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JP3086500B2 - Field-effect transistor - Google Patents
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JP3086500B2 - Field-effect transistor - Google Patents

Field-effect transistor

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JP3086500B2
JP3086500B2 JP03157892A JP15789291A JP3086500B2 JP 3086500 B2 JP3086500 B2 JP 3086500B2 JP 03157892 A JP03157892 A JP 03157892A JP 15789291 A JP15789291 A JP 15789291A JP 3086500 B2 JP3086500 B2 JP 3086500B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電界効果型トランジ
スタ(以下、FETという。)の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a field effect transistor (hereinafter, referred to as FET).

【0002】[0002]

【従来の技術】FETの形状には通常ゲート電極が一本
線になっているπ形と複数本になっているくし形とがあ
る。図10はFETの上面図を示したのもので、くし形
のゲート電極の例を表わしている。このFETは、基板
上にソース電極53、ドレイン電極52及びゲート電極
51を夫々設けることにより構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, there are two types of FETs: a .pi. Type having a single gate electrode and a comb type having a plurality of gate electrodes. FIG. 10 shows a top view of the FET, and shows an example of a comb-shaped gate electrode. This FET is configured by providing a source electrode 53, a drain electrode 52, and a gate electrode 51 on a substrate.

【0003】この従来のFETは、π形、くし形の電極
構造ににかかわらずゲート電極51の形状はどの部分の
断面をとっても全く同一になっており、従って、ゲート
電極51全体を1つとしてFETが構成されていると考
えてよい。
In this conventional FET, the shape of the gate electrode 51 is exactly the same regardless of the cross section of any part regardless of the π-shaped or comb-shaped electrode structure. It may be considered that an FET is configured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このFET
の高周波特性を考えると、例えばGaAs MESFE
Tでは12GHzにおいてSパラメータのうち|S11
や|S22|は0.5以上あるのが普通であり、ゲート長
やゲート幅を変えても位相は変化しても絶対値は大きく
変化しない。従って、このFETを用いて増幅器を作る
ためにはFETチップ中あるいは、チップ外に整合回路
を設けて、入力及び出力のインピーダンスを50Ωにし
なければならなかった。
By the way, this FET
Considering the high frequency characteristics of, for example, GaAs MESFE
At T, at 12 GHz, | S 11 |
And | S 22 | is usually 0.5 or more, and the absolute value does not largely change even if the phase changes even if the gate length or gate width is changed. Therefore, in order to make an amplifier using this FET, a matching circuit must be provided inside or outside the FET chip, and the input and output impedance must be 50Ω.

【0005】従って、1個のFETだけで増幅器を作る
場合には、次のような問題がある。
Therefore, when an amplifier is made with only one FET, there are the following problems.

【0006】整合回路なしの場合には、入力及び出力が
50Ωとなると、FETを作ることが極めて困難であ
り、ゲート長やゲート幅の変更程度ではS11やS22のと
り得る値に制約がある。
[0006] If no matching circuit, the input and output is 50 [Omega, is it is extremely difficult to make a FET, is constrained to a value which can be taken in the S 11 and S 22 is about changing the gate length and gate width is there.

【0007】また、整合回路を設けた場合には、入力及
び出力が50Ωになるようにすることは可能であるが、
整合回路を設けるための場所が必要となり、従ってチッ
プサイズが大きくなってしまうという問題点がある。
When a matching circuit is provided, it is possible to make the input and output 50Ω.
There is a problem that a place for providing a matching circuit is required, and thus the chip size is increased.

【0008】この原因は、FETのゲート形状がどの部
分も全く同じであるため、等価的に1通りの動作をする
回路しか考えられないことにある。
[0008] The reason for this is that, since the gate shape of the FET is exactly the same in each part, only a circuit that operates equivalently in one type can be considered.

【0009】一方、上記FETを用いて低雑音MMIC
を製作すると、ΓoptとS11とが図11のA点のよう
にかなり離れており、直接Γoptにマッチングすると
入力VSWRが悪くなる。
On the other hand, a low noise MMIC using the above FET
When fabricating, Ganmaopt and S 11 Togazu 11 are so far apart as the point A, the input VSWR deteriorates the matching directly Ganmaopt.

【0010】これを解決するために、通常のMMICで
は、図12に示すように、ソース電極53からインダク
タンス(L)成分を持つ細いストリップライン56を形
成し、その先端をアースに落すことで、ソース電極53
とアースとの間にL成分(Ls)を設けている。このL
sを0.1〜0.3nHとしたとき、ΓoptとS11
B〜D点のように近づいてくるので、Γoptにマッチ
ングをとってもVSWRはあまり悪くならない。尚、図
12において、破線で示した領域54はメサ部分であ
る。
In order to solve this problem, in a conventional MMIC, a thin strip line 56 having an inductance (L) component is formed from a source electrode 53 as shown in FIG. Source electrode 53
The L component (Ls) is provided between the ground and the ground. This L
When was 0.1~0.3nH the s, because Γopt and S 11 is approaching as B~D point, very VSWR matching to Γopt is not too bad. In FIG. 12, a region 54 indicated by a broken line is a mesa portion.

【0011】しかしながら、図12に示すように、スト
リップライン56でLsを形成すると、その部分だけ面
積をとり、MMICのチップ面積が大きくなってしま
う。また、ボンディングパット57の面積も必要なの
で、チップ面積は更に大きくなることは容易に予測され
る。例えば、従来のチップサイズを200×100μm
とすると、0.1〜0.3nHのLsを挿入するための
ストリップライン56のサイズ及びチップ面積の増加分
は表1に示すようになる。
However, as shown in FIG. 12, when Ls is formed by the strip line 56, only that portion is occupied and the MMIC chip area is increased. Since the area of the bonding pad 57 is also required, it is easily expected that the chip area will be further increased. For example, if the conventional chip size is 200 × 100 μm
Then, the size of the strip line 56 for inserting Ls of 0.1 to 0.3 nH and the increase of the chip area are as shown in Table 1.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】この発明は、上述した従来の問題点を解消
するためになされたものにして、チップサイズが小さく
種々の用途に容易に対応できるFETを提供することを
その目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an FET which has a small chip size and can easily cope with various uses.

【0014】[0014]

【課題が解決するための手段】第1の発明は、基板上
に、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を設けて
なる電界効果トランジスタにおいて、前記ゲート電極を
形状の異なる複数のゲート部で構成し、これらゲート部
を並列に接続したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor having a source electrode, a drain electrode and a gate electrode provided on a substrate, wherein the gate electrode is constituted by a plurality of gate portions having different shapes. And these gate portions are connected in parallel.

【0015】また、第2の発明は、基板上に、ソース電
極、ドレイン電極及びゲート電極を設けてなる電界効果
トランジスタにおいて、前記ソース電極或いはソース電
極下の不純物領域層の形状をくし型に形成し、ソースイ
ンダクタンス成分を含ませることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in a field effect transistor having a source electrode, a drain electrode and a gate electrode provided on a substrate, the source electrode or the impurity region layer under the source electrode is formed in a comb shape. And a source inductance component.

【0016】[0016]

【作用】第1の発明は、1つのFETチップ上のゲート
電極形状を1種類にせず、複数に分け、これらを並列に
することで、各ゲート形状に対する動作を組みあわせ
て、全く特性の異なるものが作られる。例えば、くし形
のFETの場合、ゲート電極は通常4本程度あり、これ
を2本ずつに分け、夫々ゲート長及びゲート幅の異なる
電極にすることで、各ゲート形状に対するFETの高周
波特性は従来と同じようにはなるが、ゲート全体を総合
すると、従来とは異なる特性となる。そして、各ゲート
形状をうまく調整してやることでFET全体のS11やS
22とも50Ωとすることが可能となる。
According to the first aspect of the invention, the gate electrode shape on one FET chip is divided into a plurality of types instead of one type, and these are arranged in parallel. Things are made. For example, in the case of a comb-shaped FET, there are usually about four gate electrodes, which are divided into two, and the electrodes having different gate lengths and gate widths are different from each other. However, if the entire gate is integrated, the characteristics will be different from those of the related art. By properly adjusting the shape of each gate, S 11 and S
22 can be set to 50Ω.

【0017】従って、1つのFETチップ上に2種類の
ゲート形状を形成することにより、整合回路なしでも入
力及び出力が50ΩとなるFETを作ることが可能とな
り、ゲート長やゲート幅の変更により、S11やS22のと
り得る値が従来より大きく広がる。
Therefore, by forming two types of gate shapes on one FET chip, it becomes possible to make an FET having an input and output of 50Ω without a matching circuit, and by changing the gate length and gate width, possible values of S 11 and S 22 spreads larger than conventional.

【0018】更に、整合回路がないので増幅器を作った
場合でもチップサイズは変わらず、従来のものよりも大
幅な小型化が実現できるという作用がある。なお、1つ
のFETチップ上に3種類以上のゲート形状を形成する
ことでS11やS22のとり得る値は更に広がり、ゲート幅
を大きくせずに50ΩになるFETが実現できる。
Further, since there is no matching circuit, even when an amplifier is manufactured, the chip size does not change and there is an effect that the size can be significantly reduced as compared with the conventional one. Incidentally, S 11 and possible values of S 22 is further spread by forming three or more kinds of gate-shaped on one FET chip, the FET becomes 50Ω without increasing the gate width can be realized.

【0019】第2の発明によれば、等価回路中にLsを
挿入すると、ボンディングパッドの面積も不必要なの
で、チップ面積は大きくならず、従来のFETとほとん
ど変わらないので、MMICの小型化に十分大きな効果
を発揮する。
According to the second aspect of the present invention, when Ls is inserted into the equivalent circuit, the area of the bonding pad is not necessary, so that the chip area does not increase and is almost the same as the conventional FET. It exerts a sufficiently large effect.

【0020】[0020]

【実施例】図1はこの発明の第1の発明にかかる実施例
を示すFETの表面パターン示す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing a surface pattern of an FET showing an embodiment according to the first invention of the present invention.

【0021】図1に示すように、この発明のFETは基
板1上に形成されたゲート電極51、ソース電極53、
ドレイン電極52により構成されている。
As shown in FIG. 1, the FET of the present invention has a gate electrode 51, a source electrode 53,
It is constituted by a drain electrode 52.

【0022】ゲート電極51はくし形をしており、この
実施例では4本のゲート部51a、51a、51b、5
1bで構成されている。この発明では、これを2本ずつ
に分けゲート幅をかえる。例えば、上側の2本のゲート
部51a、51aの長さをそれぞれa、下側の2本のゲ
ート部51b、51bの長さをそれぞれbとすると、こ
のFETはゲート幅が2aと2bとなるものが1つのチ
ップ上に存在した構造となる。
The gate electrode 51 has a comb shape. In this embodiment, four gate portions 51a, 51a, 51b, 5
1b. In the present invention, this is divided into two lines and the gate width is changed. For example, if the length of the upper two gate portions 51a, 51a is a, and the length of the lower two gate portions 51b, 51b is b, the gate width of this FET is 2a, 2b. The structure has existed on one chip.

【0023】また、ゲート長についても上側と下側のゲ
ート部とで変えることもできる。そしてゲート電極位置
のオフセット量を変えることで、ソース抵抗やドレイン
抵抗も変化させることができる。更に、同じゲート長、
ゲート幅でもゲート形状を変えることで、ソース・ゲー
ト間容量も変化させることができる。
The gate length can also be changed between the upper and lower gate portions. By changing the offset amount of the position of the gate electrode, the source resistance and the drain resistance can be changed. In addition, the same gate length,
By changing the gate shape also in the gate width, the capacitance between the source and the gate can be changed.

【0024】以上のようなゲート電極を形成するには、
電子線を用いた露光を行なうことで容易に実現できる。
In order to form the above gate electrode,
It can be easily realized by performing exposure using an electron beam.

【0025】次にこの発明の実施例として2種類のFE
Tの特性について考える。FETの等価回路は図2に示
されるように、どのような形状でも定数の違いこそあ
れ、回路は同一である。
Next, two types of FEs will be described as an embodiment of the present invention.
Consider the characteristics of T. As shown in FIG. 2, the equivalent circuit of the FET has the same circuit regardless of the shape, regardless of the constant.

【0026】図2において、1はゲート抵抗、2はゲー
トインダクタンス、3はゲート・ドレイン間容量、4は
ソース・ゲート間容量である。また、5はチャネル抵
抗、6はソース・ゲート間コンダクタンス、7はドレイ
ンインダクタンス、8はドレイン抵抗、9は相互コンダ
クタンス及び時定数で表される定電流源、10はドレイ
ンコンダクタンス、11はソース・ドレイン間容量、1
2はソース抵抗を夫々示す。
In FIG. 2, 1 is a gate resistance, 2 is a gate inductance, 3 is a gate-drain capacitance, and 4 is a source-gate capacitance. 5 is a channel resistance, 6 is a source-gate conductance, 7 is a drain inductance, 8 is a drain resistance, 9 is a constant current source represented by a mutual conductance and a time constant, 10 is a drain conductance, and 11 is a source-drain. Capacity, 1
Reference numeral 2 denotes a source resistance.

【0027】この図2に示す等価回路から高周波数にお
けるSパラメータが簡単に計算できる。ゲート部51a
のゲート幅の方のSパラメータをSa、ゲート部51b
のゲート幅の方をSbとすると、図3に示すように、こ
のFETは、SパラメータSa(13)とSパラメータ
Sb(14)とが並列に組みあわされた回路とみなすこ
とができ、それは計算によって1つの合成Sパラメータ
Stotalにおきかえることが可能である。そして、
Stotalの要素であるS11total及びS22to
talが50ΩとなるようにSaとSb、いいかえれば
ゲート長、ゲート幅、ゲート形状を設定することにより
自己整合のFETができる。
From the equivalent circuit shown in FIG. 2, the S parameter at a high frequency can be easily calculated. Gate section 51a
The S parameter for the gate width of Sa is Sa, and the gate section 51b
Assuming that the gate width of Sb is Sb, as shown in FIG. 3, this FET can be regarded as a circuit in which the S parameter Sa (13) and the S parameter Sb (14) are combined in parallel. Can be replaced with one combined S parameter Total. And
Total elements S 11 total and S 22 to
By setting Sa and Sb so that tal becomes 50Ω, in other words, by setting the gate length, gate width and gate shape, a self-aligned FET can be obtained.

【0028】次にS11total及びS22totalが
50ΩとなるようにSa及びSbに対する等価回路定数
を決定するためのシミュレーションを行った結果につい
て具体的に説明する。
Next, the result of a simulation for determining equivalent circuit constants for Sa and Sb so that S 11 total and S 22 total become 50Ω will be specifically described.

【0029】シミュレーションを行うための仮定とし
て、Saに対するFETのゲート部51aのゲート幅は
短い。一方、Sbに対するFETのゲート部51bのゲ
ート幅は長い。従ってa<bの関係とする。図2におけ
るゲートインダクタンス2及びドレインインダクタンス
7は、FETチップ上の電極が同じなので、これらの数
値は同じとする。
As a premise for performing the simulation, the gate width of the gate portion 51a of the FET with respect to Sa is short. On the other hand, the gate width of the gate portion 51b of the FET with respect to Sb is long. Therefore, it is assumed that a <b. Since the electrodes on the FET chip are the same for the gate inductance 2 and the drain inductance 7 in FIG. 2, these values are assumed to be the same.

【0030】また、ゲート抵抗1、ドレイン抵抗8、ソ
ース抵抗12、ゲートソース間容量4、定電流源9、ド
レインコンダクタンス10、チャネル抵抗5、ゲートド
レイン間容量3はゲート幅、ゲート長、ゲート形状の違
いによって幅広い特性をもつので、ここでは条件をつけ
ないこととした。
The gate resistance 1, drain resistance 8, source resistance 12, gate-source capacitance 4, constant current source 9, drain conductance 10, channel resistance 5, and gate-drain capacitance 3 are gate width, gate length, and gate shape. Because there are a wide range of characteristics depending on the differences, no conditions were set here.

【0031】その結果、Saが(S11a=0.7<−1
35゜、S21a=3.73<54゜、S12a=0.22
<10゜、S22a=0.19<172゜)であり、Sb
が(S11b=0.6<127゜、S21b=1.31<1
4゜、S12b=0.14<44゜、S22b=0.73<
96゜)の時、Stotalのうち入力(S11Tota
l)及び出力(S22total)は次のようになった。
As a result, Sa becomes (S 11 a = 0.7 <−1)
35 °, S 21 a = 3.73 <54 °, S 12 a = 0.22
<10 °, S 22 a = 0.19 <172 °), and Sb
Is (S 11 b = 0.6 <127 °, S 21 b = 1.31 <1
4 °, S 12 b = 0.14 <44 °, S 22 b = 0.73 <
96 ゜), input (S 11 Total) of Total
l) and output (S 22 total) were as follows.

【0032】S11total=0.05<69゜ S22total=0.04<156゜S 11 total = 0.05 <69 ゜ S 22 total = 0.04 <156 ゜

【0033】このように、両方ともほとんど0に近く、
即ちインピーダンスでいえば50Ωに近い値となった。
Thus, both are almost close to 0,
That is, the impedance was close to 50Ω.

【0034】図4にスミスチャト上の各Sパラメータ特
性を示す。この図において、20は50Ωのインピーダ
ンスとなる位置、21はS11a、22はS11b、23は
11total、24はS22a、25はS22b、26は
22totalを示す。
FIG. 4 shows S-parameter characteristics on the Smith chart. In this figure, 20 is a position which is a 50Ω impedance, 21 denotes an S 11 a, 22 is S 11 b, 23 is S 11 total, 24 is S 22 a, 25 is S 22 b, 26 is S 22 total .

【0035】また、Sa及びSbとなるFETの等価回
路定数は次の通りである。ゲート部51a、51aのゲ
ート幅のFETについての等価回路定数は次のとおりで
ある。ゲート抵抗1は3.2Ω、ゲートインダクタンス
2は0.25nH、ゲート・ドレイン間容量3は0.0
4PF、ソース・ゲート間容量4は0.24PF、チャ
ネル抵抗5は10.2Ω、ソース・ゲート間コンダクタ
ンス6は0、ドレインインダクタンス7は9.4mS、
ドレイン抵抗8は3.0Ω、定電流源9の相互コンダク
タンス及び時定数は夫々、121mS、13.8pese
c、ドレインコンダクタンス10は0.30nH、ソー
ス・ドレイン間容量11は0、ソース抵抗12は9.9
Ωである。
The equivalent circuit constants of the Sa and Sb FETs are as follows. The equivalent circuit constants for the FETs having the gate widths of the gate portions 51a, 51a are as follows. The gate resistance 1 is 3.2Ω, the gate inductance 2 is 0.25 nH, and the gate-drain capacitance 3 is 0.0
4PF, source-gate capacitance 4 is 0.24PF, channel resistance 5 is 10.2Ω, source-gate conductance 6 is 0, drain inductance 7 is 9.4mS,
The drain resistance 8 is 3.0Ω, and the transconductance and the time constant of the constant current source 9 are 121 mS and 13.8pese, respectively.
c, the drain conductance 10 is 0.30 nH, the source-drain capacitance 11 is 0, and the source resistance 12 is 9.9.
Ω.

【0036】ゲート部51b、51bのゲート幅のFE
Tについての等価回路定数は次のとおりである。ゲート
抵抗1は7.6Ω、ゲートインダクタンス2は0.25
nH、ゲート・ドレイン間容量3は0.31PF、ソー
ス・ゲート間容量4は0.94PF、チャネル抵抗5は
10.5Ω、ソース・ゲート間コンダクタンス6は0、
ドレインインダクタンス7は14.7mS、ドレイン抵
抗8は3.0Ω、定電流源9の相互コンダクタンス及び
時定数は夫々、237mS、20.9pesec、ドレイン
コンダクタンス10は0.30nH、ソース・ドレイン
間容量11は0、ソース抵抗12は0.5Ωである。
FE of the gate width of the gate portions 51b, 51b
The equivalent circuit constants for T are as follows. The gate resistance 1 is 7.6Ω and the gate inductance 2 is 0.25
nH, the gate-drain capacitance 3 is 0.31 PF, the source-gate capacitance 4 is 0.94 PF, the channel resistance 5 is 10.5Ω, the source-gate conductance 6 is 0,
The drain inductance 7 is 14.7 mS, the drain resistance 8 is 3.0Ω, the mutual conductance and the time constant of the constant current source 9 are 237 mS and 20.9 pesec, respectively, the drain conductance 10 is 0.30 nH, and the source-drain capacitance 11 is 0 and the source resistance 12 is 0.5Ω.

【0037】この等価回路定数からゲート長、ゲート幅
及びゲート形状は次のように推測でき、自己整合FET
が出来、非常に小型とすることが可能となった。
From this equivalent circuit constant, the gate length, gate width and gate shape can be estimated as follows.
And it became possible to make it very small.

【0038】ゲート部51aのFETは、ゲート長0.
2μm、ゲート幅200μmでリセスを深く掘り、ソー
スドレインの中央に置く。
The FET of the gate section 51a has a gate length of 0.1.
A recess is dug deep with 2 μm and a gate width of 200 μm, and is placed at the center of the source / drain.

【0039】ゲート部51bのFETは、ゲート長0.
7μm、ゲート幅500μmでリセスを浅く堀り、ゲー
ト金属膜厚を薄くし、ドレイン側にかなりオフセットを
かけるようにすれば良い。。
The FET of the gate section 51b has a gate length of 0.1.
The recess may be shallowly dug with a thickness of 7 μm and a gate width of 500 μm, the gate metal film thickness may be reduced, and a considerable offset may be applied to the drain side. .

【0040】このように、1つのFETチップ上に2種
類のゲート形状を形成することにより、整合回路なしで
も入力及び出力が50ΩとなるFETを作ることが可能
となり、ゲート長やゲート幅の変更により、S11やS22
のとり得る値が従来より大きく広がる。
As described above, by forming two types of gate shapes on one FET chip, it becomes possible to make an FET having an input and output of 50Ω without a matching circuit, and to change the gate length and gate width. by, S 11 and S 22
The value that can be taken is larger than before.

【0041】更に、整合回路がないので増幅器を作った
場合でもチップサイズは変わらず、従来のものよりも大
幅な小型化が実現できる。という作用がある。なお、1
つのFETチップ上に3種類以上のゲート形状を形成す
ることでS11やS22のとり得る値は更に広がり、ゲート
幅を大きくせずに50ΩになるFETが実現できる。
Further, since there is no matching circuit, even when an amplifier is made, the chip size does not change, and a significant reduction in size can be realized as compared with the conventional one. There is an effect. In addition, 1
One of the possible values of that at S 11 and S 22 that form three or more kinds of gate-shaped on the FET chip further spread the FET becomes 50Ω without increasing the gate width can be realized.

【0042】次にこの発明の第2の発明の実施例につき
図5ないし図9を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0043】まず、FETのSパラメータを1〜26G
Hzの周波数範囲において、オンウエハで測定した。こ
のFETは、ゲート長が0.25μm、ゲート幅が20
0μmであり、測定条件は、Ids=10mA、Vds
=2Vである。次に、測定されたSパラメータをもとに
シミュレーションを行った。その結果を以下に示す。 Ls=0 S11=0.807<118° Γopt
=0.639<83° Ls=0.1 S11=0.595<120° Γopt
=0.593<88° Ls=0.2 S11=0.430<114° Γopt
=0.542<94° Ls=0.3 S11=0.323<101° Γopt
=0.489<101° 即ち、Lsが大きくなるにつれて、S11とΓoptの
距離が縮まっているのがわかる。
First, the S parameter of the FET is set to 1-26G.
It was measured on-wafer in the frequency range of Hz. This FET has a gate length of 0.25 μm and a gate width of 20 μm.
0 μm, and the measurement conditions were as follows: Ids = 10 mA, Vds
= 2V. Next, a simulation was performed based on the measured S parameters. The results are shown below. Ls = 0 S11 = 0.807 <118 ° Γopt
= 0.639 <83 ° Ls = 0.1 S11 = 0.595 <120 ° Γopt
= 0.593 <88 ° Ls = 0.2 S11 = 0.430 <114 ° Γopt
= 0.542 <94 ° Ls = 0.3 S11 = 0.323 <101 ° Γopt
= 0.489 <101 ° That is, as Ls increases, the distance between S11 and Γopt decreases.

【0044】上記のように、ソースインダクタンスに応
じてS11とΓoptの距離が縮まることから、この発明
はFETの等価回路にソースインダクタンス成分を含ま
せることにより、Γopt位置を利得整合状態にするよ
うにしたものである。
As described above, since the distance between S 11 and Δopt is reduced in accordance with the source inductance, the present invention includes a source inductance component in the equivalent circuit of the FET so that the Δopt position is brought into a gain matching state. It was made.

【0045】第2の発明の第1の実施例を図5及び図6
に従い説明する。図5は上面図、図6は図5のB−B’
線断面図である。
FIGS. 5 and 6 show the first embodiment of the second invention.
It will be described according to the following. FIG. 5 is a top view, and FIG. 6 is BB ′ of FIG.
It is a line sectional view.

【0046】図5及び図6に示すように、この実施例は
ソース電極53をくし型とする。そして、ソース領域の
n++型の領域とのオーミック接合はくし型になった部
分でとられる。尚、この図において、52はドレイン電
極、51はゲート電極、54はメサ部分、55は半導体
基板である。
As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the source electrode 53 is a comb type. The ohmic junction between the source region and the n ++ type region is formed at the comb-shaped portion. In this figure, 52 is a drain electrode, 51 is a gate electrode, 54 is a mesa portion, and 55 is a semiconductor substrate.

【0047】このように、オーミック接合をくし型にな
った部分でとると、そこは細い金属が集まっているため
に、L成分を持つことになる。Lの値は金属の本数で調
整できるので、長さを短くしてもかなり広範囲のLsが
形成できる。
As described above, when the ohmic junction is formed in a comb-shaped portion, since the thin metal is collected, the portion has an L component. Since the value of L can be adjusted by the number of metals, a considerably wide range of Ls can be formed even if the length is reduced.

【0048】細い金属のL成分の値は次の式で与えられ
る。 L=0.2*l(ln(2*l/(w+t))+0.5
+(W+t)/3/l)ここで、Lはインダクタンス
(nH)、lは金属の長さ(mm)、wは幅(mm)、
tは厚み(mm)である。
The value of the L component of a thin metal is given by the following equation. L = 0.2 * l (ln (2 * l / (w + t)) + 0.5
+ (W + t) / 3 / l) where L is inductance (nH), l is length (mm) of metal, w is width (mm),
t is the thickness (mm).

【0049】この式から0.1〜0.3nHのLsを形
成する金属の大きさは次のようになる。なお、オーミッ
ク電極の厚さを考慮して、t=0.2μm、W=0.5
μmと一定とした。 Ls=0.1nH l=84μm Ls=0.2nH l=152μm Ls=0.3nH l=217μm
From this equation, the size of the metal forming Ls of 0.1 to 0.3 nH is as follows. In consideration of the thickness of the ohmic electrode, t = 0.2 μm, W = 0.5
μm was fixed. Ls = 0.1 nH 1 = 84 μm Ls = 0.2 nH 1 = 152 μm Ls = 0.3 nH 1 = 217 μm

【0050】従って、ソース電極53の長さは上記の値
だけ長くなるので、同じLsをもつ従来のパターンと比
べても半分程度のサイズですむ。また、w及びtを小さ
くすると金属の長さlはより短くすることができる。
Therefore, since the length of the source electrode 53 is increased by the above value, the size of the source electrode 53 is about half the size of the conventional pattern having the same Ls. When w and t are reduced, the length l of the metal can be further reduced.

【0051】ところで、上記長さは金属をまっすぐに伸
ばしたときの場合であり、実際には曲げて形成しても何
ら差し支えはない。そこで、Ls=0.3nHの場合で
も図7のようなパターンにすることで、かなり小型化す
ることが可能であり、この場合のチップサイズはLs=
0のときとほとんど変わらないことがわかる。その上ボ
ンディングパッドはソース電極53に直接形成できるの
で、従来のようにわざわざもう1つ形成する必要は全く
なく、この作用によってもMMICの小型化が可能とな
る。
By the way, the above-mentioned length is the case when the metal is straightened, and there is no problem in actually forming the metal by bending. Therefore, even when Ls = 0.3 nH, it is possible to considerably reduce the size by forming the pattern as shown in FIG. 7, and the chip size in this case is Ls = 0.3 nH.
It turns out that it is hardly different from the case of 0. In addition, since the bonding pad can be formed directly on the source electrode 53, it is not necessary to form another bonding pad as in the related art, and the MMIC can be downsized by this function.

【0052】第2の発明の第2の実施例を図8及び図9
に従い説明する。図8は上面図、図9は図8のA−A’
線断面図である。
FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the second invention.
It will be described according to the following. 8 is a top view, and FIG. 9 is AA ′ of FIG.
It is a line sectional view.

【0053】この第2の実施例は、メサ54の形状を図
9に示すようにくし型とする。即ち、動作層を細くする
ことで、L成分を持たせる。この場合も前述の例と全く
同様に考えることができるので、小型化が可能である。
またメサを形成しないイオン注入法等を用いた場合に
も、この発明は適用できる。
In the second embodiment, the shape of the mesa 54 is a comb shape as shown in FIG. That is, an L component is provided by thinning the operation layer. In this case, since it can be considered exactly in the same manner as in the above-described example, the size can be reduced.
The present invention is also applicable to a case where an ion implantation method or the like that does not form a mesa is used.

【0053】[0053]

【発明の効果】第1の発明はによれば、1つのFETチ
ップ上に複数種類のゲート形状を形成することにより、
整合回路なしでも入力及び出力が50ΩとなるFETを
作ることが可能となり、ゲート長やゲート幅の変更によ
り、S11やS22のとり得る値が従来より大きく広がる。
According to the first invention, by forming a plurality of types of gate shapes on one FET chip,
Input and output without matching circuit becomes possible to make the FET to be 50 [Omega, by changing the gate length and gate width, the possible values of S 11 and S 22 spreads larger than conventional.

【0054】更に、整合回路がないので増幅器を作った
場合でもチップサイズは変わらず、従来のものよりも大
幅な小型化が実現できる。という作用がある。なお、1
つのFETチップ上に3種類以上のゲート形状を形成す
ることでS11やS22のとり得る値は更に広がり、ゲート
幅を大きくせずに50ΩになるFETが実現できる。
Further, since there is no matching circuit, even when an amplifier is manufactured, the chip size does not change, and a significant reduction in size can be realized as compared with the conventional one. There is an effect. In addition, 1
One of the possible values of that at S 11 and S 22 that form three or more kinds of gate-shaped on the FET chip further spread the FET becomes 50Ω without increasing the gate width can be realized.

【0055】[0055]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の発明のFETの表面パターンを示す上面
図である。
FIG. 1 is a top view showing a surface pattern of an FET of the first invention.

【図2】FETの等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the FET.

【図3】並列のSパラメータを1つのSパラメータに置
きかえる概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram in which parallel S parameters are replaced with one S parameter;

【図4】第1の発明の実施例で得られた各FETの入力
及び出力インピーダンスをスミスチャート上に示した図
である。
FIG. 4 is a diagram showing, on a Smith chart, input and output impedances of respective FETs obtained in the embodiment of the first invention.

【図5】第2の発明の第1の実施例を示す上面図であ
る。
FIG. 5 is a top view showing the first embodiment of the second invention.

【図6】図5のB−B’線断面図である。6 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図7】第2の発明の他の実施例を示す上面図である。FIG. 7 is a top view showing another embodiment of the second invention.

【図8】第2の発明の第2の実施例を示す上面図であ
る。
FIG. 8 is a top view showing a second embodiment of the second invention.

【図9】図8のA−A’線断面図である。9 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図10】従来のFETの表面パターンを示す上面図で
ある。
FIG. 10 is a top view showing a surface pattern of a conventional FET.

【図11】FETの入力及び出力インピーダンスをスミ
スチャート上に示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing input and output impedances of a FET on a Smith chart.

【図12】従来のMMICの表面パターンを示す上面図
である。
FIG. 12 is a top view showing a surface pattern of a conventional MMIC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 ゲート電極 51a ゲート部 51b ゲート部 52 ドレイン電極 53 ソース電極 51 gate electrode 51a gate part 51b gate part 52 drain electrode 53 source electrode

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 29/812 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 29/812 H01L 29/40-29/43 H01L 29/47

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、ソース電極、ドレイン電極及
びゲート電極を設けてなる電界効果トランジスタにおい
て、前記ゲート電極を、ゲート幅およびゲート長の異な
る複数のゲート部で構成し、これらゲート部を並列に接
続したことを特徴とする電界効果型トランジスタ。
In a field-effect transistor having a source electrode, a drain electrode and a gate electrode provided on a substrate, the gate electrode is constituted by a plurality of gate portions having different gate widths and gate lengths , and these gate portions are formed. A field-effect transistor characterized by being connected in parallel.
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