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JP2010278280A - High frequency semiconductor device - Google Patents

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JP2010278280A
JP2010278280A JP2009129897A JP2009129897A JP2010278280A JP 2010278280 A JP2010278280 A JP 2010278280A JP 2009129897 A JP2009129897 A JP 2009129897A JP 2009129897 A JP2009129897 A JP 2009129897A JP 2010278280 A JP2010278280 A JP 2010278280A
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semiconductor device
resistor
frequency semiconductor
electrode
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JP2009129897A
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Takuji Yamamura
拓嗣 山村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251Source or drain electrodes for field-effect devices
    • H10D64/257Source or drain electrodes for field-effect devices for lateral devices wherein the source or drain electrodes are characterised by top-view geometrical layouts, e.g. interdigitated, semi-circular, annular or L-shaped electrodes
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency semiconductor device which, for an arbitrary operating frequency, allows selective arrangement of resistances having the optimum resistance value between gate terminal electrodes and suppresses loop oscillation. <P>SOLUTION: The high-frequency semiconductor device includes: gate finger electrodes 24, source finger electrodes 20, and drain finger electrodes 22 each of which is arranged on a first surface of a substrate 10 and has a plurality of fingers; FET cells 40 each having a gate terminal electrode formed by bundling together the fingers of the gate finger electrode 24, a source terminal electrode formed by bundling together the fingers of the source finger electrode 20, and a drain terminal electrode formed by bundling together the fingers of the drain finger electrode 22; and resistors 30 each arranged between gate terminal electrodes. A plurality of distances between gate terminal electrodes of adjacent FET cells 40 can be selected depending on the determined position of the resistance 30. The gate terminal electrode has an electrode pattern that allows selection of a plurality of values for the resistor 30 without changing the pattern size thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波半導体装置に関し、特に、GaAs、GaNなど高周波動作に適した半導体材料を用いた高周波半導体装置において、任意の動作周波数に対して、ループ発振を抑制する高周波半導体装置を提供することにある。   The present invention relates to a high-frequency semiconductor device, and in particular, to a high-frequency semiconductor device using a semiconductor material suitable for high-frequency operation such as GaAs and GaN, which suppresses loop oscillation at an arbitrary operating frequency. It is in.

高利得の電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)では、高周波動作の際にループ発振や分周発振が生じる可能性がある。FETのループ発振や分周発振の存在は、FETの通常動作にとって致命的な悪影響を与える。このため、整合回路の調整により、FETのループ発振を抑制することは、一般的に行われている。   In a high-gain field effect transistor (FET), loop oscillation or frequency division oscillation may occur during high-frequency operation. The presence of FET loop oscillation and frequency division oscillation has a fatal adverse effect on the normal operation of the FET. For this reason, suppressing the loop oscillation of the FET by adjusting the matching circuit is generally performed.

一般に、ループ発振周波数が高くなるにつれて、このループは小さくなるため、高周波半導体装置を構成するFETセル間のループで発振が起こる。このループ発振を抑制するためには、高周波半導体装置をFETセル単位で電気的に分割する手法が有効である。   In general, as the loop oscillation frequency increases, this loop becomes smaller, and thus oscillation occurs in the loop between the FET cells constituting the high-frequency semiconductor device. In order to suppress this loop oscillation, it is effective to electrically divide the high-frequency semiconductor device in units of FET cells.

さらに、高周波動作時においては、FETセル間に生じる位相差が発振の原因となる。この位相差に基づく発振は、分割したFETセル間に適切な抵抗体を挿入することでFETセル間に生じる電位差を無くし、抑制することができる。   Further, during high frequency operation, a phase difference generated between the FET cells causes oscillation. Oscillation based on this phase difference can be suppressed by eliminating a potential difference generated between the FET cells by inserting an appropriate resistor between the divided FET cells.

従来の高周波半導体装置125は、例えば、図23に示すように、基板100上に形成され、基板100の第1表面に配置されたゲート端子電極G1〜G4、ソース端子電極S1〜S5およびドレイン端子電極D1〜D4とを備える。FETセル400間に生じる位相差に基づく発振を抑制するため、隣接するゲート端子電極G1とG2、G2とG3およびG3とG4間には、抵抗体300を挿入している。   For example, as shown in FIG. 23, the conventional high-frequency semiconductor device 125 is formed on a substrate 100, and gate terminal electrodes G <b> 1 to G <b> 4, source terminal electrodes S <b> 1 to S <b> 5 and drain terminals disposed on the first surface of the substrate 100. Electrodes D1 to D4 are provided. In order to suppress oscillation based on the phase difference generated between the FET cells 400, a resistor 300 is inserted between adjacent gate terminal electrodes G1 and G2, G2 and G3, and G3 and G4.

図23の例では、ソース端子電極S1〜S5において、基板100の裏面からヴィアホール(VIA:貫通孔)SC1〜SC5が形成されて、基板100の裏面には接地導体が形成されている。そして、回路素子を接地する場合、基板100を貫通するVIAホールSC1〜SC5を介して、基板100上に設けた回路素子と基板100の裏面に形成した接地導体とが電気的に接続される。   In the example of FIG. 23, via holes (VIA: through-holes) SC1 to SC5 are formed from the back surface of the substrate 100 in the source terminal electrodes S1 to S5, and a ground conductor is formed on the back surface of the substrate 100. When the circuit element is grounded, the circuit element provided on the substrate 100 and the ground conductor formed on the back surface of the substrate 100 are electrically connected via the VIA holes SC1 to SC5 penetrating the substrate 100.

各FETセル400は、複数のソースフィンガー電極200、複数のゲートフィンガー電極240、および複数のドレインフィンガー電極220からなるマルチフィンガー構造を備える。   Each FET cell 400 includes a multi-finger structure including a plurality of source finger electrodes 200, a plurality of gate finger electrodes 240, and a plurality of drain finger electrodes 220.

FETセル400間で生じる位相差は、例えば、各FETセル400の各ゲート端子電極G1〜G4から各ゲートフィンガー電極240までの電気長の差で生じ、FETセル400と整合回路のレイアウト、動作周波数、発振モードなどにより決まる。これはFETセル400の隣接するゲート端子電極G1とG2、G2とG3およびG3とG4間に挿入すべき抵抗体300の適切な抵抗値が動作周波数毎に変化するということを意味する。   The phase difference generated between the FET cells 400 is caused by, for example, a difference in electrical length from each gate terminal electrode G1 to G4 of each FET cell 400 to each gate finger electrode 240, and the layout and operating frequency of the FET cell 400 and the matching circuit. It depends on the oscillation mode. This means that an appropriate resistance value of the resistor 300 to be inserted between the adjacent gate terminal electrodes G1 and G2, G2 and G3, and G3 and G4 of the FET cell 400 changes for each operating frequency.

従来、FETセル間の抵抗は、半導体基板や金属薄膜で形成され、パターンサイズによって抵抗値を変更するという手法が用いられている。特に、特許文献1においては、FETセルのドレイン電極間に配置する抵抗体の抵抗値を、半導体基板のパターンサイズによって変更するという手法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, the resistance between FET cells is formed of a semiconductor substrate or a metal thin film, and a method of changing the resistance value according to the pattern size is used. In particular, Patent Document 1 discloses a technique in which the resistance value of a resistor disposed between the drain electrodes of an FET cell is changed according to the pattern size of the semiconductor substrate (see, for example, Patent Document 1).

このため、抵抗値を変更するためには、抵抗体のパターンサイズ、隣接するゲート端子電極間の距離、抵抗体を構成する半導体基板のシート抵抗、抵抗体を構成する金属薄膜の膜厚などを変更する必要があった。   Therefore, in order to change the resistance value, the pattern size of the resistor, the distance between adjacent gate terminal electrodes, the sheet resistance of the semiconductor substrate constituting the resistor, the film thickness of the metal thin film constituting the resistor, etc. There was a need to change.

しかるに、抵抗体を構成する半導体基板のシート抵抗、抵抗体を構成する金属薄膜の膜厚などを変更する手法では、抵抗体の抵抗値の大きな変更は不可能である。   However, the method of changing the sheet resistance of the semiconductor substrate that constitutes the resistor, the film thickness of the metal thin film that constitutes the resistor, and the like cannot greatly change the resistance value of the resistor.

また、抵抗体のパターンサイズの変更には、新規に露光用マスクを作成する必要があるため、多大なコストがかかる。   In addition, changing the pattern size of the resistor requires a great deal of cost because it is necessary to create a new exposure mask.

また、動作周波数の異なる高周波半導体装置毎に抵抗体のパターンサイズの変更を行うことは、かかるコストが大きくなり問題となる。   In addition, changing the pattern size of the resistor for each high-frequency semiconductor device having a different operating frequency increases the cost and becomes a problem.

特許第2735403号公報(第2頁、第3図)Japanese Patent No. 2735403 (2nd page, FIG. 3)

本発明の目的は、任意の動作周波数に対して、最適な抵抗値を有する抵抗体をゲート端子電極間、および/若しくはドレイン端子電極間に、パターンサイズの変更なしに、選択配置可能であり、ループ発振、分周発振を抑制する高周波半導体装置を提供することにある。   The object of the present invention is that a resistor having an optimum resistance value can be selectively arranged between the gate terminal electrodes and / or between the drain terminal electrodes for any operating frequency without changing the pattern size. An object of the present invention is to provide a high-frequency semiconductor device that suppresses loop oscillation and frequency division oscillation.

上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板の第1表面に配置され,それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極、ソースフィンガー電極およびドレインフィンガー電極と、前記基板の第1表面に配置され,前記ゲートフィンガー電極、前記ソースフィンガー電極および前記ドレインフィンガー電極ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成したゲート端子電極、ソース端子電極およびドレイン端子電極とを有するFETセルと、隣り合う前記FETセルの前記ゲート端子電極間に配置された抵抗体とを備え、隣り合う前記FETセルの前記ゲート端子電極間の距離は、前記抵抗体を配置する位置によって複数選択可能である高周波半導体装置が提供される。   According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a substrate, a gate finger electrode, a source finger electrode and a drain finger electrode which are disposed on a first surface of the substrate and each have a plurality of fingers, and the substrate An FET cell having a gate terminal electrode, a source terminal electrode and a drain terminal electrode formed by bundling a plurality of fingers for each of the gate finger electrode, the source finger electrode and the drain finger electrode, A resistor disposed between the gate terminal electrodes of the adjacent FET cells, and a plurality of distances between the gate terminal electrodes of the adjacent FET cells can be selected depending on a position where the resistor is disposed. A high frequency semiconductor device is provided.

本発明によれば、任意の動作周波数に対して、最適な抵抗値を有する抵抗体をゲート端子電極間、および/若しくはドレイン端子電極間に、パターンサイズの変更なしに、選択配置可能であり、ループ発振、分周発振を抑制する高周波半導体装置を提供することができる。   According to the present invention, a resistor having an optimum resistance value can be selectively arranged between the gate terminal electrodes and / or between the drain terminal electrodes without changing the pattern size with respect to an arbitrary operating frequency. A high-frequency semiconductor device that suppresses loop oscillation and frequency division oscillation can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成図。1 is a schematic plane pattern configuration diagram of a high-frequency semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1に対応する本発明の第1の実施の形態に係る高周波半導体装置の模式的回路構成図。The typical circuit block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention corresponding to FIG. 図1のI−I線に沿う模式的断面構成図(抵抗体の構成例1)。The typical cross-section block diagram which follows the II line | wire of FIG. 1 (the example 1 of a structure of a resistor). 図1のI−I線に沿う模式的断面構成図(抵抗体の構成例2)。The typical cross-section block diagram which follows the II line | wire of FIG. 1 (example 2 of a structure of a resistor). 図1のI−I線に沿う模式的断面構成図(抵抗体の構成例3)。The typical cross-section block diagram which follows the II line | wire of FIG. 1 (the example 3 of a structure of a resistor). 図1のII−II線に沿う模式的断面構成図(FETセルの構造例1)。FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along line II-II in FIG. 1 (FET cell structure example 1). 図1のII−II線に沿う模式的断面構成図(FETセルの構造例2)。FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along the line II-II in FIG. 1 (structure example 2 of an FET cell). 図1のII−II線に沿う模式的断面構成図(FETセルの構造例3)。FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along the line II-II in FIG. 1 (structure example 3 of an FET cell). 図1のII−II線に沿う模式的断面構成図(FETセルの構造例4)。FIG. 2 is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along line II-II in FIG. 1 (structure example 4 of an FET cell). 本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 1 of the 1st Embodiment of this invention. (a)本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) A schematic plane pattern configuration diagram of a gate terminal electrode and a resistor portion of a high-frequency semiconductor device according to Modification 2 of the first embodiment of the present invention, (b) of the first embodiment of the present invention. The typical plane pattern block diagram of the gate terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 3. FIG. (a)本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第1の実施の形態の変形例5に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) A schematic plane pattern configuration diagram of a gate terminal electrode and a resistor portion of a high-frequency semiconductor device according to Modification 4 of the first embodiment of the present invention, (b) of the first embodiment of the present invention. The typical plane pattern block diagram of the gate terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 5. FIG. (a)本発明の第1の実施の形態の変形例6に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第1の実施の形態の変形例7に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the gate terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 6 of the 1st Embodiment of this invention, (b) Of the 1st Embodiment of this invention The typical plane pattern block diagram of the gate terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 7. FIG. (a)本発明の第1の実施の形態の変形例8に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第1の実施の形態の変形例9に係る高周波半導体装置のゲート端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the gate terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 8 of the 1st Embodiment of this invention, (b) Of the 1st Embodiment of this invention The typical plane pattern block diagram of the gate terminal electrode of a high frequency semiconductor device which concerns on the modification 9, and a resistor part. 本発明の第2の実施の形態に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図15に対応する本発明の第2の実施の形態に係る高周波半導体装置の模式的回路構成図。The schematic circuit block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention corresponding to FIG. 本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置の模式的回路構成図。The typical circuit block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 1 of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の変形例2に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 2 of the 2nd Embodiment of this invention. (a)本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第2の実施の形態の変形例4に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 3 of the 2nd Embodiment of this invention, (b) Of the 2nd Embodiment of this invention The typical plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 4. FIG. (a)本発明の第2の実施の形態の変形例5に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第2の実施の形態の変形例6に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 5 of the 2nd Embodiment of this invention, (b) Of the 2nd Embodiment of this invention The typical plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 6. FIG. (a)本発明の第2の実施の形態の変形例7に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第2の実施の形態の変形例8に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 7 of the 2nd Embodiment of this invention, (b) Of the 2nd Embodiment of this invention The typical plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 8. FIG. (a)本発明の第2の実施の形態の変形例9に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図、(b)本発明の第2の実施の形態の変形例10に係る高周波半導体装置のドレイン端子電極および抵抗体部分の模式的平面パターン構成図。(A) Schematic plane pattern block diagram of the drain terminal electrode and resistor part of the high frequency semiconductor device which concerns on the modification 9 of the 2nd Embodiment of this invention, (b) Of the 2nd Embodiment of this invention FIG. 16 is a schematic plan pattern configuration diagram of a drain terminal electrode and a resistor portion of a high-frequency semiconductor device according to Modification 10; 従来例に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the high frequency semiconductor device which concerns on a prior art example.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下において、同じブロックまたは要素には同じ符号を付して説明の重複を避け、説明を簡略にする。図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same reference numerals are assigned to the same blocks or elements to avoid duplication of explanation and simplify the explanation. It should be noted that the drawings are schematic and different from the actual ones. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   The following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention. In the embodiments of the present invention, the arrangement of each component is as follows. Not specific. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.

[第1の実施の形態]
(高周波半導体装置)
本発明の第1の実施の形態に係る高周波半導体装置の模式的平面パターン構成は、図1に示すように表される。図1に対応する模式的回路構成は、図2に示すように表される。
[First embodiment]
(High-frequency semiconductor device)
A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor device according to the first embodiment of the present invention is expressed as shown in FIG. A schematic circuit configuration corresponding to FIG. 1 is expressed as shown in FIG.

第1の実施の形態に係る高周波半導体装置25において、FETセル40は、基板10と、基板10の第1表面に配置され,それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極24、ソースフィンガー電極20およびドレインフィンガー電極22と、基板10の第1表面に配置され,ゲートフィンガー電極24、ソースフィンガー電極20およびドレインフィンガー電極22ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成したゲート端子電極G1〜G4、ソース端子電極S1〜S5およびドレイン端子電極D1〜D4とを有する。   In the high-frequency semiconductor device 25 according to the first embodiment, the FET cell 40 is disposed on the substrate 10 and the first surface of the substrate 10, each having a plurality of fingers, a gate finger electrode 24, a source finger electrode 20, and a drain. A finger terminal 22 and gate terminal electrodes G1 to G4 disposed on the first surface of the substrate 10 and formed by bundling a plurality of fingers for each of the gate finger electrode 24, the source finger electrode 20 and the drain finger electrode 22, and a source terminal electrode S1 to S5 and drain terminal electrodes D1 to D4.

FETセル40において、複数のゲートフィンガー電極24は、ゲートバスライン24aに接続され、ゲートバスライン24aは、ゲートバスライン24bを介して、ゲート端子電極G1〜G4に接続されている。   In the FET cell 40, the plurality of gate finger electrodes 24 are connected to the gate bus line 24a, and the gate bus line 24a is connected to the gate terminal electrodes G1 to G4 via the gate bus line 24b.

隣り合うFETセル40のゲート端子電極G1〜G4間には、抵抗体30が配置されている。隣り合うFETセル40のゲート端子電極G1〜G4間の距離は、抵抗体30を配置する位置によって複数選択可能である。   A resistor 30 is disposed between the gate terminal electrodes G1 to G4 of the adjacent FET cells 40. A plurality of distances between the gate terminal electrodes G <b> 1 to G <b> 4 of the adjacent FET cells 40 can be selected depending on the position where the resistor 30 is disposed.

また、ゲート端子電極G1〜G4は、抵抗体30のパターンサイズが複数選択可能となる電極パターン形状を有する。すなわち、図1では、ゲート端子電極G1〜G4は、逆台形型形状を有する例が開示されており、隣接するゲート端子電極G1〜G4間では、側辺部間の距離が、台形の上底部および下底部で大きく異なる。このため、抵抗体30のパターニングの位置を適宜選択することによって、抵抗体30の値が、パターンサイズの変更無しに、複数選択可能となる。すなわち、図1において、隣接するゲート端子電極G1とG2、G2とG3およびG3とG4間の上下した位置に抵抗体30のパターニングを実施することで、抵抗体30のパターンサイズを変更すること無しに、抵抗値を変更することができる。   Further, the gate terminal electrodes G1 to G4 have an electrode pattern shape in which a plurality of pattern sizes of the resistor 30 can be selected. That is, FIG. 1 discloses an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have an inverted trapezoidal shape, and the distance between the side portions between the adjacent gate terminal electrodes G1 to G4 is an upper bottom portion of the trapezoid. And the bottom is very different. For this reason, by appropriately selecting the patterning position of the resistor 30, a plurality of values of the resistor 30 can be selected without changing the pattern size. That is, in FIG. 1, the pattern size of the resistor 30 is not changed by performing the patterning of the resistor 30 on the vertical positions between the adjacent gate terminal electrodes G1 and G2, G2 and G3, and G3 and G4. In addition, the resistance value can be changed.

第1の実施の形態に係る高周波半導体装置25においては、オッドモード、イーブンモードなどの各モードのループ発振、或いは動作周波数の分周発振を停止するために必要な抵抗体30の値を最適化することができる。しかも、高周波半導体装置25の動作周波数に応じて、必要な抵抗体30の値を最適化することができる。図2において、抵抗体30は、RGで表され、FETセル40を構成する各FETは、Q1〜Q4で表されており、ループ発振、或いは動作周波数の分周発振を隣接するゲート端子電極G1〜G4間に接続される抵抗RGによって、停止させることができる。   In the high-frequency semiconductor device 25 according to the first embodiment, the value of the resistor 30 necessary to stop the loop oscillation of each mode such as the odd mode and the even mode or the division oscillation of the operating frequency is optimized. can do. In addition, the required value of the resistor 30 can be optimized according to the operating frequency of the high-frequency semiconductor device 25. In FIG. 2, the resistor 30 is represented by RG, and the FETs constituting the FET cell 40 are represented by Q1 to Q4, and the gate terminal electrode G1 adjacent to the loop oscillation or the divided oscillation of the operating frequency is provided. It can be stopped by a resistor RG connected between .about.G4.

ここで、抵抗体30の値としては、動作周波数に応じて、数Ω〜数100Ω程度まで、適宜選択可能である。第1の実施の形態に係る高周波半導体装置25において、約8GHz〜14GHz程度の動作周波数に対して、抵抗体30の値は、例えば、50Ω〜100Ω程度である。   Here, the value of the resistor 30 can be appropriately selected from several Ω to several hundred Ω depending on the operating frequency. In the high-frequency semiconductor device 25 according to the first embodiment, the value of the resistor 30 is, for example, about 50Ω to 100Ω for an operating frequency of about 8 GHz to 14 GHz.

図1の構成例において、各部の寸法は、例えば、セル幅W1は約120μm、W2は約80μm、セル長W3は約100μm、W4は約120μmであり、ゲート幅は全体として100μm×6本×4セル=2.40mm程度である。   In the configuration example of FIG. 1, for example, the cell width W1 is about 120 μm, W2 is about 80 μm, the cell length W3 is about 100 μm, W4 is about 120 μm, and the gate width is 100 μm × 6 lines × 4 cells = 2.40 mm or so.

また、図1に示すように、第1の実施の形態に係る高周波半導体装置25において、ソース端子電極S1〜S5の下部に配置されたVIAホールSC1〜SC5と、基板10の第1表面と反対側の第2表面に配置され、ソース端子電極S1〜S5に対してVIAホールSC1〜SC5を介して接続された接地電極を備えていても良い。   As shown in FIG. 1, in the high-frequency semiconductor device 25 according to the first embodiment, the VIA holes SC1 to SC5 arranged below the source terminal electrodes S1 to S5 and the first surface of the substrate 10 are opposite to each other. A ground electrode disposed on the second surface on the side and connected to the source terminal electrodes S1 to S5 via the VIA holes SC1 to SC5 may be provided.

一方、ソース端子電極S1〜S5の下部にVIAホールSC1〜SC5を特に配置しない構造もある。この場合には、例えば、ソース端子電極S1〜S5に対して、接地電位を与えるために、基板10の側面に側面電極を配置して、ソース端子電極S1〜S5と基板10の第2表面に配置された接地導体とを接続する構成を採用しても良い。或いは、ソース端子電極S1〜S5に対して、ワイヤボンディングにより接地電位を与えることも可能である。   On the other hand, there is a structure in which the VIA holes SC1 to SC5 are not particularly arranged below the source terminal electrodes S1 to S5. In this case, for example, a side electrode is disposed on the side surface of the substrate 10 to provide a ground potential to the source terminal electrodes S1 to S5, and the source terminal electrodes S1 to S5 and the second surface of the substrate 10 are provided. You may employ | adopt the structure which connects the arrange | positioned grounding conductor. Alternatively, the ground potential can be applied to the source terminal electrodes S1 to S5 by wire bonding.

また、第1の実施の形態に係る高周波半導体装置において、基板10は、例えば、GaAs基板、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/AlGaNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板のいずれかで構成することができる。   In the high-frequency semiconductor device according to the first embodiment, the substrate 10 is, for example, a GaAs substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, a substrate in which a GaN epitaxial layer is formed on a SiC substrate, or GaN / AlGaN on a SiC substrate. The heterojunction epitaxial layer can be formed of any one of a substrate, a sapphire substrate, and a diamond substrate.

(抵抗体の構成)
(構成例1)
図1のI−I線に沿う模式的断面構成として、抵抗体30の構成例1は、図3に示すように、基板10上に直接配置された金属薄膜層36と、金属薄膜層36の両端に配置されたゲート端子電極G1およびG2を備える。基板10上に直接配置された金属薄膜層36の厚さとパターンサイズを調整することによって、所定の抵抗RGをゲート端子電極G1およびG2間に形成することができる。金属薄膜層36は、例えば、Al、Au、Pt、Ti、Mo、W、或いはこれらの多層膜によって形成することができる。基板10は、例えば半絶縁性のGaAs基板で形成することができる。ゲート端子電極G1およびG2は、例えばAlで形成することができる。
(Configuration of resistor)
(Configuration example 1)
As a schematic cross-sectional configuration taken along the line I-I in FIG. 1, the configuration example 1 of the resistor 30 includes a metal thin film layer 36 disposed directly on the substrate 10 and a metal thin film layer 36 as shown in FIG. 3. Gate terminal electrodes G1 and G2 are provided at both ends. A predetermined resistance RG can be formed between the gate terminal electrodes G1 and G2 by adjusting the thickness and pattern size of the metal thin film layer 36 disposed directly on the substrate 10. The metal thin film layer 36 can be formed of, for example, Al, Au, Pt, Ti, Mo, W, or a multilayer film thereof. The substrate 10 can be formed of, for example, a semi-insulating GaAs substrate. The gate terminal electrodes G1 and G2 can be made of, for example, Al.

尚、図3においては、ゲート端子電極G1とG2間に配置される抵抗体30の構造について説明したが、ゲート端子電極G2とG3間に配置される抵抗体30、ゲート端子電極G3とG4間に配置される抵抗体30などについても図3と同様に形成することができる。   In FIG. 3, the structure of the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G1 and G2 has been described. However, the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G2 and G3, and between the gate terminal electrodes G3 and G4. The resistor 30 and the like disposed on the substrate can be formed in the same manner as in FIG.

(構成例2)
図1のI−I線に沿う模式的断面構成として、抵抗体30の構成例2は、図4に示すように、基板10に対してイオン注入などによって形成された拡散層32と、拡散層32上に配置された絶縁層34と、絶縁層34をパターニングして拡散層32の両端部に配置されたゲート端子電極G1およびG2を備える。基板10に形成される拡散層32の深さとパターンサイズを調整することによって、所定の抵抗RGをゲート端子電極G1およびG2間に形成することができる。拡散層32は、例えば、B、Alなどのイオン注入によって形成することができる。基板10は、例えば半絶縁性のGaAs基板で形成することができる。ゲート端子電極G1およびG2は、例えばAlで形成することができる。絶縁層34は、例えば、化学的気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法によって形成した酸化膜、窒化膜などで形成することができる。
(Configuration example 2)
As a schematic cross-sectional configuration along the line II in FIG. 1, the configuration example 2 of the resistor 30 includes a diffusion layer 32 formed by ion implantation or the like on the substrate 10 and a diffusion layer as shown in FIG. Insulating layer 34 disposed on 32, and gate terminal electrodes G 1 and G 2 disposed on both ends of diffusion layer 32 by patterning insulating layer 34. By adjusting the depth and pattern size of the diffusion layer 32 formed on the substrate 10, a predetermined resistance RG can be formed between the gate terminal electrodes G1 and G2. The diffusion layer 32 can be formed by ion implantation of B, Al, or the like, for example. The substrate 10 can be formed of, for example, a semi-insulating GaAs substrate. The gate terminal electrodes G1 and G2 can be made of, for example, Al. The insulating layer 34 can be formed by, for example, an oxide film, a nitride film, or the like formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.

尚、抵抗体30の形成時、アイソレーション領域を形成するための領域にのみ拡散層を形成し、抵抗体30の形成部分には、拡散層32を形成しないで、基板10のパターンニングのみ実施しても良い。   When forming the resistor 30, the diffusion layer is formed only in the region for forming the isolation region, and only the patterning of the substrate 10 is performed without forming the diffusion layer 32 in the formation portion of the resistor 30. You may do it.

尚、図4においては、ゲート端子電極G1とG2間に配置される抵抗体30の構造について説明したが、ゲート端子電極G2とG3間に配置される抵抗体30、ゲート端子電極G3とG4間に配置される抵抗体30などについても同様に形成することができる。   In FIG. 4, the structure of the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G1 and G2 has been described. However, the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G2 and G3 and between the gate terminal electrodes G3 and G4 are described. The resistor 30 and the like arranged in the above can be formed in the same manner.

(構成例3)
図1のI−I線に沿う模式的断面構成として、抵抗体30の構成例3は、図5に示すように、基板10上に配置された絶縁層34と、絶縁層34上に配置された金属薄膜層36と、絶縁層34と金属薄膜層36をパターニング後、金属薄膜層36の両端部に配置されたゲート端子電極G1およびG2を備える。基板10上に絶縁層34を介して配置された金属薄膜層36の厚さとパターンサイズを調整することによって、所定の抵抗RGをゲート端子電極G1およびG2間に形成することができる。絶縁層34は、例えば、CVD法によって形成した酸化膜、窒化膜などで形成することができる。金属薄膜層36は、例えば、Al、Au、Pt、Ti、Mo、W、或いはこれらの多層膜によって形成することができる。基板10は、例えば半絶縁性のGaAs基板で形成することができる。ゲート端子電極G1およびG2は、例えばAlで形成することができる。図5の構造は、基板10として、導電性を有する半導体基板を適用する場合などに有効な構造である。
(Configuration example 3)
As a schematic cross-sectional configuration taken along the line I-I in FIG. 1, a configuration example 3 of the resistor 30 includes an insulating layer 34 disposed on the substrate 10, and an insulating layer 34 as illustrated in FIG. 5. After patterning the metal thin film layer 36, the insulating layer 34, and the metal thin film layer 36, gate terminal electrodes G1 and G2 disposed at both ends of the metal thin film layer 36 are provided. A predetermined resistance RG can be formed between the gate terminal electrodes G1 and G2 by adjusting the thickness and pattern size of the metal thin film layer 36 disposed on the substrate 10 via the insulating layer 34. The insulating layer 34 can be formed of, for example, an oxide film or a nitride film formed by a CVD method. The metal thin film layer 36 can be formed of, for example, Al, Au, Pt, Ti, Mo, W, or a multilayer film thereof. The substrate 10 can be formed of, for example, a semi-insulating GaAs substrate. The gate terminal electrodes G1 and G2 can be made of, for example, Al. The structure in FIG. 5 is an effective structure when a conductive semiconductor substrate is applied as the substrate 10.

尚、図5においては、ゲート端子電極G1とG2間に配置される抵抗体30の構造について説明したが、ゲート端子電極G2とG3間に配置される抵抗体30、ゲート端子電極G3とG4間に配置される抵抗体30などについても図5と同様に形成することができる。   In FIG. 5, the structure of the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G1 and G2 has been described. However, the resistor 30 disposed between the gate terminal electrodes G2 and G3 and between the gate terminal electrodes G3 and G4 are described. The resistor 30 and the like disposed on the substrate can be formed in the same manner as in FIG.

(FETセルの構造)
(構造例1)
図1のII−II線に沿う模式的断面構成として、FETセルの構成例1は、図6に示すように、基板10と、基板10上に配置されたエピタキシャル成長層12と、GaNエピタキシャル成長層12上に配置された電子供給層18と、電子供給層18上に配置されたソースフィンガー電極20,ゲートフィンガー電極24およびドレインフィンガー電極22とを備える。エピタキシャル成長層12と電子供給層18との界面には、2次元電子ガス(2DEG:Two Dimensional Electron Gas)層16が形成されている。図6に示す構成例1では、高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)が示されている。
(FET cell structure)
(Structural example 1)
As a schematic cross-sectional configuration taken along the line II-II in FIG. 1, a configuration example 1 of the FET cell includes a substrate 10, an epitaxial growth layer 12 disposed on the substrate 10, and a GaN epitaxial growth layer 12 as shown in FIG. 6. An electron supply layer 18 disposed above, and a source finger electrode 20, a gate finger electrode 24, and a drain finger electrode 22 disposed on the electron supply layer 18 are provided. A two-dimensional electron gas (2DEG) layer 16 is formed at the interface between the epitaxial growth layer 12 and the electron supply layer 18. In the configuration example 1 shown in FIG. 6, a high electron mobility transistor (HEMT) is shown.

具体的な材料としては、GaAs系HEMTの場合には、基板10はGaAs基板で形成され、エピタキシャル成長層12は、GaAs層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウムガリウム砒素層(AlyGa1-yAs)(0.1≦y≦1)で形成される。GaN系HEMTの場合には、基板10はGaN基板若しくは、SiC基板などで形成され、エピタキシャル成長層12は、GaN層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)で形成される。 Specifically, in the case of a GaAs HEMT, the substrate 10 is formed of a GaAs substrate, the epitaxial growth layer 12 is formed of a GaAs layer, and the electron supply layer 18 is formed of, for example, an aluminum gallium arsenide layer (Al y Ga 1 -y As) (0.1 ≦ y ≦ 1). In the case of a GaN-based HEMT, the substrate 10 is formed of a GaN substrate or a SiC substrate, the epitaxial growth layer 12 is formed of a GaN layer, and the electron supply layer 18 is, for example, an aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1). -x N) (formed by 0.1 ≦ x ≦ 1).

(構造例2)
図1のII−II線に沿う模式的断面構成として、FETセルの構成例2は、図7に示すように、基板10と、基板10上に配置されたエピタキシャル成長層12と、エピタキシャル成長層12上に配置されたソース領域26およびドレイン領域28と、ソース領域26上に配置されたソースフィンガー電極20,エピタキシャル成長層12上に配置されたゲートフィンガー電極24およびドレイン領域28上に配置されたドレインフィンガー電極22とを備える。エピタキシャル成長層12とゲートフィンガー電極24との界面には、ショットキーコンタクト(Schottky Contact)が形成されている。図7に示す構成例2では、金属−半導体電界効果トランジスタ(MESFET:Metal Semiconductor Field Effect Transistor)が示されている。例えば、GaAsMESFETの場合には、基板10はGaAs基板で形成され、エピタキシャル成長層12は、エピタキシャル成長されたGaAs層で形成される。ソース領域26およびドレイン領域28は、Siイオンなどのイオン注入などによって形成することができる。
(Structural example 2)
As a schematic cross-sectional configuration along the line II-II in FIG. 1, the configuration example 2 of the FET cell includes a substrate 10, an epitaxial growth layer 12 disposed on the substrate 10, and an epitaxial growth layer 12 as shown in FIG. 7. Source region 26 and drain region 28 disposed on the source region 26, source finger electrode 20 disposed on the source region 26, gate finger electrode 24 disposed on the epitaxial growth layer 12 and drain finger electrode disposed on the drain region 28 22. A Schottky contact is formed at the interface between the epitaxial growth layer 12 and the gate finger electrode 24. In the configuration example 2 shown in FIG. 7, a metal-semiconductor field effect transistor (MESFET) is shown. For example, in the case of a GaAs MESFET, the substrate 10 is formed of a GaAs substrate, and the epitaxial growth layer 12 is formed of an epitaxially grown GaAs layer. The source region 26 and the drain region 28 can be formed by ion implantation of Si ions or the like.

(構造例3)
図1のII−II線に沿う模式的断面構成として、FETセルの構成例3は、図8に示すように、基板10と、基板10上に配置されたエピタキシャル成長層12と、エピタキシャル成長層12上に配置された電子供給層18と、電子供給層18上に配置されたソースフィンガー電極20およびドレインフィンガー電極22と、電子供給層18上のリセス部に配置されたゲートフィンガー電極24とを備える。エピタキシャル成長層12と電子供給層18との界面には、2DEG層16が形成されている。図8に示す構成例3では、HEMTが示されている。
(Structural example 3)
As a schematic cross-sectional configuration along the line II-II in FIG. 1, the configuration example 3 of the FET cell includes a substrate 10, an epitaxial growth layer 12 disposed on the substrate 10, and an epitaxial growth layer 12 as shown in FIG. , The source finger electrode 20 and the drain finger electrode 22 disposed on the electron supply layer 18, and the gate finger electrode 24 disposed in a recess portion on the electron supply layer 18. A 2DEG layer 16 is formed at the interface between the epitaxial growth layer 12 and the electron supply layer 18. In the configuration example 3 illustrated in FIG. 8, the HEMT is illustrated.

具体的な材料としては、GaAs系HEMTの場合には、基板10はGaAs基板で形成され、エピタキシャル成長層12は、GaAs層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウムガリウム砒素層(AlyGa1-yAs)(0.1≦y≦1)で形成される。また、GaAs系HEMTの場合には、、ゲートフィンガー電極24直下の電子供給層18には、Siイオンなどのイオン注入などによって能動層を形成しても良い。 Specifically, in the case of a GaAs HEMT, the substrate 10 is formed of a GaAs substrate, the epitaxial growth layer 12 is formed of a GaAs layer, and the electron supply layer 18 is formed of, for example, an aluminum gallium arsenide layer (Al y Ga 1 -y As) (0.1 ≦ y ≦ 1). In the case of a GaAs-based HEMT, an active layer may be formed in the electron supply layer 18 immediately below the gate finger electrode 24 by ion implantation of Si ions or the like.

GaN系HEMTの場合には、基板10はGaN基板若しくは、SiC基板などで形成され、エピタキシャル成長層12は、GaN層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)で形成される。 In the case of a GaN-based HEMT, the substrate 10 is formed of a GaN substrate or a SiC substrate, the epitaxial growth layer 12 is formed of a GaN layer, and the electron supply layer 18 is, for example, an aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1). -x N) (0.1 ≦ x ≦ 1).

(構造例4)
図1のII−II線に沿う模式的断面構成として、FETセルの構成例4は、図9に示すように、基板10と、基板10上に配置されたエピタキシャル成長層12と、エピタキシャル成長層12上に配置された電子供給層18と、電子供給層18上に配置されたソースフィンガー電極20およびドレインフィンガー電極22と、電子供給層18上の2段リセス部に配置されたゲートフィンガー電極24とを備える。エピタキシャル成長層12と電子供給層18との界面には、2DEG層16が形成されている。図9に示す構成例4では、HEMTが示されている。
(Structural example 4)
As a schematic cross-sectional configuration along the line II-II in FIG. 1, a configuration example 4 of the FET cell includes a substrate 10, an epitaxial growth layer 12 disposed on the substrate 10, and an epitaxial growth layer 12 as shown in FIG. 9. An electron supply layer 18 disposed on the electron supply layer 18, a source finger electrode 20 and a drain finger electrode 22 disposed on the electron supply layer 18, and a gate finger electrode 24 disposed in a two-stage recess on the electron supply layer 18. Prepare. A 2DEG layer 16 is formed at the interface between the epitaxial growth layer 12 and the electron supply layer 18. In the configuration example 4 illustrated in FIG. 9, the HEMT is illustrated.

具体的な材料としては、GaAs系HEMTの場合には、基板10はGaAs基板で形成され、エピタキシャル成長層12は、GaAs層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウムガリウム砒素層(AlyGa1-yAs)(0.1≦y≦1)で形成される。また、GaAs系HEMTの場合には、ゲートフィンガー電極24直下の電子供給層18には、Siイオンなどのイオン注入などによって能動層を形成しても良い。 As a specific material, in the case of GaAs-based HEMT, the substrate 10 is formed by a GaAs substrate, epitaxial layer 12 is formed of a GaAs layer, the electron supply layer 18 is, for example, aluminum gallium arsenide layer (Al y Ga 1 -y As) (0.1 ≦ y ≦ 1). In the case of a GaAs-based HEMT, an active layer may be formed in the electron supply layer 18 immediately below the gate finger electrode 24 by ion implantation of Si ions or the like.

GaN系HEMTの場合には、基板10はGaN基板若しくは、SiC基板などで形成され、エピタキシャル成長層12は、GaN層で形成され、電子供給層18は、例えば、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)で形成される。 In the case of a GaN-based HEMT, the substrate 10 is formed of a GaN substrate or a SiC substrate, the epitaxial growth layer 12 is formed of a GaN layer, and the electron supply layer 18 is, for example, an aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1). -x N) (formed by 0.1 ≦ x ≦ 1).

(変形例)
第1の実施の形態に係る高周波半導体装置25においては、ゲート端子電極G1〜G4は、台形型形状、凸型形状、鼓型形状、楕円型形状、三角型形状、段差型形状、トーチ型形状、バチ型形状のいずれか若しくはこれらの組み合わせからなる形状を備えていても良い。
(Modification)
In the high frequency semiconductor device 25 according to the first embodiment, the gate terminal electrodes G1 to G4 have a trapezoidal shape, a convex shape, an hourglass shape, an elliptical shape, a triangular shape, a step shape, and a torch shape. Further, it may have a shape made of any one of the bee-shaped shapes or a combination thereof.

第1の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置25の模式的平面パターン構成は、図10に示すように表される。図10に示す変形例1においては、ゲート端子電極G1〜G4は、逆凸型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。図10に示す変形例1においては、ゲート端子電極G1〜G4を、逆凸型形状とすることによって、ゲート端子電極G1とG2、G2とG3、およびG3とG4間の距離を複数に形成することができるため、抵抗体30の抵抗値の変更を容易に実施することができる。   A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor device 25 according to the first modification of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 1 shown in FIG. 10, an example is disclosed in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have reverse convex shapes. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted. In the first modification shown in FIG. 10, the gate terminal electrodes G1 to G4 are formed in an inverted convex shape, thereby forming a plurality of distances between the gate terminal electrodes G1 and G2, G2 and G3, and G3 and G4. Therefore, the resistance value of the resistor 30 can be easily changed.

第1の実施の形態の変形例2に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図11(a)に示すように表される。図11(a)に示す変形例2においては、ゲート端子電極G1〜G4は、台形型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to the second modification of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 2 shown in FIG. 11A, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a trapezoidal shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例3に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図11(b)に示すように表される。図11(b)に示す変形例3においては、ゲート端子電極G1〜G4は、鼓型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to the third modification of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 3 shown in FIG. 11B, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a drum shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例4に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図12(a)に示すように表される。図12(a)に示す変形例4においては、ゲート端子電極G1〜G4は、凸型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to Modification 4 of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 4 shown in FIG. 12A, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a convex shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例5に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図12(b)に示すように表される。図12(b)に示す変形例5においては、ゲート端子電極G1〜G4は、楕円型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to the fifth modification of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 5 shown in FIG. 12B, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have an elliptical shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例6に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図13(a)に示すように表される。図13(a)に示す変形例6においては、ゲート端子電極G1〜G4は、トーチ型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to Modification 6 of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In the modification 6 shown to Fig.13 (a), the gate terminal electrodes G1-G4 have disclosed the example which has a torch type | mold shape. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例7に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図13(b)に示すように表される。図13(b)に示す変形例7においては、ゲート端子電極G1〜G4は、バチ型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to Modification 7 of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 7 shown in FIG. 13B, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a bee-shaped shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例8に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図14(a)に示すように表される。図14(a)に示す変形例8においては、ゲート端子電極G1〜G4は、三角型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to Modification 8 of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 8 shown in FIG. 14A, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a triangular shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第1の実施の形態の変形例9に係る高周波半導体装置25のゲート端子電極G1〜G4および抵抗体30部分の模式的平面パターン構成は、図14(b)に示すように表される。図14(b)に示す変形例9においては、ゲート端子電極G1〜G4は、階段型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor 30 portion of the high-frequency semiconductor device 25 according to the modification 9 of the first embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 9 shown in FIG. 14B, an example in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have a stepped shape is disclosed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

本発明の第1の実施の形態およびその変形例1〜9によれば、任意の動作周波数に対して、最適な抵抗値を有する抵抗体をゲート端子電極間に、パターンサイズの変更無しに、選択配置可能であり、ループ発振、分周発振を抑制する高周波半導体装置を提供することができる。   According to the first embodiment of the present invention and the modifications 1 to 9 thereof, a resistor having an optimum resistance value is set between gate terminal electrodes for any operating frequency without changing the pattern size. A high-frequency semiconductor device that can be selectively arranged and suppresses loop oscillation and frequency division oscillation can be provided.

[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aの模式的平面パターン構成は、図15に示すように表される。図15に対応する模式的回路構成は、図16に示すように表される。
[Second Embodiment]
A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment of the present invention is expressed as shown in FIG. A schematic circuit configuration corresponding to FIG. 15 is expressed as shown in FIG.

第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aは、図15に示すように、隣り合うFETセル40のドレイン端子電極D1とD2、D2とD3およびD3とD4間に配置された抵抗体50を備え、ドレイン端子電極間の距離は、抵抗体50を配置する位置によって複数選択可能であることを特徴とする。その他の構成は第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   As shown in FIG. 15, the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment includes resistors 50 arranged between the drain terminal electrodes D1 and D2, D2 and D3, and D3 and D4 of adjacent FET cells 40. And a plurality of distances between the drain terminal electrodes can be selected depending on a position where the resistor 50 is disposed. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, a duplicate description is omitted.

また、第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aにおいて、ドレイン端子電極D1〜D4は、抵抗体50のパターンサイズが複数選択可能となる電極パターン形状を有する。すなわち、図15では、ドレイン端子電極D1〜D4は、逆台形型形状を有する例が開示されており、隣接するドレイン端子電極D1〜D4間では、側辺部間の距離が、台形の上底部および下底部で大きく異なる。このため、抵抗体50のパターニングの位置を適宜選択することによって、抵抗体50の値が、パターンサイズの変更無しに、複数選択可能となる。すなわち、図15において、隣接するドレイン端子電極D1とD2、D2とD3およびD3とD4間の上下した位置に抵抗体50のパターニングを実施することで、抵抗体50のパターンサイズを変更すること無しに、抵抗値を変更することができる。   In the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment, the drain terminal electrodes D1 to D4 have an electrode pattern shape that allows a plurality of pattern sizes of the resistor 50 to be selected. That is, FIG. 15 discloses an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have an inverted trapezoidal shape, and the distance between the side portions between the adjacent drain terminal electrodes D1 to D4 is the upper base of the trapezoid. And the bottom is very different. Therefore, by appropriately selecting the patterning position of the resistor 50, a plurality of values of the resistor 50 can be selected without changing the pattern size. That is, in FIG. 15, the pattern size of the resistor 50 is not changed by performing patterning of the resistor 50 on the vertical positions between the adjacent drain terminal electrodes D1 and D2, D2 and D3, and D3 and D4. In addition, the resistance value can be changed.

第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aにおいては、オッドモード、イーブンモードなどの各モードのループ発振、或いは動作周波数の分周発振を停止するために必要な抵抗体30および抵抗体50の値を最適化することができる。しかも、高周波半導体装置25aの動作周波数に応じて、必要な抵抗体30および抵抗体50の値を最適化することができる。図2において、抵抗体30はRGで表され、抵抗体50はRDで表され、FETセル40を構成する各FETはQ1〜Q4で表されており、ループ発振、或いは動作周波数の分周発振を、隣接するゲート端子電極G1〜G4間に接続される抵抗RGおよび隣接するドレイン端子電極D1〜D4間に接続される抵抗RDによって、停止させることができる。   In the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment, the resistor 30 and the resistor 50 necessary for stopping the loop oscillation of each mode such as the odd mode and the even mode, or the frequency oscillation of the operating frequency are provided. The value can be optimized. In addition, the necessary values of the resistor 30 and the resistor 50 can be optimized according to the operating frequency of the high-frequency semiconductor device 25a. In FIG. 2, the resistor 30 is represented by RG, the resistor 50 is represented by RD, and each FET constituting the FET cell 40 is represented by Q1 to Q4, and loop oscillation or frequency division oscillation of the operating frequency. Can be stopped by the resistor RG connected between the adjacent gate terminal electrodes G1 to G4 and the resistor RD connected between the adjacent drain terminal electrodes D1 to D4.

ここで、抵抗体50の値としては、動作周波数に応じて、数Ω〜数100Ω程度まで、適宜選択可能である。第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aにおいて、約8GHz〜14GHz程度の動作周波数に対して、抵抗体50の値は、例えば、50Ω〜100Ω程度である。   Here, the value of the resistor 50 can be appropriately selected from several Ω to several hundred Ω depending on the operating frequency. In the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment, the value of the resistor 50 is, for example, about 50Ω to 100Ω with respect to the operating frequency of about 8 GHz to 14 GHz.

図15の構成例において、各部の寸法は、例えば、セル幅W1は約120μm、W2は約80μm、セル長W3は約100μm、W4は約120μmであり、ゲート幅は全体として100μm×6本×4セル=2.40mm程度である。   In the configuration example of FIG. 15, for example, the cell width W1 is about 120 μm, W2 is about 80 μm, the cell length W3 is about 100 μm, W4 is about 120 μm, and the gate width is 100 μm × 6 pieces × 4 cells = 2.40 mm or so.

また、第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aにおいても、ソース端子電極S1〜S5の下部にそれぞれ配置されたVIAホールSC1〜SC5と、基板10の第1表面と反対側の第2表面に配置され、ソース端子電極S1〜S5に対してVIAホールSC1〜SC5を介して接続された接地電極とを有していても良い。   Also in the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment, the VIA holes SC1 to SC5 respectively disposed below the source terminal electrodes S1 to S5, and the second surface opposite to the first surface of the substrate 10 And a ground electrode connected to the source terminal electrodes S1 to S5 via the VIA holes SC1 to SC5.

一方、ソース端子電極S1〜S5の下部にVIAホールSC1〜SC5を特に配置しない構造もある。この場合には、例えば、ソース端子電極S1〜S5に対して、接地電位を与えるために、基板10の側面に側面電極を配置して、ソース端子電極S1〜S5と基板10の第2表面に配置された接地導体とを接続する構成を採用しても良い。或いは、ソース端子電極S1〜S5に対して、ワイヤボンディングにより接地電位を与えることも可能である。   On the other hand, there is a structure in which the VIA holes SC1 to SC5 are not particularly arranged below the source terminal electrodes S1 to S5. In this case, for example, a side electrode is disposed on the side surface of the substrate 10 to provide a ground potential to the source terminal electrodes S1 to S5, and the source terminal electrodes S1 to S5 and the second surface of the substrate 10 are provided. You may employ | adopt the structure which connects the arrange | positioned grounding conductor. Alternatively, the ground potential can be applied to the source terminal electrodes S1 to S5 by wire bonding.

また、第2の実施の形態に係る高周波半導体装置において、基板10は、例えば、GaAs基板、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/AlGaNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板のいずれかで構成することができる。   In the high-frequency semiconductor device according to the second embodiment, the substrate 10 is, for example, a GaAs substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, a substrate in which a GaN epitaxial layer is formed on a SiC substrate, or GaN / AlGaN on a SiC substrate. The heterojunction epitaxial layer can be formed of any one of a substrate, a sapphire substrate, and a diamond substrate.

抵抗体50の構成は、第1の実施の形態における抵抗体30と同様に形成することができる。すなわち、抵抗体50は、図3と同様に、基板10上に配置された金属薄膜層36を備えていても良い。また、抵抗体50は、図4と同様に、基板10上に配置された拡散層32を備えていても良い。また、抵抗体50は、基板10上に配置された拡散層32により、基板10をパターニングして形成されていても良い。また、抵抗体50は、図5と同様に、基板10上に、絶縁層34を介して配置された金属薄膜層36を備えていても良い。   The configuration of the resistor 50 can be formed in the same manner as the resistor 30 in the first embodiment. That is, the resistor 50 may include the metal thin film layer 36 disposed on the substrate 10 as in FIG. The resistor 50 may include a diffusion layer 32 disposed on the substrate 10 as in FIG. Further, the resistor 50 may be formed by patterning the substrate 10 with the diffusion layer 32 disposed on the substrate 10. Further, the resistor 50 may include a metal thin film layer 36 disposed on the substrate 10 via the insulating layer 34 as in FIG.

(変形例)
第2の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置25bの模式的回路構成は、図17に示すように表される。第2の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置25bにおいては、図17に示すように、隣り合うFETセル40のドレイン端子電極D1とD2、D2とD3およびD3とD4間に配置された抵抗体50を備え、隣り合うFETセル40のゲート端子電極G1とG2、G2とG3およびG3とG4間には、抵抗体は配置されていない。ドレイン端子電極間の距離は、抵抗体50を配置する位置によって複数選択可能であることを特徴とする。
(Modification)
A schematic circuit configuration of the high-frequency semiconductor device 25b according to the first modification of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In the high-frequency semiconductor device 25b according to the first modification of the second embodiment, as shown in FIG. 17, it is disposed between the drain terminal electrodes D1 and D2, D2 and D3, and D3 and D4 of adjacent FET cells 40. The resistor 50 is provided, and no resistor is disposed between the gate terminal electrodes G1 and G2, G2 and G3, and G3 and G4 of the adjacent FET cells 40. A plurality of distances between the drain terminal electrodes can be selected depending on a position where the resistor 50 is disposed.

第2の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置25bにおいては、オッドモード、イーブンモードなどの各モードのループ発振、或いは動作周波数の分周発振を停止するために必要な抵抗体50の値を最適化することができる。しかも、高周波半導体装置25bの動作周波数に応じて、必要な抵抗体50の値を最適化することができる。図17において、抵抗体50はRDで表され、FETセル40を構成する各FETはQ1〜Q4で表されており、ループ発振、或いは動作周波数の分周発振を、隣接するドレイン端子電極D1〜D4間に接続される抵抗RDによって、停止させることができる。   In the high-frequency semiconductor device 25b according to the first modification of the second embodiment, the resistor 50 necessary for stopping the loop oscillation in each mode such as the odd mode and the even mode, or the frequency division oscillation of the operating frequency is provided. The value can be optimized. In addition, the required value of the resistor 50 can be optimized according to the operating frequency of the high-frequency semiconductor device 25b. In FIG. 17, the resistor 50 is represented by RD, and the FETs constituting the FET cell 40 are represented by Q1 to Q4, and the loop oscillation or the divided oscillation of the operating frequency is applied to the adjacent drain terminal electrodes D1 to D1. It can be stopped by a resistor RD connected between D4.

ここで、抵抗体50の値としては、動作周波数に応じて、数Ω〜数100Ω程度まで、適宜選択可能である。第2の実施の形態の変形例1に係る高周波半導体装置25bにおいて、約8GHz〜14GHz程度の動作周波数に対して、抵抗体50の値は、例えば、50Ω〜100Ω程度である。   Here, the value of the resistor 50 can be appropriately selected from several Ω to several hundred Ω depending on the operating frequency. In the high-frequency semiconductor device 25b according to the first modification of the second embodiment, the value of the resistor 50 is, for example, about 50Ω to 100Ω with respect to an operating frequency of about 8 GHz to 14 GHz.

第2の実施の形態に係る高周波半導体装置25aにおいては、ゲート端子電極G1〜G4は、台形型形状、凸型形状、鼓型形状、楕円型形状、三角型形状、段差型形状、トーチ型形状、バチ型形状のいずれか若しくはこれらの組み合わせからなる形状を備えていても良い。   In the high-frequency semiconductor device 25a according to the second embodiment, the gate terminal electrodes G1 to G4 have a trapezoidal shape, a convex shape, a drum shape, an elliptical shape, a triangular shape, a step shape, and a torch shape. Further, it may have a shape made of any one of the bee-shaped shapes or a combination thereof.

第2の実施の形態の変形例2に係る高周波半導体装置25aの模式的平面パターン構成は、図18に示すように表される。図18に示す変形例2においては、ゲート端子電極G1〜G4は、逆凸型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第2の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor device 25a according to the second modification of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 2 shown in FIG. 18, an example is disclosed in which the gate terminal electrodes G1 to G4 have an inverted convex shape. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and a duplicate description is omitted.

第2の実施の形態の変形例3に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図19(a)に示すように表される。図19(a)に示す変形例3においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、台形型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to the third modification of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modified Example 3 shown in FIG. 19A, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a trapezoidal shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例4に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図19(b)に示すように表される。図19(b)に示す変形例4においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、鼓形型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to the fourth modification of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modified Example 4 shown in FIG. 19B, an example is disclosed in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have an hourglass shape. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例5に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図20(a)に示すように表される。図20(a)に示す変形例5においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、凸形型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to the modification 5 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 5 shown in FIG. 20A, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a convex shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例6に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図20(b)に示すように表される。図20(b)に示す変形例6においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、楕円型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to the modification 6 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 6 shown in FIG. 20B, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have an elliptical shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例7に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図21(a)に示すように表される。図20(a)に示す変形例7においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、トーチ型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to Modification 7 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 7 shown in FIG. 20A, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a torch shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例8に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図21(b)に示すように表される。図21(b)に示す変形例8においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、バチ型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to Modification 8 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 8 shown in FIG. 21B, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a bee-shaped shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例9に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図22(a)に示すように表される。図22(a)に示す変形例9においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、階段型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to the modification 9 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 9 shown in FIG. 22A, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a stepped shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

第2の実施の形態の変形例10に係る高周波半導体装置25aのドレイン端子電極D1〜D4および抵抗体50部分の模式的平面パターン構成は、図22(b)に示すように表される。図22(b)に示す変形例10においては、ドレイン端子電極D1〜D4は、三角型形状を有する例が開示されている。その他の構成は、第1の実施の形態およびその変形例1〜9と同様であるため、重複説明は省略する。   A schematic planar pattern configuration of the drain terminal electrodes D1 to D4 and the resistor 50 portion of the high-frequency semiconductor device 25a according to Modification 10 of the second embodiment is expressed as shown in FIG. In Modification 10 shown in FIG. 22B, an example in which the drain terminal electrodes D1 to D4 have a triangular shape is disclosed. Other configurations are the same as those of the first embodiment and its modifications 1 to 9, and thus redundant description is omitted.

本発明の第2の実施の形態およびその変形例1〜10によれば、任意の動作周波数に対して、最適な抵抗値を有する抵抗体をゲート端子電極間、および/若しくはドレイン端子電極間に、パターンサイズの変更無し、選択配置可能であり、ループ発振、分周発振を抑制する高周波半導体装置を提供することができる。   According to the second embodiment of the present invention and modifications 1 to 10 thereof, a resistor having an optimum resistance value is connected between the gate terminal electrodes and / or between the drain terminal electrodes with respect to an arbitrary operating frequency. It is possible to provide a high-frequency semiconductor device that can be selectively arranged without changing the pattern size and suppresses loop oscillation and frequency division oscillation.

[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第2の実施の形態およびその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described with reference to the first and second embodiments and the modifications thereof. However, the description and the drawings that constitute a part of this disclosure are exemplary and limit the present invention. Should not be understood. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

また、第1〜第2の実施の形態に係る高周波半導体装置において、ドレイン端子電極が一体化された構成を採用することも可能である。   In the high-frequency semiconductor device according to the first to second embodiments, it is possible to adopt a configuration in which the drain terminal electrode is integrated.

また、本発明の高周波半導体装置に適用する素子としては、FETに限らず、高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)、LDMOS(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)やヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:Hetero-junction Bipolar Transistor)などの増幅素子、メムス(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)素子なども適用できることは言うまでもない。   The elements applied to the high-frequency semiconductor device of the present invention are not limited to FETs, but include high electron mobility transistors (HEMTs), LDMOS (Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors), and heterojunctions. Needless to say, an amplifying element such as a bipolar transistor (HBT) or a micro electro mechanical systems (MEMS) element can also be applied.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。   As described above, the present invention includes various embodiments that are not described herein.

本発明の高周波半導体装置は、内部整合型電力増幅素子、電力MMIC、マイクロ波電力増幅器、ミリ波電力増幅器、高周波MEMS素子などの幅広い分野に適用可能である。   The high-frequency semiconductor device of the present invention can be applied to a wide range of fields such as an internal matching power amplification element, a power MMIC, a microwave power amplifier, a millimeter-wave power amplifier, and a high-frequency MEMS element.

10…基板
12…エピタキシャル成長層
16…2次元電子ガス(2DEG)層
18…電子供給層
20…ソースフィンガー電極
22…ドレインフィンガー電極
24…ゲートフィンガー電極
24a、24b…ゲートバスライン
25、25a、25b…高周波半導体装置
26…ソース領域
28…ドレイン領域
30、50…抵抗体
32…拡散層
34…絶縁層
36…金属薄膜層
40…FETセル
G1,G2,…,G4…ゲート端子電極
S1,S2,…,S5…ソース端子電極
D,D1,D2,…,D4…ドレイン端子電極
SC1〜SC5…VIAホール
10 ... Substrate 12 ... Epitaxial growth layer
16 ... Two-dimensional electron gas (2DEG) layer 18 ... Electron supply layer 20 ... Source finger electrode 22 ... Drain finger electrode 24 ... Gate finger electrodes 24a, 24b ... Gate bus lines 25, 25a, 25b ... High frequency semiconductor device 26 ... Source region 28 ... Drain region 30, 50 ... Resistor 32 ... Diffusion layer 34 ... Insulating layer 36 ... Metal thin film layer 40 ... FET cells G1, G2, ..., G4 ... Gate terminal electrodes S1, S2, ..., S5 ... Source terminal electrode D , D1, D2, ..., D4 ... drain terminal electrodes SC1 to SC5 ... VIA holes

Claims (18)

基板と、前記基板の第1表面に配置され,それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極、ソースフィンガー電極およびドレインフィンガー電極と、前記基板の第1表面に配置され,前記ゲートフィンガー電極、前記ソースフィンガー電極および前記ドレインフィンガー電極ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成したゲート端子電極、ソース端子電極およびドレイン端子電極とを有する複数のFETセルと、
隣り合う前記FETセルの前記ゲート端子電極間に配置された第1抵抗体と
を備え、隣り合う前記FETセルの前記ゲート端子電極間の距離は、前記第1抵抗体を配置する位置によって複数選択可能であることを特徴とする高周波半導体装置。
A substrate, a gate finger electrode having a plurality of fingers, a source finger electrode and a drain finger electrode disposed on a first surface of the substrate; and a gate finger electrode and the source finger disposed on the first surface of the substrate. A plurality of FET cells each having a gate terminal electrode, a source terminal electrode and a drain terminal electrode formed by bundling a plurality of fingers for each electrode and the drain finger electrode;
A first resistor disposed between the gate terminal electrodes of the adjacent FET cells, and a plurality of distances between the gate terminal electrodes of the adjacent FET cells are selected depending on a position where the first resistor is disposed A high-frequency semiconductor device, which is possible.
前記ゲート端子電極は、前記第1抵抗体の値が、パターンサイズの変更無しに、複数選択可能となる電極パターン形状を有することを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体装置。   2. The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the gate terminal electrode has an electrode pattern shape in which a plurality of values of the first resistor can be selected without changing a pattern size. 前記ゲート端子電極は、台形型形状、凸型形状、鼓型形状、楕円型形状、三角型形状、段差型形状、トーチ型形状、バチ型形状のいずれか若しくはこれらの組み合わせからなる形状を有することを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体装置。   The gate terminal electrode has a trapezoidal shape, a convex shape, a drum shape, an elliptical shape, a triangular shape, a step shape, a torch shape, a bee shape, or a combination thereof. The high-frequency semiconductor device according to claim 1. 前記第1抵抗体は、前記基板上に配置された金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the first resistor includes a metal thin film layer disposed on the substrate. 前記第1抵抗体は、前記基板上に配置された拡散層を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the first resistor includes a diffusion layer disposed on the substrate. 前記第1抵抗体は、前記基板上に配置された拡散層により、前記基板をパターニングして形成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the first resistor is formed by patterning the substrate with a diffusion layer disposed on the substrate. 前記第1抵抗体は、前記基板上に、絶縁層を介して配置された金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the first resistor includes a metal thin film layer disposed on the substrate via an insulating layer. 前記ソース端子電極の下部に配置されたVIAホールと、前記基板の第1表面と反対側の第2表面に配置され、前記ソース端子電極に対して前記VIAホールを介して接続された接地電極とを有することを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体装置。   A VIA hole disposed under the source terminal electrode, and a ground electrode disposed on the second surface opposite to the first surface of the substrate and connected to the source terminal electrode via the VIA hole; The high-frequency semiconductor device according to claim 1, comprising: 隣り合う前記FETセルの前記ドレイン端子電極間に配置された第2抵抗体を備え、前記ドレイン端子電極間の距離は、前記第2抵抗体を配置する位置によって複数選択可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高周波半導体装置。   A second resistor disposed between the drain terminal electrodes of the adjacent FET cells is provided, and a plurality of distances between the drain terminal electrodes can be selected depending on a position where the second resistor is disposed. The high-frequency semiconductor device according to claim 1. 前記ドレイン端子電極は、前記第2抵抗体の値が、パターンサイズの変更無しに、複数選択可能となる電極パターン形状を有することを特徴とする請求項9に記載の高周波半導体装置。   10. The high-frequency semiconductor device according to claim 9, wherein the drain terminal electrode has an electrode pattern shape in which a plurality of values of the second resistor can be selected without changing a pattern size. 前記ドレイン端子電極は、台形型形状、凸型形状、鼓型形状、楕円型形状、三角型形状、段差型形状、トーチ型形状、バチ型形状のいずれか若しくはこれらの組み合わせからなる形状を有することを特徴とする請求項9に記載の高周波半導体装置。   The drain terminal electrode has a trapezoidal shape, a convex shape, a drum shape, an elliptical shape, a triangular shape, a stepped shape, a torch shape, a bee shape, or a combination thereof. The high-frequency semiconductor device according to claim 9. 前記第2抵抗体は、前記基板上に配置された金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 9, wherein the second resistor includes a metal thin film layer disposed on the substrate. 前記第2抵抗体は、前記基板上に配置された拡散層を備えることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 9, wherein the second resistor includes a diffusion layer disposed on the substrate. 前記第2抵抗体は、前記基板上に配置された拡散層により、前記基板をパターニングして形成されたことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 9, wherein the second resistor is formed by patterning the substrate with a diffusion layer disposed on the substrate. 前記第2抵抗体は、前記基板上に、絶縁層を介して配置された金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high frequency semiconductor device according to any one of claims 9 to 11, wherein the second resistor includes a metal thin film layer disposed on the substrate via an insulating layer. 前記ソース端子電極の下部に配置されたVIAホールと、前記基板の第1表面と反対側の第2表面に配置され、前記ソース端子電極に対して前記VIAホールを介して接続された接地電極とを有することを特徴とする請求項9に記載の高周波半導体装置。   A VIA hole disposed under the source terminal electrode, and a ground electrode disposed on the second surface opposite to the first surface of the substrate and connected to the source terminal electrode via the VIA hole; The high-frequency semiconductor device according to claim 9, comprising: 前記基板は、GaAs基板、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/AlGaNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、GaAs基板上にGaAs/AlGaAsからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板のいずれかであることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The substrate is a GaAs substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, a substrate in which a GaN epitaxial layer is formed on the SiC substrate, a substrate in which a heterojunction epitaxial layer made of GaN / AlGaN is formed on the SiC substrate, and a GaAs / AlGaAs on the GaAs substrate. 17. The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the high-frequency semiconductor device is any one of a substrate, a sapphire substrate, and a diamond substrate on which a heterojunction epitaxial layer made of is formed. 前記FETセルは、GaAs系HEMT、GaAsMESFET、GaN系HEMTのいずれかを備えることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の高周波半導体装置。   The high-frequency semiconductor device according to claim 1, wherein the FET cell includes any one of a GaAs-based HEMT, a GaAs MESFET, and a GaN-based HEMT.
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