JPH09232334A - 化合物半導体装置 - Google Patents

化合物半導体装置

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JPH09232334A
JPH09232334A JP3852896A JP3852896A JPH09232334A JP H09232334 A JPH09232334 A JP H09232334A JP 3852896 A JP3852896 A JP 3852896A JP 3852896 A JP3852896 A JP 3852896A JP H09232334 A JPH09232334 A JP H09232334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
wiring
electrode pad
pad
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP3852896A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Sasaki
勝司 佐々木
Tetsuo Asano
哲郎 浅野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップの形状をより正方形に近い形状
とし、その結果生じる空き領域にモニタ素子を配置す
る。 【解決手段】 ゲート電極の基幹配線15を延長して2
本形成し、2本の基幹配線15a、15bから各々ゲー
ト電極の枝配線16a、16bを延在させ、縦に2列並
べたようなパターン設計とする。ソース電極パッド13
が部分的に突出することによって生じる空き領域に、本
パターンと同等の構造を持つモニタ素子20を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GaAs MES
FET(Metal Semiconductor Field EffectTransis
tor)等の化合物半導体装置のパターン設計に係る。
【0002】
【従来の技術】シリコン基板に代わってGaAs基板を
用いるMESFETは、電子の移動度が高く、超高速、
超高周波用途のデバイスとして好適であり、近年携帯電
話、PHSなどの用途に広く用いられている。また、こ
れらの機器の入出力段に用いる場合は、高周波特性のみ
ならず数百mA程度の高出力型も求められる。
【0003】図4は従来の高出力型MESFETを示す
平面図である。符号1は半絶縁性のGaAs基板、2は
ゲート電極パッド、3はソース電極パッド、4はドレイ
ン電極パッド、5はゲート電極の基幹配線、6は基幹配
線5から枝分かれするゲート電極の枝配線、7はソース
電極パッド3から延在するソース電極、8はドレイン電
極パッド4から延在するドレイン電極である。
【0004】MESFETの基本的な断面構造は図5に
示すように、GaAs基板1表面のn型動作層9の表面
にゲート電極10(枝配線6に等しい)がショットキー
接触し、その両脇に各々ソース電極7とドレイン電極8
がオーミック接触するものである。ゲート電極10は所
望の高周波特性を得るために線幅が0.5μ以下と極め
て細く形成されている。
【0005】さて、大出力型の素子を得るためには単位
トランジスタ素子を多数形成して並列接続するのが常套
手段である。故に図4の例でもゲート電極の枝配線6を
多数本形成し、その両側にソース電極7とドレイン電極
8とを櫛歯状に形成して並列接続することで大出力型素
子を実現している。また、高周波素子としての特性上の
要求から、FETの帰還容量を減らす為に入力端子であ
るゲート電極パッド2を基板の一方の側辺に沿って配置
し、出力端子であるドレインパッド4をゲート電極パッ
ド2とは反対側の基板の側辺に沿って配置している。そ
して各ゲート電極パッド2を各ソース電極パッド3で囲
むように配置している。
【0006】前記ゲート電極の枝配線6は上述の通り線
幅が極めて細いものであるから、配線の抵抗成分も当然
大きいものである。その為ゲート電極の枝配線6の1本
の長さには自ずと限界があり、それ以上長く延在させる
と前記抵抗成分の増大により性能悪化を招く。故に高出
力高周波MOSFETのチップ形状はは図4の横方向に
極端に大きく縦に短い長方形型の形状となる。
【0007】MESFETに限らず、半導体装置の製造
においてはその管理のためにウェハ内に素子と同等の構
造を持つモニタ素子その他を形成することが多い。とこ
ろが、図*に示したMESFETは、縦に短く横に長い
長方形になるため、探針を立てることが可能な大きさ
(例:100μ×100μ以上)の電極パッドをゲー
ト、ソース、ドレイン用に3つとモニタ素子とを収納で
きるスペースが存在しない。その為従来は、同じウェハ
内にモニタ素子専用のチップを形成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法ではウェハのうちチップ1ヶ分が無駄になるほか、
多数個つくれないので同じウェハ内のばらつきを確認す
ることができない欠点があった。また、縦に短い特殊な
形状になるので、円形のウェハに対する面積効率が悪い
欠点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
に鑑みなされたもので、ゲート電極の基幹配線の一部を
ゲート電極の枝配線が終端する部分より遠方まで延長
し、そこから更にゲート電極の枝配線を延在させること
で2階建てのパターン設計とするものである。そして、
2階建てとすることにより、最も外部のソース電極パッ
ドが突出することで生じる空きスペースを延長し、ここ
に各チェックパターンを配置したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
を図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
GaAsMESFET素子を示す平面図である。符号1
1は半絶縁性のGaAs基板、12はゲート電極パッ
ド、13はソース電極パッド、14はドレイン電極パッ
ド、15はゲート電極の基幹配線、16は基幹配線15
から枝分かれするゲート電極の枝配線、17はソース電
極パッド13から延在するソース電極、18はドレイン
電極パッド14から延在するドレイン電極である。
【0011】MESFETの基本的な断面構造は従来の
図5に示す構造と同じである。そして、半導体基板11
の一方の辺に沿って複数のドレイン電極パッド14をほ
ぼ等間隔で複数個形成し(連続していても良い)、半導
体基板11の他方の辺にはゲート電極パッド12とソー
ス電極パッド13とを交互に複数個配置する。ゲート電
極パッド12とドレイン電極パッド14とを反対側に配
置することで両者の帰還容量を低減し(ボンディングワ
イヤの分を含めて)、ゲート電極パッド12をソース電
極パッド13で囲むことでゲート電極パッド12のシー
ルド効果を狙っている。故にソース電極パッド13はゲ
ート電極パッド12の外側に必ず位置している。電極パ
ッドにはボンディングワイヤをボールボンドする点から
1辺が100〜200μの大きさを必要とする。
【0012】各々のゲート電極パッド12からは線幅が
比較的太いゲート電極の基幹配線15が図示X方向とY
方向に延在し、X方向に伸びたゲート電極の基幹配線1
5の1本目15aからはゲート電極の枝配線16が図示
Y方向に多数本伸びている。ゲート電極の枝配線16は
線幅が0.5μ以下の細い配線であり、ゲート抵抗が大
きくなりすぎないように、約400μだけ延在させる。
【0013】前記Y方向に伸びたゲート電極の基幹配線
15は、ゲート電極の枝配線16より遠方まで延在し、
そこから図示X方向に延在して基幹配線15の2本目1
5bとなる。そしてX方向に伸びたゲート電極の基幹配
線15の2本目15bからゲート電極の枝配線16が更
に図示X方向に延在する。1本目の基幹配線15aから
伸びる枝配線16aと2本目の基幹配線15bから伸び
る枝配線16bとは一直線上に配置されており、Y方向
に伸びるゲート電極の基幹配線15の抵抗分を考慮し
て、2本目の基幹配線15bから伸びる枝配線16bは
1本目の基幹配線15aから伸びる枝配線16aより短
く形成している。
【0014】ソース電極17とドレイン電極18は、ゲ
ート電極の枝配線16の両脇に櫛歯状に平行に延在し、
各々が各電極パッドに共通接続される。尚、ゲート電極
15、16との交差は多層配線構造とする。図2にゲー
ト電極15、16のパターンとソース、ドレイン電極1
7、18の第1層目のパターンを、図3にはソース、ド
レイン電極17、18の第2層目のパターンを各々示し
た。第1層目と第2層目とを層間絶縁膜で絶縁し、所望
部分に形成したスルーホールを介して電気接続をとるこ
とでソース、ドレイン電極17、18の並列接続を達成
する。
【0015】図1に示したパターンは、ゲート電極の枝
配線16を縦に2列並べることにより、パターンの図示
Y方向の寸法を従来より長く設計できる。従って、従来
よりは半導体チップ11の形状を正方形に近い形状に設
計できる。このことは、円形のウェハに多数個のチップ
を形成するときに、ウェハに無駄な領域を形成すること
が少なくなり、ウェハの面積利用効率を向上できる。
【0016】ところで、図1の装置はシールド効果を狙
うためにソース電極パッド13とソース電極17をゲー
ト電極パッド12とゲート電極の枝配線16の外側に配
置するので、ソース電極パッド13が部分的に他より1
50〜200μ突出したパターンとなる。ソース電極パ
ッド13の形状に沿ってダイシングラインを屈曲するこ
とができないので、結局ソース電極パッド13が突出し
た部分に空きが生じる。
【0017】そこで本発明では更に、前記ソース電極1
7の突出によって形成された空き領域に、本パターンと
同等の構造を持つモニタ素子20を形成する。モニタ素
子20は本パターンの素子の特性を測定・評価するもの
であるから、本パターンの素子と同等の特性を持つよう
にしなければならない。その為ゲート電極の枝配線16
cの長さも本パターンの枝配線16aと同じかやや短い
程度の長さにしてある。そしてドレイン電極パッド14
側にモニタ素子20のドレイン電極パッド14aを、ソ
ース電極パッド12側にモニタ素子20のゲート電極パ
ッド12aを、ゲート電極パッド12aとドレイン電極
パッド14aとの間にソース電極パッド13aを配置す
る。この空き領域は、ゲート電極の枝配線16a、16
bを縦に2列並べた長さを持つので、探針を立てるだけ
の大きさを持つ電極パッドを縦に3個並べ、且つ本パタ
ーンの枝配線16aと同等の長さを持つ枝配線16cと
を形成することが可能になる。図4に示した横長のチッ
プではこの様なモニタ素子20を配置するスペースはな
い。
【0018】上記の空き領域は、反対側の端にも存在す
る。スペース的に十分な面積を持つので、ここにはモニ
タパターンとして線幅観測用のモニタパターン21を形
成した。他にはマスク合わせ用のチェックパターンなど
も形成することができる。尚、上記の実施の形態はゲー
ト電極の枝配線16を縦に2列並べてあるが、更に3
列、4列と延ばしても良いことはいうまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に依れ
ば、ゲート電極の基幹配線15を延長して、ゲート電極
の枝配線16a、16bを縦に2列以上並べたので、半
導体基板11の形状を従来より正方形に近い形状に設計
することができ、しかも電流容量を増大することができ
る。このことは、円形の半導体ウェハで製造する際に無
駄なスペースを少なくできる他、規格化されたリードフ
レームに実装する場合は搭載するチップサイズに制限が
あるので、従来の形状では横方向の長さが先に限界を超
えて一定値以上の電流容量のチップを搭載することがで
きなくなるのに対し、本発明のパターンでは横方向(図
示X方向)を抑えて縦方向(図示Y方向)に拡大するの
で、同じ規格のリードフレームを用いた場合でも従来よ
り大電流容量のチップを搭載できる利点を有する。
【0020】更に、縦方向(図示Y方向)に延長するこ
とにより3個の電極パッド12a、13a、14aと枝
配線16cとを配置できる空き領域を形成できるので、
モニタ素子をチップ内部に配置することができ、ウェハ
面積の利用効率を更に向上できるほか、チップ毎にモニ
タ素子を配置できるので、ウェハ内ばらつきを正確に把
握できるなど、その製造上のメリットは大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための平面図である。
【図2】本発明を説明するための平面図である。
【図3】本発明を説明するための平面図である。
【図4】従来例を説明するための平面図である。
【図5】従来例を説明するための断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半絶縁性の基板表面の一方の側辺に配置
    したドレイン電極パッドと、 前記基板表面の前記ドレイン電極パッドとは反対側の側
    辺に配置したソース電極パッド、およびゲート電極パッ
    ドと、 前記ゲート電極パッドから延在するゲート電極の基幹配
    線と、 前記基幹配線から枝分かれして延在するゲート電極の枝
    配線と、 前記ドレインパットに接続され、前記ゲート電極の枝配
    線と平行に延在するドレイン電極と、 前記ソース電極パッドに接続され、前記ゲート電極の枝
    配線と平行に延在するソース電極とを具備し、 前記ゲート電極とソース電極が交互に且つ前記ソース電
    極パッドが外側に位置するように配置され、 前記ゲート電極の枝配線は前記ゲート電極パッドから前
    記ドレイン電極パッドに向かって延在すると共に前記ゲ
    ート電極から前記ドレイン電極までの距離の途中で終端
    し、 前記ゲート電極の基幹配線の一部が前記終端したゲート
    電極より遠くまで延長され、延長した基幹配線から更に
    第2のゲート電極の枝配線が前記ドレイン電極パッド側
    に延在したことを特徴とする化合物半導体装置。
  2. 【請求項2】 半絶縁性の基板表面の一方の側辺に配置
    したドレイン電極パッドと、 前記基板表面の前記ドレイン電極パッドとは反対側の側
    辺に配置したソース電極パッド、およびゲート電極パッ
    ドと、 前記ゲート電極パッドから延在するゲート電極の基幹配
    線と、 前記基幹配線から枝分かれして延在するゲート電極の枝
    配線と、 前記ドレインパットに接続され、前記ゲート電極の枝配
    線と平行に延在するドレイン電極と、 前記ソース電極パッドに接続され、前記ゲート電極の枝
    配線と平行に延在するソース電極とを具備し、 前記ゲート電極とソース電極が交互に且つ前記ソース電
    極パッドが外側に位置するように配置され、 前記ゲート電極の枝配線は前記ゲート電極パッドから前
    記ドレイン電極パッドに向かって延在すると共に前記ゲ
    ート電極から前記ドレイン電極までの距離の途中で終端
    し、 前記ゲート電極の基幹配線の一部が前記終端したゲート
    電極より遠くまで延長され、前記延長した基幹配線から
    更に別のゲート電極の枝配線が前記ドレイン電極パッド
    側に延在し、 前記ソース電極パッドは前記ソース電極より外側に突出
    しており、 該突出により開いたスペースにモニタパターンを形成し
    たことを特徴とする化合物半導体素子。
  3. 【請求項3】 前記ゲート電極の枝配線の終端と前記ゲ
    ート電極の基幹配線の延長とが複数回繰り返されている
    ことを特徴とする請求項2記載の化合物半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記モニタパターンが前記ソース電極、
    ゲート電極の枝配線、およびドレイン電極からなる本パ
    ターンと同等の構造を持つ独立したモニタ素子であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の化合物半導体装置。
JP3852896A 1996-02-26 1996-02-26 化合物半導体装置 Pending JPH09232334A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788373B1 (ko) * 2006-08-22 2008-01-02 동부일렉트로닉스 주식회사 실리사이드 모니터링 패턴을 갖는 반도체 소자
US8604474B2 (en) 2010-07-27 2013-12-10 Sumitomo Electric Industries Ltd. Semiconductor device integrated with monitoring device in center thereof

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KR100788373B1 (ko) * 2006-08-22 2008-01-02 동부일렉트로닉스 주식회사 실리사이드 모니터링 패턴을 갖는 반도체 소자
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