JPS62111474A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS62111474A
JPS62111474A JP25076685A JP25076685A JPS62111474A JP S62111474 A JPS62111474 A JP S62111474A JP 25076685 A JP25076685 A JP 25076685A JP 25076685 A JP25076685 A JP 25076685A JP S62111474 A JPS62111474 A JP S62111474A
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JP
Japan
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type semiconductor
substrate
ground potential
semiconductor region
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP25076685A
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English (en)
Inventor
Yasushi Hatta
八田 康
Chiyoshi Kamata
千代士 鎌田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62111474A publication Critical patent/JPS62111474A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、半導体集積回路装置に関するものであり、特
に、化合物半導体を用いた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。
[背景技術] 化合物半導体基板、例えばガリウム砒素(GaAs)基
板を用いた半導体集積回路装置では、 M記基板の抵抗
値が極めて大きいため、基板に回路の接地電位を印加す
ることは不要と考えられる。
しかし、基板をパッケージに接着する際、あるいはワイ
ヤボンディングする際等に基板に静電気が発生する。こ
の静電エネルギー、すなわち電荷が基板中に蓄積されて
いると、半導体素子の特性が変化してしまう。このため
、半絶縁性のGaAs基板であっても、その基板を電気
的に回路の接地電位に固定しておくことが好ましい。こ
れには、GaAs基板を銀(Ag)等の導電性ペースト
でパッケージに接着して、前記基板の裏面から接地電位
に固定することが考えられる。
本発明者は、GaAs基板等の半絶縁性基板を裏面から
電気的に固定したのでは、基板の抵抗が極めて高いため
、基板の表面に構成しである半導体素子の近辺の電位を
電気的に回路の接地電位又はこれに近い値とし、前記静
電気の影響を排除することができないことを見出した。
なお、G a A s基板の実装については、例えば1
984年ガリウム砒素アイシーシンポジウム(GaAs
  ICSympos ium)においてギガビットロ
ジック社より発表された例(テクニカルダイジェストp
68〜69参照)がある。
[発明の目的コ 本発明の目的は、半導体素子の電気的特性の向」二を図
る技術を提供することにある。
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。
[J!明の概要] 本願において開示される発明のうち1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。
すなわち、化合物半導体基板の半導体素子が設けてある
主面からその化合物半導体基板に回路の接地電位を印加
して化合物半導体基板主面上の半導体素子の近辺の電位
を回路の接地電位に固定する。
以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
[実施例!] 第1図はチップの平面図、第2図はチップの平面の一部
の拡大した平面図、第3図はチップの断面の一部を示し
た断面図である。
第1図において、1はガリウム(Ga)とヒ素(As)
との化合物からなる半導体基板であり。
10r′〜107Ω・cm以上の高い抵抗値(半絶縁性
)を有している。すなわち、結晶中の種々の不純物、固
有欠陥またはそれらの複合体等によって3.8X1.0
’ Ω・Cmの抵抗値が小さくされたものを、例えば不
純物の補償(深い準位を形成する不純物をドープする)
によって、再び前記高抵抗としたものである。
基板1の周辺に複数のポンディングパッド2を配置して
いる。基板lの一主面(主表面)上に、回路の接地電位
Vs s、例えばO[V]を印加するためのn°型半導
体領域3A、3Bを略等間隔ごとに、縦横に複数延在し
て設けている。このn゛型半導体領域3A、3Bは、第
1図における横方向に延在しているn゛型半導体領域3
Aと、縦方向に延在しているn゛型半導体領域3Bとが
、一体に形成されてなるものである。なお、第1図には
図示していないが(第3図参照)、本実施例では、前記
n゛型半導体領域3A及び3Bの上面に、下から金(A
u)とゲルマニウム(Ge)との混晶層。
ニッケル(Ni)層、金層を積層した3層構造の導電層
7を被着して設けている。前記n°型半導体領域3Aと
、n゛型半導体領域3Bとで囲まれた領域は、MESF
ET (Metal  Sem1c。
nductor  FET)等の半導体素子が設けられ
ている素子領域である。したがって、前記回路の接地電
位を印加するためのn゛型半導体領域3A及び3Bは、
基板1表面の半導体素子の間を延在している。また、横
方向に延在しているn1型半導体領域3A及び縦方向に
延在しているn゛型半導体領域3Bのうちの少なくとも
1つは1回路の接地電位Vssを印加するためのポンデ
ィングパッド2Aに電気的に接続している。このポンデ
ィングパッド2Aに接続しているn゛型半導体領域3A
又は3Bは、後述するように、ポンディングパッド2A
の下にまで延在している。ポンディングパッド2に接続
していないn゛型半導体領域3A及び3Bは、ポンディ
ングパッド2の下にまて延在して設けていない。しかし
、ポンディングパッド2に接続していないn゛型半導体
領域3A、3Bであっても、人出力バッファ、デコーダ
等の周辺回路を構成している複数のMESFETの間ま
では延在している。
第2図及び第3図に示すように、n゛型半導体領域3Δ
、3Bによって囲まれている領域には、ソ−ス、ドレイ
ン領域であるn゛型半導体領域4、チャネル領域である
n型半導体領域5.ゲート電極6とで構成したMESF
ETが設けてある。ゲート電極6は、T i、W、Ta
lMo等の高融点金属のシリサイド層からなっている。
なお、第2図にはチャネル領域であるn型半導体領域5
を図示していない、MESFETとn0型半導体領域3
A、3Bとの間隔は、半導体領域3A、3Bと電源(ド
レイン)電位V。o  (2〜5V)が印加されるドレ
ン領域であるn゛型半導体領域4との間のブレークダウ
ン(導通)を防止するため、3〜10μmP1度にして
いる。また、n゛型半導体領域3A及び3Bから最つど
も遠い所にあるMESFETは、それら半導体領域3A
、3Bによって囲まれている領域の中央部にあるMES
FETであるが。
この最つども遠いMESFETまでの距離を基板1の厚
さ以下にすることが望ましい。これによって、全てのM
ESFETの電気的特性の向上を図ることができる。し
たがって、特に限定する必要はないが1本実施例では、
n4型半導体領域3A相互聞及びn°型半導体領域3B
相互間の距離を基板1の厚さの2倍以下にしている。ま
た、n°型半導体領域3A、3Bの幅は、2〜3μm程
度にしている。
第2図及び第3図に示すように、n゛型半導体領域3A
、3Bの上面には、下からAuとGeとの混晶層、Ni
層、Au層を積層して構成した導電層7を被着して設け
ている。この導電M7のパターンは、n0型半導体領域
3A、3Bと同様である。
すなわち、導電層7は、n゛型半導体領域3A及び3B
の上をそれらn゛型半導体領域3A及び3Bと同一方向
に延在している。なお、本実施例は、n゛型半導体領域
3A及び3Bのシート抵抗の低減を図るために前記導電
層7を設けたが、導電層7は必ずしも設けなくともよい
前記のように、複数のMESFETの間を延在するn4
型半導体領域3A及び3Bを設け、このn゛型半導体領
域3A及び3Bを通して基板1に回路の接地電位Vss
を印加することにより、基板1のMESFETの近辺を
回路の接地電位に固定することかできる。
MESFETのソース、ドレイン領域であるn゛型半導
体領域4の上面に、前記導電層7と同じ構成のffi極
8を被着して設けている。ソース領域であるn゛型半導
体領域4の上の電極8は、回路の接地電位Vssを印加
するためのn゛型半導体領域3A及び3Bの」二の導電
層7に上層配線である導電層9を通して電気的に接続し
ている。すなわち。
導電層7を回路の接地電位vssの配線として使用して
いる。また、導電層9はMESFET間を接続している
。導電層9はMo層の」二にAuJi5をPi層して構
成した2WJ膜からなる。また、第1図に示したポンデ
ィングパッド2は、第3図に示すように、MESFET
間を接続している導電層9と同層の上層の導電層からな
る。ポンディングパッド2は9例えばリンシリケートガ
ラス膜からなる絶縁膜11を選択的に除去して形成した
接続孔10を通して下層の導電層7に接続している。な
お、回路の接地電位を印加しているポンディングパッド
2Aの下にはn゛型半導体領域3Aが延在しできている
。h層の導t1!層9と下層の導電層7及び電極8とは
絶縁膜11によって!@踪されているが5所定部では接
続孔10を通して接続している。
絶縁膜11の全上面に例えばPSG膜の上に窒化シリコ
ン膜を積層して構成した保護膜12を設けている。この
保護膜12は、ポンディングパッド2及び2Aの上では
開口13L、ている。
なt;、前記のように、−h層の導電層9によってソー
ス領域であるn°型半導体領域4上の″”?!tt@8
を回路の接地電位Vssを印加している導電層7に接続
したが、前記導電層7をソース領域4の上まで延在して
ソース領域4に接続してもよい。すなオ〕ち、r1°型
半導体領域3A又は3Bと、MESFETのうちの回路
の接地電位Vssに接続される/< キM E S F
 E Tのソース領域4を導電層7によって直接接続し
てもよい。但し、MESFET間を接続する配線は、絶
縁膜11上を延在する配線。
すなわち上層の導電層9とする。
[実施例nコ 第4図は実施例■の半導体集積回路装置の基板1の断面
図である。
実施例■は基板1の表面全域にp−型半導体領域14を
設け、このP−型半導体領域14内にMESFET等の
半導体素子を設けることにより、前記半導体素子の特性
の向上を図ったものである。
第4図において、GaAs基板1の表面全域にP−型半
導体領域14を設けている。したがって、p−型半導体
領域14は、基板1のアクティブ領域だけでなく、ポン
ディングパッド2が設けてある周辺部にも設けてある。
すなわち、基板1の表面には非導電型の部分がなくなっ
ている。P−型半導体領域14の接合面までの深さは0
.5μm程度であり、MESFETのソース、ドレイン
領域であるn゛型半導体領域4の接合深さは0.3μm
程度である。すなわち、P−型半導体領域14をn゛型
半導体領域4より深くしている。P−型半導体領域14
は、これに回路の接地電位を印加することによってME
SFET等の半導体素子の電気的特性の向上を図るため
、導電性を有している。P−型半導体領域14にはポン
ディングパッド2Aがその下の導電層15を通して接続
される。導電層15は、下からAuとGeの混晶層、N
i層、Au層を積層して構成したものである。ポンディ
ングパッド2Aを通して回路の接地電位Vss、例えば
0 [V]をp−型半導体領域14に印加している。
しかし、MESFETに電g電位Vcc、例えば5 [
V]を給供するポンディングパッド2及びMESFET
の入出力信号の外部端子としてのポンディングパッド2
は、絶縁膜11によってp−型半導体領域14から絶縁
されている。また、ポンディングパッド2は、導電層9
と一体に形成され、MESFETのソース、ドレイン領
域である半導体領域4及びゲート′lt極6に接続して
いる。すなわち、P−型半導体領域14に電気的に接続
しているポンディングパッド2は、半導体集積回路装置
に回路の接地電位Vssを給供するためのポンディング
パッド2Aのみである。なお、ポンディングパッド2A
をp”型半導体領域14に電気的に接続する方法は、種
々変形可能である。
一方、MESFET等の半導体素子間の接続は、ポンデ
ィングパッド2A丁の導電層15、ソース、ドレイン領
域4上の電極8及びゲート電極6より上層の導電層9に
よって接続している。したがって、導電層9は、絶縁膜
11によってP−型半導体領域14から絶縁されている
本実施例のように、導電性を有するP−型半導体領域1
4を基板1の表面に設けることによって、MESFET
等の半導体素子の近辺が回路の接地電位Vssに固定さ
れる。したがって、ボンディング時あるいは基板lの機
械的な歪によって基板1中にIJ積・された静電気、さ
らにはアルファ線によって基板1中に発生した少数キャ
リアがMESFETのしきい値を変化させることがなく
なる。
なお、本実施域では、基板1の表面にP−型半導体領域
14を設けて半導体素子の電気的特性の向上を図ってい
るが、基板1自体、すなわち、基板1全体をP−型基板
1としてもよい。
[効果コ 本願によって開示された新規な技術によれば次の効果を
得ることができる。
(1)MESFET等の半導体素子間にn゛型半導体領
域を延在して設け、このn゛型半導体領域を通して基板
に回路の接地電位を印加することにより。
前記半導体素子の近辺が回路の接地電位に固定されるの
で、前記半導体素子の電気的変動を防止して特性の向上
を図ることができる。
(2)前記半導体素子間を延在しているn゛型半導体領
域の上面に金属配線を被着して設けたことにより、rl
’型半導体領域の抵抗値が低下するので。
回路の接地電位を給供するためのポンディングパッドと
6jf記n゛型半導体領域の接続部分から遠方の半導体
素子の近辺であっても良好に回路の接地電位に固定する
ことができる。
(3)基板表面の全域にP−型半導体領域を設け。
このP−型半導体領域内にMESFET等の半導体素子
を設けたことにより、半導体素子近辺が回路の接地電位
に固定されるばかりでなく、前記P−型半導体領域が基
板中の少数キャリア及び静電気のバリアあるいはシール
ドとなるので、半導体素子の電気的特性の向」二を図る
ことができる。
以上5本発明を実施例にもとす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形可能であることはい
うまでもない。
例えば、実施例Iでは、基板に回路の接地電位を印加す
るための半導体領域にn°型半導体領域を用いたが、p
゛型半導体領域をMESFET等の半導体素子間に延在
して設け、このP゛型半導体領域によって基板に回路の
接地電位を印加してもよい。
また、GaAs基板に限らず、他の化合物半導体からな
る半導体の基板であって、その電気的特性が半絶縁性(
比抵抗ρ>10’ Ω・cm)である基板を用いる場合
に、本発明は広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例Iのチップの平面図、 第2図は実施例■のチップの平面の一部を拡大した平面
図、 第3図は実施例Iのチップの断面図。 第4図は実施例Hのチップの断面図である21 ・基板
、2.2A・・・ポンディングパッド、3A。 3B、4,5.14・・・半導体領域、6・・・ゲーI
−電極、7.8.9.15・・・導′i1!層、11.
12・絶縁膜、1O113・・接続孔。 第  1   図 ・′     β 、/ 第2図 ’i  3A帽    、・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、化合物半導体基板の半導体素子が設けてある主面か
    らその化合物半導体基板に回路の接地電位を印加したこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置。 2、前記回路の接地電位は、化合物半導体基板の表面の
    複数の半導体素子の間に、接地電位印加用半導体領域を
    延在して設け、該半導体領域を通して前記化合物半導体
    基板に印加したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体集積回路装置。 3、前記回路の接地電位は、半導体素子を構成する半導
    体領域と反対導電型の半導体領域を化合物半導体基板表
    面の全面に設け、該半導体領域を通して化合物半導体基
    板に印加したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体集積回路装置。 4、前記半導体素子は、前記化合物半導体基板の全面に
    設けた前記接地電位印加用半導体領域の内に設けてある
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第3項記載
    の半導体集積回路装置。
JP25076685A 1985-11-11 1985-11-11 半導体集積回路装置 Pending JPS62111474A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62243359A (ja) * 1986-04-15 1987-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体装置
JPH02205362A (ja) * 1988-12-28 1990-08-15 American Teleph & Telegr Co <Att> GaAs集積回路およびその製造方法

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