JPH0442544A - マイクロ波集積回路 - Google Patents

マイクロ波集積回路

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JPH0442544A
JPH0442544A JP15065290A JP15065290A JPH0442544A JP H0442544 A JPH0442544 A JP H0442544A JP 15065290 A JP15065290 A JP 15065290A JP 15065290 A JP15065290 A JP 15065290A JP H0442544 A JPH0442544 A JP H0442544A
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JP
Japan
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electrode
mesfet
insulating substrate
hole
depth
Prior art date
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Pending
Application number
JP15065290A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Arai
一弘 新井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はマイクロ波集積回路(以下阿MICと略称)に
係り、特に電界効果トランジスタ(以下MESFETと
略称)が半導体基板の板厚を低減して設けられ、接地の
バイアホールを有するMMICにおけるバイアホールの
構造に関する。
(従来の技術) 砒化ガリウム(GaAs)を用いたMMICの特性を向
上させるには、MESFETの熱抵抗及び接地インダク
タンスを低減させることが必要である。MESFETの
熱抵抗は、GaAg基板厚を薄くするほど、低減するこ
とができる。また、接地インダクタンスは、バイアホー
ル構造を採用して低減させることができる。ところで、
MMICにおいては、GaAs基板厚も整合回路の一部
として設計しているため、MESFETの性能向上だけ
を考えGaAs基板厚を薄くすることはできない。そこ
で、最近では、NESFETの性能と整合回路の設計性
を両立させるためMESFET部直下のGaAs基板厚
を小にし、整合回路部の厚さを大にして、MMICの特
性向上を図ったものがある。
第3図に、その従来例を示す。図中、30はGaAs半
絶縁性基板、31は動作層(N層)、32はオーム性接
触層(N層層)、33はソース電極、34はドレイン電
極、35はゲート電極、36は絶縁膜(S13N4 )
、315は接地用電極、37はキャパシタ上面電極、3
11はバイアホール、330はMESFET部直下の空
洞、39は裏面電極である。
上記MMICの製造工程の要部につき第4図を参照して
次に説明する。
まず、イオン注入法、写真蝕刻法、蒸着法等によりGa
As半絶縁性基板30上に動作層(N層)31、オーム
性接触層(N層層)32、ソース電極33、ドレイン電
極34、ゲート電極35、接地用電極335、 キャパ
シタ絶縁膜(Si、N層)36、キャパシタ上面電極3
7を形成する。次にGaAs半絶縁性基板30裏面をラ
ッピングとケミカルボリジングにより、厚さ約1007
gまで薄層化する。次に接地用電極335に対向する部
分のGaAs半絶縁性基板30裏面からエツチングの精
密制御に優れた反応性イオンエツチング(RIE)によ
り接地用電極335に到達するバイアホール311を形
成する。次に、ソース電極33、ドレイン電極34、ゲ
ート電極35に対向する部分のGaAs半絶縁性基板3
0裏面からRIEにより、例えば501Im厚さエツチ
ングを施し、MESFET部直下のGaAs半絶縁性基
板30の下面に空洞330を設ける。最後に蒸着等によ
り裏面電極39を形成する。
上記構造のMNICはパッケージ等に金すず(AuSn
)はんだ等によりマウントすることにより、孔部に金属
が充填されるため、MESFETの熱抵抗および整合回
路の接地インダクタンスが十分に小さくでき、高周波特
性に優れたものである。しかし、このMMICには以下
に述べる問題点がある。
(発明が解決しようとする課題) 素子部の組立で、金すず(AuSn)はんだ等を用いた
パッケージ等への接着にあたり、理想的にはバイアホー
ル、MESFET部直下の空洞部分にはんだが流れ込み
、MESFET、接地電極とパッケージ間の接着を完壁
なものにできるが、実際には第4図に示すように、バイ
アホール内にはんだ300の流れ込みが不充分な空隙3
01が生じやすい。このような空隙301が生ずると、
接地用電極335と裏面電極39間の接地インダクタン
スが大きくなり、高周波特性の低下を招く。これはME
SFET直下の空洞の深さに比ベパイアホール深さがよ
り深いために生ずる現象である。この場合でもはんだ量
を多くしてより深いバイアホールに合わせた組立工程に
すればそれなりにはんだを流し込むことができそうであ
るが、実際にははんだ量が多くなり過ぎて、マウント領
域外に流出して信頼性の低下を招いたり、マウント部分
のはんだの厚さに不均一を生じ、熱抵抗の増大、ばらつ
きを生ずる等の重大な問題点がある。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、改良されたMMIC
の構造を提供するものである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明に係るマイクロ波集積回路は、半導体基板に設け
られたバイアホールと、前記半導体基板にその下面側か
らその板厚を低減させた部分に設けられた電界効果トラ
ンジスタ部を備えたマイクロ波集積回路において、バイ
アホールが半導体基板上面に形成された凹部の底部に開
端を有することを特徴とするマイクロ波集積回路。
本発明にかかるMMICの構造は、接地用電極直下の半
導体基板の上面側を予め凹状に加工することにより、バ
イアホールの深さと、MESFET直下の空洞の深さを
同程度にすることができるため1組立の際に生じるバイ
アホール内とMESFETの空洞内に流れ込むはんだの
不均一を防ぐことができる。したがって、熱抵抗および
接地インダクタンスが十分に小さく高周波特性に優れた
MMICを高歩留りで実現できる。
(実施例) 以下、本発明の実施例につき第1図を参照し、さらに製
造工程の要部を第2図によって説明する。
第3図において、10はGaAs半絶縁性基板、11は
動作層(N層)、12はオーム性接触層(N層層)、1
3はソース電極、14はドレイン電極、15はゲート電
極、16はSi、 N4層、115は接地用電極、17
はキャパシタ上面電極及びボンディング用パッド電極、
118は凹部、 illはバイアホール、11はMES
FET部直下の空洞、19は裏面電極である。第1図お
よび第2図に示すようにこの発明にかかるMNICは、
バイアホールにより接地する部分のGaAs半絶縁性基
板10を、予め、ソース電極13、ドレイン電極14.
ゲート電極15からなるMESFET部直下のGaAs
半絶縁性基板の厚さ分、例えばそれが30.であれば、
深さ30趨の凹部18を形成する。このようにしてパイ
アホール深さをMESFET部直下の空洞の深さと同程
度にすることができる構造上の特徴を備えている。
上記構造により、素子組立工程で生じる接地用電極と裏
面電極間の接地インダクタンスの増大を防止できる。
次に、上記構造の製造方法を第2図を参照して説明する
まず、GaAs半絶縁性基板20上の動作層形成予定域
に加速エネルギ140KeV、ドース層3 X 101
012a”のSiイオンを選択的に注入する。次にオー
ム性接触層形成予定域に加速エネルギ120KeVと2
50KeV、ドース量それぞれ2X10”am’″2の
Siイオンを選択的に注入する。続いて850℃の温度
でアニールを施しSiイオンを活性化させて、動作層(
N層)21、オーム性接触層(N層層)22を形成する
。次に接地用電極形成予定域に開口を有するフォトレジ
スト299をマスクとして精密制御可能なRIEにより
深さ30/aの凹部288を形成する(第2図(a))
。ここで、この凹部288の深さはMESFET部直下
のGaAs半絶縁性基板の厚さ程度にする。次に写真蝕
刻法と蒸着法、およびプラズマCVD法などによりソー
ス電極23、ドレイン電極24.ゲート電極25、接地
用電極255などをそれぞれ形成する。
次に、ラッピング及びケミカルボリジングにより、Ga
As半絶縁性基板20を厚さ100pまで薄層化する。
次に赤外線を利用した写真蝕刻法により、接地用電極2
5に対向するGaAs半絶縁性基板20裏面部分に開口
を有するフォトレジストパターンを形成した後、反応ガ
スにBCl2.系を用いたRIEにより、GaAs結晶
を約70IIInエツチングし、接地用電極215に到
達するバイアホール211を形成する(第2図(b))
次に、ソース電極23、ドレイン電極24、ゲート電極
25からなるMESFET部に対向するGaAs半絶縁
性基板20裏面部分に開口を有するフォトレジストパタ
ーンを形成した後、BCQ、を用いたRIEによりGa
As結晶を70虜エツチングして、空洞220を形成す
る(第2図(C))。
最後に、蒸着法により、裏面電極28を形成して第1図
に示すMMICを完成する。
叙上の如く、接地用電極215直下のGaAs半絶縁性
基板20の上面側を凹状に加工することによって、バイ
アホール深さとMESFET部直下のGaAs半絶縁性
基板20のエツチング深さを同程度にすることができる
なお、上記実施例で述べた凹部の深さ及びMESFET
部直下のGaAs半絶縁性基板の厚さを30iaとした
がこれに限られるものではなく、凹の深さとMESFE
T部直下のGaAs半絶縁性基板の厚さが同程度であれ
ば構わない。
〔発明の効果〕
この発明によれば、以上述べたように接地用電極直下の
GaAs半絶縁性基板の下面を凹状に加工することによ
って、MESFET部直下のGaAs半絶縁性基板厚を
薄く形成しながらも、バイアホール深さとMESFET
部直下のGaAs半絶縁性基板のエツチング深さを同程
度にすることができることから、素子組立工程で生じる
接地用電極と裏面電極間の接地インダクタンスの増大を
防ぐことができ、熱抵抗および接地インダクタンスが十
分小さく高周波特性に優れたMMICを高歩留りで実現
できる顕著な利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる一実施例のMMICの断面図、
第2図は第1図に示されたMNICの製造工程の要部を
説明するための断面図、第3図と第4図は従来例のMM
ICの要部を示す断面図である。 10、2O−GaAs半絶縁性基板、118.218−
・・凹部、19・・・裏面電極、111.211・・・
バイアホール、115、215・・・接地電極 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 GaAs  午!Pi、六4セし≦4k       
 +1 :  113j下眉 (〜漫)オーム性f勇鴛
眉 <y”/li>      +3:  ンース嘴じ
撤Pbイン4L・毛k               
  1s:  γ″−ト を粘kSisN”M    
             m:  バイア ホー)し
午マパシタよj励t)iK−hはυ′ホ゛ソiンZ′斤
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115:掻比削t4MESFE丁(毬j【千の?−悶 
    118− 凹(9第1図 2o:aaAsJfe、縁□はし奈4更  z+:il
l’F層 (〜贋)−2@  (嘔の1) 23 : 25: 211; 218: ソース’を穢 デート ik バ1アホール 凹音p 24  :  F’b<ン’@:Jaシ26 : Si
a N+眉 215:4玉:jl!)@’嘘Eじ1に11?。 220: MESFET潜号【1め79局 第 図 (譜の2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板に設けられたバイアホールと、前記半導体
    基板にその下面側からその板厚を低減させた部分に設け
    られた電界効果トランジスタ部を備えたマイクロ波集積
    回路において、バイアホールが半導体基板上面に形成さ
    れた凹部の底部に開端を有することを特徴とするマイク
    ロ波集積回路。
JP15065290A 1990-06-08 1990-06-08 マイクロ波集積回路 Pending JPH0442544A (ja)

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JP15065290A JPH0442544A (ja) 1990-06-08 1990-06-08 マイクロ波集積回路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104465569A (zh) * 2014-11-12 2015-03-25 华天科技(昆山)电子有限公司 降低mos芯片内阻的封装结构及封装方法
KR20200097113A (ko) * 2019-02-07 2020-08-18 국방과학연구소 반도체 칩 패키지 및 반도체 칩 패키징 방법

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