JPH088441A - デュアルゲート型電界効果トランジスタ - Google Patents

デュアルゲート型電界効果トランジスタ

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JPH088441A
JPH088441A JP16477994A JP16477994A JPH088441A JP H088441 A JPH088441 A JP H088441A JP 16477994 A JP16477994 A JP 16477994A JP 16477994 A JP16477994 A JP 16477994A JP H088441 A JPH088441 A JP H088441A
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JP
Japan
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gate electrode
gate
electrode
dual
field effect
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JP16477994A
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Junichiro Kobayashi
純一郎 小林
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 デュアルゲートFETにおける第2のゲート
電極とドレイン電極との間の静電破壊強度の向上を図
る。 【構成】 デュアルゲートFETにおいて、第1のゲー
ト電極3は複数の給電点を有するくし型ゲート電極と
し、第2のゲート電極4は交互に反対方向に折れ曲がっ
た形状の単一給電点を有する非くし型ゲート電極とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、デュアルゲート型電
界効果トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】デュアルゲート型電界効果トランジスタ
(以下において「デュアルゲートFET」という)にお
いては、通常の単一ゲート電極構造のFETと同様に、
ゲート幅が長い場合、ゲート抵抗の増大を防ぐため、多
給電点のいわゆるくし型ゲート電極構造を採るのが一般
的である。ここで、特に、デュアルゲートFETがGa
As FETである場合には、基板に対するゲート電極
の方位によってトランスコンダクタンスgm などの特性
が異なるため、このくし型ゲート電極のくし歯部は、最
も良好な特性が得られる方位にそろえるのが有利であ
る。
【0003】従来のくし型ゲート電極構造のデュアルゲ
ートFETの典型的な例を図4および図5に示す。ここ
で、図5は図4のV−V線に沿っての断面を拡大して示
したものである。
【0004】図4および図5に示すように、この従来の
デュアルゲートFETにおいては、半絶縁性GaAs基
板101中にn型チャネル層102が設けられている。
符号103は第1のゲート電極、104は第2のゲート
電極を示す。ここで、これらの第1のゲート電極103
および第2のゲート電極104は、いずれもくし型ゲー
ト電極である。そして、これらの第1のゲート電極10
3および第2のゲート電極104は、n型チャネル層1
02上をチャネル幅方向に平行に延在するそのくし歯部
同士が互いに組み合わさるように配置されている。これ
らの第1のゲート電極103および第2のゲート電極1
04は、n型チャネル層102とショットキー接触して
いる。また、これらの第1のゲート電極103および第
2のゲート電極104のそれぞれの一端には、パッド部
103a、104aが設けられている。
【0005】符号105はソース電極、106はドレイ
ン電極を示す。この場合、これらのソース電極105お
よびドレイン電極106も、くし型電極である。そし
て、これらのソース電極105およびドレイン電極10
6は、n型チャネル層102上をチャネル幅方向に延在
するそれらのくし歯同士が互いに組み合わさるように配
置されている。これらのソース電極105およびドレイ
ン電極106は、n型チャネル層102とオーミック接
触している。また、これらのソース電極105およびド
レイン電極106のそれぞれの一端には、パッド部10
5a、106aが設けられている。ここで、第1のゲー
ト電極103とソース電極105との交差部C1 ´、C
2 ´においては、これらの第1のゲート電極103およ
びソース電極105は層間絶縁膜(図示せず)により互
いに電気的に絶縁されている。同様に、第2のゲート電
極104とドレイン電極106との交差部C3 ´、C4
´においては、これらの第2のゲート電極104および
ソース電極106は層間絶縁膜(図示せず)により互い
に電気的に絶縁されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のデュアル
ゲートFETにおいては、第1のゲート電極103およ
び第2のゲート電極104は、ともにくし型ゲート電極
である結果、必然的に、第1のゲート電極103はソー
ス電極105と交差し、第2のゲート電極104はドレ
イン電極106と交差している。
【0007】ところで、一般に、FETにおいては、ゲ
ート電極とドレイン電極との間に最も高い電圧が印加さ
れる。そして、デュアルゲートFETにおいては、ドレ
イン電極側に配置される第2のゲート電極とドレイン電
極との間に最も高い電圧が印加されることになる。した
がって、上述の従来のデュアルゲートFETにおいて
は、第2のゲート電極104とドレイン電極106との
交差部が最も静電破壊が生じやすい部分になる。特に、
保護ダイオード内蔵型のデュアルゲートFETにおいて
は、第2のゲート電極とドレイン電極との間に保護ダイ
オードを入れることは特性の劣化をもたらすために困難
であるので、この第2のゲート電極とドレイン電極とが
最も静電破壊強度が低い電極の組み合わせとなる。
【0008】したがって、この発明の目的は、第2のゲ
ート電極とドレイン電極との間の静電破壊強度の向上を
図ることができるデュアルゲート型電界効果トランジス
タを提供することにある。
【0009】この発明の他の目的は、製造に要する時間
の短縮を図ることができるデュアルゲート型電界効果ト
ランジスタを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、第1のゲート電極(3)および第2の
ゲート電極(4)を有するデュアルゲート型電界効果ト
ランジスタにおいて、第1のゲート電極(3)が複数の
給電点を有し、かつ第2のゲート電極(4)が単一の給
電点を有することを特徴とするものである。
【0011】ここで、給電点とは、ゲート電極のうちゲ
ート電圧が供給される配線部とゲート電極のうちチャネ
ル層上にあって実際にゲート電極として機能する部分と
の接続点を意味する。
【0012】この発明の典型的な一実施形態において
は、第1のゲート電極はくし型ゲート電極であり、上記
第2のゲート電極が非くし型ゲート電極である。ここ
で、このくし型ゲート電極としての第1のゲート電極の
くし歯部は、好適には、基板に対して、最も良好な特性
が得られる方位に延在するように設けられる。また、非
くし型ゲート電極としての第2のゲート電極は、例え
ば、交互に互いに反対方向に折れ曲がった形状を有す
る。
【0013】この発明において、好適には、少なくとも
第1のゲート電極とソース電極との間に保護ダイオード
が設けられる。この発明の好適な一実施形態において
は、第1のゲート電極および第2のゲート電極とソース
電極との間にそれぞれ保護ダイオードが設けられる。
【0014】この発明において、デュアルゲート型電界
効果トランジスタは、典型的にはGaAs FET(G
aAs MESFETとも呼ばれる)であるが、例えば
高電子移動度トランジスタ(HEMT)などであっても
よい。
【0015】
【作用】上述のように構成されたこの発明によるデュア
ルゲート型電界効果トランジスタによれば、第1のゲー
ト電極が複数の給電点を有し、かつ第2のゲート電極が
単一の給電点を有することから、例えば、第1のゲート
電極をくし型ゲート電極とし、第2のゲート電極を非く
し型ゲート電極、例えば交互に互いに反対方向に折れ曲
がった形状のゲート電極とすることにより、トランジス
タの動作時にそれらの間に最も高い電圧が印加される第
2のゲート電極とドレイン電極とが互いに交差しないよ
うにすることが可能になる。これによって、第2のゲー
ト電極とドレイン電極との間の静電破壊強度の向上を図
ることができる。
【0016】また、少なくとも第1のゲート電極とソー
ス電極との間に保護ダイオードが設けられる場合には、
第1のゲート電極とソース電極との交差部はこの保護ダ
イオードによって保護されるため、この第1のゲート電
極とソース電極との間の絶縁を行うための層間絶縁膜の
厚さを小さくすることができる。このため、この層間絶
縁膜の形成に要する時間の短縮を図ることができ、その
分だけデュアルゲート型電界効果トランジスタの製造に
要する時間の短縮を図ることができる。
【0017】なお、デュアルゲート型電界効果トランジ
スタを一般の増幅用に用いる場合、その第2のゲート電
極は利得制御(ゲインコントロール)用にのみ用いられ
るので、この第2のゲート電極のゲート抵抗はトランジ
スタの性能(高周波の雑音指数など)には影響せず、し
たがってこの第2のゲート電極をくし型ゲート電極とし
なくても実用上問題は生じない。
【0018】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、実施例の全図において、同一
または対応する部分には同一の符号を付す。
【0019】図1および図2はこの発明の第1実施例に
よるデュアルゲートFETを示す。ここで、図2は図1
のII−II線に沿っての断面図である。
【0020】図1および図2に示すように、この第1実
施例によるデュアルゲートFETにおいては、半絶縁性
GaAs基板1中にn型チャネル層2が設けられてい
る。符号3は第1のゲート電極、4は第2のゲート電極
を示す。この場合、第1のゲート電極3は、上述の従来
のデュアルゲートFETと同様に、多給電点のくし型ゲ
ート電極であり、チャネル長方向に延在する配線部か
ら、n型チャネル層2上をチャネル長方向に延在するく
し歯部が分岐している。これに対して、第2のゲート電
極4は、上述の従来のデュアルゲートFETと異なって
非くし型ゲート電極であり、この場合には、交互に互い
に反対方向(チャネル幅方向)に折れ曲がった形状の単
一給電点のゲート電極である。これらの第1のゲート電
極3および第2のゲート電極4は、n型チャネル層2と
ショットキー接触している。また、上述の従来のデュア
ルゲートFETと同様に、これらの第1のゲート電極3
および第2のゲート電極4のそれぞれの一端には、パッ
ド部3a、4aが設けられている。
【0021】符号5はソース電極、6はドレイン電極を
示す。これらのソース電極5およびドレイン電極6は、
上述の従来のデュアルゲートFETと同様に、くし型電
極であり、n型チャネル層2上をチャネル幅方向に延在
するそのくし歯同士が互いに組み合わさるように配置さ
れている。これらのソース電極5およびドレイン電極6
は、n型チャネル層2とオーミック接触している。ま
た、これらのソース電極5およびドレイン電極6のそれ
ぞれの一端には、パッド部5a、6aが設けられてい
る。
【0022】この場合、第1のゲート電極3とソース電
極5との交差部C1 、C2 においては、これらの第1の
ゲート電極3およびソース電極5は、例えばSiO2
やSiN膜などから成る層間絶縁膜(図示せず)により
互いに電気的に絶縁されている。ここで注意すべきこと
は、この第1実施例においては、第2のゲート電極4が
上述のように交互に反対方向に折れ曲がった形状を有す
る単一給電点のゲート電極であることにより、この第2
のゲート電極4とドレイン電極6とは互いに交差してい
ないことである。したがって、上述の従来のデュアルゲ
ートFETにおいて第2のゲート電極とドレイン電極と
の間に設ける必要のあった層間絶縁膜は不要となる。
【0023】以上のように、この第1実施例によれば、
第2のゲート電極4は、くし型ゲート電極ではなく、交
互に反対方向に折れ曲がった形状の単一給電点のゲート
電極であり、FETの動作時にそれらの間に最も高い電
圧が印加されるこの第2ゲート電極4とドレイン電極6
とが互いに交差していないので、上述の従来のデュアル
ゲートFETに比べて、この第2ゲート電極4とドレイ
ン電極6との間の静電破壊強度の向上を図ることができ
る。
【0024】図3はこの発明の第2実施例によるデュア
ルゲートFETを示す。この第2実施例によるデュアル
ゲートFETは保護ダイオード内蔵型である。
【0025】図3に示すように、この第2実施例による
デュアルゲートFETにおいては、第1のゲート電極3
のパッド部3aの一辺の近傍にn型領域7、p型領域8
およびn型領域9が順次隣接して設けられ、p型領域8
およびn型領域7により一つのpn接合ダイオードが構
成され、p型領域8およびn型領域9によりこのpn接
合ダイオードと逆方向のもう一つのpn接合ダイオード
が構成されている。そして、n型領域7に第1のゲート
電極3のパッド部3aがオーミック接触し、n型領域9
にはソース電極5の上端からの一つの分岐部5bの一端
がオーミック接触している。同様に、第2のゲート電極
4のパッド部4aの一辺の近傍にn型領域10、p型領
域11およびn型領域12が順次隣接して設けられ、p
型領域11およびn型領域10により一つのpn接合ダ
イオードが構成され、p型領域11およびn型領域12
によりこのpn接合ダイオードと逆方向のもう一つのp
n接合ダイオードが構成されている。そして、n型領域
10に第2のゲート電極4のパッド部4aがオーミック
接触し、n型領域12にはソース電極5の上端からのも
う一つの分岐部5cの一端がオーミック接触している。
【0026】この第2実施例によるデュアルゲートFE
Tの上記以外の構成は、第1実施例によるデュアルゲー
トFETと同様であるので、説明を省略する。
【0027】この第2実施例によれば、第1実施例と同
様に第2のゲート電極4が交互に反対方向に折れ曲がっ
た形状の単一給電点のゲート電極であることにより第2
のゲート電極4とドレイン電極6との間の静電破壊強度
の向上を図ることができるという利点に加えて、次のよ
うな利点がある。すなわち、互いに交差している第1の
ゲート電極3とソース電極5との間には保護ダイオード
が接続されていてこの保護ダイオードによりこの第1の
ゲート電極3とソース電極5との間は双方向の過電圧に
対して保護されるため、その分だけ、この第1のゲート
電極3とソース電極5との間の絶縁を行うための層間絶
縁膜の厚さを小さくすることができる。したがって、こ
の層間絶縁膜の形成に要する時間の短縮を図ることがで
き、その分だけデュアルゲートFETの製造に要する時
間の短縮を図ることができる。
【0028】以上、この発明の実施例について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。
【0029】例えば、上述の第2実施例において、n型
領域7、p型領域8、n型領域9、n型領域10、p型
領域11およびn型領域12の導電型を反転させたもの
を用いてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
第1のゲート電極が複数の給電点を有し、かつ第2のゲ
ート電極が単一の給電点を有することにより、第2のゲ
ート電極とドレイン電極との間の静電破壊強度の向上を
図ることができる。また、少なくとも第1のゲート電極
とソース電極との間に保護ダイオードが設けられている
ことにより、デュアルゲート型電界効果トランジスタの
製造に要する時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例によるデュアルゲートF
ETの平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿っての拡大断面図であ
る。
【図3】この発明の第2実施例によるデュアルゲートF
ETの平面図である。
【図4】従来のデュアルゲートFETの平面図である。
【図5】図4のV−V線に沿っての拡大断面図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性GaAs基板 2 n型チャネル層 3 第1のゲート電極 4 第2のゲート電極 5 ソース電極 6 ドレイン電極 7、9、10、12 n型領域 8、11 p型領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のゲート電極および第2のゲート電
    極を有するデュアルゲート型電界効果トランジスタにお
    いて、 上記第1のゲート電極が複数の給電点を有し、かつ上記
    第2のゲート電極が単一の給電点を有することを特徴と
    するデュアルゲート型電界効果トランジスタ。
  2. 【請求項2】 上記第1のゲート電極はくし型ゲート電
    極であり、上記第2のゲート電極は非くし型ゲート電極
    であることを特徴とする請求項1記載のデュアルゲート
    型電界効果トランジスタ。
  3. 【請求項3】 上記第2のゲート電極は交互に反対方向
    に折れ曲がった形状を有することを特徴とする請求項2
    記載のデュアルゲート型電界効果トランジスタ。
  4. 【請求項4】 少なくとも上記第1のゲート電極とソー
    ス電極との間に保護ダイオードが設けられていることを
    特徴とする請求項1、2または3記載のデュアルゲート
    型電界効果トランジスタ。
  5. 【請求項5】 上記第1のゲート電極および上記第2の
    ゲート電極とソース電極との間にそれぞれ保護ダイオー
    ドが設けられていることを特徴とする請求項1、2また
    は3記載のデュアルゲート型電界効果トランジスタ。
  6. 【請求項6】 上記デュアルゲート型電界効果トランジ
    スタはGaAs FETであることを特徴とする請求項
    1、2、3、4または5記載のデュアルゲート型電界効
    果トランジスタ。
JP16477994A 1994-06-23 1994-06-23 デュアルゲート型電界効果トランジスタ Pending JPH088441A (ja)

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