[發明專利]化合物半導體裝置

無效

• 申請號: 02124890.7
• 申請日: 2002-06-24
• 公開（公告）號: CN1393933A
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 淺野哲郎;上川正博;平田耕一;榊原干人
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01L29/772
• 分類號: H01L29/772
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 楊梧,馬高平

技術領域

本發明涉及一種用于高頻設備的化合物半導體裝置，特別是涉及一種使芯片尺寸小型化，提高了高頻特性的化合物半導體裝置。

背景技術

隨著世界性的手機市場的擴大及面向數字衛星廣播接收機需求的高漲，高頻設備的需求急劇擴張。作為其元件，由于使用高頻波，采用鎵、砷(GaAs)的場效應晶體管(以下稱為FET)的情況增多，隨之推進了將所述開關電路自身集成化的單片微波集成電路(MMIC)和本機振蕩用FET的開發。

圖5表示一例用于本機振蕩的GaAsFET。

如圖5(A)所示，GaAsFET由溝道區域12、源極用接點電極42、漏極用接點電極43及柵極用接點電極44。

構道區域12是，在非摻雜GaAs基板上層積形成非摻雜緩沖外延生長層、N外延生長層，在表面上配置肖特基接觸的柵極，柵極的兩側配置與GaAs表面歐姆接觸的源極、漏極。該FET根據柵極的電位，在正下方的溝道區域內形成耗盡層，進而控制源極和漏極之間的漏極電流。

在該圖中以點劃線包圍的長方形的區域是形成于基板的溝道區域12。從右側延伸的梳齒狀的5根第三層接點金屬層30是源極，其下有以第一層電阻金屬層10形成的源極。另外從左側延伸的梳齒狀的4根第三層接點金屬層30是漏極，其下有以第一層電阻金屬層10形成的漏極。該兩電極配置為將梳齒互相咬合的形狀，其間以第二層柵格金屬層20形成的柵極17，在溝道區域12上配置為8根梳齒形狀。

源極接點電極42、漏極接點電極43及柵極接點電極44是第三層配線，是進行接點形成的接點金屬層(Ti/Pt/Au)30。第二層配線是在FET的柵極形成時同時形成的柵格金屬層(Ti/Al)20，在源極接點電極42及漏極接點電極43正下方也作為緩沖材料設置。另外，該柵格金屬層20可以延伸，在柵極接點電極44正下方也作為緩沖材料設置。源極及漏極是與基板形成電阻接觸的第一層電阻金屬層(AuGe/Ni/Au)，與接點金屬層30重疊。

柵極接點電極44及漏極接點電極43為防止高頻信號互相泄漏而衰減，相互間隔，一個個設置形成被源極接點電極42截斷的形狀。即，將各個接點電極在半導體芯片上配置為L形，沿溝道區域12的兩個邊配置。源極接點電極42配置在半導體芯片的角部。

各接點電極上分別如虛線圓所示，固定著聯接導線60(參照圖5(B))。聯接導線在源極接點電極42固定2根，在漏極及柵極接點電極43、44分別固定1根。各接點電極的大小，只要是有能固定60μm球徑的聯接導線所必需的最小程度的大小即可。源極接點電極42，為減小電阻及電感分量，固定著2根聯接導線，但是由于設置在角部，聯接導線壓接時能確保充分的面積。

在圖6表示圖5的C-C線(圖6(A))、D-D線(圖6(B))、E-E線(圖6(C))的斷面圖。

圖6(A)表示漏極接點電極43的斷面圖。由于GaAs基板既硬且脆，作為緩沖材料在基板上設置柵格金屬層20。將設置在其上的氮化膜25的一部分開口，設置以實線表示的第三層接點金屬層(Ti/Pt/Au)30。而且在接點金屬層30上熱壓聯接導線。另外，源極接點電極42部分也是同樣的結構。

在圖6(B)表示柵極接點電極44斷面圖。將形成FET的柵極時同時形成的柵格金屬層20延伸，其上設置第三層接點金屬層(Ti/Pt/Au)30，形成柵極接點電極44。其上熱壓聯接導線。

圖6(C)表示交叉部的斷面圖。在接點金屬層30中，柵極(柵格金屬層20)及源極(接點金屬層30)在溝道區域12外通過氮化膜交叉，與柵極接點電極44及源極接點電極42接觸。該交叉部的面積約400μm²。

在本機振蕩用FET、開關IC中，由于接點面積大，所以，芯片尺寸由接點數量決定的部分就非常大，這是實情。例如本發明的本機振蕩用FET的情況，如果是接點中心-接點中心間距離為80μm，接點尺寸為60μm見方，接點端部-分塊條(ストリ一ト)區域端部間距為10μm，分塊條寬為50μm的標準，那么，芯片尺寸成為0.27×0.27mm²。這時就形成FET本身配置在接點與接點的間隙的感覺，接點數量、接點配置方案如此直接地決定芯片尺寸。

由圖5可知，柵極及漏極接點電極44、43各自為1個即可，為防止各自的信號泄漏利用源極接點電極42截斷，在芯片內，配置在遠隔的對角線上。只要有充分的固定聯接導線60的面積就可以了，所以，源極及柵極在溝道區域以外進行交叉，芯片尺寸可大幅度縮小。