また、上記各実施の形態においては、上記ゲート電極11をTiNで形成しているが、WNで形成してもよいし、Ti/AuやNi/Auで形成してもよい。さらに、ドレイン電極9およびソース電極10をTi/Al/TiNで形成しているが、Ti/Alや、Hf/Alや、Ti/AlCu/TiNで形成してもよく、Ti/AlSi/TiNで形成してもよい。また、ドレイン電極9およびソース電極10としては、Ti/AlまたはHf/Al上にNi/Auを積層して形成してもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にPt/Auを積層して形成してもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にAuを積層して形成してもよい。   In each of the above embodiments, the gate electrode 11 is formed of TiN. However, the gate electrode 11 may be formed of WN, Ti / Au, or Ni / Au. Furthermore, although the drain electrode 9 and the source electrode 10 are formed of Ti / Al / TiN, they may be formed of Ti / Al, Hf / Al, Ti / AlCu / TiN, or Ti / AlSi / TiN. It may be formed. Further, the drain electrode 9 and the source electrode 10 may be formed by stacking Ni / Au on Ti / Al or Hf / Al, or by stacking Pt / Au on Ti / Al or Hf / Al. Alternatively, Au may be laminated on Ti / Al or Hf / Al.

また、上記各実施の形態においては、上記保護膜5をSiNで形成しているが、SiO2やAl23等で形成してもよく、SiN膜上にSiO2膜を積層した積層膜としてもよい。 In each of the above embodiments, the protective film 5 is made of SiN. However, the protective film 5 may be made of SiO 2 , Al 2 O 3 or the like, and a laminated film in which an SiO 2 film is laminated on the SiN film. It is good.

また、上記各実施の形態においては、上記GaN系積層体を、AlXGa1-XN(0≦X<1)で構成しているが、AlXInYGa1-X-YN(X≧0,Y≧0,0≦X+Y<1)で表されるGaN系半導体層であってもよい。すなわち、GaN系積層体は、AlGaNや、GaNや、InGaN等を含んでいてもよい。 In each of the above embodiments, the GaN-based laminate is composed of Al X Ga 1-X N (0 ≦ X <1), but Al X In Y Ga 1-XY N (X ≧ It may be a GaN-based semiconductor layer represented by 0, Y ≧ 0, 0 ≦ X + Y <1). That is, the GaN-based laminate may include AlGaN, GaN, InGaN, or the like.

また、上記各実施の形態においては、ノーマリーオンタイプのHFETについて説明したが、ノーマリーオフタイプのHFETにこの発明を適用してもよい。   In each of the above embodiments, a normally-on type HFET has been described. However, the present invention may be applied to a normally-off type HFET.

以上においては、この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made within the scope of the present invention.

以下、この発明を纏めると、この発明の電界効果トランジスタは、
ヘテロ接合を有するGaN系積層体2,3と、
上記GaN系積層体2,3上に形成されると共に、フィンガー状に延在して成るドレイン電極9と、
上記GaN系積層体2,3上にフィンガー状に延在して形成されると共に、上記ドレイン電極9の延在方向である長手方向と交差する方向に上記ドレイン電極9と隣り合うように配列されて、上記長手方向に延在しているソース電極10と、
上記ドレイン電極9とソース電極10との間に形成されたゲート電極11と、
上記ドレイン電極9上およびソース電極10上に形成された絶縁膜6と、
上記絶縁膜6上に形成されたドレイン電極パッド12と、
上記絶縁膜6に形成されると共に、上記ドレイン電極9と上記ドレイン電極パッド12とを電気的に接続するドレイン側ビアホール14と、
上記絶縁膜6上に形成されたソース電極パッド13と、
上記絶縁膜6に形成されると共に、上記ソース電極10と上記ソース電極パッド13とを電気的に接続するソース側ビアホール15と
を備え、
上記絶縁膜6における上記ドレイン電極9上および上記ソース電極10上の箇所に、上記ドレイン電極9および上記ソース電極10への応力を緩和するための孔16,17を設けた
ことを特徴としている。
Hereinafter, when this invention is summarized, the field effect transistor of this invention is:
GaN-based laminates 2 and 3 having heterojunctions;
A drain electrode 9 formed on the GaN-based laminates 2 and 3 and extending in a finger shape;
It is formed on the GaN-based laminates 2 and 3 so as to extend in a finger shape, and is arranged so as to be adjacent to the drain electrode 9 in a direction crossing the longitudinal direction which is the extending direction of the drain electrode 9. A source electrode 10 extending in the longitudinal direction,
A gate electrode 11 formed between the drain electrode 9 and the source electrode 10;
An insulating film 6 formed on the drain electrode 9 and the source electrode 10;
A drain electrode pad 12 formed on the insulating film 6;
A drain-side via hole 14 formed in the insulating film 6 and electrically connecting the drain electrode 9 and the drain electrode pad 12;
A source electrode pad 13 formed on the insulating film 6;
A source-side via hole 15 formed in the insulating film 6 and electrically connecting the source electrode 10 and the source electrode pad 13;
Holes 16 and 17 for relaxing stress on the drain electrode 9 and the source electrode 10 are provided at locations on the drain electrode 9 and the source electrode 10 in the insulating film 6.

上記構成によれば、上記絶縁膜6における上記ドレイン電極9上および上記ソース電極10上の箇所に、上記ドレイン電極9および上記ソース電極10への応力を緩和するための孔16,17が設けられている。このように、上記ドレイン側ビアホール14および上記ソース側ビアホール15に加えて、上記フィンガー状のドレイン電極9およびソース電極10への上記絶縁膜6による応力を緩和するための孔16,17が配置されることによって、上記絶縁膜6から上記両ビアホール14,15内の金属への材質の変化に加えて、上記絶縁膜6から上記孔16,17の空間への材質の変化により、上記絶縁膜6によって生ずる内部応力を分断することができる。   According to the above configuration, the holes 16 and 17 for relieving stress on the drain electrode 9 and the source electrode 10 are provided on the insulating film 6 on the drain electrode 9 and the source electrode 10. ing. Thus, in addition to the drain side via hole 14 and the source side via hole 15, holes 16 and 17 for relaxing stress due to the insulating film 6 to the finger-shaped drain electrode 9 and the source electrode 10 are arranged. Thus, in addition to the change in material from the insulating film 6 to the metal in the via holes 14 and 15, the change in material from the insulating film 6 to the space of the holes 16 and 17 causes the insulating film 6 to change. The internal stress caused by can be cut off.

したがって、上記フィンガー状のドレイン電極9およびソース電極10への応力を緩和することができ、絶縁破壊や特性変動が発生し難い信頼性の高い電界効果トランジスタを提供することができる。   Therefore, it is possible to relieve stress on the finger-shaped drain electrode 9 and the source electrode 10 and to provide a highly reliable field effect transistor that hardly causes dielectric breakdown or characteristic variation.

また、一実施の形態の電界効果トランジスタでは、
上記応力を緩和する孔16,17は、上記ドレイン電極9と上記ドレイン電極パッド12とを電気的に接続するビアホール、および、上記ソース電極10と上記ソース電極パッド13とを電気的に接続するビアホールとして機能する。
In the field effect transistor of one embodiment,
The holes 16 and 17 for relaxing the stress are a via hole that electrically connects the drain electrode 9 and the drain electrode pad 12, and a via hole that electrically connects the source electrode 10 and the source electrode pad 13. Function as.

この実施の形態によれば、上記フィンガー状のドレイン電極9およびソース電極10への上記絶縁膜6による応力を緩和する上記孔16,17を、上記ビアホールとして機能させるので、上記ビアホールとして機能する応力緩和用の孔16,17を上記両ビアホール14,15の上記貫通孔の形成時に形成することができる。そのため、工程を増やすことなく、上記ビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔を形成することができる。   According to this embodiment, since the holes 16 and 17 that relieve stress due to the insulating film 6 to the finger-shaped drain electrode 9 and the source electrode 10 function as the via hole, the stress that functions as the via hole. The relaxation holes 16 and 17 can be formed when the through holes of the via holes 14 and 15 are formed. Therefore, it is possible to form a hole that relaxes the stress that functions as the via hole without increasing the number of steps.

また、一実施の形態の電界効果トランジスタでは、
上記ドレイン側ビアホール14および上記ドレイン側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔のうちの少なくとも一つは、上記ドレイン電極9の端から50μm以内に開口部を有し、
上記ソース側ビアホール15および上記ソース側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔のうちの少なくとも一つは、上記ソース電極10の端から50μm以内に開口部を有している。
In the field effect transistor of one embodiment,
At least one of the drain side via hole 14 and the hole for relaxing the stress functioning as the drain side via hole has an opening within 50 μm from the end of the drain electrode 9,
At least one of the source side via hole 15 and the hole for relaxing the stress functioning as the source side via hole has an opening within 50 μm from the end of the source electrode 10.

この実施の形態によれば、上記絶縁膜6による応力が集中し易い上記フィンガー状のドレイン電極9およびソース電極10の端部から近い位置に、上記応力を分断することができる、上記ドレイン側ビアホール14または上記ドレイン側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔、および、上記ソース側ビアホール15または上記ソース側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔を設けている。したがって、応力が集中し易い上記ドレイン電極9の端および上記ソース電極10の端への応力を、上記両ビアホール14,15または上記ビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔によって分断することができる。   According to this embodiment, the drain-side via hole can divide the stress at a position close to the ends of the finger-shaped drain electrode 9 and the source electrode 10 where stress due to the insulating film 6 is likely to concentrate. 14 or a hole that relaxes the stress that functions as the via hole on the drain side, and a hole that relaxes the stress that functions as the source side via hole 15 or the via hole on the source side. Therefore, the stress to the end of the drain electrode 9 and the end of the source electrode 10 where stress tends to concentrate can be divided by the via holes 14 and 15 or the hole that relaxes the stress that functions as the via hole.

その結果、上記フィンガー状のドレイン電極9およびソース電極10への応力をさらに緩和でき、より絶縁破壊や特性変動が発生し難い電界効果トランジスタを提供することができる。   As a result, it is possible to further relieve the stress on the finger-shaped drain electrode 9 and the source electrode 10 and to provide a field effect transistor that is less prone to dielectric breakdown and characteristic variation.

また、一実施の形態の電界効果トランジスタでは、
上記ドレイン側ビアホール14と、上記応力を緩和する孔16または上記ドレイン側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔との間隔、および、上記ソース側ビアホール15と、上記応力を緩和する孔17または上記ソース側のビアホールとして機能する上記応力を緩和する孔との間隔は、等間隔である。
In the field effect transistor of one embodiment,
An interval between the drain side via hole 14 and the hole 16 for relaxing the stress or the hole for relaxing the stress functioning as the drain side via hole, and the source side via hole 15 and the hole 17 for relaxing the stress or The intervals between the stress relief holes functioning as the source-side via holes are equally spaced.

この実施の形態によれば、上記絶縁膜6による応力を分断する機能を有する、上記両ビアホール14,15や、上記孔16,17や、上記ビアホールとして機能する孔を、上記絶縁膜6に略均等に配置することができる。   According to this embodiment, the via holes 14 and 15, the holes 16 and 17, and the holes functioning as the via holes having a function of dividing the stress caused by the insulating film 6 are substantially formed in the insulating film 6. It can be evenly arranged.

したがって、上記フィンガー状のドレイン電極9およびフィンガー状のソース電極10への上記応力が、上記絶縁膜6における如何なる箇所で発生しても、効果的に分断することが可能になる。   Therefore, even if the stress on the finger-shaped drain electrode 9 and the finger-shaped source electrode 10 is generated at any location in the insulating film 6, it can be effectively divided.

1…Si基板
2…アンドープGaN層
3…アンドープAlGaN層
4…2DEG
5…保護膜
6…層間絶縁膜
7…ドレイン電極基部
8…ソース電極基部
9…ドレイン電極
10…ソース電極
11…ゲート電極
12…ドレイン電極パッド
13…ソース電極パッド
14…ドレイン側ビアホール
15…ソース側ビアホール
16,17…応力緩和用の孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Si substrate 2 ... Undoped GaN layer 3 ... Undoped AlGaN layer 4 ... 2DEG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Protective film 6 ... Interlayer insulating film 7 ... Drain electrode base 8 ... Source electrode base 9 ... Drain electrode 10 ... Source electrode 11 ... Gate electrode 12 ... Drain electrode pad 13 ... Source electrode pad 14 ... Drain side via hole 15 ... Source side Via holes 16, 17 ... holes for stress relaxation

Claims (3)

ヘテロ接合を有するGaN系積層体と、
上記GaN系積層体上に形成されると共に、フィンガー状に延在して成るドレイン電極と、
上記GaN系積層体上にフィンガー状に延在して形成されると共に、上記ドレイン電極の延在方向である長手方向と交差する方向に上記ドレイン電極と隣り合うように配列されて、上記長手方向に延在しているソース電極と、
上記ドレイン電極とソース電極との間に形成されたゲート電極と、
上記ドレイン電極上およびソース電極上に形成された絶縁膜と、
上記絶縁膜上に形成されたドレイン電極パッドと、
上記絶縁膜に形成されると共に、上記ドレイン電極と上記ドレイン電極パッドとを電気的に接続するドレイン側ビアホールと、
上記絶縁膜上に形成されたソース電極パッドと、
上記絶縁膜に形成されると共に、上記ソース電極と上記ソース電極パッドとを電気的に接続するソース側ビアホールと
を備え、
上記絶縁膜における上記ドレイン電極上および上記ソース電極上の箇所に、上記ドレイン電極および上記ソース電極への応力を緩和するための空間を有する孔を設けた
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
A GaN-based laminate having a heterojunction;
A drain electrode formed on the GaN-based laminate and extending in a finger shape;
It is formed on the GaN-based laminate so as to extend in a finger shape and is arranged so as to be adjacent to the drain electrode in a direction intersecting with the longitudinal direction which is the extending direction of the drain electrode. A source electrode extending to
A gate electrode formed between the drain electrode and the source electrode;
An insulating film formed on the drain electrode and the source electrode;
A drain electrode pad formed on the insulating film;
A drain-side via hole that is formed in the insulating film and electrically connects the drain electrode and the drain electrode pad;
A source electrode pad formed on the insulating film;
A source-side via hole that is formed in the insulating film and electrically connects the source electrode and the source electrode pad;
A field effect transistor , wherein a hole having a space for relieving stress on the drain electrode and the source electrode is provided at a position on the drain electrode and the source electrode in the insulating film.
請求項に記載の電界効果トランジスタにおいて、
上記ドレイン側ビアホールは、上記ドレイン電極の端から50μm以内に開口部を有し、
上記ソース側ビアホールは、上記ソース電極の端から50μm以内に開口部を有する
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
The field effect transistor according to claim 1 .
The drain side via-hole Le has an opening within 50μm from the edge of the drain electrode,
The source side via-hole Le, the field effect transistor and having an opening within 50μm from the edge of the source electrode.
請求項1または請求項2に記載の電界効果トランジスタにおいて、
上記ドレイン側ビアホールと、上記応力を緩和する空間を有する孔との間隔、および、上記ソース側ビアホールと、上記応力を緩和する空間を有する孔との間隔は、等間隔である
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
The field effect transistor according to claim 1 or 2 ,
An interval between the drain-side via hole and the hole having a space for relaxing the stress, and an interval between the source-side via hole and the hole having a space for relaxing the stress are equal. Field effect transistor.
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