[發明專利]場效應晶體管

有效

• 申請號: 201780094262.0
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN111052322B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 渡邊伸介
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/338;H01L29/78;H01L29/812
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

本發明涉及的場效應晶體管具有：半導體基板；多個漏極電極，它們設置于半導體基板的第一面，在第一方向延伸；多個源極電極，它們與多個漏極電極彼此交替地排列；多個柵極電極，它們各自設置于多個源極電極和多個漏極電極之間；輸入端子，其與多個柵極電極連接；輸出端子，其與多個漏極電極連接；以及多個金屬層，它們在半導體基板與第一面分離地設置，在與第一方向交叉的第二方向延伸，多個金屬層包含第一金屬層和第二金屬層，該第二金屬層比第一金屬層長，從與第一面垂直的方向觀察，相比于第一金屬層，第二金屬層與更多的漏極電極交叉，多個漏極電極中越是從輸入端子至輸出端子為止的線路長度短的漏極電極則在其正下方設置越多的金屬層。

技術領域

本發明涉及場效應晶體管。

背景技術

在專利文獻1中公開了在基板的表面具有漏極電極、源極電極及柵極電極的場效應晶體管。漏極電極、源極電極及柵極電極排列于一個方向。在基板的背面側設置在漏極電極、源極電極及柵極電極的排列方向延伸的帶狀的金屬層。通過在基板的背面側設置金屬層，在有源區域之下使基板變薄，由此期待散熱性的提高。并且，能夠對場效應晶體管的機械強度的降低進行抑制。

專利文獻1：日本特開平4-116836號公報

發明內容

在高頻用FET(Field?Effect?Transistor)的情況下，有時通過多個指部進行放大動作，在輸出端子處對多個指部各自輸出的多個高頻信號進行合成。在該情況下，為了以高功率附加效率得到大功率的高頻信號，需要均勻地進行各指部的放大動作。如果多個高頻信號的相位不同，則無法適當地進行合成，有可能產生輸出功率及效率的降低。

但是，從輸入端子至指部為止的電長度及從指部至輸出端子為止的電長度根據各指部而不同。因此，難以以相同相位對多個高頻信號進行合成，性能有可能大幅降低。作為對性能的降低進行抑制的對策，考慮將用于在FET的中央部和周邊部使電長度相等的匹配電路附加于各指部。但是，將匹配電路附加于各指部有可能使FET的尺寸大幅地增加。

這里，通常在慢波傳送線路中，電長度依賴于信號線路正下方的金屬層的數量或信號線路與金屬層之間的距離而變化。在專利文獻1中，如果在電極的正下方形成多個金屬層，則會得到與慢波傳送線路相同的構造。因此，在專利文獻1所示的場效應晶體管的情況下，有可能由于電極正下方的金屬層而使各指部的電長度產生變化。

但是，在專利文獻1的構造中，電極正下方的金屬層的數量在所有的指部處是相同的。因此，由于金屬層而使各指部的電長度同樣地變化，得不到使電長度相等的效果。另外，如果各電極的電長度變長，則指部延伸方向的電位差變大，特性變得容易降低。并且，如果各電極的電長度變長，則在FET內部引起諧振，容易產生振蕩。另外，在專利文獻1的構造中，由于使金屬層接近漏極電極及柵極電極，從而不必要的寄生電容增加，特性有可能降低。

如上所述，除了在使用了導熱系數低的基板時能夠提高散熱性這一點之外，單純地將慢波傳送線路的構造應用于FET這一做法的缺點大。特別地，在使用了導熱系數高的碳化硅或氮化鎵作為基板的情況下，由散熱性提高帶來的優點也會變小。

本發明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于得到高效率的場效應晶體管。