JPH01257355A - マイクロ波モノリシックｉｃ - Google Patents

マイクロ波モノリシックｉｃ

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JPH01257355A
JPH01257355A JP62315595A JP31559587A JPH01257355A JP H01257355 A JPH01257355 A JP H01257355A JP 62315595 A JP62315595 A JP 62315595A JP 31559587 A JP31559587 A JP 31559587A JP H01257355 A JPH01257355 A JP H01257355A
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semiconductor
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小引　通博
Masahiro Yoshida
昌弘 吉田
Takahide Ishikawa
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は放熱電極を備えたマイクロ波モノリシックＩ
Ｃ（ＭＭＩＣ）に関し、特に該放熱電極の構造に関する
ものである。
〔従来の技術〕
以下、ＧａＡｓを用いたＭＭＩＣを例として説明する。
第７図は従来のＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　Ｍ　Ｉ　Ｃを示す
断面図である。図において、１はＧａＡｓＭＭＩＣ１２
はＧａＡｓ基板、３は能動部、４ａ、４ｂは受動部、５
ａはドレイン領域、５ｂはゲートｅｆｆ域、５Ｃはソー
ス領域である。
一般にＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　Ｍ　Ｉ　Ｃ１の能動部３は
ＦＥＴで構成され、その入出力部は受動部４ａ、４ｂで
あるマ′イクロ波帯の整合回路にそれぞれ接続され、増
幅器として使用されている。高出力増幅器用のＣａＡｓ
ＭＭＩＣでは動作時に能動部３の最高温度は１００℃を
超える為、その放熱対策は特性上、及び信頼性上重要で
ある。
しかしながら第７図に示すような構造のＧａＡＳ　ＭＭ
　Ｉ　Ｇでは、能動部３で発生した熱は熱伝導率の低い
ＧａＡｓ基板２を介して放熱されるため放熱上不利であ
る。
このような点を改良した放熱効果のあるＧａＡｓＭＭＩ
ｃを第８図に示す。このＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　Ｍ　ＩＣ
の製造方法は、図に示すように、あらかじめＧａＡｓ基
板２上に形成された能動部３及び受動部４ａ、４ｂを保
護するためにワックス７を全面につけ、その上にガラス
板８を載せる。そして、Ｇａ、Ａｓ基板２を例えば５０
μｍ程度に研磨等の方法で薄膜化した後、ＧａＡｓ基板
２にＴｉメツキ及びＡｕメツキを順次節してＴｉメフキ
層１３及びＡｕメツキ層１４を形成する（第８図（ａ）
）。次に、Ａｕメツキ層１４上に５０μｍ程度のＰＨ３
（Ｐｌａｔｅｄ　Ｈｅａｔ　５ｉｎｋＨ放熱電極）１８
を例えば金のような熱伝導率の高い金属の電解メツキに
より形成する（第８図世））、そして最後に、ワックス
７とガラス板８を取り除き、放熱電極１８を゛備えたＧ
ａＡｓＭＭＩＣを形成する（第８図（Ｃ１）。
このような構造のＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　Ｍ　Ｉ　Ｃでは
、熱伝導率の低いＧａＡｓ基板を５０μｍ程度に薄膜化
し、その下に熱伝導率の高い金メツキ層からなるＰＨ３
１８を５０μｍ程度の厚さで設けたので、能動部３での
発熱はＰＨ３１８を介して効率良く放熱できる。
ところが、受動部４ａ、４ｂのマイクロ波伝送線路のパ
ターン寸法、その特性インピーダンス及び受動部４ａ、
４ｂ下側の半導体基板の厚さには以下に示すように一定
の関係があり、基板厚が薄い場合においては、マイクロ
波伝送線路のパターン寸法は狭（なり、線路の伝送損失
が大きくなるという欠点がある。
ここで、マイクロ波伝送線路のパターン寸法と基板厚と
の関係を説明する。第４図は一般的なマイクロ波伝送線
路を示す図であり、図に示すように、マイクロ波伝送線
路１６の幅をＷ、半導体などの誘電体１５の厚みをＨと
すると、一般にマイクロ波伝送線路の特性インピーダン
スＺ、は次式％式％ また、第５図にマイクロ波伝送線路のＷ／Ｈと特性イン
ピーダンス２・の関係を示す。
上記■、■式より、特性インピーダンスＺ０を一定とし
た場合、マイクロ波伝送線路の幅Ｗは誘電体の厚さＨに
依存し、Ｈが小さくなるとそれに従いＷも小さくなる。
、このように、受動部のマイクロ波伝送線路の形成にお
いては、特性インピーダンスを一定とした場合、ＧａＡ
ｓ基板が薄くなる程そのパターン寸法は小さくなりその
精度が厳しくなると共にマイクロ波帯での伝送損失が大
きくなり、結果として特性上の劣化を招く。
〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のように、ＧａＡｓ基板を薄くすると放熱上は有利
であるが、受動部の整合回路のパターン寸法が小さくな
り、マイクロ波帯での伝送損失が大きくなるという欠点
がある０以上の理由により、放熱効果があり、しかも受
動部のパターン形成も容易でマイクロ波帯での伝送損失
が少ない、高性能で信頼性の良いＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　
Ｍ　Ｉ　Ｃを実現することは困難であった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、受動部のパターニング形成が容易で、しかも
マイクロ波帯での伝送損失が少な（放熱効果も高い、高
性能で信頬性の良好なマイクロ波モノリシックＩＣを提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るマイクロ波モノリシックＩＣは、半導体基
板の能動部下側の領域を薄くし、かつ該領域を放熱電極
で囲み、さらに上記半導体基板の放熱電極に隣接した厚
い領域上に受動部を設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、能動部下側の半導体領域を薄くす
るとともに、これを放熱電極で囲んだので、能動部で発
生した熱を該半導体領域の底面だけでなく側面からも放
熱でき、これにより能動部の動作温度を低くして、信頼
性を高めることができ、また受動部を厚いＧａＡｓ基板
上に配置するため、パターンの形成が容易であるだけで
なく、マイクロ波伝送線路幅を大きく設定することがで
き、これによりマイクロ波帯での線路の伝送損失を少な
くして、ＧａＡｓＭＭＩＣの高性能化を図ることができ
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例によるマイクロ波モノリシッ
クＩＣの製造方法を示す断面図である。
図において、１はＧａＡｓＭＭＩＣ，２はＧａＡｓ基板
、３は能動部、４ａ、４ｂは受動部、５ａはドレイン領
域、５ｂはゲート領域、５Ｃはソース領域、６は配線、
７はワックス、８はガラス板、９ａ、９ｂ、９ｃはレジ
スト、１０はＮ　ｌ　／　Ａ　ｕメツキ層、１８は放熱
電極である。
次に製造方法について説明する。
まず、ＧａＡｓ基板２上にドレイン領域５ａ。
ゲート領域５ｂ、ソース領域５Ｃからなる能動部３と受
動部４ａ、４ｂ、及び配ＭＡ　６を形成する。
ここで、配線６は以下第３図（ａｌ〜（ｄｌに示すよう
に行う、即ち、−船釣にはＧａＡｓ基板上に形成された
能動部３．受動部４３．４ｂ間にレジスト９ｄを選択的
に形成し、該レジスト９ｄの上面に金属膜１）を全面に
形成した後、該能動部３．受動部４ａ、４ｂを囲むよう
にレジスト９ｅを形成する。その後、金属膜１）を電極
として電解メツキ層１２を形成し、レジス）９ｄ、９ｅ
を取り除いて上記配線６を形成する。
次にＧａＡｓ基板２上にあらかじめ形成された能動部３
．受動部４ａ、４ｂ及び配線６をワックス７で覆い、さ
らにその上にガラス板８を載せる（第１図（ａ））。そ
して上記ＧａＡｓ基板２を研磨した後、ＧａＡｓ基板下
面の受動部４ｂに対応する部分をレジスト９ａで覆い、
このレジスト９ａをマスクとしてＲＩＥ等のエツチング
を施す（第１図伽））０次に該基板下面の受動部４ａに
対応する部分をレジスト９ｂで覆い、このレジスト９ｂ
をマスクにしてエツチングを施す（第１図（Ｃ））。
さらに、能動部３に対応する部分をレジス）９ｃで覆い
上記と同様にこのレジスト９Ｃをマスクとしてエツチン
グを施す（第１図（ｄ））。そして、各レジスト９ａ、
９ｂ、９ｃを取り除いて〜５０００人のＮｉ、Ａｕの無
電解メツキを施してＮｉ／Ａｕメツキ層１０を形成し、
さらにＮ　ｉ　／　Ａ　ｕメツキ層１０を電極として電
解メツキを行って金メツキ層１８を堆積する（第１図（
ｆ））。このとき、金メツキ７１）Ｂの形成はこれがド
レイン領域５ｃとは接触しないように行う必要がある。
その後、金メツキ層１８表面を研磨して平坦にし、ワ・
ツクスフ及びガラス板８を取り除く。
次に作用効果について説明する。
一般に能動部３において発生した熱は、その約８０％が
第６図の斜線部Ａの範囲内を拡散して放熱されることが
わかっている。上記のように構成された本実施例によれ
ば、能動部３上例の熱伝導率が低い（０，８Ｗ／ｃｍ−
ｄｅｇ　）ＧａＡｓ基板２を薄く形成し、しかも熱伝導
率が高い（３、１Ｗ／ｃ＋ｓ・ｄｅｇ）金よりなるＰＨ
３１８をこのＧａＡｓ基板２を囲むように設けたので、
能動部３で生じた熱はＧａＡｓ基板２の底面だけでなく
側面をも介して、しかも即座にＰＨ３１８に達すること
となる。つまり、放熱範囲が第６図に示す斜線部Ａの範
囲よりも横方向に大きく拡がって放熱面積が広くなり、
Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｍ　Ｍ　Ｉ　Ｃ１の熱抵抗が低下する
。
これにより、動作温度を低く抑えることができ、素子の
信頼性を向上することができる。
また、本実施例の各受動部４ａ、４ｂの下側の各Ｇａｐ
ｓ基板２部分は別々のマスク９ｂ、９ａを用いて形成し
たものであるため、受動部４ａ。
４ｂ下側の各ＧａＡｓ基板厚Ｈは自由に選択することが
でき、このため受動部４ａ、４ｂのパターンを形成しや
すいようにマイクロ波伝送線路幅Ｗを設定した上で、各
受動部４ａ、４ｂの基板厚Ｈを変えることによりマイク
ロ波伝送線路の特性インピーダンスＺ０をそれぞれの受
動部で所定の値に設定できる。
また、マイクロ波モノリシックＩＣでは、受動部を厚い
基板上に設けたので、基板厚によって受動部のパターン
寸法が制約を受けることがなく、そのパターン形成は容
易になり、また基板厚に余裕があるので、パターン寸法
を大きくとることができ、マイクロ波帯における伝送損
失が低減できる。さらに受動部のパターン寸法を小さく
すれば、受動部のチップ上に占める面積を削減でき、素
子の集積化を図ることも可能である。
また、第２図は本発明の他の実施例によるＧａＡｓＭＭ
ＩＣを示す断面図である。この実施例のＧａＡｓＭＭＩ
Ｃは、上記実施例の第１図（ｂ）に示−す工程段階で、
受動部４ａ、４ｂ下例の各ＧａＡ３基板２下面を同時に
１つのレジストを用いてパターニングし、その後は上記
実施例と同様に、レジスト９Ｃを用いてさらにエツチン
グし、Ｎｉ／Ａｕメツキ層１０上に金メツキ層１８を施
した後、この金メツキ層１８を受動部４ａ、４ｂ下のＧ
ａＡｓ基板まで研磨したものである。
このような構成の本実施例では、受動部４ａ。
４ｂ下のＧａＡｓ基板２をともに１つのマスクを用いて
形成したので、製造段階において、上記実施例よりもバ
ターニング工程の簡略化を図ることができる。なお、放
熱効果については、放熱に寄与する材料及び発熱源の面
積は同じであるので、上記実施例とほぼ同様の放熱効果
を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、能動部のＧａＡｓ基板を
薄くするとともに、このＧａＡ３基板をＰＨ３で囲み、
さらに受動部を厚いＧａＡｓ基板上に設けたので、放熱
効果を高（してＧａＡｓＭＭＩＣＯ熱抵抗を低減でき、
また受動部のパターン寸法を大きくしてマイクロ波帯の
伝送損失を低減できるとともに受動部のパターン形成を
容易にでき、これにより信頼性に富んだ高性能のマイク
ロ波モノリシックＩＣを実現することができる。
線部の製造工程を示す断面図、第４図は一般のマイクロ
波伝送線路を示す図、第５図は第４図のマイクロ波伝送
線路のＷ／Ｈに対する特性インピーダンスＺ、を示す図
、第６図は従来のＭＭＩＣのるＭＭＩＣの製造工程を示
す断面図である。
１−ＧａＡｓＭＭＩＣ，２”・ＧａＡｓ基板、３・・・
能動部、４ａ、４ｂ・・・受動部、５ａ・・・ドレイン
領域、５ｂ・・・ゲート領域、５ｃ・・・ソース領域、
６・・・配線、７・・・ワックス、８・・・ガラス板、
９ａ〜９ｅ・・・レジスト、１０・・・Ｎ　ｉ　／　Ａ
　ｕメツキ層、１）・・・金属膜、１２・・・電解メツ
キ層、１３・・・Ｔｉメッーキ層、１４・・・Ａｕメツ
キ層、１５・・・誘電体、１６・・・マイクロ波伝送線
路、１７・・・接地導体、１８・・・ＰＨ３゜ なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体基板上に能動部、受動部を形成するととも
    に、該基板下面側に放熱電極を形成してなるマイクロ波
    モノリシックＩＣにおいて、 前記半導体基板は、その能動部下側の半導体領域を前記
    放熱電極で囲み、かつ前記受動部を該放熱電極に隣接し
    た半導体領域にこれと一体に設けたものであることを特
    徴とするマイクロ波モノリシックＩＣ。
  2. （２）上記半導体基板は複数の受動部を有するものであ
    り、該各受動部下側の半導体領域は、その基板厚を受動
    部のマイクロ波伝送線路の幅と特性インピーダンスに基
    づいて、それぞれの領域で別々に設定したものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波
    モノリシックＩＣ。
  3. （３）上記半導体基板は複数の受動部を有するものであ
    り、該各受動部下側の半導体領域は、それぞれの基板厚
    を同じ値に設定したものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載のマイクロ波モノリシックＩＣ。
JP62315595A 1987-12-14 1987-12-14 マイクロ波モノリシックｉｃ Pending JPH01257355A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62315595A JPH01257355A (ja) 1987-12-14 1987-12-14 マイクロ波モノリシックｉｃ
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GB8823335A GB2213638B (en) 1987-12-14 1988-10-05 Improved micro-wave monolithic integrated circuit with heat radiating electrode
FR8816114A FR2624501A1 (fr) 1987-12-14 1988-12-08 Rouleaux de transport pour la zone chaude d'un four de trempe et/ou de bombage de feuilles de verre
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US07/528,564 US5045503A (en) 1987-12-14 1990-06-26 Microwave monolithic integrated circuit with heat radiating electrode

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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FR (2) FR2624501A1 (ja)
GB (1) GB2213638B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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