JPH11330085A - 電力半導体装置 - Google Patents

電力半導体装置

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JPH11330085A
JPH11330085A JP10127305A JP12730598A JPH11330085A JP H11330085 A JPH11330085 A JP H11330085A JP 10127305 A JP10127305 A JP 10127305A JP 12730598 A JP12730598 A JP 12730598A JP H11330085 A JPH11330085 A JP H11330085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
bus line
pad
distance
line electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP10127305A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikatsu Kotaki
義勝 小滝
Masahiro Kuroda
正廣 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10127305A priority Critical patent/JPH11330085A/ja
Publication of JPH11330085A publication Critical patent/JPH11330085A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐電力性に優れたマイクロ波用電力半導体装
置を提供する。 【解決手段】 フィンガ電極11、12をつなぐバスラ
イン電極13とこのバスライン電極13の一部に突出し
たパッド電極14を有する配線パターンに関して、少な
くともすべてのバスライン電極の両端にパッド電極を有
し、パッド電極中心間距離をa(mm)、1波長実効電
気長λ(mm)に対して、 a/λ<0.007 を満足するようにaを選ぶ。その両端にパッド電極を有
しないバスライン13の両端から両端に最近接のパッド
電極14中心までの距離をb(mm)、パッド電極14
中心間距離をa(mm)、1波長実効電気長λ(m
m)としたとき、 a/λ<0.007、b/λ<0.0035 を満足するようにa、bを選ぶ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯増幅
器などで多用されているバイポーラトランジスタやGa
As FETなどのマイクロ波用電力半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】バイポーラトランジスタやGaAs F
ETは、マイクロ波帯での電力増幅素子として多用さ
れ、通信関係のキーデバイスとして重要な役目を果たし
ている。従来のマイクロ波用電力半導体装置について、
電力バイポーラトランジスタを例にとって図5を用いて
説明する。
【0003】符号50はSi高キャリア濃度基板で、S
i高キャリア濃度基板50上に、n型キャリア濃度5×
1015cm-3のコレクタ領域、p型キャリア濃度3×1
18cm-3のベース領域およびn型キャリア濃度3×1
20cm-3のエミッタ領域をそれぞれ形成した後、エミ
ッタの微細フィンガ電極51とベースの微細フィンガ電
極52を形成する。
【0004】その後、図5(b)で示すように、エミッ
タの微細フィンガ電極51およびベースの微細フィンガ
電極52をそれぞれ共通に接続するバスライン電極53
と、ベースおよびエミッタのパッド電極54を形成す
る。例えば、各パッド電極54中心間距離a=0.52
8mmで、ベース用のバスライン電極54端から最近接
のベースパッド電極中心までの距離b=0.264m
m、エミッタ用のバスライン電極端から最近接のエミッ
タパッド電極中心までの距離b=0.264mmとす
る。
【0005】次に、SiO2 の保護膜(図示せず)を形
成した後、エミッタ、ベースの各ワイヤボンディング開
口をパッド電極54の位置に形成して電力バイポーラト
ランジスタの基本構造が完成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記バイポーラトラン
ジスタにおいて、高周波過入力や過負荷動作時にバスラ
イン電極端に相当するアクティブエリア端が特に降伏
(ブレークダウン)しやすい問題があった。つまり、ア
クティブエリア端が他の部分に比べて耐電力性が低下し
ていることである。
【0007】このブレークダウンエリアは、DCバイア
ス時の局所ブレークダウンエリアとの対応はなく、高周
波動作特有で、高周波振幅電圧がDCバイアス電圧に印
加されたときの高周波定在波の発生による耐電力性への
影響の問題であり、さらに、バスライン電極とパッド電
極の構成配置に問題があることがわかった。つまり、従
来のバスライン電極とパッド電極のパターン構成配置で
は、高耐電力性の確保が困難であった。
【0008】本発明は、上記課題を解決するもので、耐
電力性に優れた電力半導体装置を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、一つの電極を構成する複数のフィンガ電極
と、この複数のフィンガ電極を共通に接続するバスライ
ン電極と、このバスライン電極から突出するように少な
くとも前記バスライン電極の両端に設けられ、かつ、前
記バスライン電極に沿って形成された複数のパッド電極
とを有し、隣合う前記パッド電極の中心間の距離をa
(mm)、1波長実効電気長をλ(mm)とした場合
に、 a/λ<0.007 の関係があることを特徴とする。
【0010】また、一つの電極を構成する複数のフィン
ガ電極と、この複数のフィンガ電極を共通に接続するバ
スライン電極と、このバスライン電極から突出するよう
に少なくとも前記バスライン電極の両端から距離を置い
て設けられ、かつ、前記バスライン電極に沿って形成さ
れた複数のパッド電極とを有し、前記バスライン電極の
両端から両端に最近接のパッド電極中心までの距離をb
(mm)、隣合う前記パッド電極の中心間の距離をa
(mm)、1波長実効電気長をλ(mm)とした場合
に、 a/λ<0.007、b/λ<0.0035 の関係があることを特徴とする。
【0011】また、補助パッド電極を介して配線したこ
とを特徴とする。
【0012】本発明によれば、耐電力性の優れたバスラ
イン電極とパッド電極構成を有したバイポーラトランジ
スタなどのマイクロ波用電力半導体装置を耐電力性にお
いて高い歩留まりで得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図1乃
至図4の図面を用いて説明する。
【0014】実施の形態1は図1(a)で示したよう
に、符号10は例えばSi高キャリア濃度基板であり、
Si高キャリア濃度基板10上に、n型キャリア濃度5
×1015cm-3のコレクタ領域、p型キャリア濃度3×
1018cm-3のベース領域およびn型キャリア濃度3×
1020cm-3のエミッタ領域をそれぞれ形成した後、エ
ミッタの微細フィンガー電極11とベースの微細フィン
ガー電極12を形成する。
【0015】その後、図1(b)で示すように、微細フ
ィンガー電極11および微細フィンガー電極12それぞ
れを共通に接続するバスライン電極13と、バスライン
電極13から突出するように設けられたパッド電極14
を形成する。パッド電極14中心間距離をa、パッド電
極14中心からバスライン電極13端までの距離をbと
する。本発明の実施の形態1は、例えば各パッド電極1
4中心間距離a=0.2mmで、ベースバスライン電極
端から最近接のベースパッド電極14中心までの距離b
=0.1mm、エミッタバスライン電極13端から最近
接のエミッタパッド電極中心までの距離b=0.1mm
とした。
【0016】次に、SiO2 の保護膜(図示せず)を形
成した後、エミッタ、ベースの各ワイヤボンディング開
口をパッド電極14の位置に形成して電力バイポーラト
ランジスタの基本構造が完成する。
【0017】上記した構成の複数個のトランジスタに周
波数2.9GHzのマイクロ波を印加し耐電力性を評価
した結果、破壊するトランジスタはなく、優れた耐電力
性を得ることができる。
【0018】実施の形態2は実施の形態1で示したトラ
ンジスタと同様な構成であるので同じ構成部分について
は省略する。実施の形態2では、図2に示すようにベー
スバスライン電極端にパッドを有しない場合であり、各
パッド電極中心間距離a=0.2mmで、エミッタバス
ライン電極端から最近接のエミッタパッド電極中心まで
の距離b=0.1mmとした。この場合も、上記した構
成の複数個のトランジスタに周波数2.9[GHz]の
マイクロ波を印加して耐電力性を評価した結果、破壊さ
れるトランジスタはなく、優れた耐電力性を得ることが
できる。
【0019】ところで、種々の電極パターンで試した結
果、パッド電極中心間距離(a[mm])とパッド電極
中心からバスライン電極端までの距離(b[mm])を
小さくすることが耐電力性の向上において非常に効果的
であった。このパッド電極中心間距離と耐電力性、およ
びパッド電極中心からバスライン電極端までの距離と耐
電力性について図4に示した。図4(a)の縦軸は耐電
力性(%)、横軸は電極中心間距離の1波長実効電気長
に対する比率(%)(以下、比率aと示す)を表してい
る。図4(b)は縦軸を耐電力性(%)、横軸を電極中
心からバスライン電極端までの距離の1波長実効電気長
に対する比率(%)(以下、比率bと示す)を表してい
る。ここでわかるように、比率aを0.7%以下、比率
bを0.35%以下とすることで定在波発生に伴うトラ
ンジスタの電力破壊が起こらず耐電力性が向上する。
【0020】ここで、一般に1波長実効電気長λg [m
m]は、光速をC[mm/s]、使用周波数をf[H
z]、配線した半導体の比誘電率をEとしたとき、 λg =C/f・E0.5 で表される。アクティブエリア内に定在波を立たせない
ような配線パターンは、図4からもわかるように、 a/λg <0.007 b/λg <0.0035 となるように決定すればよい。
【0021】実際、実施の形態1および実施の形態2
は、例えば周波数2.9[GHz]、半導体材料はシリ
コンであるからシリコンの比誘電率E=11.8とする
と、 a/λg =0.006、b/λg =0.003 となり、上記条件を満たしている。
【0022】このように、上記条件を満足するパッド電
極パターン構成によれば、耐電力性に優れたSiバイポ
ーラトランジスタを得ることができる。
【0023】実施の形態3について図3を用いて説明す
る。実施の形態1および実施の形態2と同様な構成につ
いては説明を省略する。実施の形態3は図3(a)に示
すように、実施の形態1および実施の形態2と同様にバ
スライン電極31とパッド電極32が構成され、補助パ
ッド電極33が設けられている。図3(b)に補助パッ
ド電極33を用いて配線ワイヤ34を配線した構成を示
した。このように補助パッド電極33を用いた場合、配
線ワイヤ34の長さが短くなるため、配線ワイヤのイン
ダクタンス分が抑えられるのでトランジスタの特性に与
える影響が少なくてすむ。また、パッド電極32が多い
場合にも配線が容易になる。
【0024】以上説明したように、本発明のバスライン
電極とパッド電極のパターン構成によれば、耐電力性に
優れた電力半導体装置を得ることができる。なお、上記
の説明ではSiバイポーラトランジスタを例にして行っ
たものの、Siバイポーラトランジスタに限定されるも
のではなく、半導体内部の材料や構造に関係なく、Ga
AsFETなどのマイクロ波帯以上の周波数で用いる他
の電力半導体装置へ適用できるのはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、耐電力性の優れたバス
ライン電極とパッド電極のパターン構成を有するSiバ
イポーラトランジスタなどの電力半導体装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明する平面図である。
【図2】本発明を説明する平面図である。
【図3】本発明を説明する平面図である。
【図4】本発明を説明する線図である。
【図5】従来例を説明する平面図である。
【符号の説明】
10、50…基板 11、51…エミッタ微細フィンガ電極 12、52…ベース微細フィンガ電極 13、21、31、53…バスライン電極 14、22、32、54…パッド電極 33…補助パッド電極 34…配線ワイヤ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの電極を構成する複数のフィンガ電
    極と、この複数のフィンガ電極を共通に接続するバスラ
    イン電極と、このバスライン電極から突出するように少
    なくとも前記バスライン電極の両端に設けられ、かつ、
    前記バスライン電極に沿って形成された複数のパッド電
    極とを有し、隣合う前記パッド電極の中心間の距離をa
    (mm)、1波長実効電気長をλ(mm)とした場合
    に、 a/λ<0.007 の関係があることを特徴とする電力半導体装置。
  2. 【請求項2】 一つの電極を構成する複数のフィンガ電
    極と、この複数のフィンガ電極を共通に接続するバスラ
    イン電極と、このバスライン電極から突出するように少
    なくとも前記バスライン電極の両端から距離を置いて設
    けられ、かつ、前記バスライン電極に沿って形成された
    複数のパッド電極とを有し、前記バスライン電極の両端
    から両端に最近接のパッド電極中心までの距離をb(m
    m)、隣合う前記パッド電極の中心間の距離をa(m
    m)、1波長実効電気長をλ(mm)とした場合に、 a/λ<0.007、b/λ<0.0035 の関係があることを特徴とする電力半導体装置。
  3. 【請求項3】 補助パッド電極を具備し、前記パッド電
    極からの配線を前記補助パッド電極を介して配線するこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電力半導体
    装置。
JP10127305A 1998-05-11 1998-05-11 電力半導体装置 Pending JPH11330085A (ja)

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ID=14956671

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713793B1 (en) * 1999-07-15 2004-03-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Field effect transistor structure with bent gate

Cited By (1)

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