JPH11297849A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH11297849A JPH11297849A JP11011758A JP1175899A JPH11297849A JP H11297849 A JPH11297849 A JP H11297849A JP 11011758 A JP11011758 A JP 11011758A JP 1175899 A JP1175899 A JP 1175899A JP H11297849 A JPH11297849 A JP H11297849A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- drain
- semiconductor device
- electrode
- pad
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 35
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 3
- WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N silicon tungsten Chemical compound [Si].[W] WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 101100135117 Oryza sativa subsp. japonica RR13 gene Proteins 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/4824—Pads with extended contours, e.g. grid structure, branch structure, finger structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/03—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
- H01L27/0617—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
- H01L27/0629—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with diodes, or resistors, or capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/4175—Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices where the connection to the source or drain region is done through at least one part of the semiconductor substrate thickness, e.g. with connecting sink or with via-hole
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
- H01L29/4238—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the surface lay-out
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/435—Resistive materials for field effect devices, e.g. resistive gate for MOSFET or MESFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7833—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
- H01L29/7835—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with asymmetrical source and drain regions, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/485—Material
- H01L2224/48505—Material at the bonding interface
- H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
- H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48717—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
- H01L2224/48724—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01014—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01015—Phosphorus [P]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01022—Titanium [Ti]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01023—Vanadium [V]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0105—Tin [Sn]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/1026—Compound semiconductors
- H01L2924/1032—III-V
- H01L2924/10329—Gallium arsenide [GaAs]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
スタユニット対からなる半導体装置の発振を防止する。
ゲートパッド同士、ドレインパッド同士が接続された半
導体装置において、RF選別を行うことなく、DC的に
ボンディングの不良が検知できるようにする。 【解決手段】 トランジスタユニットまたはトランジス
タユニット対を複数有する半導体装置において、隣り合
うトランジスタユニットのゲートパッド221同士を
0.6ないし10Ωの抵抗27を有するゲート引き出し
電極接続用配線23で接続し、ドレインパッド211同
士をドレイン引き出し電極接続用配線241で接続す
る。
Description
の製造方法に関し、より詳しくは、ドレインとゲートと
ソースからなる単位セルを互いに隣接して複数個配列し
たユニットとくし形電極からなる、いわゆるマルチフィ
ンガー構造を有するトランジスタユニットを複数備えた
半導体装置であって、特に超高周波の増幅に使用される
パワートランジスタおよびその製造方法に関するもので
ある。
半導体装置、たとえば携帯電話機の送信段に用いられる
高周波パワートランジスタなどでは、その効率の向上と
ともに小型軽量化が望まれている。特にバッテリーを電
力源とする携帯電話機等に用いられる高周波パワートラ
ンジスタは、電力増幅用の回路電流の一層の低減および
増幅効率の向上が課題となっている。
ドレインとゲートとソースからなる単位セルを互いに隣
接して複数個配置し、櫛の歯状に形成された電極にドレ
インとゲートを交互に接続して電解効果トランジスタ
(FET)を形成したマルチフィンガー構造のパワート
ランジスタが提案されている(例えば実開昭51−80
063号公報)。
持つマルチフィンガー構造のFETの構成を示す図であ
る。半導体基板の主表面にそれぞれドレインとゲートと
ソースからなる単位セルが互いに隣接して配置されてお
り、各単位セルのゲートとドレインのそれぞれに対し
て、くし歯状に形成されたゲートフィンガー電極8とド
レインフィンガー電極12が接続されている。なお、各
単位セルのソースは、ソースコンタクト1dおよびソー
ス直上電極2を介して図19には図示しないp+ 打ち抜
き層に接続されている。
し電極12bに接続されており、また、各ドレインフィ
ンガー電極12はドレイン引き出し電極12aに接続さ
れている。また、ゲート引き出し電極12bとドレイン
引き出し電極12aには、それぞれボンディング線を接
続するためのゲートパッド22、ドレインパッド21が
設けられている。このように隣接配置された複数の単位
セルと、くし歯状のゲート電極(ゲートフィンガー電極
8とゲート引き出し電極12b)およびドレイン電極
(ドレインフィンガー電極12とドレイン引き出し電極
12a)とからなるFETをトランジスタユニット30
と呼ぶ。
めに、このようなマルチフィンガー構造を持つパワート
ランジスタでは、フィンガー長を長くしたり、フィンガ
ー電極の本数を増やすなどして素子全体としてのゲート
幅を大きくしていた。しかし、ゲートフィンガー長を大
きくすると、ゲート抵抗が増大し、高周波特性が劣化す
るという問題があった。また、フィンガー電極の本数を
増やした場合には、チップの形状は細長くなるととも
に、フィンガー電極間における位相のずれによって、高
周波特性が劣化するという問題があった。
体装置は、このような問題を解決するために、上述のよ
うなトランジスタユニットを複数設けることによってゲ
ート幅を増大せて高出力を達成すると同時に、各トラン
ジスタユニットのゲートパッド、ドレインパッドをそれ
ぞれ近接することによって面積効率の向上を図ってい
た。
ート引き出し電極を共通化することによって集積度の向
上を図ったのものが、いわゆるフィッシュボーン構造を
有する半導体装置である。
ワートランジスタの一構成例を示す。ここで上記1対の
トランジスタユニットは、ドレインとゲートとソースと
からなる単位セルを互いに隣接してそれぞれ複数個整列
した2つのユニットに対して、この1対のユニットの間
に延在し、各単位セルのゲートフィンガー電極8を共通
接続したゲート引き出し電極12bと、このゲート引き
出し電極12bと各ユニットに対して対向する位置に延
在し、各ユニットのドレインフィンガー電極12を共通
接続する2本のドレイン引き出し電極12aから構成さ
れている。このような構造は、ゲートフィンガー電極8
が共通接続されたゲート引き出し電極12bの形からフ
ィッシュボーン構造と呼ばれる。なお、フィッシュボー
ン構造には、上述の1本のゲート引き出し電極と2本の
ドレイン引き出し電極を備えた構造のみならず、1本の
ドレイン引き出し電極と2本のゲート引き出し電極とを
備えた構造も含まれるものとする。すなわち、1対のユ
ニットの間に延在し、各単位セルのドレインフィンガー
電極を共通接続したドレイン引き出し電極と、このドレ
イン引き出し電極と各ユニットに対して対向する位置に
延在し、各ユニットのゲートフィンガー電極8を共通接
続する2本のゲート引き出し電極を備えた構造もフィッ
シュボーン構造と呼ぶ。
ボンディング線を接続するためのゲートパッド22が設
けられている。また、二つのドレイン引き出し電極12
aは、前記ゲートパッド22とは反対の一端において1
個のドレインパッド21に共通に接続されている。この
ように2つのトランジスタユニットに対してゲート引き
出し電極12bを共用し、2つのドレイン引き出し電極
12aを1つのドレインパッド21に共通に接続した構
成をトランジスタユニット対またはフィッシュボーンセ
ルとよぶ。この例であげたパワートランジスタは、ゲー
ト引き出し電極を共通化した1対のトランジスタユニッ
トを複数(図20では4個)平行に配置したものであ
る。なお、1本のドレイン引き出し電極と2本のゲート
引き出し電極とを有するトランジスタユニット対(フィ
ッシュボーンセル)を複数平行に配置してパワートラン
ジスタを構成してもよいことは言うまでもない。
えた半導体装置では、発振などを防止して動作を安定化
させるために、図20に示すように隣り合うゲートパッ
ド22の間をアルミニウム等の導体からなるゲート引き
出し電極接続用配線23で接続するとともに、隣り合う
ドレインパッド21の間をドレイン引き出し電極接続用
配線24で接続していた。
うに複数のトランジスタユニット対(またはトランジス
タユニット)の間を導体で接続したとしてもかならずし
も発振を防止することはできなかった。特に、トランジ
スタユニット対(またはトランジスタユニット)の数が
増え、ゲート幅の総長が大きくなった場合に発振する傾
向がある。たとえば、Si基板上に形成された図20に
示す構成の半導体装置においてゲート幅を40mmと
し、ゲートパッド間とドレインパッド間をそれぞれ接続
した場合のドレイン電流の静特性を示すグラフを図21
に示す。図21において、横軸はドレイン電圧、縦軸は
ドレイン電流を表し、ゲート電圧をパラメータとしてい
る。ゲート電圧とともにドレイン電流が増大するが、発
振してドレイン電圧−ドレイン電流のグラフが歪んでい
る様子を表している。
(またはトランジスタユニット)からなる半導体装置が
発振する理由は、たとえ同一チップ内においても、各ト
ランジスタユニット対(またはトランジスタユニット)
間で動作状態が異なり、このようなアンバランスが生じ
るとトランジスタユニット対(またはトランジスタユニ
ット)間で位相の回り込みが増大するためと考えられ
る。このような位相の回り込みに起因する発振をループ
発振という。
ド同士、ドレインパッド同士を接続した結果、仮に複数
存在するパッドのうちの一つにボンディング線が接続さ
れたなかったとしても、この半導体装置の不良を直流
(DC)的には検知することができなかった。すなわ
ち、半導体装置の高周波動作に致命的な影響を与えるボ
ンディングの不良を検知する為には、時間とコストのか
かる高周波(RF)選別を行わなければならなかった。
複数のトランジスタユニットまたはトランジスタユニッ
ト対からなる半導体装置の発振を防止することにある。
また、本発明の他の目的は、ゲートパッド同士、ドレイ
ンパッド同士が接続された半導体装置において、RF選
別を行うことなく、DC的にボンディングの不良が検知
できる半導体装置およびその製造方法を提供することに
ある。
めに本発明は、トランジスタユニットまたはトランジス
タユニット対を複数有する半導体装置において、隣り合
うトランジスタユニットのゲートパッド同士を0.6な
いし10Ωの抵抗を有するゲート引き出し電極接続用配
線で接続し、ドレインパッド同士をドレイン引き出し電
極接続用配線で接続したことを特徴とする半導体装置で
ある。
基板の主表面にドレインとゲートとソースとからなる単
位セルを互いに隣接して複数個整列したユニットと、前
記ゲートの長手方向と直交する方向に延在し、各単位セ
ルのゲートを共通に接続したゲート引き出し電極と、前
記ユニットに対して前記ゲート引き出し電極と対向する
辺に位置し、前記ドレインの長手方向と直交する方向に
延在し、各単位セルのドレインを共通に接続したドレイ
ン引き出し電極と、前記ゲート引き出し電極に設けられ
たゲートパッドと、前記ドレイン引き出し電極に設けら
れたドレインパッドとからなる。
述べたように、平行に配置された1対のトランジスタユ
ニットのゲート引き出し電極またはドレイン引き出し電
極を共通化したものをいう。換言するならば、トランジ
スタユニット対は、半導体基板の主表面にドレインとゲ
ートとソースとからなる単位セルを互いに隣接してそれ
ぞれ複数個整列した一対のユニットと、この一対のユニ
ットの間に前記ゲートの長手方向と直交する方向に延在
し、これらのユニットの各単位セルのゲートを共通接続
したゲート引き出し電極と、前記一対のユニットのそれ
ぞれに対して前記ゲート引き出し電極と対向する辺に位
置し、ドレインの長手方向と直交する方向に延在し、各
ユニットの各単位セルのドレインをそれぞれ共通接続し
た2つのドレイン引き出し電極と、前記ゲート引き出し
電極の一端に設けられたゲートパッドと、前記二つのド
レイン引き出し電極の一端であって前記ゲートパッドと
は反対側の端に共通に設けられたドレインパッドとから
なる。また、本発明においてトランジスタユニット対
は、2本のゲート引き出し電極を備え、ドレイン引き出
し電極を共通化したものも含んでもよい。
り合うゲートパッドを接続することによって、隣り合う
トランジスタユニットまたはトランジスタユニット対の
ゲート引き出し電極を電気的に接続する。同様に前記ド
レイン引き出し電極接続用配線は、隣り合うドレインパ
ッドを接続することによって、隣り合うトランジスタユ
ニットまたはトランジスタユニット対のドレイン引き出
し電極を電気的に接続する。
トランジスタユニット間または各トランジスタユニット
対間の動作状態のアンバランスによって生じたループ発
振は、前記ゲート引き出し電極接続用配線の抵抗を通過
する際に減衰する。本発明は、抵抗を有するゲート引き
出し電極接続用配線でゲートパッド同士を接続すること
によって上記ループ発振を断ち切り、複数のトランジス
タユニットまたはトランジスタユニット対を有するパワ
ートランジスタ等の半導体装置が発振することを防止す
ることができる。
を接続したのは、抵抗は周波数依存性を持たないからで
ある。上記ゲート引き出し電極接続用配線の抵抗の値
は、半導体装置のゲート幅の総長、すなわち各単位セル
のゲート幅の総和にもよるが、ゲート幅が40mm以下
の場合は、0.6〜10Ωが適当である。これは0.6
Ω以上としたのは、0.6Ω未満ではループ発振を減衰
させ断ち切ることができず、導体(抵抗がほぼ0Ω)で
接続した場合とほぼ同じ状況が生じるからである。ま
た、10Ω以下としたのは、特に高周波動作においては
10Ωよりも大きな抵抗はゲートパッド同士を接続しな
い場合と同等の効果を持ち、これより大きな抵抗ではゲ
ートパッド同士を接続しない場合と同様に動作が不安定
となり発振してしまうからである。
線の抵抗の適切な値は、上記半導体装置の利得、より詳
しくはゲート幅の総長Wgと関係があり、このゲート幅
の総長Wgが大きくなるにつれて適当な上記抵抗値は狭
くなる傾向があることが経験的に明らかになっている。
本発明は、ゲート幅が40mm以下の場合、上記ゲート
引き出し電極接続用配線の抵抗の値が0.6〜10Ωで
あれば、ゲート幅の総長Wgと上記抵抗値の組み合わせ
を特に限定するものではない。上記半導体基板にSiを
用い、各単位セルのゲート幅の総和(Wg)が40mm
以下であり、前記ゲート引き出し電極接続用配線の抵抗
は1ないし8Ωであってもよい。これによって、半導体
装置のゲート幅の総長を大きくして相互コンダクタンス
(gm)を得る一方、発振を防止することができる。
接続用配線は、上述のような抵抗値を有するかぎり、ど
のような材料・構造を用いても良い。その中でも、上記
ゲート引き出し電極接続用配線を、タングステンシリサ
イド(WSi)とポリシリコン(ポリSi)とからなる
多層配線で構成したことを特徴とする。半導体装置に用
いられる材料のうち、WSiや不純物をドープしていな
いポリSiは比較的抵抗率が高い物質である。上記ゲー
ト引き出し電極接続用配線の一部またはすべてにわたっ
てWSi/ポリSi抵抗を使用することにより、所望の
抵抗値を実現することができる。また、ゲート電極にW
Siを使用することにより、半導体装置の製造プロセス
をより効率化することができる。
続される。このときドレインパッドを接続するドレイン
引き出し電極接続用配線は、抵抗がほぼ0Ωの導体で形
成されていても良く、または抵抗を有していても良い。
すなわち、上記ドレイン引き出し電極接続用配線を、導
体または10Ω未満の抵抗とする。この発明は、半導体
装置のゲート幅の総長Wgが大きくなった場合やGaA
sの基板を使用した場合など、半導体装置の利得が増大
した場合には、ゲート引き出し電極接続用配線の抵抗と
ともに発振を防ぐ効果がある。ゲート幅が78mm以下
の場合は、上記ゲート引き出し電極接続用配線の抵抗値
が0.6〜2.0Ωであり、かつ、上記ドレイン引き出
し電極接続用配線の抵抗値が0.6〜2.0Ωであれ
ば、ゲート幅の総長Wgと上記抵抗値の組み合わせを特
に限定するものではない。
ンパッドを、それぞれ上記ゲート引き出し電極および上
記ドレイン引き出し電極が接続された第1の領域と、上
記ゲート引き出し電極接続用配線および上記ドレイン引
き出し電極接続用配線が接続された第2の領域と、前記
第1の領域と前記第2の領域を絶縁分離するスリットか
らなり、前記第1の領域と第2の領域は、ボンディング
線によって互いに接続してもよい。このように上記ゲー
トパッドおよび上記ドレインパッドにスリットを設けた
ことによって、ゲートパッドまたはドレインパッドにボ
ンディング線が接続されなかった場合には、そのパッド
を有するトランジスタユニット(またはトランジスタユ
ニット対)のゲートまたはドレインは、他のトランジス
タユニット(または他のトランジスタユニット対)から
電気的に絶縁される。したがって、高周波によるRF選
別を行うまでもなく、DC的にドレイン電流を計測する
こと(以下DC選別という)によってボンディング線の
接続不良を検知することができる。
ング線によって上記第1、第2の領域が電気的に接続さ
れるように形成されなければならなが、その形状は特に
限定されるものではない。上記第1の領域と上記第2の
領域を、スリットを距ててくし歯状に形成してもよい。
このような構成をとることによって、上記スリットはジ
グザグに形成されて、ボンディング線による上記第1、
第2の領域の電気的接続をより確実にすることができ
る。
線がフューズを備えてもよい。このような構成において
は、各トレインパッドが半導体装置の外部端子となるリ
ードとボンディング線によって接続されている場合は、
正常動作時に上記ドレイン引き出し電極接続用配線には
ほとんど電流は流れない。
ッドとリードとの間で切断されている場合、ドレイン電
流がドレイン引き出し電極接続用配線を介して隣り合う
ドレインパッドに流れることによって上記フューズが切
れる。その結果、上記切断されたボンディング線が接続
されたトランジスタユニット(またはトランジスタユニ
ット対)は他のトランジスタユニット(または他のトラ
ンジスタユニット対)から電気的に絶縁される。したが
って、DC選別において半導体装置のドレイン電流を計
測することによって、ドレインパッドに接続されたボン
ディング線の不良を検知することができる。
トパッドの少なくとも何れか一方、または、両者にダイ
オードを接続してもよい。上記ゲート引き出し電極の両
端または一端に、1ないし16Ωの抵抗を接続してもよ
い。このようにすることにより、発振を防ぎ、またゲイ
ンを減衰させることができる。
法は、上記半導体基板の主表面に上記ユニットを複数作
り込んだ下地ウエハを、あらかじめ作りだめしておき、
この下地ウエハの最上層における配線のレイアウトを適
宜変えることにより、所望の形状のゲート引き出し電
極,ドレイン引き出し電極,ゲートパッドおよびドレイ
ンパッドを形成し、所望の構成のトランジスタユニット
を作製することを特徴とするものである。このようにす
ることにより、顧客からの要求に応じて迅速に所望の規
格のMOSFETを作製することができる。
て図面を参照して説明する。本発明の実施の形態にかか
る半導体装置の構成を図1示す。この半導体装置は、S
i基板上に複数のトランジスタユニットを備えた高周波
パワートランジスタである。
ニットは、複数のドレイン,ゲート,ソースからなる単
位ユニットが交互に配置されて形成され、各単位セルの
ゲートに接続されているゲートフィンガー電極8はゲー
ト引き出し電極12bに共通接続され、また、各単位セ
ルのドレインに接続されているドレインフィンガー電極
12はドレイン引き出し電極12aに共通接続されてい
る。このようなトランジスタユニットを2つ並行に並
べ、ゲート引き出し電極12bを共用し、前記ゲート引
き出し電極12bの一端にボンディング線を接続するた
めのゲートパッド221を設け、2つのドレイン引き出
し電極を共通接続して1つのドレインパッド211を設
けた構成をトランジスタユニット対、またはフィッシュ
ボーンセルと呼ぶ。また、本実施の形態にかかる高周波
パワートランジスタにおいては、ゲートパッド221お
よびドレインパッド211に、後述するようにそれぞれ
スリット221c、211cが設けられている。
詳細な構造を図2および図3を参照して説明する。図2
は図1の破線で囲んだ部分を拡大した説明図である。こ
こに示すように、半導体基板中のドレインコンタクト1
hに接続されたドレインフィンガー電極(第1アルミニ
ウム配線層、以下1Alという)2aは、スルーホール
31を介してドレインフィンガー電極(第2アルミニウ
ム配線層、以下2Alという)12に接続されている。
そして、各単位セルのドレインフィンガー電極12はド
レイン引き出し電極12aに共通接続されている。
ール32を介してゲート配線(1Al)2bに接続さ
れ、ゲート配線(1Al)2bはスルーホール33を介
してゲート引き出し電極突起12cに接続されている。
そして、各ゲート引き出し電極突起12cはゲート引き
出し電極12bに共通接続されている。
配線(1Al)2bと同一層である第1層アルミニウム
配線で形成すると、第1層アルミニウム配線と半導体基
板1との層間絶縁膜厚は、ゲート酸化膜(SiO2 )7
とSiO2 層9とBPSG層10の各膜厚の和になり、
これは非常に薄いので、ゲート引き出し電極の浮遊容量
が大きくなり、高周波特性劣化の原因となる。したがっ
て、ゲート引き出し電極としては、第2層アルミニウム
配線で形成することが望まれる。しかしながら、第2層
アルミニウム配線とゲートフィンガー電極8とを直接コ
ンタクトするにはコンタクトホールのアスペクト比が大
きくなり、コンタクト不良が発生しやすくなる。これを
防ぐため、ゲートフィンガー電極8を一旦ゲート配線
(1Al)2bを介してゲート引き出し電極突起12c
に接続し、第2層アルミニウム配線であるゲート引き出
し電極12bと接続した。
ソース直上電極(1Al)2が接続され、このソース直
上電極(1Al)2は半導体基板中のp+ 打ち抜き層1
cに接続されている。
引き出し電極12aは幅25μm、長さ500μmであ
る。ゲート引き出し電極12bは幅20μm、長さ45
0μmである。ドレインフィンガー電極(1Al)2a
およびドレインフィンガー電極(2Al)12は幅3.
2μm、長さ50μmである。ゲートフィンガー電極8
は幅0.6μm、長さ50μmである。ソースコンタク
ト1dは幅1.2μm、長さ50μmである。p+ 打ち
抜き層1cは幅6.8μm、長さ48μmである。
ある。ここに示すように、半導体基板であるSi基板1
にはリソグラフィー技術等によってp+ 基板1a、pエ
ピ層1b、p+ 打ち抜き層1c、ソースコンタクト(n
+ )1d、ソース拡散層(n)1e、pウェル1f、ド
レイン拡散層(n- )1g、ドレインコンタクト
(n+ )1hが形成され、各単位セルはnチャネルMO
Sトランジスタを構成している。
Al配線層(ソース直上電極2、ドレインフィンガー電
極2a等)、プラズマTEOS(plasma-tetraethylort
hosilicate)層(以下、p−TEOS層という)3、有
機シリカ+無機シリカ層4、p−TEOS層5、2Al
配線層(ドレインフィンガー電極12等)、パッシベー
ション用の窒化膜(以下、p窒化膜という)6が順次形
成されている。
にTiNまたはTi(膜厚は80nm)とAl−Si−
Cu(膜厚は0.55μm)とTiN(膜厚は30n
m)とが順次積層されたものである。
が形成され、ゲート酸化膜7の上にはゲートフィンガー
電極8が形成されている。このゲートフィンガー電極8
は、Si基板1の主表面側からポリSi(膜厚は150
nm)とWSi(膜厚は170nm)とが順次積層され
て形成されている。そして、ゲートフィンガー電極8の
断面は0.6μm程度の細さの断面寸法になるように加
工されている。さらに、このゲートフィンガー電極8の
全体は第1層間絶縁膜であるSiO2 層9によって覆わ
れている。SiO2 層9の上には第2層間絶縁膜である
BPSG層10が形成されている。
ガー電極8は、ゲート電圧が印加されるとゲート酸化膜
7を通じてSi基板1内のpウェル1f中に形成された
チャネルに電界を形成する。その結果、このゲート電圧
によってソース拡散層(n)1eとドレイン拡散層(n
- )1gとの間のチャネルの伝導性がコントロールされ
る。
2aおよびドレインフィンガー電極(2Al)12は、
図2に示すようにゲートフィンガー電極8に対して平行
に伸びている。そして、このドレインフィンガー電極
(1Al)2aはドレインコンタクト1hを通じSi基
板1中のドレイン拡散層1gに接続されるとともに、コ
ンタクト31を介してドレインフィンガー電極(2A
l)12と接続されている。
8の端部からゲート長方向にソースコンタクト1dまで
伸びている。そして、このソース拡散層1dはソースコ
ンタクト1dを介してソース直上電極(1Al)2に接
続され、このソース直上電極2はp+ 基板1aに達する
まで高濃度層が形成されているp+ 打抜き層1cに接続
されている。
ジスタにおいては、図1に示すように、上述のような構
成を持つ4個のトランジスタユニット対が並行に配置さ
れ、隣り合うゲートパッド同士がゲート引き出し電極接
続用配線23を介して接続されるとともに、隣り合うド
レインパッド同士がドレイン引き出し電極接続用配線2
4を介して接続されている。
23は、ゲート保護用ダイオード26と抵抗27を備え
ている。
膜の静電破壊等を防止するためのものである。図4に、
このゲート保護用ダイオード26の構成を示す平面図
(図4(a))およびB−B'線断面図(図4(b))
を示す。
板1はp+ 基板1aとその上に積層されたpエピ層1b
とによって形成され、pエピ層1b中にはゲート保護用
ダイオードとして2個のpnp接合が形成されている。
さらに、Si基板1の主表面からp+ 基板1aにかけて
p+ 打ち抜き層1cが形成されている。このp+ 打ち抜
き層1cはp拡散層51と接続されている。図4(a)
に示すように、図1のゲート引き出し電極接続用配線2
3から引き出された配線25は、Si基板1中に形成さ
れたダイオードのp拡散層52に接続されている。な
お、配線25とSi基板1との間にはバリアメタル11
(TiNとTiとからなる)が形成されている。
23の抵抗27は、ゲートフィンガー電極8と同様にW
SiとポリSiとを順次積層して形成されている。この
ような抵抗27は、ゲートパッド221を接続する各ゲ
ート引き出し電極接続用配線23に0.6〜10Ωの抵
抗を持たせるように形成される。
ト引き出し電極接続用配線23に抵抗27を設けた場合
の静特性を図5および図6に示す。各グラフは、ゲート
電圧をパラメータとして、横軸と縦軸にそれぞれドレイ
ン電圧とドレイン電流を示したものである。図5
(a)、(b)は、各ゲート引き出し電極接続用配線2
3の抵抗値がそれぞれ4Ω、8Ω、図6(a)、(b)
は、それぞれ15Ω、30Ωである。なお、いずれも半
導体装置は図1に示す構成を有し、そのゲート幅の総長
Wgは40mm、アルミニウムで形成されたドレイン引
き出し電極接続用配線241の抵抗は0Ωである。
(図5(b))とした場合は、ゲート引き出し電極接続
用配線の抵抗が0Ωの場合(図14参照)と比較して、
ドレイン電圧−ドレイン電流のグラフは歪んでいない。
これは、隣り合うゲートパッド221を4Ωや8Ωの抵
抗で接続したことによって発振を防止することができる
ことを示している。これは、トランジスタユニット対の
間の動作のアンバランスによる位相の回り込みをゲート
引き出し電極接続用配線23の抵抗27が減衰させ、ル
ープ発振を断ち切るためと考えられる。
流のグラフが歪み、抵抗値を15Ω(図6(a))、3
0Ω(図6(b))とした場合には発振していることを
示している。これは、抵抗値が大きくなるとゲートパッ
ド221間を接続しない場合を同じ状況が生じるためと
考えられる。
ト幅の総長Wgが40mmでは、各ゲート引き出し電極
接続用配線23の抵抗は0.6〜8Ωが適当である。こ
の抵抗値の範囲はゲート幅の総長Wgが大きくなるとと
もに狭くなり、たとえばWgが60mmでは0.6〜3
Ω、80mmでは0.6〜2Ω程度が適当であることが
実験により明らかになっている。
を図7に示す。図7において、4個のトランジスタTr
1〜Tr4はそれぞれトランジスタユニット対に対応す
る。ゲート引き出し電極接続用配線23の抵抗はR11
〜R13で示されている。発振を防止するためのドレイ
ン引き出し電極接続配線241の抵抗値(R21〜R2
3)は0〜10Ωが適当であり、特にゲート幅の総長W
gが40mm以上で半導体装置の利得が大きい場合には
0.6〜2.0Ωがより望ましい。
インパッド211は、ボンディング線によって図1には
図示しないリードフレームと接続される。本実施の形態
において、ゲートパッド221にはスリット221cが
設けられている。このスリット221cは、上記ゲート
パッド221をゲート引き出し電極12bが接続された
第1の領域221aとゲート引き出し電極接続用配線2
3が接続された第2の領域221bとに絶縁分離してい
る。図1に示すように、ゲートパッド221にボンディ
ング線222を接続することによって、前記ゲートパッ
ド221を構成するこれら二つの領域221a、221
bは電気的に接続される。
211cが同様に設けられており、このスリット211
cによって上記ドレインパッド211は、ドレイン引き
出し電極12aが接続された第1の領域211aとドレ
イン引き出し電極接続用配線241が接続された第2の
領域211bとに絶縁分離されている。ドレインパッド
211を構成するこれら二つの領域211a、211b
は、ボンディング線212を図1に示すように接続する
ことによって電気的に接続される。
1およびドレインパッド211はともに1辺が100μ
mの正方形であり、そこに設けられたスリット221c
および211cの幅は2μmである。このようなスリッ
トを備えたゲートパッド221およびドレインパッド2
11は、上記第1と第2の領域(221aと221bお
よび211aと211b)を1〜5μmの間隔をおいて
パターンニングすることによって形成することができ
る。
インパッド211にスリットを設けたことによって、ゲ
ートパッドまたはドレインパッドにボンディング線が接
続されなかった場合には、そのパッドを有するトランジ
スタユニット(またはトランジスタユニット対)のゲー
トまたはドレインは、他のトランジスタユニット(また
は他のトランジスタユニット対)から電気的に絶縁され
る。したがって、DC選別においてドレイン電流を計測
することによって、ボンディング線がゲートパッド22
1またはドレインパッド211に正しく接続されなかっ
た不良を検知することができる。その結果、時間のかか
るRF選別をしなくても上述のような不良品を容易に選
別することができる。
ドレイン引き出し電極接続用配線241にはフューズ2
41aが設けられている。ここではフューズ241a
は、ドレイン引き出し電極接続用配線241の一部の幅
を狭くして、電流の容量を小さくすることによって実現
している。具体的には、前記ドレイン引き出し電極接続
用配線241として形成された幅40アルミニウム配線
の一部を幅1μmとすることによって5mA以上の電流
が流れたときにはフューズ241aが切れるように構成
されている。
によって、ドレインパッド211とリードフレーム(図
1には図示せず)とつなぐボンディング線が切れている
場合は、DC選別時にドレイン電流がドレイン引き出し
電極接続用配線241を介して隣り合うドレインパッド
に流れ、フューズ211が切れる。その結果、ボンディ
ング線に不良があるトランジスタユニット対にはドレイ
ン電流が流れなくなるので、RF選別をするまでもなく
半導体装置に流れるドレイン電流を計測することによっ
て上述のような不良を検知することができる。
ユニット対を接続したものが記載されているが、これは
一つの実施の形態にすぎず、トランジスタユニット対の
個数は任意に増減することができる。
ト対のゲートパッド間を抵抗を有するゲート引き出し電
極接続用配線で接続したが、本発明においては、トラン
ジスタユニット対の代わりにトランジスタユニットを複
数平行に配置するようにしてもよいことは言うまでもな
い。このような本発明の他の実施の形態として、図8、
図9に複数のトランジスタユニットが配置されたパワー
トランジスタの例を示す。図8は4個のトランジスタユ
ニットを平行に配置して構成される半導体装置である。
また、図9に示す半導体装置は、隣り合うトランジスタ
ユニットが互いに左右対称になるように配置したもので
ある。
も、隣り合うゲートパッド221同士がゲート引き出し
電極接続用配線23によって接続されている。また、ド
レインパッド211同士はドレイン引き出し電極接続用
配線241によって接続されている。本実施の形態にお
いても、各ゲート引き出し電極接続用配線23は図1に
しめしたものと同一の構成を有し、0.6〜10Ωの抵
抗を有しているものとする。
によって接続することによって、複数のトランジスタユ
ニットからなるパワートランジスタが発振することを防
止している。なお、各トランジスタユニットの構成につ
いてはすでに説明したので、ここでは省略する。
実施の形態においてもゲートパッド221およびドレイ
ンパッド211はスリット221cおよびスリット21
1cを備えている。スリット221cによって絶縁分離
されたゲートパッド221の第1の領域221aと第2
の領域221bはボンディング線222を接続すること
によって接続されるようになっている。また、ドレイン
パッド211についても同様に、スリット211cによ
って絶縁分離された第1の領域211aと第2の領域2
11bはボンディング線212によって接続されるよう
なっている。
インパッド211にスリットを設けたことにより、隣り
合うパッドがそれぞれゲート引き出し電極接続用配線2
3およびドレイン引き出し電極接続用配線241で接続
されていても、ボンディング線の接続不良をDC選別で
検知することができる。
の形態において、スリット221c、211cは一文字
に形成されているが、これをジグザグに形成してもよ
い。図10は、ドレインパッド511の第1の領域51
1aと第2の領域511bをスリット511cを距てて
くし歯状に形成したものである。このようにすること
で、前記第1、第2の領域(511a、511b)をボ
ンディング線512によってより確実に接続することが
できる。上述のような構成は、図示はしないがゲートパ
ッドに対しても有効であることは言うまでもない。
極接続用配線241の一部の幅を狭くすることによって
フューズ241aを形成するように説明した。これに対
し、図11は、ドレイン引き出し電極接続用配線241
を幅2μm、厚さ1.6μmのアルミニウムで形成した
ものである。このようにドレイン引き出し電極接続用配
線241を全体にわたって細く形成し、所定の容量を越
える電流が流れた場合にはこのドレイン引き出し電極接
続用配線241が切れるように構成してもよい。
をSi基板上に形成するものとして説明したが、本発明
にかかる半導体装置に使用される半導体材料はSiに限
定されるものではなく、たとえばGaAsなどの化合物
半導体を用いても良いことはいうまでもない。
法について図を参照して説明する。近年、携帯電話の急
速な普及により、高周波高出力増幅用のトランジスタへ
の需要が激増している。携帯端末機小型化の必然性か
ら、トランジスタの小型化が必須となり、その一つの解
として1パッケージ内に2つのトランジスタを搭載した
ツイントランジスタ化が進展している。
le communication)やPDC(Personal Digital Cellu
lar )といった様々な仕様のシステムが乱立し、また同
じシステムにおいても、携帯電話メーカーの差別化戦略
により各社それぞれ独自の要求仕様となっている。その
ため、顧客要求に応じた専用ツイントランジスタチップ
を設計開発・製品化する必要があり、以下のような問題
点があった。製品毎にチップ設計するため開発コストが
かかる。カスタム色が強く汎用性に欠けるため、バッフ
ァストックを持ちにくく、在庫管理コストがかかる等で
ある。
題点もあった。各セルがRF的にショートしているた
め、発振し易い。小さいゲート幅のFET(ドライバー
FET)は1GHzでのゲインが20dB程度と高く、
一方でデバイスのアイソレーションが20dB程度しか
ないため、マッチングによらず不安定等である。そこ
で、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記の問題
点を同時に解決するものである。
を、あらかじめSiウエハに作り込んだ下地ウエハの1
チップを示す平面図である。同図に示すように、Siウ
エハ60にあらかじめ配線を除く部分(ユニット61,
抵抗64,抵抗65,配線63)まで形成したものを複
数作りだめしておく。Siウエハ60の表面には、抵抗
64,65や素子と接続されたコンタクト(コンタクト
64a,65a等)が露出している。したがって、顧客
からの要求に応じて、最上層の配線(以下、トップメタ
ルという)の形状を可変することにより、所望のセルレ
イアウトを得ることができる。各ユニット61は、例え
ば78個程度のFETを集積したものである。
ンガー部でチップ裏面に直接接地されたゲート幅7.8
mmのトランジスタユニット対が10個形成されてい
る。隣り合うトランジスタユニット対のパッド間には、
発振防止用の0.6,1.0,1.2,1.4,2.
0.2,2Ωの6つの抵抗(抵抗64)と、静電破壊防
止用のダイオード62とが形成されている。ダイオード
62と抵抗64とは、配線63で接続されている。実際
の抵抗64は1本の抵抗からなり、複数のコンタクト6
6が設けられているため、コンタクトを選択することに
よって所望の抵抗値(0.6〜2Ω)を得ることができ
る。
る位置には、ゲイン減衰用の1,2,4,8Ωの4つの
抵抗(抵抗65)が形成されている。この抵抗65も抵
抗64と同様に1本の抵抗からなり、複数のコンタクト
65aが設けられている。したがって、抵抗65の選択
およびコンタクト65aの選択により、1〜16Ωのゲ
イン減衰用抵抗を構成することができる。
(FET、抵抗、ダイオード等)のレイアウトは、各チ
ップの中心に対して点対称またはそれに準ずるレイアウ
トを採用している。したがって、半導体の拡散プロセス
において、トップメタルのレイアウトを変更することで
抵抗やダイオードへの接続を変更でき、かつ、ゲートパ
ッドとドレインパッドの位置を自由自在に入れ替えるこ
とができ、下地のゲート幅を超えない範囲で、要求出力
に応じたゲート幅を選択できる構成となっている。
で構成したゲート幅15.6mmのドライバー段MOS
FETと、8個のトランジスタユニット対で構成したゲ
ート幅40mmの出力段MOSFETを1チップ上に配
置した例である。同例では、周波数が1.8GHzと高
いため、ゲイン減衰用の抵抗は使用していないが、出力
段の発振を抑えるために出力段の各ゲートパッドは4Ω
の発振防止用抵抗で相互接続されている。
にミラー反転したものである。同図に示すように、トッ
プメタルのレイアウトを変えるだけで、ゲートパッドと
ドレインパッドの位置を入れ替えることができる。これ
は顧客からのピン配置要求に柔軟に対応できることを示
す。
で構成したゲート幅4mmのドライバー段MOSFET
と、5個のトランジスタユニット対で構成したゲート幅
10mmの出力段MOSFETを1チップ上に配置した
例である。同例では、周波数が2.5GHzと高いた
め、ゲイン減衰用の抵抗は使用していないが、出力段の
発振を抑えるために出力段の各ゲートパッドは4Ωの発
振防止用抵抗を介して相互に接続されている。
で構成したゲート幅20mmの1.8GHz帯出力段M
OSFETと、同じく5個のトランジスタユニット対で
構成したゲート幅40mmの900MHz帯出力段MO
SFETを1チップ上に配置した例である。同例では、
2つのMOSFETが共に出力段であり、携帯電話機の
内部では並列に配置されることが多いため、同一方向に
ゲートおよびドレインパッドが配置されている。
対で構成したゲート幅78mmの900MHz帯出力段
シングルMOSFETを1チップ上に配置した例であ
る。発振を抑えるために、各ゲートパッドは1.4Ω、
各ドレインパッドは1.2Ωの発振防止用抵抗で相互接
続されている。同例のように、最大78mmまでのシン
グルMOSFETを構成できる。
た例である。同例のように、10個のトランジスタユニ
ット対をそれぞれ独立したMOSFETとしている。こ
の場合、チップの4角にあらかじめ余分のダイオードを
形成しておくことで、全てのゲートパッドおよびドレイ
ンパッドに、発振防止のためのダイオードを接続させる
ことができる。
ス電極が各フィンガー部でチップ裏面に直接接地され、
かつ全ての素子(FET、抵抗、ダイオード等)のトッ
プメタルを除く部分が、チップ中心に対して点対称また
はそれに準ずるレイアウトを採っている。そのため、ト
ップメタルのみを変更することにより、ゲートとドレイ
ンのパッドの位置を自由自在に入れ替えることができ、
ピン配置の異なるツインMOSFET等を容易に製造で
きる。
ド間にトップメタルの配線変更のみで抵抗値を調整でき
る発振防止用の抵抗を内蔵しているため、DC発振の無
いトランジスタを製造できる。また、隣り合うトランジ
スタユニット対のパッド間の全てに、静電破壊防止用の
ダイオードを有しているため、トップメタルの配線変更
のみで、全ゲートパッドにダイオードを接続でき、十分
な静電破壊耐圧をもったトランジスタを製造できる。
メタルの配線変更のみで抵抗値を調整できるゲイン減衰
用の抵抗を有しているため、1GHz以下の低い周波数
用途でもゲインを抑制でき、安定な増幅が可能となる。
さらに、1GHz以上の高い周波数用途では、Si基板
上の伝送損失を最小限に抑えるように多セルレイアウト
を取ることにより、高い付加効率を得ることができる。
ット61の間にゲート引き出し電極71を配置し、これ
らのユニット61の外側にドレイン引き出し電極74を
配置した例について説明したが、本発明はこれに限られ
るものではない。2個のユニット61の間にドレイン引
き出し電極を配置し、これらのユニットの外側に2個の
ゲート引き出し電極を配置する構成も容易に作製でき、
本発明に含まれる。
ニットまたはトランジスタユニット対を備えた半導体装
置において、隣り合うトランジスタユニットのゲートパ
ッド同士を0.6ないし10Ωの抵抗を有するゲート引
き出し電極接続用配線で接続したことによって、上記複
数のトランジスタユニットまたはトランジスタユニット
対の間の動作のアンバランスによる発振を防止すること
ができる。特に前記ゲート引き出し電極接続用配線の抵
抗を1ないし8Ωとすることによって、少なくともSi
基板上に形成された各単位セルのゲート幅の総和が40
mm以下の半導体装置において発振を防止することでき
る。
抗と、ドレイン引き出し電極接続用配線の抵抗とを、そ
れぞれ0.6ないし2.0Ωとすることにより、Si基
板上に形成された各単位セルのゲート幅の総和が78m
m以下の半導体装置において発振を防止することができ
る。
を、ゲートフィンガー電極と同じタングステンシリサイ
ド(WSi)とポリシリコンとからなる多層配線で構成
することにより、製造プロセスを簡略にすることができ
る。
ートパッド、ドレインパッドにスリットを設けたことに
より、これらのパッドが隣合う他のパッドと接続されて
いてもDC選別によってボンディング線の接続不良を検
知することができる。さらに、ドレイン引き出し電極接
続用配線にフューズを備えたことによって、ドレインパ
ッドとリードフレームを接続するボンディング線の断線
をDC選別によって検知することができる。したがっ
て、時間のかかるRF選別を経なくても不良品の選別が
可能となり、検査プロセスの効率化とコストの節約が可
能となる。
成を示す図である。
成するトランジスタユニット対の詳細な構造を説明する
図である。
成するトランジスタユニットの詳細な構造を説明する図
であって、図2のA−A'線における断面図である。
る。
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
路図である。
の構成を説明する図である。
の構成を説明する図である。
成例を示す図である。
SFETを示す平面図である。
転した様子を示す平面図である。
SFETを示す平面図である。
SFETを示す平面図である。
OSFETを示す平面図である。
平面図である。
す図である。
る。
フである。
電極、12a…ドレイン引き出し電極、12b…ゲート
引き出し電極、211…ドレインパッド、221…ゲー
トパッド、211c、221c…スリット、23…ゲー
ト引き出し電極接続用配線、241…ドレイン引き出し
電極接続用配線、241a…フューズ、27…抵抗。
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体基板の主表面にドレインとゲート
とソースとからなる単位セルを互いに隣接して複数個整
列したユニットと、前記ゲートの長手方向と直交する方
向に延在し、各単位セルのゲートを共通接続したゲート
引き出し電極(12b)と、前記ユニットに対して前記
ゲート引き出し電極(12b)と対向する辺に位置し、
前記ドレインの長手方向と直交する方向に延在し、各単
位セルのドレインを共通接続したドレイン引き出し電極
(12a)と、前記ゲート引き出し電極(12b)に設
けられたゲートパッド(221)と、前記ドレイン引き
出し電極(12a)に設けられたドレインパッド(21
1)と、からなるトランジスタユニットを、複数有する
半導体装置において、 隣り合うトランジスタユニットのゲートパッド(22
1)同士を0.6ないし10Ωの抵抗(27)を有する
ゲート引き出し電極接続用配線(23)で接続し、ドレ
インパッド(211)同士をドレイン引き出し電極接続
用配線(241)で接続したことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載された半導体装置におい
て、 前記一つのゲート引き出し電極(12b)の両側には、
それぞれ前記ユニットが一つずつ配置されるとともに、
各ユニットの各単位セルのゲートがこのゲート引き出し
電極(12b)に共通接続され、 このゲート引き出し電極の一端には、ゲートパッドが接
続され、 前記ユニットのそれぞれに対して前記ゲート引き出し電
極(12b)と対向する辺に、ドレインの長手方向と直
交する方向に延在し、各ユニットの各単位セルのドレイ
ンが共通接続された2つのドレイン引き出し電極(12
a)を有し、 これら2つのドレイン引き出し電極(12a)は、前記
ゲートパッドとは反対側に配設されたドレインパッド
(211)に共通接続されていることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載された半導体装置におい
て、 前記一つのドレイン引き出し電極の両側には、それぞれ
前記ユニットが一つずつ配置されるとともに、各ユニッ
トの各単位セルのドレインがこのドレイン引き出し電極
に共通接続され、 このドレイン引き出し電極の一端には、ドレインパッド
が接続され、 前記ユニットのそれぞれに対して前記ドレイン引き出し
電極と対向する辺に、ゲートの長手方向と直交する方向
に延在し、各ユニットの各単位セルのゲートが共通接続
された2つのゲート引き出し電極を有し、 これら2つのゲート引き出し電極は、前記ドレインパッ
ドとは反対側に配設されたゲートパッドに共通接続され
ていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載された半導体装置において、 前記半導体基板にシリコンを用い、 各単位セルのゲート幅の総和を40mm以下とし、 前記ゲート引き出し電極接続用配線(23)の抵抗は
0.6ないし8Ωであることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
載された半導体装置において、 前記半導体基板にシリコンを用い、 前記各単位セルのゲート幅の総和を78mm以下とし、 前記ゲート引き出し電極接続用配線(23)および前記
ドレイン引き出し電極接続用配線(241)の抵抗は、
何れも0.6ないし2.0Ωであることを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれかに記
載された半導体装置において、 前記ゲート引き出し電極接続用配線(23)は、タング
ステンシリサイド(WSi)とポリシリコンとからなる
多層配線で構成されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれかに記
載された半導体装置において、 前記ゲートパッド(221)は、 前記ゲート引き出し電極が接続された第1の領域(22
1a)と、 前記ゲート引き出し電極接続用配線が接続された第2の
領域(221b)と、 前記第1の領域と前記第2の領域を絶縁分離するスリッ
ト(221c)からなり、 前記第1の領域(221a)と第2の領域(221b)
は、ボンディング線によって互いに接続され、 前記ドレインパッド(211)は、 前記ドレイン引き出し電極(12a)が接続された第1
の領域(211a)と、 前記ドレイン引き出し電極接続用配線(241)が接続
された第2の領域(211b)と、 前記第1の領域(211a)と前記第2の領域(211
b)を絶縁分離するスリット(211c)からなり、 前記第1の領域(211a)と第2の領域(211b)
は、ボンディング線によって互いに接続されることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載された半導体装置におい
て、 前記ゲートパッド(221)又は前記ドレインパッド
(211)の前記第1の領域(221a,211a)と
前記第2の領域(221b,211b)は、前記スリッ
ト(221c,211c)を距ててくし歯状に形成され
たことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】 請求項1ないし請求項8のいずれかに記
載された半導体装置において、 前記ドレイン引き出し電極接続用配線(241)は、フ
ューズ(241a)を備えることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項10】 請求項1ないし請求項9のいずれかに
記載された半導体装置において、 前記ドレインパッド(73)および前記ゲートパッド
(70)の少なくとも何れか一方、または、両者には、
ダイオード(62)が接続されていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項11】 請求項1ないし請求項10のいずれか
に記載された半導体装置において、 前記ゲート引き出し電極の両端または一端には、1ない
し16Ωの抵抗(65)が接続されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項12】 半導体基板の主表面にドレインとゲー
トとソースとからなる単位セルを互いに隣接して複数個
整列したユニット(61)と、前記ゲートの長手方向と
直交する方向に延在し、各単位セルのゲートを共通接続
したゲート引き出し電極(71)と、前記ユニット(6
1)に対して前記ゲート引き出し電極(71)と対向す
る辺に位置し、前記ドレインの長手方向と直交する方向
に延在し、各単位セルのドレインを共通接続したドレイ
ン引き出し電極(74)と、前記ゲート引き出し電極
(71)に設けられたゲートパッド(70)と、前記ド
レイン引き出し電極(74)に設けられたドレインパッ
ド(73)と、からなるトランジスタユニットを複数有
し、隣り合うトランジスタユニットのゲートパッド(7
0)同士を発振防止用の抵抗(64)を介して接続した
半導体装置の製造方法において、 前記半導体基板の主表面に前記ユニット(61)および
前記抵抗(64)を複数作り込んだ下地ウエハを、あら
かじめ作りだめしておき、 この下地ウエハの最上層における配線のレイアウトを適
宜変えることにより、所望の形状のゲート引き出し電極
(71),ドレイン引き出し電極(74),ゲートパッ
ド(70)およびドレインパッド(73)を形成し、所
望の構成のトランジスタユニット(Tr1,Tr2)を
作製することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01175899A JP3269475B2 (ja) | 1998-02-16 | 1999-01-20 | 半導体装置 |
US09/249,579 US6346728B1 (en) | 1998-02-16 | 1999-02-12 | Plural transistor device with multi-finger structure |
EP99102990A EP0936669A1 (en) | 1998-02-16 | 1999-02-15 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US09/973,717 US6566185B2 (en) | 1998-02-16 | 2001-10-11 | Method of manufacturing a plural unit high frequency transistor |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3283898 | 1998-02-16 | ||
JP10-32838 | 1998-02-16 | ||
JP01175899A JP3269475B2 (ja) | 1998-02-16 | 1999-01-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11297849A true JPH11297849A (ja) | 1999-10-29 |
JP3269475B2 JP3269475B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=26347279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01175899A Expired - Fee Related JP3269475B2 (ja) | 1998-02-16 | 1999-01-20 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6346728B1 (ja) |
EP (1) | EP0936669A1 (ja) |
JP (1) | JP3269475B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170651A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sony Corp | 半導体集積回路およびその電源制御方法 |
JP2010080815A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
CN110582846A (zh) * | 2017-05-05 | 2019-12-17 | 克里公司 | 具有旁路栅极晶体管的高功率mmic器件 |
US11575037B2 (en) | 2016-03-17 | 2023-02-07 | Wolfspeed, Inc. | Bypassed gate transistors having improved stability |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5982000A (en) * | 1998-04-03 | 1999-11-09 | Ericsson Inc. | Resistive interconnect of transistor cells |
JP2001094094A (ja) | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US6674108B2 (en) * | 2000-12-20 | 2004-01-06 | Honeywell International Inc. | Gate length control for semiconductor chip design |
US6545543B2 (en) * | 2001-07-06 | 2003-04-08 | Remec, Inc. | Small aspect ratio MMIC power amplifier layout |
US6448616B1 (en) * | 2001-08-14 | 2002-09-10 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Adaptive biasing of RF power transistors |
US6710424B2 (en) | 2001-09-21 | 2004-03-23 | Airip | RF chipset architecture |
US6583663B1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-06-24 | Power Integrations, Inc. | Power integrated circuit with distributed gate driver |
US6936898B2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-08-30 | Transmeta Corporation | Diagonal deep well region for routing body-bias voltage for MOSFETS in surface well regions |
JP2005183770A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波用半導体装置 |
TW200618283A (en) * | 2004-06-24 | 2006-06-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | High frequency transistor layout for low source drain capacitance |
US20070075364A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Analog Power Intellectual Properties Limited | Power MOSFETs and methods of making same |
JP5106041B2 (ja) | 2007-10-26 | 2012-12-26 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP5222548B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2013-06-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
TWI470824B (zh) * | 2009-04-09 | 2015-01-21 | Huga Optotech Inc | 電極結構及其發光元件 |
US8314462B2 (en) * | 2009-07-28 | 2012-11-20 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including electrodes with integrated resistances |
JP5580230B2 (ja) | 2011-02-28 | 2014-08-27 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
US20140027778A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | International Rectifier Corporation | Robust Fused Transistor |
DE102012019782A1 (de) * | 2012-10-09 | 2014-04-10 | Infineon Technologies Ag | Elektrisches Kontakt-Pad |
US9960127B2 (en) | 2016-05-18 | 2018-05-01 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | High-power amplifier package |
US10134658B2 (en) * | 2016-08-10 | 2018-11-20 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | High power transistors |
CN108630677B (zh) * | 2017-03-17 | 2022-03-08 | 智瑞佳(苏州)半导体科技有限公司 | 一种功率器件版图结构及制作方法 |
US10381447B2 (en) | 2017-12-13 | 2019-08-13 | Nxp B.V. | Field effect transistor and method of making |
US10600746B2 (en) * | 2018-07-19 | 2020-03-24 | Cree, Inc. | Radio frequency transistor amplifiers and other multi-cell transistors having gaps and/or isolation structures between groups of unit cell transistors |
CN114097080B (zh) * | 2021-07-01 | 2023-12-22 | 英诺赛科(苏州)科技有限公司 | 氮化物基多通道开关半导体器件和其制造方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896475A (en) * | 1972-01-28 | 1975-07-22 | Philips Corp | Semiconductor device comprising resistance region having portions lateral to conductors |
JPS5444881A (en) | 1977-09-16 | 1979-04-09 | Nec Corp | Electrode wiring structure of integrated circuit |
US4656496A (en) * | 1985-02-04 | 1987-04-07 | National Semiconductor Corporation | Power transistor emitter ballasting |
JPS63127575A (ja) | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Nec Corp | 多セル型マイクロ波電界効果トランジスタ |
FR2625052A1 (fr) * | 1987-12-18 | 1989-06-23 | Labo Electronique Physique | Circuit hyperfrequences comprenant au moins un transistor a effet de champ charge |
US5023189A (en) * | 1990-05-04 | 1991-06-11 | Microwave Modules & Devices, Inc. | Method of thermal balancing RF power transistor array |
JP2550248B2 (ja) * | 1991-10-14 | 1996-11-06 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
US5387813A (en) * | 1992-09-25 | 1995-02-07 | National Semiconductor Corporation | Transistors with emitters having at least three sides |
JPH07111271A (ja) | 1993-10-08 | 1995-04-25 | Nec Corp | 高出力電界効果トランジスタ |
JP2669392B2 (ja) | 1995-03-10 | 1997-10-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置およびその実装構造 |
JP3481813B2 (ja) | 1997-02-28 | 2003-12-22 | Nec化合物デバイス株式会社 | 半導体装置 |
US6023086A (en) * | 1997-09-02 | 2000-02-08 | Motorola, Inc. | Semiconductor transistor with stabilizing gate electrode |
US6169309B1 (en) * | 1997-09-30 | 2001-01-02 | Texas Instruments Incorporated | High breakdown-voltage transistor with transient protection |
US5982000A (en) * | 1998-04-03 | 1999-11-09 | Ericsson Inc. | Resistive interconnect of transistor cells |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP01175899A patent/JP3269475B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-12 US US09/249,579 patent/US6346728B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-15 EP EP99102990A patent/EP0936669A1/en not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-10-11 US US09/973,717 patent/US6566185B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170651A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sony Corp | 半導体集積回路およびその電源制御方法 |
JP4535134B2 (ja) * | 2008-01-16 | 2010-09-01 | ソニー株式会社 | 半導体集積回路およびその電源制御方法 |
US7956677B2 (en) | 2008-01-16 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Semiconductor integrated circuit and power-supply control method |
USRE45614E1 (en) | 2008-01-16 | 2015-07-14 | Sony Corporation | Semiconductor integrated circuit and power-supply control method |
USRE46997E1 (en) | 2008-01-16 | 2018-08-14 | Sony Corporation | Semiconductor integrated circuit and power-supply control method |
USRE49662E1 (en) | 2008-01-16 | 2023-09-19 | Sony Group Corporation | Semiconductor integrated circuit and power-supply control method |
JP2010080815A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US11575037B2 (en) | 2016-03-17 | 2023-02-07 | Wolfspeed, Inc. | Bypassed gate transistors having improved stability |
CN110582846A (zh) * | 2017-05-05 | 2019-12-17 | 克里公司 | 具有旁路栅极晶体管的高功率mmic器件 |
JP2022002308A (ja) * | 2017-05-05 | 2022-01-06 | クリー インコーポレイテッドCree Inc. | バイパス・ゲート式トランジスタを備える高出力mmicデバイス |
CN110582846B (zh) * | 2017-05-05 | 2023-05-12 | 克里公司 | 具有旁路栅极晶体管的高功率mmic器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020037618A1 (en) | 2002-03-28 |
US6346728B1 (en) | 2002-02-12 |
EP0936669A1 (en) | 1999-08-18 |
JP3269475B2 (ja) | 2002-03-25 |
US6566185B2 (en) | 2003-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3269475B2 (ja) | 半導体装置 | |
US7928517B2 (en) | High frequency transistor layout for low source drain capacitance | |
US6900482B2 (en) | Semiconductor device having divided active regions with comb-teeth electrodes thereon | |
US7183612B2 (en) | Semiconductor device having an electrostatic discharge protecting element | |
JP2001094094A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
KR20090036831A (ko) | 멀티 핑거 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
JP2008211215A (ja) | マルチフィンガートランジスタ | |
JP2003197754A (ja) | 高周波半導体装置 | |
KR100398164B1 (ko) | 절연게이트반도체장치 | |
JP2006049846A (ja) | 半導体装置 | |
JP3129223B2 (ja) | 半導体装置 | |
KR100292904B1 (ko) | 반도체장치 | |
EP1420450A2 (en) | Semiconductor differential circuit with transistors having a virtual ground | |
US7102197B2 (en) | Semiconductor device including first and second transistor groups and semiconductor integrated circuit device | |
US7595245B2 (en) | Semiconductor device having a gate electrode material feature located adjacent a gate width side of its gate electrode and a method of manufacture therefor | |
JPH04241452A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
KR101834121B1 (ko) | 다층 구조물들을 위한 레벨간 접속 | |
US20240096890A1 (en) | Semiconductor device | |
US11699700B2 (en) | Integrated circuit device including metal-oxide semiconductor transistors | |
TWI841994B (zh) | 半導體測試結構及其形成方法 | |
JPH04130653A (ja) | 樹脂封止型半導体装置 | |
TW518697B (en) | Production-method of field-effect-transistors in integrated semiconductor-circuits and an integrated semiconductor-circuit produced with such a field-effect-transistor | |
JPH065636A (ja) | マイクロ波半導体装置 | |
JP2002314069A (ja) | 半導体装置 | |
JPH09237882A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080118 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090118 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140118 Year of fee payment: 12 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |