JPH08316245A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

Info

Publication number
JPH08316245A
JPH08316245A JP12027995A JP12027995A JPH08316245A JP H08316245 A JPH08316245 A JP H08316245A JP 12027995 A JP12027995 A JP 12027995A JP 12027995 A JP12027995 A JP 12027995A JP H08316245 A JPH08316245 A JP H08316245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
mmic
integrated circuit
polyimide film
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12027995A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Baba
清一 馬場
Minoru Sawada
稔 澤田
Yasoo Harada
八十雄 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP12027995A priority Critical patent/JPH08316245A/ja
Publication of JPH08316245A publication Critical patent/JPH08316245A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な高周波特性を有し、かつ小型化および
高集積化が図られた半導体集積回路を提供することであ
る。 【構成】 GaAs基板1の表面にMES−FET10
0を形成し、GaAs基板1上にポリイミド膜11,1
2,13,14を積層する。MES−FET100の上
部領域18のポリイミド膜11,12,13,14を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特にマイクロ波帯またはミリ波帯で使用される多層化M
MIC(モノリシックマイクロ波集積回路)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、MMICでは、伝送線路として図
3に示すような半導体基板上に形成したマイクロストリ
ップ線路が用いられている。図3において、GaAs基
板21の下面に接地導体22が形成され、GaAs基板
21の上面にマイクロストリップ導体23が配置されて
いる。
【0003】このようなマイクロストリップ線路では、
GaAs基板21が100〜200μmの厚さを有する
ので、マイクロ波帯またはミリ波帯の信号を伝送するた
めには、マイクロストリップ導体23の幅W1は40〜
100μm程度必要となる。これにより、MMICの小
型化および高集積化に限界があった。
【0004】そこで、MMICの小型化および高集積化
を目的として多層化MMICが提案されている。この多
層化MMICは、半導体基板上に金属および絶縁層を積
層化し、これらの層間および層上にマイクロ波伝送線路
および回路を配置したものである。
【0005】図4は多層化MMICにおける薄膜マイク
ロストリップ線路の断面図である。GaAs基板31上
に接地導体32を形成し、接地導体32上にポリイミド
膜33を介してマイクロストリップ導体34が配置され
ている。
【0006】ポリイミド膜33の厚さHが10μm程度
であるため、マイクロストリップ導体34の幅W2を5
〜20μmと非常に小さくすることができる。なお、マ
イクロストリップ導体34の膜厚tは1μm程度であ
る。
【0007】したがって、多層化MMIC技術を用いれ
ば、大幅な小型化が実現される。また、金属および絶縁
層の積層構造により、薄膜マイクロストリップ線路の積
層化が可能となり、線路交差および線路変換が容易に実
現できるため、回路構成の自由度が増加し、高集積化を
図ることができる。既に、薄膜マイクロストリップ線路
を基本構造とする2.5μm×4層構造の多層化MMI
Cが実現されている。
【0008】多層化MMIC技術を用いると、通信用高
周波機器において重要なミリ波帯増幅器および周波数変
換器(ミキサ)のみならず、QPSK(Quadrature Pha
se Shift Keying )変調器等の振幅/位相変調回路もM
MIC化することが可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層化
MMICでは、その構成上、トランジスタ等の素子上に
誘電体である絶縁層が配置されるので、トランジスタ等
の素子の寄生容量が増大し、高周波特性が劣化するとい
う問題がある。
【0010】本発明の目的は、良好な高周波特性を有
し、かつ小型化および高集積化が図られた半導体集積回
路を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体集積
回路は、半導体基板上に複数の絶縁層からなる積層構造
を形成し、積層構造の層間または層上に伝送線路を配設
してなる半導体集積回路において、半導体基板上に半導
体素子を形成し、半導体素子の少なくとも真性部の上部
を除いて半導体基板上に複数の絶縁層からなる積層構造
を形成したものである。
【0012】半導体素子が電界効果トランジスタの場合
には、真性部はゲート部分であり、半導体素子がダイオ
ードの場合には、真性部はアノードとカソードとの間の
部分である。
【0013】特に、半導体基板はGaAsからなり、複
数の絶縁層はポリイミド膜からなることが好ましい。
【0014】
【作用】本発明に係る半導体集積回路においては、半導
体基板上に形成された半導体素子の少なくとも真性部の
上部を除いて半導体基板上に複数の絶縁層からなる積層
構造が形成されているので、半導体素子の真性部の上部
には絶縁層に比べて誘電率が低い大気が存在する。した
がって、半導体素子の電極間の寄生容量が小さくなり、
高周波特性が向上する。半導体素子が電界効果トランジ
スタの場合には、ソース・ドレイン間の寄生容量、ゲー
ト・ドレイン間の寄生容量およびソース・ゲート間の寄
生容量が低減される。半導体素子がダイオードの場合に
は、アノード・カソード間の寄生容量が低減される。ま
た、半導体素子の真性部に絶縁層による応力が加わらな
いので、素子の信頼性が向上する。
【0015】特に、半導体基板がGaAsからなる場合
には、高周波特性が良好となり、複数の絶縁層がポリイ
ミド膜からなる場合には、耐圧が高く、かつ製造が容易
である。
【0016】
【実施例】図1(a),(b),(c)は本発明の一実
施例における多層化MMICの製造方法を示す工程断面
図である。
【0017】本実施例の多層化MMICでは、積層構造
を構成する複数の絶縁層として2.5μm×4層のポリ
イミド膜を用いる。ポリイミド樹脂は、低誘電率(比誘
電率=3.7)、低欠陥密度および高耐圧という特徴を
有する。したがって、半導体素子のパッシベーション膜
として高い信頼性を有する。また、ポリイミド樹脂は、
膜形成および加工を簡単に行うことができ、しかも低温
で形成することができるので、GaAs基板を用いた多
層化MMICの製造工程との整合性も良好である。
【0018】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
のGaAs基板1にn型のチャネル層2を形成し、チャ
ネル層2の両側に所定間隔を隔ててn+ 層3,4をそれ
ぞれ形成する。そして、チャネル層2上にゲート電極5
を形成し、n+ 層3,4上にそれぞれソース電極6およ
びドレイン電極7を形成する。これにより、MES−F
ET(金属−半導体電界効果トランジスタ)100が作
製される。
【0019】その後、MES−FET100の表面に膜
厚0.2μmのSi3 4 からなる保護膜8を形成し、
保護膜8上に接地導体9および伝送線路10を形成す
る。接地導体9および伝送線路10は保護膜8に設けら
れたコンタクトホールを通してそれぞれソース電極6お
よびドレイン電極7に接続される。同時に、その他の素
子、線路等の第1層の金属配線工程を行う。
【0020】次に、図1(b)に示すように、各膜厚
2.5μmの4層のポリイミド膜11,12,13,1
4の形成工程および金属配線工程を順次繰り返して行
う。金属配線パターンはリフトオフ法により形成し、膜
厚を1μmとする。ポリイミド膜11,12,13,1
4は、スピンコーティング法によりポリイミド樹脂をウ
エハ上に塗布し、熱処理を行うことにより形成する。層
間接続および線路変換に用いられるコンタクトホールは
ウエットエッチングにより形成する。
【0021】まず、第1層の金属配線が行われたGaA
s基板1上に、第1層のポリイミド膜11を形成する。
次に、第1層のポリイミド膜11上にマイクロストリッ
プ導体等の第2層の金属配線を行う。さらに、第2層の
金属配線が行われた第1層のポリイミド膜11上に第2
層のポリイミド膜12を形成する。同様にして、第3層
の金属配線、第3層のポリイミド膜13の形成、第4層
の金属配線、第4層のポリイミド膜14の形成および最
上層の金属配線を順次行う。ポリイミド膜11,12,
13,14の全体の厚さhは10μmとなる。
【0022】図1の例では、第2層のポリイミド膜12
と第3層のポリイミド膜13との間にマイクロストリッ
プ導体15が配置され、第4層のポリイミド膜14上に
マイクロストリップ導体16が配置されている。
【0023】その後、図1(c)に示すように、MES
−FET100の上部領域18のポリイミド膜11,1
2,13,14をウエットエッチングにより除去する。
エッチング液としては例えばヒドラジンヒドラートおよ
びエチレンジアミンの1:5の30℃混合液を用いる。
【0024】図2に本実施例の多層化MMICの平面図
を示す。図2においては、2つのソース電極6間にゲー
ト電極5およびドレイン電極7が配置され、2つのME
S−FETが形成されている。ゲート電極5には伝送線
路17が接続され、ドレイン電極7には伝送線路10が
接続されている。
【0025】本実施例の多層化MMICにおいては、M
ES−FET100の上部領域18のポリイミド膜1
1,12,13,14が除去されているので、MES−
FET100のゲート部分の上部には膜厚0.2μmの
薄い保護膜8を介して大気が存在する。空気の比誘電率
はほぼ1であり、ポリイミド膜の比誘電率3.7に比べ
て小さい。そのため、MES−FET100の寄生容量
が小さくなり、ゲート容量が低減される。その結果、M
ES−FET100の高周波特性が向上する。
【0026】ここで、本実施例および比較例の多層化M
MICの高周波特性を測定した。比較例の多層化MMI
Cは、MES−FET100の上部領域18にポリイミ
ド膜11,12,13,14が存在する点を除いて本実
施例の多層化MMICと同様の構造を有する。表1に4
0GHzでの高周波特性を示す。
【0027】
【表1】
【0028】ここで、SパラメータのS21は出力端を
特性インピーダンス50Ωで終端したときの伝送係数
(正方向伝送係数)、S11は出力端を特性インピーダ
ンス50Ωで終端したときの入力端の入力反射係数(入
力端反射係数)であり、|S21|は利得、<S11は
位相を表わす。
【0029】表1からわかるように、MES−FET1
00の上部領域18にポリイミド膜11,12,13,
14が存在しない場合には、存在する場合に比べて利得
および位相が大きく相違する。特に、広帯域の回路で
は、S11の位相は小さい方が好ましい。上記の特性の
変化は、ゲート長を0.2μmから0.1μmに短縮し
た場合の特性の変化に相当する。
【0030】このように、本実施例の多層化MMICで
は、MES−FET100の上部領域18のポリイミド
膜11,12,13,14を除去することにより、ゲー
ト長を半分に短縮することに相当する高周波特性の向上
が達成された。したがって、MMICの高周波特性を向
上させつつ小型化および高集積化が図られ、設計性が良
好となる。
【0031】なお、上記実施例では、半導体基板上に電
界効果トランジスタが形成された場合を示したが、半導
体基板上にダイオードが形成されている場合にも、アノ
ード・カソード間の領域の上部のポリイミド膜を除去す
ることにより、上記実施例と同様の効果が得られる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体基
板上に形成された半導体素子の少なくとも真性部の上部
を除いて半導体基板上に複数の絶縁層からなる積層構造
を形成することにより、半導体素子の電極間の容量が低
減され、高周波特性が向上する。また、半導体素子の真
性部に応力が加わらないので、素子の信頼性が向上す
る。したがって、良好な高周波特性を有し、かつ小型化
および高集積化が図られた半導体集積回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における多層化MMICの製
造方法を示す工程断面図である。
【図2】図1の多層化MMICの平面図である。
【図3】従来のMMICにおけるマイクロストリップ線
路の断面図である。
【図4】多層化MMICにおける薄膜マイクロストリッ
プ線路の断面図である。
【符号の説明】
1 GaAs基板 2 チャネル層 3,4 n+ 層 5 ゲート電極 6 ソース電極 7 ドレイン電極 8 保護膜 11,12,13,14 ポリイミド膜 18 MES−FETの上部領域 100 MES−FET

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に複数の絶縁層からなる積
    層構造を形成し、前記積層構造の層間または層上に伝送
    線路を配設してなる半導体集積回路において、前記半導
    体基板上に半導体素子を形成し、前記半導体素子の少な
    くとも真性部の上部を除いて前記半導体基板上に前記複
    数の絶縁層からなる積層構造を形成したことを特徴とす
    る半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記半導体基板はGaAsからなり、前
    記複数の絶縁層はポリイミド膜からなることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体集積回路。
JP12027995A 1995-05-18 1995-05-18 半導体集積回路 Pending JPH08316245A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12027995A JPH08316245A (ja) 1995-05-18 1995-05-18 半導体集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12027995A JPH08316245A (ja) 1995-05-18 1995-05-18 半導体集積回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08316245A true JPH08316245A (ja) 1996-11-29

Family

ID=14782313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12027995A Pending JPH08316245A (ja) 1995-05-18 1995-05-18 半導体集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08316245A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347407A (ja) * 1997-03-14 2003-12-05 Toshiba Corp マイクロ波集積回路素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347407A (ja) * 1997-03-14 2003-12-05 Toshiba Corp マイクロ波集積回路素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0897375A (ja) マイクロ波集積回路装置及びその製造方法
TWI517350B (zh) 用於無線應用之高功率半導體裝置及用以形成高功率半導體裝置之方法
JP2006173595A (ja) 半導体集積回路装置及びそれを用いた車載レーダシステム
US4673958A (en) Monolithic microwave diodes
JPH0774285A (ja) 半導体装置
US4859633A (en) Process for fabricating monolithic microwave diodes
JPH08172161A (ja) インダクタ素子とその製法およびそれを用いたモノリシックマイクロ波集積回路素子
US20010033210A1 (en) Microstrip line, method for fabricating the same, inductor element, and RF semiconductor device
JP2000068714A (ja) ミリ波用整合回路および通信モジュール
JP4108817B2 (ja) マイクロ波・ミリ波回路装置とその製造方法
JPH08316245A (ja) 半導体集積回路
JP3517130B2 (ja) 伝送線路、その電気的特性の調整方法、およびマイクロ波モノリシックic
JP3290360B2 (ja) マイクロ波集積回路
JP3455413B2 (ja) 半導体装置
JPH05335487A (ja) 伝送回路素子
US6800929B1 (en) Semiconductor device
JP3493152B2 (ja) 半導体装置
US6521972B1 (en) RF power transistor having low parasitic impedance input feed structure
JPH10289979A (ja) 高周波半導体デバイス
JPS6056306B2 (ja) マイクロ波ic装置とその製造方法
JPS62211962A (ja) 高周波半導体装置の製造方法
JPH1154699A (ja) 高周波集積回路装置
JP3992862B2 (ja) 高周波マルチチップモジュール
JP3631428B2 (ja) フリップチップ実装構造を持つ半導体装置
JP3168969B2 (ja) 電界効果トランジスタおよび集積回路、電界効果トランジスタあるいは集積回路の製造方法