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JP2004335778A - Semiconductor device - Google Patents

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Publication number
JP2004335778A
JP2004335778A JP2003130331A JP2003130331A JP2004335778A JP 2004335778 A JP2004335778 A JP 2004335778A JP 2003130331 A JP2003130331 A JP 2003130331A JP 2003130331 A JP2003130331 A JP 2003130331A JP 2004335778 A JP2004335778 A JP 2004335778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drain
gate
wiring
region
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003130331A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Murakami
功治 村上
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003130331A priority Critical patent/JP2004335778A/en
Publication of JP2004335778A publication Critical patent/JP2004335778A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】ゲート電極の抵抗を低減しつつ、チップ面積が小さくなるように形成することができ、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することができる。
【解決手段】半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して、平行に複数形成されたゲート電極11と、前記半導体領域の表面領域に、前記ゲート電極11の長手方向に対して平行に、複数形成されたドレイン領域及びソース領域と、前記ドレイン領域上及び前記ソース領域上に形成された第1のドレイン配線及びソース配線17と、前記ゲート電極11の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記ゲート電極11上に設けられたゲートコンタクト13を介して接続されたゲート配線12と、前記ゲート電極11の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記第1のドレイン配線上に設けられたドレインコンタクト16を介して接続された第2のドレイン配線15とを具備した半導体装置である。
【選択図】 図1
A chip can be formed so as to have a small chip area while reducing the resistance of a gate electrode, thereby reducing gate-drain parasitic capacitance.
A plurality of gate electrodes are formed in parallel on a semiconductor region via a gate insulating film, and a plurality of gate electrodes are formed in a surface region of the semiconductor region in parallel with a longitudinal direction of the gate electrode. A drain region and a source region, a first drain line and a source line 17 formed on the drain region and the source region, and formed in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the gate electrode 11. A gate wiring 12 connected via a gate contact 13 provided on the gate electrode 11 and a drain formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode 11 and provided on the first drain wiring; This is a semiconductor device including a second drain wiring 15 connected via a contact 16.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、高周波用途の大電力用半導体装置に関するもので、特に、電界効果トランジスタを複数個有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の高周波用途の大電力用半導体装置として、例えば、電界効果トランジスタでは、比較的ゲート幅の小さい電界効果トランジスタを多数並列に接続することによって、高い効率で動作することができる高周波用途の大電力用電界効果トランジスタを得ることができる。
【0003】
図3に、従来の高周波用途の大電力用電界効果トランジスタの平面図を示す。ここでは、電界効果トランジスタのMOSFETを例に説明する。
【0004】
図3に示すように、ゲート電極51が複数形成されている。また、ゲート電極51の上に、複数のゲート電極51を並列に接続し、隣合う2個が対になるようパターン形成されたゲート配線52が形成されている。ゲート配線52は、複数のゲート電極51と合わせて櫛状の形状を有している。また、複数のドレイン領域を並列に接続し、対になった2個のゲート電極51の間に設けられた櫛状のドレイン配線53と、対のゲート電極51同士の間に形成されたソース領域上に、ソース配線54が形成されている。ゲート電極51とゲート配線52は、ゲートコンタクト55を介して電気的に接続されている。
【0005】
複数の電界効果トランジスタは、ゲート電極51が形成されている長手方向(x方向)に対して垂直方向(y方向)に配列されており、ゲート配線52及びドレイン配線53は、x方向に平行で、かつそれぞれ逆方向に引き出されている。ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、1本1本の櫛の長さが短くなるように、ゲートパッド56及びドレインパッド57が、長手方向に対して交互に配列されている(特許文献1参照。)。
【0006】
また、図4に他の従来の高周波用途の大電力用電界効果トランジスタの平面図を示す。ここでは、電界効果トランジスタとして、MOSFETを例に説明する。複数のゲート電極61が並置して形成され、ゲート電極61の上に、複数のゲート電極61を並列に接続したゲート配線62が形成されている。ゲート配線62は、複数のゲート電極61と合わせて櫛状の形状を有するとともに、ゲート電極61の長手方向(x方向)に対して垂直方向(y方向)にも複数の配線が形成されている。
【0007】
ゲート電極61と、ゲート電極61の上部に設けられたゲート配線62は、ゲート電極61の端部に設けられた第1のゲートコンタクト63と、ゲート電極61とゲート配線62との交差部分に設けられた第2のゲートコンタクト64を介して、電気的に接続されている。ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、実質的な櫛の長さが短くなるよう第2のゲートコンタクト64を設けており、1本の櫛に複数のゲートコンタクトが形成されている。
【0008】
また、対になった2個のゲート電極61の間に形成されたドレイン領域上には、x方向と平行に、下層の第1のドレイン配線(図示しない)が形成されている。対のゲート電極61間に形成されたソース領域上には、ソース配線66が形成されている。また、複数のドレイン領域を並列に接続するよう、第1のドレイン配線上に櫛状の形状を有する第2のドレイン配線67が形成されている。第2のドレイン配線67は、y方向に形成されたゲート配線62上を、層間絶縁膜を介して交差するよう形成されている。
【0009】
複数の電界効果トランジスタは、y方向に配列されており、ゲート配線62及び第2のドレイン配線67は、x方向に平行で、かつそれぞれ逆方向に引き出されている。ゲートパッド68及びドレインパッド69は、その端部に配置されている。
【0010】
図5(a)及び図5(b)に、図4に示した半導体装置のB−B,C−Cにおける要部断面図を示す。P型の半導体基板71上にエピタキシャル成長層などのP型の第1の半導体領域72が形成され、第1の半導体領域72上に、ゲート絶縁膜76を介して、ゲート電極61が形成されている。また、表面領域に、N型のドレイン領域73,N型のソース領域74,P型の第2の半導体領域75が形成されている。N型のドレイン領域73上に、第1のドレイン配線65及び第2のドレイン配線67が形成され、N型のソース領域74及び第2の半導体領域75上に、ソース配線66が形成されている。また、第2のドレイン配線67は、ゲート電極61の長手方向(x方向)に対して垂直方向(y方向)に形成されたゲート配線62上を、層間絶縁膜81を介して、交差するよう形成されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−110988号公報(図5)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
図3に示した半導体装置では、ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、櫛の長さが短くなるよう、ゲートパッド56及びドレインパッド57を交互に形成している。このような構成にすることによって、パッドの周辺に不要な空き領域が形成され、チップ面積が拡大してしまうという問題があった。
【0013】
また、図4に示した半導体装置では、ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、櫛の長いゲート電極61の実質的な櫛の長さが短くなるよう、1本の櫛に、複数のゲートコンタクトを設けている。しかし、このような構成では、ドレイン配線をパッドへ引き出す際に、第2のドレイン配線67がゲート電極61の上部に設けられたゲート配線62の上を交差し、ゲート配線と垂直に引き出すことになるため、ゲート配線とドレイン配線の交差する部分のゲート−ドレイン間寄生容量が増大するという問題があった。ゲート−ドレイン間寄生容量が増大すると、出力信号が帰還されるため、ゲインを引き出せなかったり、発振を引き起こしたりするといった問題が生じる。
【0014】
本発明は、上記した問題点を解決すべくなされたもので、ゲート電極の抵抗を低減しつつ、チップ面積が小さくなるように形成することができ、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するための本発明の半導体装置の一形態は、基板上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成され、平行に複数形成されたゲート電極と、
前記半導体領域の表面領域に、前記ゲート電極の長手方向に対して平行に、複数形成されたドレイン領域及びソース領域と、
前記ドレイン領域上に形成された第1のドレイン配線と、
前記ソース領域上に形成されたソース配線と、
前記ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記ゲート電極上に設けられたゲートコンタクトを介して接続されたゲート配線と、
前記ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記第1のドレイン配線上に設けられたドレインコンタクトを介して接続された第2のドレイン配線と、
を具備したことを特徴としている。
【0016】
上記した本発明の一形態によれば、ゲート電極の抵抗を低減しつつ、チップ面積が小さくなるように形成することができ、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することが可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1及び図2に本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す。
まず、図1に、本実施の形態の高周波用途の大電力用電界効果トランジスタの平面図を示す。図1(a)に、要部を拡大した図を示し、図1(b)に、概略図を示す。ここでは、電界効果トランジスタのMOSFETを例に説明するが、特にこれに限定されず、J−FET,MESFET等であってもかまわない。複数のゲート電極11が形成され、ゲート電極11の上に、複数のゲート電極11を並列に接続したゲート配線12が形成されている。図1(b)に示すように、ゲート配線12は、ゲート電極11の長手方向(x方向)と垂直方向(y方向)に複数の配線が形成されており、櫛状の形状を有している。
【0018】
ゲート電極11とゲート配線12は、ゲート電極11とゲート配線12との交差部分に設けられたゲートコンタクト13を介して、電気的に接続されている。ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、実質的な櫛の長さが短くなるようゲートコンタクト13を設けており、1本の櫛に複数のゲートコンタクトが形成されている。
【0019】
また、対になったゲート電極11間に形成されたドレイン領域上には、ゲート電極11と平行に、下層の第1のドレイン配線14が形成されている。対のゲート電極11間に形成されたソース領域上及びゲート電極11上には、ソース配線17が形成されている。
【0020】
また、第1のドレイン配線14上及びソース配線上17に、ゲート配線12と平行に、上層の第2のドレイン配線15が形成されている。つまり、ゲート電極11の上方に第2のドレイン配線15が形成されており、ゲート電極11と第2のドレイン配線15の間には、ソース配線17が設けられている。第1のドレイン配線14と第2のドレイン配線15は、第1のドレイン配線14と第2のドレイン配線15との交差部分に設けられたドレインコンタクト16を介して、電気的に接続されている。
【0021】
複数の電界効果トランジスタは、y方向に配列されており、ゲート配線12及びドレイン2層配線15は、y方向に、それぞれ逆方向に引き出されている。ゲートパッド18及びドレインパッド19は、その端部に配置されている。
【0022】
図2に、図1(a)の半導体装置のA−Aにおける要部断面図を示す。比較的高濃度なP型の半導体基板21上に、エピタキシャル成長によって形成されたP型の第1の半導体領域22が形成されている。第1の半導体領域22の表面領域には、N型のドレイン領域23及びN型のソース領域24が形成され、N型のソース領域24は、比較的高濃度なP型の第2の半導体領域25に接している。
【0023】
ソース領域24及びドレイン領域23の間には、ゲート絶縁膜26を介してゲート電極11が形成されている。ドレイン領域23上には、下層の第1のドレイン配線14が形成されている。また、ソース領域24上及び第2の半導体領域25上には、ソース配線17が形成されている。本実施の形態に示した電界効果トランジスタは、ソース電極を裏面から取り出す構成を有しており、寄生ダイオードが形成されないよう、ソース領域24及び第2の半導体領域25が短絡されている。ソース配線17の端部は、ゲート電極11上に、層間絶縁膜31を介して、形成されている。また、ソース配線は固定電位が供給されており、ここでは、接地されている。
【0024】
第1のドレイン配線14上には、第1のドレイン配線14と垂直方向に、上層の第2のドレイン配線15が形成されており、第1のドレイン配線14と第2のドレイン配線15は、スルーホールのドレインコンタクト32を介して、電気的に接続されている。第2のドレイン配線15は、ソース配線17上に、層間絶縁膜31を介して、形成されている。したがって、ゲート電極11と第2のドレイン配線15の間には、固定電位(ここでは接地電位)が供給されたソース配線17が層間絶縁膜31を介して存在しており、シールド効果が働くため、さらに寄生容量を低減することができる。また、ソース領域24と短絡接続された第2の半導体領域25を形成している例を記載したが、特にこれに限定されない。
【0025】
本実施の形態によれば、ゲート配線12と第2のドレイン配線15が平行に形成されており、第2のドレイン配線15をパッドへ引き出す際に、ゲート配線12と第2のドレイン配線15が交差していないため、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することができる。ゲート電極の抵抗が高周波特性に影響を及ぼすことから、櫛の長いゲート電極の実質的な櫛の長さが短くなるよう、1本の櫛に、複数のゲートコンタクトを設けている。よって、ゲート電極の抵抗を低減しつつ、チップ面積が小さくなるように形成することができ、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することができる。
【0026】
また、図3及び図4に示した従来の技術では、図5に示すように、ドレイン領域73とドレイン領域73下の半導体領域とによって構成されるドレイン−ソース間寄生容量を低減するべく、ドレイン領域73の幅を細く形成すると、ドレイン領域とドレイン配線とが平行に形成されているため、ドレイン配線の幅も細く形成する必要があった。大電力用電界効果トランジスタのドレイン配線は、もともと電流量が多いため、ドレイン配線の幅を細く形成すると、電流密度が増大し、エレクトロマイグレーションが発生してしまう。
【0027】
一方、本実施の形態では、ドレイン領域23とドレイン領域23下の半導体領域とによって構成されるドレイン−ソース間寄生容量を低減するべく、ドレイン領域23の幅を細く形成しても、ドレイン領域とドレイン配線とが垂直に形成されているため、ドレイン配線の幅を細く形成する必要がない。したがって、ドレイン−ソース間寄生容量を低減するべく、ドレイン領域の幅を細く形成しても、電流密度が増大し、エレクトロマイグレーションが発生することがない。
【0028】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ゲート電極の抵抗を低減しつつ、チップ面積が小さくなるように形成することができ、ゲート−ドレイン間寄生容量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す図1のA−Aにおける要部断面図である。
【図3】従来の技術の半導体装置を示す平面図である。
【図4】他の従来の技術の半導体装置を示す平面図である。
【図5】他の従来の技術の半導体装置の図4のB−B,C−Cにおける要部断面図である。
【符号の説明】
11,51,61 ゲート電極
12,52,62 ゲート配線
13,55 ゲートコンタクト
14,65 第1のドレイン配線
15,67 第2のドレイン配線
16 ドレインコンタクト
17,54,66 ソース配線
18,56,68 ゲートパッド
19,57,69 ドレインパッド
21,71 P型の半導体基板
22,72 P型の第1の半導体領域
23,73 N型のドレイン領域
24,74 N型のソース領域
25,75 P型の第2の半導体領域
26,76 ゲート絶縁膜
31,81 層間絶縁膜
53 ドレイン配線
63 第1のゲートコンタクト
64 第2のゲートコンタクト
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, a high-power semiconductor device for high frequency use, and more particularly to a semiconductor device having a plurality of field effect transistors.
[0002]
[Prior art]
As a conventional high-power semiconductor device for high-frequency applications, for example, in a field-effect transistor, a large number of field-effect transistors having relatively small gate widths are connected in parallel to operate at high efficiency. Field effect transistor can be obtained.
[0003]
FIG. 3 shows a plan view of a conventional high-power field effect transistor for high frequency use. Here, a MOSFET of a field effect transistor will be described as an example.
[0004]
As shown in FIG. 3, a plurality of gate electrodes 51 are formed. On the gate electrode 51, a plurality of gate electrodes 51 are connected in parallel, and a gate wiring 52 patterned so that two adjacent electrodes form a pair is formed. The gate wiring 52 has a comb shape together with the plurality of gate electrodes 51. Further, a plurality of drain regions are connected in parallel, and a comb-shaped drain wiring 53 provided between two paired gate electrodes 51 and a source region formed between the paired gate electrodes 51. The source wiring 54 is formed thereon. The gate electrode 51 and the gate wiring 52 are electrically connected via a gate contact 55.
[0005]
The plurality of field effect transistors are arranged in a direction (y direction) perpendicular to a longitudinal direction (x direction) in which the gate electrode 51 is formed, and the gate wiring 52 and the drain wiring 53 are parallel to the x direction. , And each is pulled out in the opposite direction. Since the resistance of the gate electrode affects the high-frequency characteristics, the gate pads 56 and the drain pads 57 are alternately arranged in the longitudinal direction so that the length of each comb becomes short ( See Patent Document 1.).
[0006]
FIG. 4 is a plan view of another conventional high-power field-effect transistor for high-frequency use. Here, a MOSFET will be described as an example of the field-effect transistor. A plurality of gate electrodes 61 are formed side by side, and a gate wiring 62 formed by connecting the plurality of gate electrodes 61 in parallel is formed on the gate electrodes 61. The gate wiring 62 has a comb-like shape together with the plurality of gate electrodes 61, and a plurality of wirings are also formed in a direction (y direction) perpendicular to a longitudinal direction (x direction) of the gate electrode 61. .
[0007]
The gate electrode 61 and the gate wiring 62 provided above the gate electrode 61 are provided at the intersection of the first gate contact 63 provided at the end of the gate electrode 61 and the gate electrode 61 and the gate wiring 62. It is electrically connected via the second gate contact 64 provided. Since the resistance of the gate electrode affects the high-frequency characteristics, the second gate contact 64 is provided so that the actual comb length is shortened, and a plurality of gate contacts are formed on one comb. .
[0008]
A lower first drain wiring (not shown) is formed on the drain region formed between the paired gate electrodes 61 in parallel with the x direction. On a source region formed between the pair of gate electrodes 61, a source wiring 66 is formed. A second drain wiring 67 having a comb shape is formed on the first drain wiring so as to connect a plurality of drain regions in parallel. The second drain wiring 67 is formed so as to cross over the gate wiring 62 formed in the y direction via an interlayer insulating film.
[0009]
The plurality of field effect transistors are arranged in the y direction, and the gate wiring 62 and the second drain wiring 67 are drawn in parallel to the x direction and in the opposite directions. The gate pad 68 and the drain pad 69 are arranged at their ends.
[0010]
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of main parts of the semiconductor device shown in FIG. 4 along BB and CC. A P -type first semiconductor region 72 such as an epitaxial growth layer is formed on a P + -type semiconductor substrate 71, and a gate electrode 61 is formed on the first semiconductor region 72 via a gate insulating film 76. ing. In the surface region, an N + type drain region 73, an N + type source region 74, and a P + type second semiconductor region 75 are formed. On N + -type drain region 73 are formed first drain wiring 65 and the second drain line 67, on the N + -type source region 74 and the second semiconductor region 75 of the source wiring 66 is formed ing. The second drain wiring 67 intersects the gate wiring 62 formed in the direction (y direction) perpendicular to the longitudinal direction (x direction) of the gate electrode 61 via the interlayer insulating film 81. Is formed.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-110988 (FIG. 5)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the semiconductor device shown in FIG. 3, since the resistance of the gate electrode affects high-frequency characteristics, the gate pads 56 and the drain pads 57 are alternately formed so that the length of the comb is shortened. With such a configuration, there is a problem that an unnecessary empty area is formed around the pad, and the chip area is increased.
[0013]
Further, in the semiconductor device shown in FIG. 4, since the resistance of the gate electrode affects the high-frequency characteristics, one comb is used so that the substantial comb length of the long comb electrode 61 is reduced. A plurality of gate contacts are provided. However, in such a configuration, when the drain wiring is drawn to the pad, the second drain wiring 67 crosses over the gate wiring 62 provided above the gate electrode 61 and is drawn perpendicularly to the gate wiring. Therefore, there is a problem that the gate-drain parasitic capacitance at the intersection of the gate wiring and the drain wiring increases. When the parasitic capacitance between the gate and the drain increases, an output signal is fed back, which causes a problem that a gain cannot be extracted and oscillation occurs.
[0014]
The present invention has been made to solve the above problems, and can be formed so as to reduce the chip area while reducing the resistance of the gate electrode, and to reduce the gate-drain parasitic capacitance. It is an object to provide a possible semiconductor device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
One embodiment of the semiconductor device of the present invention for achieving the above object includes a semiconductor region formed over a substrate,
On the semiconductor region, a gate electrode formed through a gate insulating film, a plurality of gate electrodes formed in parallel,
In the surface region of the semiconductor region, in parallel to the longitudinal direction of the gate electrode, a plurality of formed drain region and source region,
A first drain wiring formed on the drain region;
Source wiring formed on the source region;
A gate wiring formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode and connected via a gate contact provided on the gate electrode;
A second drain wiring formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode and connected via a drain contact provided on the first drain wiring;
It is characterized by having.
[0016]
According to one embodiment of the present invention described above, the gate electrode can be formed to have a small chip area while reducing the resistance of the gate electrode, and the parasitic capacitance between the gate and the drain can be reduced.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First Embodiment)
1 and 2 show a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
First, FIG. 1 shows a plan view of a high-power field-effect transistor for high frequency use according to the present embodiment. FIG. 1A shows an enlarged view of a main part, and FIG. 1B shows a schematic view. Here, a MOSFET of a field effect transistor will be described as an example, but the present invention is not particularly limited to this, and a J-FET, MESFET, or the like may be used. A plurality of gate electrodes 11 are formed, and a gate wiring 12 in which the plurality of gate electrodes 11 are connected in parallel is formed on the gate electrodes 11. As shown in FIG. 1B, the gate wiring 12 has a plurality of wirings formed in the longitudinal direction (x direction) and the vertical direction (y direction) of the gate electrode 11 and has a comb-like shape. I have.
[0018]
The gate electrode 11 and the gate wiring 12 are electrically connected via a gate contact 13 provided at the intersection of the gate electrode 11 and the gate wiring 12. Since the resistance of the gate electrode affects the high-frequency characteristics, the gate contact 13 is provided so that the actual comb length is shortened, and a plurality of gate contacts are formed on one comb.
[0019]
A lower first drain wiring 14 is formed on the drain region formed between the paired gate electrodes 11 in parallel with the gate electrode 11. A source line 17 is formed on the source region and the gate electrode 11 formed between the pair of gate electrodes 11.
[0020]
Further, on the first drain wiring 14 and the source wiring 17, an upper-layer second drain wiring 15 is formed in parallel with the gate wiring 12. That is, the second drain wiring 15 is formed above the gate electrode 11, and the source wiring 17 is provided between the gate electrode 11 and the second drain wiring 15. The first drain wiring 14 and the second drain wiring 15 are electrically connected via a drain contact 16 provided at the intersection of the first drain wiring 14 and the second drain wiring 15. .
[0021]
The plurality of field effect transistors are arranged in the y direction, and the gate wiring 12 and the two-layer drain wiring 15 are led out in the y direction in opposite directions. The gate pad 18 and the drain pad 19 are arranged at the ends.
[0022]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part taken along line AA of the semiconductor device of FIG. On a relatively high-concentration P + -type semiconductor substrate 21, a P -type first semiconductor region 22 formed by epitaxial growth is formed. An N + -type drain region 23 and an N + -type source region 24 are formed in a surface region of the first semiconductor region 22. The N + -type source region 24 has a relatively high concentration of a P + -type second region. In contact with the second semiconductor region 25.
[0023]
The gate electrode 11 is formed between the source region 24 and the drain region 23 via a gate insulating film 26. On the drain region 23, a lower first drain wiring 14 is formed. Further, the source wiring 17 is formed on the source region 24 and the second semiconductor region 25. The field effect transistor described in this embodiment has a configuration in which a source electrode is taken out from the back surface, and the source region 24 and the second semiconductor region 25 are short-circuited so that a parasitic diode is not formed. The end of the source wiring 17 is formed on the gate electrode 11 via an interlayer insulating film 31. The source wiring is supplied with a fixed potential, and is grounded here.
[0024]
On the first drain wiring 14, a second drain wiring 15 in an upper layer is formed in a direction perpendicular to the first drain wiring 14, and the first drain wiring 14 and the second drain wiring 15 They are electrically connected via drain contacts 32 of through holes. The second drain wiring 15 is formed on the source wiring 17 via an interlayer insulating film 31. Therefore, between the gate electrode 11 and the second drain wiring 15, the source wiring 17 to which the fixed potential (ground potential in this case) is supplied exists via the interlayer insulating film 31, and the shielding effect works. , And the parasitic capacitance can be further reduced. Further, the example in which the second semiconductor region 25 short-circuited to the source region 24 is formed has been described, but the present invention is not particularly limited to this.
[0025]
According to the present embodiment, the gate wiring 12 and the second drain wiring 15 are formed in parallel, and when the second drain wiring 15 is drawn out to the pad, the gate wiring 12 and the second drain wiring 15 are formed. Since they do not intersect, the parasitic capacitance between the gate and the drain can be reduced. Since the resistance of the gate electrode affects the high-frequency characteristics, a single comb is provided with a plurality of gate contacts so that the substantial comb length of the long comb electrode is reduced. Therefore, it is possible to reduce the chip area while reducing the resistance of the gate electrode, and to reduce the gate-drain parasitic capacitance.
[0026]
In addition, in the related art shown in FIGS. 3 and 4, as shown in FIG. 5, the drain-source parasitic capacitance formed by the drain region 73 and the semiconductor region below the drain region 73 is reduced. When the width of the region 73 is reduced, the drain region and the drain wiring are formed in parallel, so that the width of the drain wiring also needs to be reduced. Since the drain wiring of a high-power field-effect transistor originally has a large amount of current, if the width of the drain wiring is reduced, the current density increases and electromigration occurs.
[0027]
On the other hand, in the present embodiment, in order to reduce the drain-source parasitic capacitance formed by the drain region 23 and the semiconductor region below the drain region 23, even if the width of the drain region 23 is reduced, Since the drain wiring is formed vertically, it is not necessary to form the drain wiring narrow. Therefore, even if the width of the drain region is reduced to reduce the drain-source parasitic capacitance, the current density increases and electromigration does not occur.
[0028]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the chip area can be reduced while the resistance of the gate electrode is reduced, and the parasitic capacitance between the gate and the drain can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part along AA of FIG. 1 showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a plan view showing a conventional semiconductor device.
FIG. 4 is a plan view showing another conventional semiconductor device.
5 is a cross-sectional view of a principal part of another conventional semiconductor device taken along line BB and CC in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
11, 51, 61 Gate electrode 12, 52, 62 Gate wiring 13, 55 Gate contact 14, 65 First drain wiring 15, 67 Second drain wiring 16 Drain contact 17, 54, 66 Source wiring 18, 56, 68 Gate pads 19, 57, 69 Drain pads 21, 71 P + -type semiconductor substrate 22, 72 P -type first semiconductor region 23, 73 N + -type drain region 24, 74 N + -type source region 25, 75 P + -type second semiconductor regions 26 and 76 Gate insulating films 31 and 81 Interlayer insulating film 53 Drain wiring 63 First gate contact 64 Second gate contact

Claims (8)

基板上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成され、平行に複数形成されたゲート電極と、
前記半導体領域の表面領域に、前記ゲート電極の長手方向に対して平行に、複数形成されたドレイン領域及びソース領域と、
前記ドレイン領域上に形成された第1のドレイン配線と、
前記ソース領域上に形成されたソース配線と、
前記ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記ゲート電極上に設けられたゲートコンタクトを介して接続されたゲート配線と、
前記ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に形成され、前記第1のドレイン配線上に設けられたドレインコンタクトを介して接続された第2のドレイン配線と、
を具備したことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor region formed on the substrate,
On the semiconductor region, a gate electrode formed through a gate insulating film, a plurality of gate electrodes formed in parallel,
In the surface region of the semiconductor region, in parallel to the longitudinal direction of the gate electrode, a plurality of formed drain region and source region,
A first drain wiring formed on the drain region;
Source wiring formed on the source region;
A gate wiring formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode and connected via a gate contact provided on the gate electrode;
A second drain wiring formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode and connected via a drain contact provided on the first drain wiring;
A semiconductor device comprising:
前記ゲート配線及び前記第2のドレイン配線は、ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に、それぞれ逆方向に引き出し、端部にゲートパッド及びドレインパッドが設けられていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。The gate wiring and the second drain wiring are drawn out in opposite directions in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the gate electrode, and a gate pad and a drain pad are provided at ends. 3. The semiconductor device according to 2. 前記ゲート電極は、前記ゲート配線によって、並列接続されており、前記ドレイン領域は、前記第2のドレイン配線によって、並列接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。3. The semiconductor according to claim 1, wherein the gate electrode is connected in parallel by the gate wiring, and the drain region is connected in parallel by the second drain wiring. 4. apparatus. 前記ソース配線は、その端部が、前記ゲート電極の上方に延在するよう形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the source wiring has an end portion formed to extend above the gate electrode. 5. 前記ソース配線は、固定電位が供給されていることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the source wiring is supplied with a fixed potential. 前記固定電位は、接地電位であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 5, wherein the fixed potential is a ground potential. 前記半導体領域内に、前記基板及び前記ソース領域と接するように形成された第2の半導体領域をさらに有し、前記ソース配線は、前記ソース領域と前記第2の半導体領域を短絡接続するよう形成されていることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置。The semiconductor device further includes a second semiconductor region formed in contact with the substrate and the source region in the semiconductor region, and the source wiring is formed to short-circuit the source region and the second semiconductor region. The semiconductor device according to claim 4, wherein: 前記ゲート電極、前記ドレイン領域及び前記ソース領域を有した電界効果トランジスタは、前記ゲート電極の長手方向に対して垂直方向に複数配列されており、前記ドレイン領域及び前記ソース領域は、互いに隣り合う前記電界効果トランジスタの間で互いに共有されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。A plurality of the field effect transistors having the gate electrode, the drain region and the source region are arranged in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the gate electrode, and the drain region and the source region are adjacent to each other. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is shared between the field effect transistors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147756A (en) * 2004-11-18 2006-06-08 Sony Corp High frequency transistor design method and high frequency transistor having multi-finger gate
JP2006245391A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Toshiba Corp Semiconductor device
JP2008211215A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Samsung Electronics Co Ltd Multi-finger transistor

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