JPH0116026B2 - - Google Patents

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JPH0116026B2
JPH0116026B2 JP55008544A JP854480A JPH0116026B2 JP H0116026 B2 JPH0116026 B2 JP H0116026B2 JP 55008544 A JP55008544 A JP 55008544A JP 854480 A JP854480 A JP 854480A JP H0116026 B2 JPH0116026 B2 JP H0116026B2
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
gate electrode
ultra
high frequency
Prior art date
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JP55008544A
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English (en)
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JPS56120168A (en
Inventor
Junichi Sone
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP854480A priority Critical patent/JPS56120168A/ja
Publication of JPS56120168A publication Critical patent/JPS56120168A/ja
Publication of JPH0116026B2 publication Critical patent/JPH0116026B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波およびミリ波帯で動作する
電界効果トランジスタに関する。
電界効果トランジスタ、とりわけ砒化ガリウム
を用いた電界効果トランジスタはマイクロ波帯以
上の高い周波数帯においても、高利得高出力増幅
動作が可能で、TWT等の電子管を用いたデバイ
スに取つてかわる固体素子として期待されてい
る。高出力の電界効果トランジスタを実現するに
あたつては、砒化ガリウム等の半導体上に形成さ
れたゲート電極下を流れるドレイン電極と垂直方
向に前記ゲート電極をのばし、大ドレイン電流動
作が可能なような構造にする必要がある。
同時に、超高周波数帯でも、該電界効果トラン
ジスタを用いて高電力利得を有する動作をなさし
めるため、細いゲート長のゲート電極を実現する
のはもとより、かかる細いゲート長のゲート電極
抵抗の増大を防ぐため、またゲート電極を伝播す
る電磁波が位相回転、減衰を起こし、マイクロ波
出力電力の低下が生じることを防ぐために、一本
あたりのゲート電極の長さ(以下フインガー長と
呼ぶ)を制限する必要がある。このような制限は
周波数が高くなればなる程、電磁波の波長が短く
なるため、きびしくなり、フインガー長はより短
く設定する必要がある。従つて広いゲート幅を有
する超高周波高出力電界効果トランジスタの場合
は、短いフインガー長のゲート電極を多数並列に
配置して、該電界効果トランジスタの電力利得が
低下しないよう配慮する必要がある。一方、超高
周波帯で動作する高出力電界効果トランジスタの
電力利得を低下させる他の重要な要素として寄生
の接地インダクタンスがある。ソース接地された
電界効果トランジスタのソース電極から接地に到
る、寄生の接地インダクタンスはフイードバツ
ク・エレメントとして働き、電界効果トランジス
タの利得を低下させる原因となる。これは周波数
が高ければ高い程、顕著となるため、超高周波高
出力電界効果トランジスタの設計に際しては、接
地インダクタンスを極力小さく抑えることが必要
となつてくる。これに対処するため、電界効果ト
ランジスタチツプのサイドを金属被膜で被うシー
ド・グランデイング法、ソース電極上に厚いめつ
き層を設け、このソース電極面を直接アース面で
あるヒート・シンク上にマウントするフリツプチ
ツプ・マウント法等が考案されている。
第1図に、これらのことをふまえて設計された
従来の典型的な超高周波高出力砒化ガリウム電界
効果トランジスタの模式図を掲げ、以下にその概
略を述べる。第1図の超高周波高出力電界効果ト
ランジスタチツプ1においては、半絶縁性基板上
に形成された半導体能動層2上に複数のゲート電
極3、ソース電極4、ドレイン電極5が並列に設
けられ、さらにこの電界効果トランジスタ能動部
は前記ソース電極4、ドレイン電極5を除いて絶
縁膜6により被われ、機械的な保護がなされてい
る。前記複数のゲート電極の一端は、非能動層で
ある半絶縁性基板上に設けられたリード7に接続
され、該リード中央部はやはり半絶縁性基板上に
設けられたゲート電極取り出し端子8に接続され
ている。前記複数のドレイン電極5の一端は、前
記半導体能動層2をはさんで、前記ゲート電極取
り出し端子8と相対するように設置された、半絶
縁性基板上のドレイン電極取り出し端子9に接続
されている。一方、前記複数のソース電極4は、
それぞれゲート電極3を接続する前記リードと、
前記絶縁膜6により、絶縁交叉横断して、前記ゲ
ート電極取り出し端子8の周辺部に2分されるよ
うにパターン形成された、半絶縁性基板上のソー
ス電極周辺部10に接続されている。このような
構造の広いゲート幅を有する高出力電界効果トラ
ンジスタにおいては必然的にチツプの横幅が広く
なるため、外部回路と接続するためのゲート電極
取り出し端子8、ドレイン電極取り出し端子9を
複数個設けたマルチセル構造とすることで、一つ
のゲート電極取り出し端子8により束ねられてい
る各ゲート電極3から、該ゲート電極取り出し端
子8に至るまでの距離の違いから生じる、前記各
ゲート電極3の電磁波位相のばらつきを極力小さ
く抑えるように設計されている。また第1図の超
高周波高出力電界効果トランジスタチツプ1の接
地面11への固定は金スズ等によるソルダリング
が用いられている。同時に接地面11への電気的
接続は、前記半絶縁性基板上にパターン形成され
たソース電極周辺部10と接続された、チツプ側
部を被う金属被膜12により実現されている。
このように超高周波高出力電界効果トランジス
タは必然的にチツプの横幅が広くなり、超高周波
帯で動作させる場合、該電界効果トランジスタ
上、およびトランジスタに接続される整合回路上
を伝播する電磁波の波長が短いため、かかるマル
チセル構造の電界効果トランジスタを同一位相で
動作させることが困難になる欠点を持つていた。
前記ゲート電極3、ドレイン電極5の同相性は
各々接続される外部回路に依存するが接地端子と
なるソース電極4は第1図に示す超高周波高出力
電界効果トランジスタの構造そのもので決まつて
しまう。第1図の構造の超高周波高出力電界効果
トランジスタにおいては、前記ゲート電極取り出
し端子8により隔たれたチツプの中央部とチツプ
の周辺部では、そこに位置するソース電極周辺部
10から生ずる実効的な接地インダクタンスの大
きさが違つてくる。即ち、チツプの周辺部では、
図中で示されるチツプ側部を通じても接地面1
1と接続されているので、部分的に接地インダク
タンスが小さくなつている。高い周波数帯におい
ては電界効果トランジスタの利得に対する接地イ
ンダクタンスの影響は大きいため、各セル毎の実
効的な接地インダクタンスの大きさの不揃いから
高出力電界効果トランジスタ全体の出力電力の合
成率が低下し、そのため、電力利得、出力電力の
低下を招く原因となつていた。従つてかかる超高
周波高出力電界効果トランジスタにおいては接地
インダクタンスの低減を図ると共に、接地端子と
からなる各々のソース電極の同相性を図る工夫が
必要である。
また電界効果トランジスタを用いた電力増幅器
に要求される出力電力によつては1チツプ上に構
成されたマルチセル構造の高出力電界効果トラン
ジスタの一部のセル、例えば第1図に示した2セ
ル構造の電界効果トランジスタの片方のセルだけ
を使つて増幅器を構成する必要が生ずることがあ
る。このような場合にも部分的な接地インダクタ
ンスの大きさの不揃いから、各ソース電極におけ
る、電磁波位相に食い違いが生じ、前述したよう
に利得、出力電力の低下の原因となつていた。
本発明の目的は前記従来の問題点を解決せしめ
た新規な超高周波高出力電界効果トランジスタを
提供することにある。
本発明によれば、半導体基板上に複数のゲート
電極、ソース電極、ドレイン電極を並列して設
け、前記複数のケート電極をその一端で接続した
リード、該リードより引き出されたゲート電極取
り出し端子、該ゲート電極取り出し端子の周辺部
に2分して形成されたソース電極周辺部を設けた
超高周波高出力電界効果トランジスタであつて、
前記2分して形成されたソース電極周辺部を金属
細線によつて接続したことを特徴とする超高周波
高出力電界効果トランジスタが得られる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述す
る。
第2図は本発明の一実施例である超高周波高出
力電界効果トランジスタを説明するためのゲート
電極取り出し端子周辺部の拡大図である。他の部
分は第1図の従来例と同じである。図においてゲ
ート電極取り出し端子8により図中の,の領
域に分けられた半絶縁性基板上のソース電極周辺
部10は金属細線13によつて電気的に接続され
る。金属細線13は材料として金を選ぶことによ
り熱圧着法により容易に接続できる。
本実施例によれば複数のソース電極4の位相
は、前記ソース電極周辺部の領域,が前記金
属細線13により電気的に接続されるため、ほぼ
同相にそろえられる。従つて出力電力の有効な合
成、入力電力の同一位相による入力が実現でき、
利得特性、出力特性の優れたトランジスタが実現
できる。
さらに本実施例においては該電界効果トランジ
スタチツプが製作された後、マイクロ波集積回路
として実装された後でも、出力特性、利得特性を
測定し、その特性の調整のため、金属細線13に
よるソース電極周辺部10の接続を行なうことが
容易にできるという大きな利点がある。
すなわち、該トランジスタチツプの製造時に、
前記ソース電極周辺部10を、例えば絶縁膜を介
した金属交差配線により接続するといつた煩雑な
工程を必要としないため、トランジスタ製造工程
が簡単になり、また該トランジスタ・チツプ実装
後にマイクロ波帯における出力特性、利得特性の
測定を行ない、特性の劣化が著しい時だけ、金属
細線の接続を熱圧着法で行えばよいということに
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来から用いられている典型的な超高
周波高出力電界効果トランジスタの模式図、第2
図は本発明の実施例を説明するためのゲート電極
取り出し端子周辺部拡大図である。図において1
は超高周波高出力電界効果トランジスタチツプ、
2は半導体能動層、3,4,5は半導体能動層上
に設けられた、それぞれゲート電極、ソース電
極、ドレイン電極、6は前記能動層2とゲート電
極3を被う絶縁膜、7は複数の前記ゲート電極の
一端を接続するリード、8はゲート電極取り出し
端子、9は半絶縁性基板上に形成されるドレイン
電極取り出し端子、10は前記ゲート電極取り出
し端子8の周辺部にパターン形成された、半絶縁
性基板上のソース電極周辺部、11は接地面、1
2は前記電界効果トランジスタチツプ側部を被う
金属被膜、13は金属細線、14はソース電極取
り出し口である。また図中は該電界効果トラン
ジスタチツプ側部、,は前記ゲート電極取り
出し端子8により2分された前記半絶縁性基板上
のソース電極周辺部10の各々を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板上に複数のゲート電極、ソース電
    極、ドレイン電極を並列して設け、前記複数のゲ
    ート電極をその一端で接続したリード、該リード
    より引き出されたゲート電極取り出し端子、該ゲ
    ート電極取り出し端子の周辺部に2分して形成さ
    れたソース電極周辺部を設けた超高周波高出力電
    界効果トランジスタであつて、前記2分して形成
    されたソース電極周辺部を金属細線によつて接続
    したことを特徴とする超高周波高出力電界効果ト
    ランジスタ。
JP854480A 1980-01-28 1980-01-28 Extrahigh frequency high output field-effect transistor Granted JPS56120168A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP854480A JPS56120168A (en) 1980-01-28 1980-01-28 Extrahigh frequency high output field-effect transistor

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JP854480A JPS56120168A (en) 1980-01-28 1980-01-28 Extrahigh frequency high output field-effect transistor

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JPS56120168A JPS56120168A (en) 1981-09-21
JPH0116026B2 true JPH0116026B2 (ja) 1989-03-22

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ID=11696077

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JP854480A Granted JPS56120168A (en) 1980-01-28 1980-01-28 Extrahigh frequency high output field-effect transistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084094B2 (ja) * 1988-03-03 1996-01-17 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5393788A (en) * 1977-01-26 1978-08-17 Mitsubishi Electric Corp Production of semiconductor device

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JPS5393788A (en) * 1977-01-26 1978-08-17 Mitsubishi Electric Corp Production of semiconductor device

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JPS56120168A (en) 1981-09-21

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