JPH06232180A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06232180A
JPH06232180A JP1831593A JP1831593A JPH06232180A JP H06232180 A JPH06232180 A JP H06232180A JP 1831593 A JP1831593 A JP 1831593A JP 1831593 A JP1831593 A JP 1831593A JP H06232180 A JPH06232180 A JP H06232180A
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JP
Japan
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electrode
gate
semiconductor device
electrodes
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JP1831593A
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English (en)
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Masahide Nakajima
正英 中島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波高出力半導体素子において、高周波特性
を劣化させる入力信号の位相差を0にするとともに、余
分な配線による抵抗,容量を低減する。 【構成】ゲートボンディング電極1を半導体素子中心部
に設け、このボンディング電極1からゲート電極2を直
線放射状にペレット周辺部へ向かって配置し、各ゲート
電極2ではさまれた部分にソース4とドレイン3とを交
互に配置している。 【効果】この電極配置によりゲート電極2とボンディン
グ電極1を連結するためのバスバー電極が不要となり、
配線抵抗,容量を低減でき、高周波での出力電力,電力
利得を向上出来る。また、通常のパッケージ,組立技術
により素子を封止でき、高量産性,低コスト,高信頼度
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
電極配置を改良した半導体装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロ波帯以上の周波数で使用
される高出力トランジスタは、キャリア電子の易動度の
大きいGaAs等の化合物半導体が主に用いられ、その
電極配置はソース・ドレインおよびゲート電極が櫛形に
形成されていた。これは、高出力を得るために単位素子
を複数個並列に並べ、かつ半導体容器への組立性を考慮
して、各単位素子のソース・ドレインおよびゲート電極
を配線により、各々のボンディング電極に合成している
ためである。
【0003】この従来構造では各ゲート電極を合成し、
ゲートボンディング電極へ接続するための配線電極(バ
スバー電極)が必要となり、このバスバー電極の各ゲー
ト電極までの距離が異なるため高周波信号がゲートボン
ディング電極に入力された場合、各ゲート電極に対し位
相差となってあらわれ、出力電力および電力利得の低下
を引き起す。また、バスバー電極自身が配線抵抗,配線
容量を有し、更に、バスバー電極がソース電極と交差す
ることによる配線容量も付加されることから、更に高周
波での出力電力および電力利得の低下の原因となる。
【0004】このような不具合点を解決する手段とし
て、特開平2−39573号公報は別構造の半導体装置
を提案している。この第2の構造では素子中心部に円形
のドレイン電極を設け、そのまわりに円状のゲート電
極,ゲート電極に対してドレイン電極に対向する位置に
ソース電極を配置している。ゲート電極には数箇所から
バイアホールを通して素子裏面に接続し、同軸線路中心
導体に直接この第2の半導体素子のゲート電極を入力側
に、ドレイン電極を出力側に接続している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この第2の素子構造は
第1の従来構造の不具合点を解決しているが、下記のよ
うな問題点を有する。
【0006】(1)ドレイン電極の外周部に形成された
円形状のゲート電極構造を有するため、高周波特性上必
要不可欠な短ゲート長の実現性に乏しい。
【0007】(2)円形状ゲート電極をバイアホールを
介して素子裏面と接続する場合、素子表面側のバイアホ
ール部に充分な面積を確保出来ない。
【0008】(3)同軸線路中心導体の入・出力に各
々、裏面ゲート電極,ドレイン電極を直接的に接続し、
同軸線路外部導体にソース電極を直接的に接続するた
め、従来の半導体容器,組立技術が使用できず、量産性
に問題が有るとともに、かつ外気から半導体チップを遮
断出来ないため、信頼度,品質の確保が困難である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高周波
特性の劣化を防止しつつ実現性・量産性・信頼性を向上
した半導体装置を提供することにある。本発明の基本的
特徴は、素子中心部にゲートボンディング電極を設け、
このゲートボンディング電極から放射状にゲート電極を
配置し、各ゲート電極で挟まれた部分に交互にソース電
極とドレイン電極を形成することにある。
【0010】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0011】図1は本発明の第一の実施例の半導体装置
の平面図である。半導体素子10の中心部に円形のゲー
トボンディング電極1を設け、このゲートボンディング
電極1から半導体素子周辺部に向って放射状に8本ゲー
ト電極2が形成されている。これらゲート電極2はゲー
トボンディング電極1から互いに等間隔で導出されてい
る。この電極配置により、図3に示す従来構造の半導体
素子10に必要なバスバー電極9が不要となり、ゲート
ボンディング電極1から全てのゲート電極2までの距離
が等しくなり、入力信号が全てのゲート電極2で等位相
になる。またバスバー電極9の配線抵抗,配線容量をゼ
ロに出来る。この放射状ゲート電極2の両側の対向する
位置にドレイン電極3とソース電極4を形成する。全て
のドレイン電極3はゲート電極2先端部より先で連結さ
れており、ドレインボンディング電極となる。ソース電
極4は各々独立しており、各々がバイアホール5を介し
て素子裏面電極と接続されている。図1では、バイアホ
ール5は中央部に1つ設けてあるが、複数でも、他の箇
所に設けても良い。バスバー電極9が不要なことから、
図3の従来構造のバスバー電極9とソース電極4の交差
部が発生せず、この部分での配線容量がゼロになる。
又、ソース電極4が充分な面積を確保出来るため、バイ
アホール5も従来構造と異なり、容易に形成することが
出来る。図1において、ゲート電極2の本数も増減可能
である。ソース電極とドレイン電極を逆にすることも可
能だが、ソース電極を接地する場合は、図1のように設
定するのが好ましい。
【0012】図2は図1の半導体素子10を半導体容器
7内に組立てた際の断面図である。なお、素子10は図
1のA−A′線に沿った断面図を示す。半導体素子10
はその裏面電極6が半導体容器7の一部を構成する金属
ベース71にAuSn等の低融点共晶金属もしくはAg
ペースト等の導電性接着剤(図示せず)で接着されるこ
とにより固定される。裏面電極6はバイアホール5を介
して各ソース電極4に接続されている。これにより半導
体素子10の各ソース電極4はバイアホール5および裏
面電極6を介して半導体容器7のソース電極に接続され
る。図2ではバイアホール5はテーパー型となっている
が、逆テーパー又は円柱型としてもよい。ゲートボンデ
ィング電極1およびドレイン電極3はボンディングワイ
ヤー8により各々半導体容器7のゲート電極73とドレ
イン電極72により接続されており、これらには各々リ
ード731,721が接続されている。この様に、本半
導体素子は従来技術の半導体容器および組立技術を使用
出来る。
【0013】上記実施例ではゲートボンディング電極1
を円形とした正多角形でもよい。すなわち、図3に本発
明の第2の実施例として示すように、本ゲートボンディ
ング電極1は正方形構造とされている。本電極の4つの
角からゲート電極2が導出され図1と同様の効果が得ら
れる。又、本実施例では、バイアホール5をソース電極
4の端部と中央部に設けており、特性向上を図ってい
る。
【0014】正多角形のゲートボンディング電極として
は図4に本発明による第3の実施例として示すように正
八角形でもよい。さらに、本実施例ではソース電極4の
端部の角をまるくしており、リーク電流を低減してい
る。またバイアホール5をソース電極と相似形として特
性向上を図っている。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体素子
は全てのゲート電極がゲートボンディング電極から等距
離に有るため、入力信号が全てのゲート電極に対して位
相差をゼロに出来る。また、バスバー電極が不要でかつ
ソース電極との交差部も無いため、この部分による配線
抵抗,配線容量も0にすることが出来る。例えば周波数
23GHz,出力電力0.4WのGaAs FETの場
合、第1の従来構造の半導体素子に比べて、配線抵抗で
約0.1Ω、配線容量で0.1pF低減出来、かつ入力
信号の等位相化により、出力電力,電力利得とも0.1
〜1.0dB程度の向上が見込まれる。
【0016】また、ゲート長を短かくすることができ、
高周波特性上必要不可欠な短ゲート長の実現が可能であ
る。更に円形状ゲート電極をバイアホールを介して素子
裏面と接続する場合にも、素子表面側のバイアホール部
に充分な面積を確保できる。更にまた、従来の半導体容
器組立技術が使用でき、量産性が可能であり、外気から
半導体チップを遮断できるため、高信頼度,高品質が確
保できる。すなわち、第2の従来構造の欠点をも解決し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の半導体装置平面図。
【図2】図1に示した半導体装置を半導体容器に組立て
た断面図。
【図3】本発明第2の実施例の半導体装置の平面図。
【図4】本発明第3の実施例の半導体装置平面図。
【符号の説明】
1 ゲートボンディング電極 2 ゲート電極 3 ドレイン電極 4 ソース電極 5 バイアホール 6 裏面電極 7 半導体容器 8 ボンディングワイヤー 9 バスバー電極 10 半導体素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 A 8427−4M

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に第1の電極と、
    前記第1の電極に接続され、前記第1の電極から放射線
    状に伸びた複数の第2の電極と、前記第2の電極のうち
    の隣接する2本にはさまれた部分に前記第1,第2の電
    極と離間して第3の電極とを有し、更に前記第2の電極
    をはさんで前記第3の電極と対向した位置に前記第1,
    2,3の電極と離間して第4の電極を有することを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 ゲートボンディング電極を素子中心部に
    設け、該ゲートボンディング電極よりゲート電極が放射
    状に伸びて配置され、該ゲート電極をはさんで対向した
    位置にソース・ドレイン電極を有することを特徴とする
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記ソース電極がバイアホールを通して
    素子裏面に接続されていることを特徴とする請求項2記
    載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体基板の他の主面上に、第5の
    電極を有し、前記第5の電極がバイアホールを通して前
    記第3の電極と接続されていることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記ゲート電極が前記ゲートボンディン
    グ電極から等間隔に伸びていることを特徴とする請求項
    2記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記ソース・ドレイン電極が前記ゲート
    電極をはさんで交互に有することを特徴とする請求項2
    記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記ドレイン電極が前記ソース電極外周
    部にまで延在していることを特徴とする請求項2記載の
    半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記ゲートボンディング電極が正多角形
    であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
JP1831593A 1993-02-05 1993-02-05 半導体装置 Pending JPH06232180A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19950815