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JP3206525B2 - Semiconductor device - Google Patents
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JP3206525B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3206525B2
JP3206525B2 JP32515797A JP32515797A JP3206525B2 JP 3206525 B2 JP3206525 B2 JP 3206525B2 JP 32515797 A JP32515797 A JP 32515797A JP 32515797 A JP32515797 A JP 32515797A JP 3206525 B2 JP3206525 B2 JP 3206525B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に高出力半導体のペレットの構造に工夫した技術
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a technique devised for a pellet structure of a high-power semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】高出力電界効果トランジスタ(以下、F
ETという)の性能向上、すなわち高出力化を図る上
で、熱抵抗低減は重要な要素であり、ペレット圧を薄く
し、熱放散性を向上させる事が効果的である。
2. Description of the Related Art High-output field-effect transistors (hereinafter referred to as F
In order to improve the performance of ET, that is, to increase the output, the reduction of the thermal resistance is an important factor, and it is effective to reduce the pellet pressure and improve the heat dissipation.

【0003】しかしながら、ペレット厚を薄くすると、
組立の際のマウント工程等の熱処理時にペレットの反り
が大きくなり、ペレットクラック増大、自動組立困難、
残留応力等の原因となりFETの特性、信頼性及び組
立作業性に支障をきたす。即ち、熱抵抗低減の為のペレ
ット厚、薄化とトレードオフの関係にある。
However, when the pellet thickness is reduced,
The warpage of the pellets increases during heat treatment such as the mounting process during assembly, increasing the number of pellet cracks, making automatic assembly difficult,
This may cause residual stress, etc., and impair the FET characteristics, reliability and assembly workability. That is, there is a trade-off relationship between pellet thickness and thickness reduction for reducing thermal resistance.

【0004】上述した様な問題点を解決する為の手段と
して、熱源である能動領域のみGaAs厚すなわち半導
体基板厚を薄くしたペレット構造が検討されている。
As a means for solving the above-mentioned problems, a pellet structure in which the thickness of GaAs, that is, the thickness of the semiconductor substrate is reduced only in the active region serving as a heat source is being studied.

【0005】図7、図8及び図9に上述した問題点を解
決する従来例を示す。図7に上部平面図、図8に図7中
の線B−B’の切断断面図を、図9に図7中の線A−
A’での切断断面図を示す。
FIGS. 7, 8 and 9 show a conventional example which solves the above-mentioned problem. 7 is a top plan view, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB ' in FIG. 7, and FIG. 9 is a line A-
FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along line A ′ .

【0006】半導体基板9、すなわちGaAs基板9上
に形成された能動領域11の真下のみ基板厚が薄くなる
様に裏面に一段の段差を設けた裏面処理を行ない、その
後、その段差のある窪部に対して、AuAg等の金属
をメッキして、金属層10を充填する。
A back surface treatment is performed by providing a single step on the back surface of the semiconductor substrate 9, ie, just below the active region 11 formed on the GaAs substrate 9, so that the substrate thickness is reduced. Then, a metal such as Au or Ag is plated to fill the metal layer 10 .

【0007】これにより、熱源である能動領域11にお
いて熱抵抗の低減が図られ、かつ周囲部のGaAs基板
9の厚さは厚い為に応力に強く、信頼性の高いペレット
を得る事ができる。
As a result, the thermal resistance is reduced in the active region 11 serving as a heat source, and since the thickness of the GaAs substrate 9 in the peripheral portion is large, it is possible to obtain a highly reliable pellet which is resistant to stress.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、高出
力化に伴う多セル構造のペレットにおいて、動作時の各
単位トランジスタセルの出力差により、整合損失が生
じ、高周波特性の低下が起こることである
A first problem is that, in a pellet having a multi-cell structure accompanying an increase in output, a matching loss occurs due to an output difference of each unit transistor cell during operation, and deterioration of high frequency characteristics is reduced. Is what happens.

【0009】その理由は、並列に接続された各単位トラ
ンジスタセルの真下の裏面半導体基板厚が全て同じ、す
なわち熱抵抗が均一である為、動作時に熱源隣接する
中央部の単位トランジスタセルと端部の単位トランジス
タセル間にチャネル温度差が生じ、高周波動作時のトラ
ンジスタ利得、出力の温度依存性により、各単位トラン
ジスタセル間の利得差、出力差を生じて動作が不均一に
なる為である。
[0009] The reason is that all the back surface the semiconductor substrate thickness beneath each unit transistor cells connected in parallel the same, i.e. because the heat resistance is uniform, the unit transistor cells and the edge of the central portion adjacent to the heat source during operation This is because a channel temperature difference occurs between the unit transistor cells of each unit, and a gain difference and an output difference between the unit transistor cells occur due to the transistor gain and the temperature dependency of the output at the time of high-frequency operation, resulting in non-uniform operation. .

【0010】第2の問題点は、裏面凹部への金属充填歩
留まりが低下することである。その理由は、凹部が一段
であり、その段差が大きい為、例えばAuメッキ用電流
バスとしての下地電極の段差での不連続が生じ易い為で
ある。
A second problem is that the metal filling yield of the backside recess decreases. The reason for this is that the concave portion is one step, and the step is large, so that discontinuity is likely to occur at the step of the base electrode as a current bus for Au plating, for example.

【0011】よって、本発明では、GaAs等熱伝導率
の低い材料により高周波用高出力半導体ペレットのう
ち、高出力化の為の多セル構造を有するペレットにおい
て、セル間のアンバランス動作が少なく、出力整合損失
の少ないペレットを歩留まりよく供給することができる
技術を提供する。
Therefore, according to the present invention, among the high-output semiconductor pellets for high frequency using a material having a low thermal conductivity such as GaAs , a pellet having a multi-cell structure for high output has a small unbalance operation between cells. Provided is a technique capable of supplying pellets with low output matching loss with good yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載の発明の要旨は、PHS構造を有する高周波高出力用
GaAsFETペレットを用い、GaAs基板(1)上
にゲート、ドレイン、ソース電極を有する能動領域
(2)を形成してFETを形成し、前記FETは、並列
接続された単位トランジスタセル(4,5,6,7)か
ら構成されており、当該単位トランジスタセル(4,
5,6,7)のそれぞれに対して設けられた所望のボン
ディングパット(8)を介し、ボンディングワイヤーを
接続して配線を行い、当該単位トランジスタセル(4,
5,6,7)のそれぞれを並列動作させて、その出力を
前記高周波高出力用GaAsFETペレット外にて整合
して高出力を得るように構成され、前記高周波高出力用
GaAsFETペレットは、単位トランジスタセルの前
記能動領域(2)の真下のみ、裏面より中央部の単位ト
ランジスタセル(5,6)の領域ほど薄く、端部の単位
トランジスタセル(4,7)の領域ほど厚くなる様に段
差(1a,1b)を設けて前記GaAs基板(1)に窪
みを形成し、当該窪みに対して金属層(3)をメッキに
よって充填した構造となっており、前記中央部の単位ト
ランジスタセル(5,6)の能動領域直下の前記GaA
s基板(1)の厚さ(a)と前記端部の単位トランジス
タセル(4,7)の能動領域直下の前記GaAs基板
(1)の厚さ(b)とで形成される段差は、最も薄い前
記GaAs基板(1)の厚さ、すなわち、前記中央部の
単位トランジスタセル(5,6)の能動領域直下の前記
GaAs基板(1)の厚さ(a)が薄い程小さく、厚い
ほど大きくした構造となっており、前記金属層(3)の
厚さは、最も前記GaAs基板(1)の厚い部分に対
し、略15μmに設定され、前記中央部の単位トランジ
スタセル(5,6)の能動領域直下の前記GaAs基板
(1)の厚さ(a)は略10μmに設定され、前記端部
の単位トランジスタセル(4,7)の能動領域直下の前
記GaAs基板(1)の厚さ(b)が略20μmに設定
されていることを特徴とする半導体装置に存する。
The gist of the present invention is that a high-frequency high-output GaAsFET pellet having a PHS structure is used to form a gate, a drain and a source electrode on a GaAs substrate (1). An active region (2) having the unit transistor cell (4,5,6,7) connected in parallel is formed.
5, 6, 7), a bonding wire is connected through a desired bonding pad (8) provided for each of the unit transistor cells (4, 6, 7).
5, 6, 7) are operated in parallel, and their outputs are matched outside the high- frequency high-output GaAsFET pellet to obtain high output. The high-frequency high-output GaAsFET pellet is composed of a unit transistor. The step () is formed so that the area of the unit transistor cell (5, 6) at the center part is thinner just below the active area (2) of the cell and the thickness of the unit transistor cell (4, 7) at the end is thicker than the rear face. 1a, 1b), a depression is formed in the GaAs substrate (1), and the depression is filled with a metal layer (3) by plating. 6) The GaAs just below the active region
The step formed by the thickness (a) of the s substrate (1) and the thickness (b) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cell (4, 7) at the end is the most The thinner the thickness of the GaAs substrate (1), that is, the smaller the thickness (a) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cells (5, 6) in the center, the smaller the thickness, and the larger the thickness. The thickness of the metal layer (3) is set to approximately 15 μm with respect to the thickest part of the GaAs substrate (1), and the thickness of the unit transistor cells (5, 6) in the central part is The thickness (a) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region is set to about 10 μm, and the thickness (a) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cell (4, 7) at the end portion ( b) is set to approximately 20 μm. It resides in a semiconductor device that.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1、図2および
図3に、本発明の実施の形態に係る上部平面図、図1中
の線B−B’での断面図および図1中の線A−A’での
切断断面図を示す。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1, 2 and 3 are top plan views, cross-sectional views taken along line BB 'in FIG. 1, and cross-sectional views taken along line AA' in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention. Is shown.

【0014】本実施の形態でも半導体基板1上に所望の
電極を有する能動領域2を形成し、トランジスタを形成
する。トランジスタは並列接続された単位トランジスタ
セル(単位基本セル)47から構成されてお
り、各単位トランジスタセル4,5,6,7に対して設
けられた所望のボンディングパット8を介し、ボンディ
ングワイヤー(図示せず)を接続し、配線を行い、各単
位トランジスタセル47を並列動作させて、
その出力をペレット外にて整合し、高出力を得る。
Also in this embodiment, an active region 2 having a desired electrode is formed on a semiconductor substrate 1 to form a transistor. Transistors connected in parallel unit transistor cells (unit basic cell) 4, 5, 6, 7 are composed of, the desired bonding pad 8 provided for each unit transistor cell 4,5,6,7 And a bonding wire (not shown) is connected thereto, wiring is performed, and the unit transistor cells 4 , 5 , 6 , 7 are operated in parallel.
The output is matched outside the pellet to obtain high output.

【0015】ここで、本発明のペレットは図2に示す様
に、単位トランジスタセルの能動領域2の真下のみ、裏
面より中央部の単位トランジスタセル56の領域ほど
薄く、端部の単位トランジスタセル47の領域ほど厚
くなる様に段差1a1bを設けて半導体基板1に窪み
を形成し、その後該窪みに対して金属層を充填した構
造となっている。
Here, as shown in FIG. 2, the pellet of the present invention is thinner only under the active region 2 of the unit transistor cell , in the region of the unit transistor cells 5 and 6 at the center than the back surface, and at the end. A step is formed in the semiconductor substrate 1 by providing steps 1a and 1b so as to be thicker in the region of the cells 4 and 7, and then the metal layer 3 is filled in the recess.

【0016】[0016]

【実施例1】次に、本発明の実施例について、同じく図
1、図2及び図3を用いて詳細に説明する。本実施例
は、PHS構造を有する高周波高出力用GaAsFET
ペレットにおける実施例である。
Embodiment 1 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2 and 3. This embodiment is directed to a high-frequency, high-output GaAs FET having a PHS structure.
It is an example in a pellet.

【0017】GaAs基板(半導体基板)1上にゲー
ト、ドレイン、ソース電極を有する能動領域2を形成
し、FETを形成する。該トランジスタは並列接続され
た単位トランジスタセル47を並列動作させ
てその出力をペレット外にて整合し、高出力を得る。
An active region 2 having a gate, a drain, and a source electrode is formed on a GaAs substrate (semiconductor substrate) 1 to form an FET. The transistor operates the unit transistor cells 4 , 5 , 6 , 7 connected in parallel in parallel to match the output outside the pellet, thereby obtaining a high output.

【0018】ここで、本発明の第1の実施例において、
図2及び図3に示す様に単位トランジスタセルの能動領
域2の直下のみ、裏面より中央部の単位トランジスタセ
ル56の領域の厚さaが端部の単位トランジスタセル
7の領域の厚さbに対し薄くなる様にb−a=約1
0μm程度の段差を設けてGaAs基板1に対してエッ
チング等により段差1a1bを有する窪部を形成す
る。
Here, in the first embodiment of the present invention,
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, only under the active region 2 of the unit transistor cell , the thickness a of the region of the unit transistor cells 5 and 6 at the center from the back surface is equal to the thickness of the region of the unit transistor cells 4 and 7 at the end. Ba = approximately 1 so as to be thinner with respect to the thickness b.
A recess having steps 1a and 1b is formed in the GaAs substrate 1 by etching or the like with a step of about 0 μm.

【0019】その後、窪部に対し金属、例えばAu
g層(金属層3)をメッキによって充填する。この金属
層3の厚さは、最もGaAs基板1の厚い部分に対し、
約15μm程度が望ましい(図3中の厚さcの部分)。
Thereafter, a metal such as Au , A
The g layer (metal layer 3) is filled by plating. The thickness of the metal layer 3 is larger than the thickest part of the GaAs substrate 1.
About 15 μm is desirable (the part of thickness c in FIG. 3).

【0020】次に、本発明の実施例の動作について、従
来例と比較して詳細に説明する。図5は、図7〜図
示した従来例の様各単位トランジスタセル直下のGa
As基板厚が全て一定である場合のチャネル温度分布を
実測値の一例を基に算出したものである。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail in comparison with the conventional example. 5, Ga directly under the unit transistor cell as in the conventional example shown in FIGS. 7 to 9
The channel temperature distribution when the thickness of the As substrate is all constant is calculated based on an example of an actually measured value.

【0021】その場合、実際のデバイスにおいて、チャ
ネル温度の絶対値は異なる為、最も高いチャネル温度に
対する百分率で示している。ここで、横軸は図7中の線
A−A’間の位置をA側を原点として示し、縦軸はチャ
ネル温度/能動領域内最高チャネル温度の百分率であ
る。実線は各位置での温度差を波線及びハッチング部は
単位トランジスタセルでの平均値を示す。
In this case, since the absolute value of the channel temperature differs in an actual device, it is shown as a percentage with respect to the highest channel temperature. Here, the horizontal axis indicates the position between the lines AA ′ in FIG. 7 with the A side as the origin, and the vertical axis indicates the ratio of channel temperature / maximum channel temperature in the active region. The solid line indicates the temperature difference at each position, and the dashed line and the hatched portion indicate the average value in the unit transistor cell.

【0022】能動領域最中央と最縁部で約30%、セル
間平均値でも約14%の温度差が生じる。例えば単位ト
ランジスタセル平均での最高チャネル温度が150℃、
すなわち中央部の単位トランジスタセル56のチャネ
ル温度が150℃なら端部の単位トランジスタセル4
7は約128℃であり約22℃の平均チャネル温度差が
ある。
A temperature difference of about 30% occurs between the center and the edge of the active region, and about 14% also occurs between cells. For example, the maximum channel temperature in the unit transistor cell average is 150 ° C.,
That is, if the channel temperature of the unit transistor cells 5 and 6 at the center is 150 ° C., the unit transistor cells 4 at the end and
7 is about 128 ° C. with an average channel temperature difference of about 22 ° C.

【0023】ここで、高周波動作時の利得と出力には温
度依存性があり、利得で0.026dB/℃、出力で
0.016dB/℃と変化する。したがって、約22℃
のチャネル温度差があれば、中央部の単位トランジスタ
セル56と端部の単位トランジスタセル47間では
利得で約0.6dB、出力で0.4dBの差を生じ、こ
れらをペレット外で整合する際に整合損失を生じる。
Here, the gain and the output at the time of high frequency operation have temperature dependency, and the gain and the output change to 0.026 dB / ° C. and 0.016 dB / ° C., respectively. Therefore, about 22 ° C
If the difference of the channel temperature, the unit transistor cells 5 of the central portion, 6 a unit transistor cell end 4, about 0.6 dB in gain between 7 causes a difference 0.4 dB at the output, these A matching loss occurs when matching outside the pellet.

【0024】本発明の実施例においては、能動領域直下
GaAs厚を中央部の単位トランジスタセル56ほ
ど薄く、端部の単位トランジスタセル47ほど厚くな
る様に段差を設け、中央部と端部の単位トランジスタセ
ルの熱抵抗に差をつける事でチャネル温度を相殺し、整
合損失を少なくする事ができる。
In the embodiment of the present invention, a step is provided so that the thickness of GaAs immediately below the active region is thinner at the unit transistor cells 5 and 6 at the center and thicker at unit transistor cells 4 and 7 at the ends. By making the thermal resistance of the unit transistor cell at the end different from that of the other, the channel temperature can be offset and the matching loss can be reduced.

【0025】ここで、具体的な段差の数値を求める為
に、GaAs基板1の厚さに対する熱抵抗の増加分の計
算値の1例を図に示す。熱抵抗の絶対値はトランジス
タ領域のパターンや組立に使用するPKG、組立精度等
々で差異が生じる為、GaAs厚が0の時に対する百分
率で示す。
FIG. 6 shows an example of a calculated value of an increase in thermal resistance with respect to the thickness of the GaAs substrate 1 in order to obtain a specific numerical value of the step. Since the absolute value of the thermal resistance varies depending on the pattern of the transistor region, the PKG used for assembling, the assembling accuracy, and the like, the absolute value is shown as a percentage with respect to the GaAs thickness of 0.

【0026】ここで、チャネル温度Tchは Tch=Tr+ΔTch (Tr=周囲温度)・・・・式(1) で表され、ΔTchは ΔTch={IdsxVdsx(1−ηadd)}xRth・・・式(2) Ids:RF動作時ドレイン電流 Vds:RF動作時ドレイン電圧 ηadd:電力付加効率 Rth:熱抵抗 で表される。よって、チャネル温度は熱抵抗Rthに比例
する。
Here, the channel temperature Tch is represented by Tch = Tr + ΔTch (Tr = ambient temperature) (1), and ΔTch is represented by ΔTch = dsIdsxVdsx (1-ηadd)} xRth (2) Ids: Drain current at RF operation Vds: Drain voltage at RF operation ηadd: Power added efficiency Rth: Thermal resistance Therefore, the channel temperature is proportional to the thermal resistance Rth.

【0027】したがって、例えば約14%の単位トラン
ジスタセル間での平均チャネル温度差を相殺する為に
は、図より図に示す中央部の単位トランジスタセル
5,6の能動領域直下のGaAs基板1の厚さaが例え
ば10μmなら端部の単位トランジスタセル47の能
動領域直下のGaAs基板1の厚さbを20μm程度と
約10μm程の段差が必要となる。
[0027] Thus, for example, in order to offset the average channel temperature difference between about 14% of the unit transistor cells, the unit transistor cell in the central portion shown in FIG. 1 from 6
If the thickness a of the GaAs substrate 1 immediately below the active regions 5 and 6 is, for example, 10 μm, the thickness b of the GaAs substrate 1 immediately below the active regions of the unit transistor cells 4 and 7 at the end is about 20 μm, and a step of about 10 μm is formed. Required.

【0028】またこの段差は、最も薄いGaAs基板1
の厚さ、すなわち、中央部の単位トランジスタセルの能
動領域2直下のGaAs基板1の厚さaが薄い程小さ
く、厚いほど大きくする必要がある。
This step is the thinnest GaAs substrate 1
, That is, the thickness a of the GaAs substrate 1 immediately below the active region 2 of the unit transistor cell at the center needs to be smaller, and larger as the thickness is larger.

【0029】[0029]

【実施例2】次に、本発明の第2の実施例を図4に断面
図として示す。中央部の単位トランジスタセルの能動領
域2直下の半導体基板1の厚さと端部の単位トランジス
タセルの半導体基板厚に対して、段差でなく連続した一
様な傾斜を設けている。これにより、チャネル温度の均
一性をより高める事ができる。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. 4 as a sectional view. The thickness of the semiconductor substrate 1 just below the active region 2 of the unit transistor cell at the center and the thickness of the semiconductor substrate of the unit transistor cell at the end are provided with a continuous and uniform slope, not a step. Thereby, the channel temperature uniformity can be further improved.

【0030】[0030]

【発明の効果】第1の効果は、並列接続された単位トラ
ンジスタセル構造を有する高出力半導体ペレットにおけ
る各基本セルの出力整合損失を低減することができる
とである
[Effect of the Invention] The first effect is, this can reduce the output matching loss of each basic cell in the high-output semiconductor pellet having a parallel-connected unit transistors cell structure
And

【0031】その理由は、並列接続された各単位トラン
ジスタセルの能動領域直下の半導体基板厚を熱源が隣接
してチャネル温度が高くなる中央部ほど薄く、逆に端部
ほど厚くなる様段差を設ける事で、チャネル温度差を熱
抵抗差で相殺し、各単位トランジスタセル間のチャネル
温度差をなくして、均一動作させることができるからで
ある。
The reason is that a step is provided so that the thickness of the semiconductor substrate immediately below the active region of each unit transistor cell connected in parallel becomes thinner at the center where the channel temperature rises adjacent to the heat source and becomes thicker at the end. This is because the channel temperature difference is canceled by the thermal resistance difference, and the channel temperature difference between the unit transistor cells can be eliminated, thereby enabling uniform operation.

【0032】第2の効果は、裏面窪部への金属充填歩留
まり低下を改善できることである。その理由は、窪部の
段差を複数とすることにより、各段差を小さくすること
により、または傾斜させることにより、例えばAuメッ
キ電流バス用下地電極の段差での不連続をなくすことが
できるためである。
The second effect is that it is possible to improve a reduction in the yield of filling the metal into the concave portion on the back surface. The reason is that the discontinuity at the step of, for example, the Au plating current bus base electrode can be eliminated by using a plurality of steps of the concave portion, reducing each step, or inclining the steps. is there.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置の断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の線B−B’に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図3】図1の線A−A’に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来例の半導体ペレットの動作時のチャネル温
度分布をグラフで示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a graph of a channel temperature distribution during operation of a conventional semiconductor pellet.

【図6】本発明の実施の形態におけるGaAs基板の
の最適値を説明する為のGaAs基板厚に対する熱抵
抗増加量をグラフで示す説明図である。
FIG. 6 shows the thickness of a GaAs substrate according to the embodiment of the present invention.
It is an explanatory diagram showing graphically the thermal resistance increase with respect to the GaAs substrate thickness for explaining the optimum value.

【図7】従来の半導体装置を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a conventional semiconductor device.

【図8】図7の線B−B’に沿った断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line BB of FIG. 7;

【図9】図7の線A−A’に沿った断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体(GaAs)基板 1a 段差 1b 段差 2 能動領域 3 金属層 4 単位トランジスタセル(単位基本セル)単位トランジスタセル(単位基本セル)単位トランジスタセル(単位基本セル)単位トランジスタセル(単位基本セル) 8 ボンディングパット 9 半導体(GaAs)基板 10 金属層 11 能動領域Reference Signs List 1 semiconductor ( GaAs ) substrate 1a step 1b step 2 active region 3 metal layer 4 unit transistor cell (unit basic cell) 5 unit transistor cell (unit basic cell) 6 unit transistor cell (unit basic cell) 7 unit transistor cell (unit basic) Cell) 8 Bonding pad 9 Semiconductor (GaAs) substrate 10 Metal layer 11 Active area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 29/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 PHS構造を有する高周波高出力用Ga
AsFETペレットを用い、GaAs基板(1)上にゲ
ート、ドレイン、ソース電極を有する能動領域(2)を
形成してFETを形成し、 前記FETは、並列接続された単位トランジスタセル
(4,5,6,7)から構成されており、当該単位トラ
ンジスタセル(4,5,6,7)のそれぞれに対して設
けられた所望のボンディングパット(8)を介し、ボン
ディングワイヤーを接続して配線を行い、当該単位トラ
ンジスタセル(4,5,6,7)のそれぞれを並列動作
させて、その出力を前記高周波高出力用GaAsFET
ペレット外にて整合して高出力を得るように構成され、 前記高周波高出力用GaAsFETペレットは、単位ト
ランジスタセルの前記能動領域(2)の真下のみ、裏面
より中央部の単位トランジスタセル(5,6)の領域ほ
ど薄く、端部の単位トランジスタセル(4,7)の領域
ほど厚くなる様に段差(1a,1b)を設けて前記Ga
As基板(1)に窪みを形成し、当該窪みに対して金属
層(3)をメッキによって充填した構造となっており、 前記中央部の単位トランジスタセル(5,6)の能動領
域直下の前記GaAs基板(1)の厚さ(a)と前記端
部の単位トランジスタセル(4,7)の能動領域直下の
前記GaAs基板(1)の厚さ(b)とで形成される段
差は、最も薄い前記GaAs基板(1)の厚さ、すなわ
ち、前記中央部の単位トランジスタセル(5,6)の能
動領域直下の前記GaAs基板(1)の厚さ(a)が薄
い程小さく、厚いほど大きくした構造となっており、 前記金属層(3)の厚さは、最も前記GaAs基板
(1)の厚い部分に対し、略15μmに設定され、 前記中央部の単位トランジスタセル(5,6)の能動領
域直下の前記GaAs基板(1)の厚さ(a)は略10
μmに設定され、 前記端部の単位トランジスタセル(4,7)の能動領域
直下の前記GaAs基板(1)の厚さ(b)が略20μ
mに設定されていることを特徴とする半導体装置。
1. High frequency high power Ga having a PHS structure
An active region (2) having a gate, a drain, and a source electrode is formed on a GaAs substrate (1) by using an AsFET pellet to form an FET. The FET includes unit transistor cells (4, 5, 5) connected in parallel. 6, 7), and wiring is performed by connecting a bonding wire via a desired bonding pad (8) provided for each of the unit transistor cells (4, 5, 6, 7). , The unit transistor cells (4, 5, 6, 7) are operated in parallel, and the output is output from the high-frequency high-output GaAs FET.
The high-frequency high-output GaAsFET pellet is configured so as to obtain a high output by matching outside the pellet, and the unit transistor cell (5, 5) located at the center of the back surface only under the active region (2) of the unit transistor cell. The steps (1a, 1b) are provided so as to be thinner in the region of 6) and thicker in the region of the unit transistor cell (4, 7) at the end.
A recess is formed in the As substrate (1), and the recess is filled with a metal layer (3) by plating. The recess is formed immediately below the active area of the central unit transistor cell (5, 6). The step formed by the thickness (a) of the GaAs substrate (1) and the thickness (b) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cell (4, 7) at the end is the smallest. The thinner the thickness of the GaAs substrate (1), that is, the smaller the thickness (a) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cells (5, 6) in the center, the smaller the thickness, and the larger the thickness. The thickness of the metal layer (3) is set to about 15 μm with respect to the thickest part of the GaAs substrate (1), and the thickness of the unit transistor cells (5, 6) in the central part is The GaAs substrate just below the active area 1) The thickness of the (a) is substantially 10
μm, and the thickness (b) of the GaAs substrate (1) immediately below the active region of the unit transistor cell (4, 7) at the end is approximately 20 μm.
m, which is set to m.
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