JPH0845959A - 化合物半導体集積回路装置 - Google Patents

化合物半導体集積回路装置

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JPH0845959A
JPH0845959A JP17560594A JP17560594A JPH0845959A JP H0845959 A JPH0845959 A JP H0845959A JP 17560594 A JP17560594 A JP 17560594A JP 17560594 A JP17560594 A JP 17560594A JP H0845959 A JPH0845959 A JP H0845959A
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JP
Japan
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region
compound semiconductor
mesfet
gate wiring
insulating film
Prior art date
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Pending
Application number
JP17560594A
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English (en)
Inventor
Yumiko Tamura
由美子 田村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MESFETを塔載する化合物半導体集積回
路装置において、静電破壊を防止し、電気的信頼性を高
める。 【構成】 化合物半導体基板1の素子形成領域の主面に
構成されたMESFETQのゲート電極6Aに、前記化
合物半導体基板1の素子分離領域の主面上に構成された
ゲート配線6Bが一体化される化合物半導体集積回路装
置において、前記化合物半導体基板1の素子分離領域の
主面と前記ゲート配線6Bとの間に絶縁膜5を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体集積回路
装置に関し、特に、MESFET(Metal emiconduct
or ield ffect ransistor)を塔載する化合物半導
体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体集積回路装置に塔載される
MESFETは例えばGaAs(ガリウム・ヒ素)から
なる化合物半導体基板(半絶縁性基板)の素子形成領域
(活性領域)の主面に構成される。
【0003】前記MESFETは、主に、チャネル形成
領域(動作領域)であるn型半導体領域、ゲート電極、ソ
ース領域及びドレイン領域である一対のn型半導体領域
等で構成される。チャネル形成領域であるn型半導体領
域は化合物半導体基板の素子形成領域の主面に構成され
る。ゲート電極は、チャネル形成領域であるn型半導体
領域上に構成され、このn型半導体領域に対してショッ
トキー接合される。ソース領域及びドレイン領域である
一対のn型半導体領域の夫々は、化合物半導体基板の素
子形成領域の主面に構成され、ゲート電極の対向する両
側の夫々の領域に配置される。
【0004】前記ソース領域である一方のn型半導体領
域にはソース電極が接続され、ドレイン領域である他方
のn型半導体領域にはドレイン電極が接続される。この
ソース電極、ドレイン電極の夫々は、化合物半導体基板
の素子形成領域の主面上に直に構成される。前記ゲート
電極にはゲート配線が一体化される。このゲート配線
は、化合物半導体基板の素子分離領域(非活性領域)の主
面上に直に構成され、上層の配線を介して外部端子(ボ
ンディングパッド)に電気的に接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述の化
合物半導体集積回路装置に搭載されるMESFETにつ
いて以下の問題点を見出した。
【0006】前記MESFETのゲート電極に電圧を印
加した時、電界は、ゲート電極若しくはゲート配線に最
も距離の近いソース領域及びドレイン領域である高濃度
のn型半導体領域の夫々のゲート電極側の角部に集中す
る。このため、人為的取り扱いや組立プロセス中に人
体、パッケージ若しくはデバイスに帯電された過大な静
電気が外部端子を通してMESFETのゲート電極にサ
ージ電流として流れ込んだ時、高濃度のn型半導体領域
の夫々のゲート電極側の角部とゲート配線との間の素子
分離領域又はゲート電極のショットキー接合において静
電破壊が発生し、化合物半導体集積回路装置の電気的信
頼性が低下するという問題があった。
【0007】本発明の目的は、MESFETを塔載する
化合物半導体集積回路装置において、静電破壊を防止
し、電気的信頼性を高めることが可能な技術を提供する
ことにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0010】化合物半導体基板の素子形成領域の主面に
構成されたMESFETのゲート電極に、前記化合物半
導体基板の素子分離領域の主面上に構成されたゲート配
線が一体化される化合物半導体集積回路装置において、
前記化合物半導体基板の素子分離領域の主面と前記ゲー
ト配線との間に絶縁膜を構成する。
【0011】
【作用】上述した手段によれば、MESFETのソース
領域及びドレイン領域である一対の半導体領域の夫々の
ゲート配線側の角部とゲート配線とを絶縁膜で離隔し、
両者間の静電破壊耐圧を高めることができるので、過大
な静電気によるMESFETの静電破壊を防止できる。
この結果、化合物半導体集積回路装置の電気的信頼性を
高めることができる。
【0012】また、静電破壊防止回路を用いないで過大
な静電気によるMESFETの静電破壊を防止できるの
で、静電破壊防止回路の占有面積に相当する分、化合物
半導体集積回路装置の集積度を高めることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の構成について、MESFET
を塔載する化合物半導体集積回路装置に本発明を適用し
た一実施例とともに説明する。
【0014】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0015】本発明の一実施例であるMESFETを塔
載する化合物半導体集積回路装置の概略構成を図1(要
部平面図)、図2(図1に示すA−A切断線で切った断面
図)及び図3(図1に示すB−B切断線で切った断面図)
に示す。
【0016】図1、図2及図3に示すように、化合物半
導体集積回路装置に塔載されるMESFETQは、例え
ばGaAsからなる化合物半導体基板(半絶縁性基板)1
の素子形成領域(活性領域)の主面に構成される。
【0017】前記MESFETQは、主に、チャネル形
成領域(動作領域)であるn型半導体領域3、ゲート電極
6A、ソース領域及びドレイン領域である一対のn+型半
導体領域2等で構成される。チャネル形成領域であるn
型半導体領域3は化合物半導体基板1の素子形成領域の
主面に構成される。このn型半導体領域3は一対のn+型
半導体領域2の不純物濃度に比べて低濃度に設定され
る。ゲート電極6Aは、n型半導体領域3上に形成さ
れ、このn型半導体領域3に対してショットキー接合さ
れる。ソース領域及びドレイン領域である一対のn+型半
導体領域2の夫々は、化合物半導体基板1の素子形成領
域の主面に構成され、ゲート電極6Aの対向する両側の
夫々の領域に配置される。
【0018】前記ソース領域である一方のn+型半導体領
域2にはソース電極4Aが電気的に接続され、ドレイン
領域である他方のn+型半導体領域2にはドレイン電極4
Bが電気的に接続される。このソース電極4A、ドレイ
ン電極4Bの夫々は、化合物半導体基板1の素子形成領
域の主面上に直に構成される。ソース電極4A、ドレイ
ン電極4Bの夫々は化合物半導体基板1の主面から例え
ばAuGe膜、Ni膜、Au膜の夫々を順次積層した複
合膜で形成される。
【0019】前記ゲート電極6Aには、化合物半導体基
板1の素子分離領域(非活性領域)の主面上に直に構成さ
れたゲート配線6Bが一体化される。このゲート配線6
Bには、層間絶縁膜7に形成された接続孔7Aを通して
配線8Aが電気的に接続される。この配線8Aには外部
との電気的な接続を行うための外部端子8Bが一体化さ
れる。つまり、MESFETQのゲート電極6Aは、ゲ
ート配線6B、配線8Aの夫々を介して外部端子8Bに
電気的に接続される。ゲート電極6A、ゲート配線6B
の夫々は例えばAl膜又はAl合金膜で形成される。配
線8A、外部端子8Bの夫々は例えばSiが添加された
Al膜で形成される。層間絶縁膜7は例えばCVD法で
堆積した酸化珪素膜で形成される。
【0020】前記化合物半導体基板1の素子分離領域の
主面とゲート配線6Bとの間には絶縁膜5が構成され
る。この絶縁膜5は、チャネル形成領域であるn型半導
体領域3上を避けた領域に構成されると共に、ソース電
極4A、ドレイン電極4Bの夫々のゲート配線6B側の
一部を覆っている。絶縁膜5は例えばCVD法で堆積し
た酸化珪素膜又は窒化珪素膜で形成される。
【0021】前記MESFETQのゲート電極6Aはゲ
ート配線配線6B、配線8Aの夫々を介して外部端子8
Bに電気的に接続されている。このため、人為的取り扱
いや組立プロセス中に人体、パッケージ若しくはデバイ
スに帯電された過大な静電気が外部端子8Bを通してM
ESFETQのゲート電極6Aにサージ電流として流れ
込む場合がある。しかしながら、本発明の化合物半導体
集積回路装置は、MESFETQのソース領域及びドレ
イン領域である一対のn+型半導体領域2の夫々のゲート
配線6B側の角部とゲート配線6とを絶縁膜5で離隔
し、両者間の静電破壊耐圧を高めているので、過大な静
電気によるMESFETQの静電破壊を防止できる。
【0022】次に、前記化合物半導体集積回路装置に塔
載されるMESFETの製造方法について簡単に説明す
る。
【0023】まず、GaAsからなる化合物半導体基板
1を用意する。
【0024】次に、前記化合物半導体基板1の素子形成
領域の主面に不純物(例えばSi)をイオン打込み法で選
択的に導入し、ソース領域及びドレイン領域である一対
のn+型半導体領域2を形成する。
【0025】次に、前記化合物半導体基板1の素子形成
領域の主面に不純物(例えばSi)をイオン打込み法で選
択的に導入し、チャネル形成領域であるn型半導体領域
3を形成する。このn型半導体領域3は、一対のn+型半
導体領域2の夫々で挾まれた領域に構成され、一対のn+
型半導体領域2に比べて化合物半導体基板1の主面から
浅い位置に構成される。
【0026】次に、前記ソース領域である一方のn+型半
導体領域2上にソース電極4A、ドレイン領域である他
方のn+型半導体領域2上にドレイン電極4Bの夫々を形
成する。このソース電極4A、ドレイン電極4Bの夫々
は、化合物半導体基板1の主面上に形成された導電膜に
パターンニングを施すことにより形成される。導電膜は
化合物半導体基板1の主面から例えばAuGe膜、Ni
膜、Au膜の夫々を順次積層した複合膜で形成される。
【0027】次に、前記化合物半導体基板1の素子分離
領域の主面上に絶縁膜5を形成する。この絶縁膜5は、
チャネル形成領域であるn型半導体領域3上を避けた領
域に構成されると共に、ソース電極4A、ドレイン電極
4Bの夫々のゲート配線6B側の一部を覆っている。絶
縁膜5は、例えば酸化珪素膜で形成され、1[μm]程
度の厚膜で形成される。なお、絶縁膜5は窒化珪素膜で
形成してもよい。窒化珪素膜は酸化珪素膜に比べて絶縁
性が高いので、その膜厚を薄くすることができ、段差を
緩和することができる。
【0028】次に、前記化合物半導体基板1の主面上に
導電材を堆積し、この導電材にパターンニングを施し
て、n型半導体領域3上にゲート電極6Aを形成すると
共に、化合物半導体基板1の素子分離領域の主面上にゲ
ート配線6Bを形成する。この工程において、ゲート配
線6Bと化合物半導体基板1の素子分離領域の主面との
間に絶縁膜5が介在される。導電材は例えばAl膜又は
Al合金膜で形成される。なお、導電材は例えばW、W
Six等のショットキー接合金属で形成してもよい。この
工程により、化合物半導体集積回路装置に塔載されるM
ESFETQがほぼ完成する。
【0029】このように、化合物半導体基板1の素子形
成領域の主面に構成されたMESFETQのゲート電極
6Aに、前記化合物半導体基板1の素子分離領域の主面
上に構成されたゲート配線6Bが一体化される化合物半
導体集積回路装置において、前記化合物半導体基板1の
素子分離領域の主面と前記ゲート配線6Bとの間に絶縁
膜5を構成する。この構成により、MESFETQのソ
ース領域及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域
2の夫々のゲート配線6B側の角部とゲート配線6Bと
を絶縁膜5で離隔し、両者間の静電破壊耐圧を高めるこ
とができるので、過大な静電気によるMESFETQの
静電破壊を防止できる。この結果、化合物半導体集積回
路装置の電気的信頼性を高めることができる。
【0030】また、静電破壊防止回路を用いないで過大
な静電気によるMESFETQの静電破壊を防止できる
ので、静電破壊防止回路の占有面積に相当する分、化合
物半導体集積回路装置の集積度を高めることができる。
【0031】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0032】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0033】MESFETを塔載する化合物半導体集積
回路装置において、静電破壊を防止でき、電気的信頼性
を高めることができる。
【0034】また、前記化合物半導体集積回路装置の集
積度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるMESFETを塔載す
る化合物半導体集積回路装置の要部平面図。
【図2】図1に示すA−A切断線で切った断面図。
【図3】図1に示すA−A切断線で切った断面図。
【符号の説明】
1…化合物半導体基板、2…ソース領域及びドレイン領
域であるn+型半導体領域、3…チャネル形成領域である
n型半導体領域、4A…ソース電極、4B…ドレイン電
極、5…絶縁膜、6A…ゲート電極、6B…ゲート配
線、7…層間絶縁膜、7A…接続孔、8A…配線、8B
…外部端子、Q…MESFET。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化合物半導体基板の素子形成領域の主面
    に構成されたMESFETのゲート電極に、前記化合物
    半導体基板の素子分離領域の主面上に構成されたゲート
    配線が一体化される化合物半導体集積回路装置におい
    て、前記化合物半導体基板の素子分離領域の主面と前記
    ゲート配線との間に絶縁膜を構成したことを特徴とする
    化合物半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜は、前記MESFETのチャ
    ネル形成領域である第1半導体領域上を避けた領域に構
    成されることを特徴とする請求項1に記載の化合物半導
    体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記絶縁膜は、前記MESFETのソー
    ス領域及びドレイン領域である一対の第2半導体領域の
    夫々に接続されるソース電極、ドレイン電極の夫々のゲ
    ート配線側の一部を覆っていることを特徴とする請求項
    2に記載の半導体集積回路装置。
JP17560594A 1994-07-27 1994-07-27 化合物半導体集積回路装置 Pending JPH0845959A (ja)

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