TW200832703A - Field effect transistor having a crank-shaped multigate structure - Google Patents

Description

200832703 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種場效電晶體，特別是，有關於一 種具有曲柄型的多閘極構造的場效電晶體。 【先前技術】 以往，已使用開關元件於通訊機器等之中的高頻訊號 的切換。為了機器的小型化以及高性能化，能夠在低電壓 操作’且高輸出的傳送的開關元件成為必要。然而，串聯 的複數個場效電晶體（field effect transistor;以下稱 為FET)的開關元件的構造，使ρΕΤ所占的面積變大，開關 元件本身小型化有困難。 口此 已經有人提出具有多閘極構造的開關元件。多 閘極構造為，在一組歐姆電極之間配置有複數的閘極電極 的構造，且通常為在並列有2個閘極電極的雙閘極構造。 再者夕閘極構造中的閘極電極的配置包括複數的種類， 然而其中由於曲柄型的配置會使FET所占的面積變小，為 有效的配置。 ^ 夕甲極構造雖然在開關元件的小型化這點車交為有利， =極間的電位無法固定，為漂浮的狀態而電位不安 ^ 口此具有在關閉⑽F)時，歐姆電極之間具有 為完全關閉的狀態的問題。 ·、、、彳成

針對此問題，可士I 閘極間的n+區域 安定化用的電阻’連接位於 由此構造，閘：間:電:伽 的電位與任一個歐姆電極相等，所乂叮

2118-9035-PF 200832703 使電位安定化。 【特許文獻1】特開2006-165224號公報 【發明内容】 然而，將問極電極配置成曲柄型的情況，具有以下的 問題。習知的構造中，整個間極電極執行fet操作。因此， 例如在絕緣性何體基板上形成GaAs 的基本特性，必須滿足相對於n 為 ΓΛΤΤΊ_^ 了％ η型GaAs層的結晶方位 []方向的垂直方位以及水平方位的兩方位。且體而 5，在兩方位中必須具有高耐壓（例如，1GV以上的耐廢）。 因此，為了提昇FET的耐性以及改善高頻特性，可採 用凹陷構造。凹陷構造為，使問極電極附近的η型活性声 的厚度較歐姆電極下部的活性声 曰 『層的厚度遷薄的構造。藉由 凹陷構造，可降低源極電阻， 電場的集中。 並且了抑制錢極合金部的 凹陷構造例如可使用澄蚀刻法形成。例如，使用 =、作？ 11型半導體層，在其上形成氧切膜之後，使 用U衫去，又置開口部於氧化 罩幕，針對露出來/Γ 乳切膜作為 ®木的n型GaAs層施以溼蝕刻。藉此，可 :η型二層形成凹陷部。其次，沈積間極電極材料之 後，使用微影法在凹陷部形成閘極電極。 為等向性㈣，所以°型⑽層不只膜 ==向被餘刻，與其垂直的方向也被餘刻。然而，由於 ==㈣刻速度不同’所以水平方也與垂直方位為 不同的钕刻罝。並且’是否使任一方位的兹刻量增大，是

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GaAs層的結晶方位以及蝕刻液的組合而 的姓刻畺產生差異時，在水平方位與垂直方 寬度會變得不同。因此，寬度狹小的方位的 且要在兩方位滿足想要的耐壓會有困難。 P使垂直方位與水平方位的凹陷部的寬度

時，曲柄型的配置，會因為電場集中於閘極 而造成耐壓降低的問題。 有鏗於上述問題點而得到。亦即，本發明的 曲柄型多閘極構造的場效電晶體之中，使因 陷部的寬度變化對於FET造成的影響變小， 地操作。 再者，本發明的目的是在具有曲柄型多閘極構造的場 效電晶體之中，抑制耐壓的降低。由以下記載，可更清楚 本發明的其他目的以及優點。

根據使用的n型 決定。 如上所述 位的凹陷部的 耐壓會降低， 另一方面 沒有很大差異 電極的彎曲部 本發明係 目的是在具有 結晶方位的凹 且使FET均一 本1明的第1悲樣為具有在一級歐姆電極之間，複數 個閘極電極配置成曲柄狀的多閘極構造的場效電晶體，豆 特徵在於： 〃 上述歐姆電極之間包含具有凹陷部的半導體層，且上 述閘極電極形成於上述凹陷部之中； 在相對於上述半導體^的既定的肖晶方*的垂直方位 以及水平方位的任一者的閘極電極的周圍，形成有上述半 導體層的非活性區域； 在上述閘極電極之間半導體層的主表面，上述半導體 2118-9035-PF 7 200832703 層的活性區域是由上㈣極電極的輸人端直到終端連續而 设置，並且，此在連續的活性區域的表面，設有電位固定 用電極。 、、酋本發明的第2態樣為具有設置在一組歐姆電極之間的 …$體層上複數個閘極電極配置成曲柄狀的多閘極構造 的場效電晶體，其特徵在於·· 在上述閘極電極之間，上述半導體層的活性區域是由 其輸入端直到終端連續地設置著’且在上述曲柄狀的閑極 電極之中的f曲部的周圍，設置上述半導體層的非活性區 域。 、1本卷明的第3態樣為具有設置在一組歐姆電極之間的 半導體層上’複數個閘極電極配置成曲柄狀的多閘極構造 的場效電晶體，其特徵在於： 。 在上述閘極電極之間，上述半導體層的活性區域是由 其輸入端直到終端連續地設置著’且在上述曲柄狀的開極 電極之中的弓曲部為具有既定的曲率半徑的的圓弧狀。 發明效果 〜根據本發明的第1態樣，在相對於上述半導體層的既 “的、"θθ方位的垂直方位以及水平方位的任一者的閘極 電極的周圍，形成有上述半導體層的非活性區域，所以可 ρ牛低對於凹陷部的寬度狹窄的方位的FET的影響。再者， 在上述閘極電極之間’上述半導體層的活性區域是由上述 閘極電極的輸入端直到終端連續而設置，所以，藉由施加 偏壓於此半導體層，可使閑極電極之間的電位成為等電

2118—9035-PF 200832703 位。 根據本發明的第2態樣，在曲柄狀的閘極電極之中的 * :部的周圍’設置非活性區域’所以可抑制因電場集中 於弯曲部而造成的对壓的降低。再者，在上述閑極電極之 間上述半導體層的活性區域是由上述閘極電極的輸入端 直到終端連續而設置，所以，藉由施加偏壓於此半導體 層’可使閘極電極之間的電位成為等電位。 • ^根據本發明的第3態樣，在曲柄狀的間極電極之中的 彎曲部為具有既定的曲率半徑的圓孤狀，所以可抑制因電 %集中於彎曲部而造成的耐壓的降低。再者，在上述閘極 電極之間，上述半導體層的活性區域是由上述閘極電極的 輸入端直到終端連續而設置，所以，藉由施加偏壓於此半 導體層，可使閘極電極之間的電位成為等電位。 【實施方式】 實施形態1. • 第1圖為本實施形態的場效電晶體的上視圖。再者， 本實施形態的場效電晶體雖然以具有雙閘極構造為例，然 而本發明不限於此，只要是具有曲柄型的多閘極構造皆可。 第1圖之中，n型GaAs層1上設有一組歐姆電極2。 這些歐姆電極一者為源極電極，另一者為汲極電極。並且， η型GaAs層1之中的n型不純物例如可使用Si (矽）。 被I姆電極2夾置的11型63々8層1設有2個凹陷部（參 照第2(a)以及（b)圖）。再者，凹陷部之中分別設有閘極指 狀物4, 5。亦即，此場效電晶體具有在一組歐姆電極之間 2118-9035-PF 9 200832703 並列著2個閉極電極的雙間極構造。其次， 問極指狀物4,5皆配置成曲柄狀。 1圖所不， 上形如以下列方式形成。首先，在層1 設置開I/夕：(圖未顯示)之後，利用微影法於氧切膜 n型二其次，利用氧化简為罩幕，針對露出的 θ 1施以㈣刻。藉此，可在η 成凹陷部。其次，、十接„ k Μ層1形 心積閘極電極材料之後，利用剝離法π off)在凹陷部形成閘極指狀物4,5。 ^ #第1圖之中，閘極指狀物4,5之間的0型⑽層1 :有用來固定n型⑽層i的電位的電位固定用電極1〇。 電位固疋用電極1Q經由金屬導線9與金屬電阻3連接於歐 姆電極2。在此，電位固定用電極1。可利用歐姆性的金屬 形成。再者，金屬電阻3為數數十W的高電阻，例 如由WSiN構成。並且’本發明之中，設置電位固定用電極 是藉由不純物擴散層連接活性區域與電源供給部之間，且 此不純物擴散層也有作為電阻體的功能情況。在此，本實 施形態之中，電阻體對應於金屬電阻3。 、 歐姆電極2與11型（^層}的外側設有閘極輸入端子 6, 7。閘極輸入端子6,7分別連接於閘極指狀物4乃。閘極 訊號是由閘極輸入端子6,7輸入於閘極指狀物4,5。 _本實施形態之中，相對於n型GaAs層！的結晶方位 [01Γ]方向垂直方位的凹陷部的寬度較水平方位還窄。並 且，第1圖之中，橫方向為垂直方位，縱方向為水平方位。 第2(a)圖為沿著第i圖的A_A，線的剖面圖，為顯示 2118-9035-PF 10 200832703 水平方位的間極指狀物4,5附近的剖面。第職為沿著 弟1圖的B-B’線的剖面圖’為顯示垂直方位的間極指狀 物4,5附近的剖面。如這些圖所示，” ^層！形成於 :緣性基板m的上方。n型⑽層i上的凹陷部ι〇ι的 覓度’亦即’從閘極指狀物5到n型⑽層i的距離们、 W2,為水平方位與垂直方位不同，_。閘極指狀物* 也-樣。並且，「凹陷部的寬度」實質上是指，凹陷部的 底面的寬度。凹陷部的底面雖然形成有閘極指狀物，然而 由於曲柄狀的閘極指狀物的寬度（對應於所謂「閘極長度」） 未必與結晶方位有關係，所以「凹陷部的寬度」的結晶」方 位的依存性有爭議時，即使以閘極指狀物的端部至凹陷部 的底面的端面的距離作為「凹陷部的寬度」也沒有問題。 第2(a)及（b)圖之中，此定義的凹陷部的寬度是以们以及 W2表示。 本實施形態的特徵之一為，垂直方位 且乃1立的閘極指狀物的 部分，設置注入絕緣體的非活性區域。亦即，第丨圖之中， η型GaA^ !設有非活性區域8。其次，非活性區°域8設 置在垂直方位的閘極指狀物4，5的周圍。 本實施形態之中，n型以^層】的厚度可以是例如數 百ηιη至。在n型以^層i之中注入氦或氫離子等數 百nm至數// m的淥度，則注入的位置的n型Ga^s斧1的 表面至底面，亦即，直到基板1〇2的所有區域可變換成為 非活性區域8。 ' _ 設置非活性區域於垂直方位的閘極指狀物部分的話，

2118-9035-PF 200832703 此部分無法執行FET的操作。另一方 指狀物的周圍，成為 …位的閘極

女 坺因此，水平方位可執行FET

:知作。亦即，藉由此構造，FET的操作只限於水平方位。 的：響"?咸低在垂直方位’因凹陷部的寬度狹窄而對於FET 本貫施形態的另一特徵為，位於閉極指狀物U之間 =型心層！是從閘極電極的輸入端連接直到終端而設 广因A，即使從閘極電極的輸入端連接直到終端之間 又有n GaAs | 1 ’由於途中具有非活性區域，可排除活 性區域的η型GaAs層1成為不連續的構造。但是，即使設 有非活ί·生區域’也可以連接著活性區域而形成。藉由本實 施形態的構造’藉由施加偏壓於設置在閘極指狀物4, 5之 間的η型GaAU ]的電位固^用電極1()，閘極電極之間 的電位可成為等電位。 如上所述，藉由本實施形態，設置非活性區域於垂直 方位的閘極電極部分，只進行水平方位的聊的操作，所 以可減低垂直方位的凹陷部的寬度狹窄對於FET的影響。 再者，由於閘極電極之間的半導體層的活性區域是由^極 電極的輸入端連接至終端而設置，所以藉由施加偏壓於此 半導體層，可使閘極電極之間電位成為等電位。 並且，本實施形態之中，在垂直方位的閘極電極的部 分設置非活性區域，然而，本發明不限於此，藉由組合半 導體層的結晶方位與蝕刻液，使水平方位的凹陷部的寬度 比垂直方位還窄。此情況，最好設置非活性區域於水平方 2118-9035-PF 12 200832703 位的電極部分，而只有使垂直方位的FET可操作。 再者，實施形態之中，可預先選擇蝕刻液，使得比較 垂直=位與水平方位的閘極長度後，短的方位的凹陷部的 覓度欠乍其次，如果在閘極長度較短的方位的閘極電極 部分設置非活性區域的話，則FET的操作，只在閘極長度 較長的方位進行，所以可使作為FET操作的部分變大。 再者’本實施形態雖然使用n型的GaAs層作為n型 φ 半導體層，然而本發明不限於此。亦即，本發明也可以使 用η型的GaN層等的其他化合物的半導體層。即使在此情 況，也可以藉由在相對於半導體層的既定結晶方位的垂直 方位以及水平方位的任一者的閘極電極的周圍形成非活 性區域’而得到與上述同樣的效果。 實施形態2. 第3圖為本實施形態的場效電晶體的上視圖。再者， 本實施形態的場效電晶體雖然以具有雙閘極構造為例，然 • 而本，明不限於此，只要是具有曲柄型的多閘極構造皆可。 第3圖之中，n型以^層n上設有一組歐姆電極 廷些歐姆電極一者為源極電極，另—者為沒極電極。並且， η尘GaAs層Π之中的n型不純物例如可使用^ (矽）。 被歐姆電極12夾置的n型GaAs層11設有2個凹陷部 (參舨第2(a)以及（…圖）。再者，如實施形態工的說明， 此凹陷部可使用溼蝕刻形成。本實施形.態之中，與第2(a) 以及（b)圖說明者同樣地，也使垂直方位的凹陷部的寬度較 水平方位還窄。並且，帛3圖之中，相對於η型GaAs層 2118-9035-PF 13 200832703 '的結晶方位[0ΤΪ]方向，垂直方位為橫方向， 位為縱方向。 θ凹陷部之中，分別設有閘極指狀物14、15、16、17。 但是這些閘極指狀物只設在水平方位。再者，Pi β u 1 4u 丹肴，閘極指狀物 二i5、閘極指狀物16與17分別經由設於垂直方位 屬導線18、19連接著。 ' 歐姆電極^與㈣⑽層n的外側設有閑極輸入端 子2〇,21。閘極輸入端子20,21分別經由金屬導線22,23 連接於閘極指狀物14, ！ 6。閘極訊號是從閘極輪入端子2〇 經由金屬導線22輸入於閘極指狀物14之後，通過金屬導 線18而送往閘極指狀物15、甚至金屬導線24。同樣地、， 從金屬導線21經由金屬導線23送往閘極指狀物16的閘極 訊號，也通過金屬導線19而從閘極指狀物17送往金屬 線 25。 、 本實施形態的閘極電極，包括設置於水平方位的閘極 • 指狀物與設置於垂直方位的金屬導線。其次，形成在一組 歐姆電極之間並列著2個問極電極，因此，本實施形態的 場效電晶體也與實施形態丨同樣地具有雙閘極構造。再 者，如第3圖所示，藉由閘極指狀物設於水平方位，而金 屬導線設於垂直方位，閘極指狀物具有曲柄狀。 金屬導線18、19、22、23、24、25與閘極指狀物u、 15 16、17如果此夠成為荨電位的材料的話，可使用互為 不同的材料。例如，金屬導線18、19、22、23、24、25 可以由Ti(鈦）以及Au(金）的積層構造構成。再者，閘極指 2118-9035-PF 14 200832703 狀物14、15、16、17可以由Ti以及A1(銘）的積層構造構 成，或者可以由Ti、Pt(鉑）以及Au的積層構造構成。 本實施形態之中，金屬導線18、19、22、23、24、25 與閘極指狀物14、15、16、17最好分別利用各別的步驟形 成。例如，在凹陷部沈積構成閘極指狀物的材料之後，利 用剝離法(lift off)在凹陷部形成閘極指狀物。之後，在 垂直方位形成金屬導線。藉由此方法的話，可得到以下的 效果。

利用一次的步驟形成閘極電極的話，必須藉由溼蝕 刻’在微小之處’形成微細的曲柄形狀的圖案。但是，考 慮圖案不良的產生’在此情％，不使用蝕刻液塗敷於微細

的部分。但是’藉由剝離法只在水平方位形成閘極指狀物 的話’可以防止未塗敷蝕刻液的部分發生。其次，形成閘 極指狀物之後’如果在垂直方位形成金屬導線的話，可形 成具有良好圖案的閘極電極。 在本實施形態之中，與實施形態1同樣地，在垂直方 位的閘極電極部分， 如第3圖所示，在η型GaAs層導線 18、19、22、23、24、 26。並且，非活性區域26例如 GaAs層而形成。 没置注入絕緣體的非活性區域。但是， Π，位於垂直方位的金屬 的周圍設置有非活性區域 可藉由注入氦或氫離子於 分 分 “直方位的閘極電極部分設置非活性區域的話， ，無法成為FET而操作1此，垂直方位的閉極電 ，不需要為閘極指狀物，只要是導電體皆可。本實

2118-9035-PF 200832703 悲之中，在垂直方位的閘極電極部分使用金屬導線的理由 如下述。 、另一方面，水平方位的閘極指狀物的周圍為活性區 域。因此，水平方位，可作為FET而操作。亦即，本實施 形態的構造，可作為FET而操作只限於在水平方位，所以 可減少因垂直方位的凹陷部狹窄對於FET的影響。 第3圖之中，閘極指狀物14、15、16、17之間的〇 .f GaAs層11是由閘極電極的輸入端連接至終端而設置 者。亦即，從閘極電極的輸入端直到終端，n型以虹層】工 連繫而設置著，藉由在其間設置非活性區域，不會完全地 分斷活性區域的GaAi u為部分。因此，如果在問 極指狀物………^之間的…士層心置電極 墊，且施加偏壓的話，能夠使閘極電極之間的電位成為等 電位。 、 第3圖之中，閘極指狀物15, 17之間的n型GaAs層 灸11設有用來固定㈣（^層U的電位的電位固定用電極 28。電位固定用電極28經由金屬導線27與金屬電阻η 連接於歐姆電極12。在此，電位固定用電極28可利用歐 姆，的金屬形成。再者，金屬電阻13為數〜數十kQ 的高電阻，例如由WSiN構成。 並且’本實施形態之中，在垂直方位的閘極電極的部 为汉置非活性區域，然而，本發明不限於此，藉由組合半 導體層的結晶方位與蝕刻液，使水平方位的凹陷部的寬度 比垂直方位還窄。此情況，最好設置非活性區域於水平方

2118-9035-PF 16 200832703 位的電極部分’而只有垂直方位的FET可操作。 再者，實施形態之中，可預先選擇蝕刻液，使得比較 垂直方位與水平方位的閘極長度後，短的方位的凹陷部的 寬度變乍。其次，如果在閘極長度較短的方位的閘極電極 部分設置非活性區域的話，則FET的操作，只在閘極長度 較長的方位進行，所以可使作為FET操作的部分變大。 如上所述，本實施形態之中，在垂直方位或水平方位 φ 的閘極電極部分形成非活性區域，使得只有一個方位可進 2作為FET的操作。因此，可減少澄㈣形成的凹陷部的 寬度狹窄，對於形成的方位的影響，能夠使FET操作。再 者’閘極電極之間的半導體層的活性區域，是從閘極電極 的輸入端連接至終端，所以藉由施加偏壓於此半導體層， 閘極電極之間的電位可成為等電位。並且，藉由分隔間極 指狀物與金屬導線而形成閘極電極，可形成具有良好曲柄 狀的圖案的閘極電極。 •、…再者’本實施形態雖然使用η型的GaAs層作為n型 半導體層，然而本發明不限於此。亦即，本發明也可以使 用η型的GaN層等的其他化合物的半導體層。即使在此情 况也可以藉由在相對於半導體層的既定結晶方位的垂直 方以及水平方位的任一者的閘極電極的周圍形成非活 品或且藉由使用金屬導線於在非活性區域的閘極電 極’而得到與上述同樣的效果。 實施形態3. 第圖為本貝施形悲的場效電晶體的上視圖。再者，

2118-9035-PF 17 200832703 本實施形態的場效電晶體雖然以具有雙閘極構造為例，然 而本發明不限於此，只要是具有曲柄型的多閘極構造皆可。 弟4圖之中’η型GaAs層31上設有一組歐姆電極32。 這些I姆電極一者為源極電極，另一者為汲極電極。並且， η型GaAs層31之中的η型不純物例如可使用§i (石夕）。 被歐姆電極32夾置的n型（^^層31設有2個凹陷部 (參照第2(a)以及（b)圖）。再者，凹陷部之中分別設有閘 φ 極指狀物34, 35。亦即，此場效電晶體具有在一組歐姆電 極之間並列著2個閘極電極的雙閘極構造。其次，如第4 圖所示，閘極指狀物34, 35皆配置成曲柄狀。 凹陷部可以如實施形態！說明，使用難刻形成。但 是本貝施形恶，垂直方位與水平方位的凹陷部的寬度沒 有太大的差異。亦即，第2(a)以及（1))圖之中的W1、W2。 並且’第4圖之中，相對於_心層31的結晶方位 方向，橫方向為垂直方位，而縱方向為水平方位。 • 區欠姆電極32與層31的外側設有閘極輸入端 子3 6，3 7。其次’間極輪入迪J21 on Q Γ7 X 、 别入糙子36,37分別連接於閘極指 狀物34, 35。閘極訊號從閘極輪 η』铷八鳊子36, 37輸入於閘極 指狀物3 4，3 5。 本實施形態的特徵為，在關 任閘極電極的彎曲部設置注入 了絕緣體的非活性區域。亦即， I在弟4圖之中，η型GaAs 層31形成有非活性區域38。 夂’非活性區域38是設置 於閘極指狀物34的彎曲部μ / 0冰0日 _ —砟39〜42與閘極指狀物35的彎曲 4 43〜46的周圍。再者，非活 14 &域38例如可藉由注入氦

2118-9035-PF 18 200832703 或氫離子於GaAs層而形成。

本實施形態，彎曲部以外的閘極指狀物的周圍為活性 區域。因此，在垂直方位以及水平方位任一方位，可進行 作為FET的操作。然而，彎曲部的周圍為非活性區域，所 以此部分無法作為FET而操作。總之，根據本實施形態的 構造’在電場容易集中的彎曲部以外，可進行作為fet的 操作，所以可抑制因電場集中導致的耐壓降低。並且，如 上所述，各方位的凹陷部的寬度的大小沒有差異，也可以 不考慮由此引起的F E T特性的降低。 第4圖之中，閘極指狀物34, 35之間的^型以^層 31是由閘極電極的輸入端連接至終端而設置著。亦即，從 閘極電極的輸入端直到終端，n型GaAs層31連繫而設置 著，藉由在其間設置非活性區域，不會完全地分斷活性區 域的η型GaAs層31為部分。因此，如果在閘極指狀物3夂35 之間的η型GaAs層31設置電極墊，且施加偏壓的話，能 夠使閘極電極之間的電位成為等電位。 第4圖之中，閘極指狀物34, 35之間的^型層 31设有用來固定_ GaAs層31的電位的電位固定用電極 48。其次，電位固定用電極48經由金屬導線〇與金屬電 阻33連接於歐姆電極32。在此，電位固定用電極μ可利 用歐姆性的金屬形成。再者，金屬f阻33為數〜數十⑶ 的馬電阻，例 如由WSiN構成。 如上所述 電極的彎曲部 ，藉由本實施形態，設置非活性區域於閘極 所以可抑制因電場集中於彎曲部而導致的

2118-9035-PF 19 200832703 體層的活性 ’所以藉由 位成為等電 耐壓的降低。再者，由於閘極電極之間的半導 區域是由閘極電極的輸入端連接至終端而設置 施加偏壓於此半導體層，可使閘極電極之間電 位。 再者’本貫施形態之中，將閘極電極配置成第4圖所 示的形狀的曲柄型，然而本發明不限於此。只要閘極電極 具有彎曲部的話，皆能夠適用於本發明。 # 例如，第4圖的閘極電極是配置成為形成四角形的三 邊。此情況，四角形的4個㈣之處為對應著f曲部。: 對於此，閘極電極配置成形成三角形的兩邊取代四角形也 可以。此情況也為曲柄型的雙閘極構造，三角形的3個頂 點之處為對應著彎曲部。亦即，此處的電場容易集中，所 以藉由設置非活性區域於周圍，可得到與上述同樣的效 果。 再者，本實施形態雖然使用n型的GaAs層作為η型 φ 半導體層，然而本發明不限於此。亦即，本發明也可以使 用η型的GaN層專的其他化合物的半導體層。 再者，本實施形態，也適用於沒有凹陷部的FET。亦 即’相對於沒有凹陷部的FET ’藉由在曲柄狀的閘極電極 之中的彎曲部的周圍形成非活性區域，也與具有凹陷部的 情況同樣地，在彎曲部的電場的集中可以消除或緩和，而 可提昇FET的耐壓、可靠度等。 實施形態4. 第5圖為本實施形態的場效電晶體的上視圖。再者， 2118-9035-PF 20 200832703 本實施形態的場效電晶體雖然以具有雙閘極構造為例，然 而本發明不限於此，只要是具有曲柄型的多閘極構造皆可。 第5圖之中η型GaAs層51上設有一組歐姆電極52。 這些歐姆電極一者為源極電極，另一者為汲極電極。並且， η型GaAs層51之中的n型不純物例如可使用Si (矽）。

>被歐姆電極52夾置的„型以^層51設有2個凹陷部 (參照第2(a)以及⑻圖）。再者，凹陷部之中分別設有閑 極指狀物54, 55。亦即，此場效電晶體具有在—組歐姆電 極之間並列著2個閘極電極的雙閘極構造。其次，如第5 圖所示，閘極指狀物54, 55皆配置成曲柄狀。 s凹陷部可以如實施形態j說明，使用溼钱刻形成。但 疋本κ知开^恶，垂直方位與水平方位的凹陷部的寬度沒 有太大的差異。亦即，第2(a)以及（b)圖之中的wi、W2。 第5圖之中’相對於η型GaAs層51的結晶方位[〇 ί ϊ ] 方向，杈方向為垂直方位，而縱方向為水平方位。 歐姆電極52與—GaAs層51的外側設有閘極輸入端 子56, 57。閘極輸入端子56,57分別連接於閘極指狀物 54, 55。閘極訊號從閘極輸入端子56,57輸入於閘極指狀物 本κ苑形態的特徵在於，閘極指狀物54的彎曲部 58 61與閘極指狀物55的彎曲部的形狀分別為具有 既定的曲率半徑的圓弧狀。亦即，習知的閘極指狀物為彎 曲成直角的形狀，相對於由於此部分電場集中，而產生耐 [IV低等的問題，藉由將彎曲部形成圓弧狀，τ緩和電場

2118-9035-PF 21 200832703 集中，而可抑制耐壓降低。 曲率半捏太小時，彎曲部的彎曲情況變得太緊，緩和 電％集中的效果會變小。基於此理由，雖然曲率半徑大的 話較佳，然而，變得太大時，設置閘極電極的區域會變大， 晶片尺寸會變得大型化。因此，最好是考量兩者而選擇適 當的曲率半徑。 本貫施形態，閘極指狀物的周圍全部都變成活性區 或口此在垂直方位以及水平方位任一方位，可進行作 為FET的操作。但是，如上所述，各方位的凹陷部的寬度 的大小久有差異’也可以不考慮由此引起的特性的 低。 第5圖之中，閘極指狀物54, 55之間的n型GaAs層 51是由閘極電極的輸入端連接至終端而設置著。亦即，^ :極電極的輸入端直到終端，n型—層51連繫而設置 者’猎由在其間設置非活性區域，不會完全地分斷活性區 域的η型GaAs層51為部分。因此，如果在閘極指狀物54,55 之間的η型GaAs層51設置電極墊，且施加偏壓的話，能 夠使閘極電極之間的電位成為等電位。 第5圖之中，閘極指狀物54,55之間的n型GaAs層 51n又有用來固疋!^型GaAs層51的電位的電位固定用電極 67。其次，電位固定用電極67經由金屬導線⑽與金屬電 阻53連接於歐姆電極52。在此，電位固定用電極67可利 用歐姆性的金屬形成。再者，金屬電阻53為數〜數十kQ 的高電阻，例如由WSi N構成。 2118-9035-PF 22 200832703 如上所述，藉由本實施形態，閘極電極的彎曲部為具 有既定曲率半徑的圓弧狀，所以可抑制因電場集中於彎曲 部而導致的耐壓的降低。再者，由於閘極電極之間的半導 體層的活性區域是由閘極電極的輸入端連接至終端而抓 置，所以藉由施加偏壓於此半導體層，可使閘極電極之$ 電位成為等電位。 再者’本實施形態雖然使用n型的GaAs層作為^型 • 半·體層’然而本發明不限於此。亦即，本發明也可以使 用π型的GaN層等的其他化合物的半導體層。 再者，本貫施形態，也適用於沒有凹陷部的。亦 即，相對於沒有凹陷部的FET，藉由將曲柄狀的閘極電極 之中的彎曲部設成具有既定的曲率半徑的圓弧狀，也與具 有凹陷部的情況同樣地，在彎曲部的電場的集中可以消除 或缓和，而可提昇FET的耐壓、可靠度等。 本發明不限於上述各實施形態，在不脫離本發明的意 • 旨的範圍内，可進行各種變形而實施。 再者，本發明不限於上述各實施形態。在本發明的範 圍内，此業者可容易變更、追加、變換上述實施形態的各 要素。 【圖式簡單說明】 第1圖為實施形態1的場效電晶體的上視圖。 第2(a)圖為沿著第1圖的線的剖面圖，第2(b) 圖為沿著第1圖的B-B，線的剖面圖。 第3圖為實施形態2的場效電晶體的上視圖。 2118-9035- 23 200832703 第4圖為實施形態3的場效電晶體的上視圖。 第5圖為實施形態4的場效電晶體的上視圖。 【主要元件符號說明】 1、 11、 31、 51 η 型 GaAs 層 2、 12、32、52 歐姆電極 4、5、14〜17、34、35、54、55 閘極指狀物 6、7、2 0、21、3 6、3 7、5 6、5 7 閘極輸入端子 8、26、38 非活性區域 ⑩ 9、18、19、22〜25、27、47、66 金屬導線 9〜46、58〜65 彎曲部 3、 13、33、53 金屬電阻 10、28、48、67 電位固定用電極 101 凹陷部 102 基板 2118-9035-PF 24

Claims (1)

1. 200832703 十、申請專利範圍： ^.-種場效電晶體，其為具有在'组歐姆電極之間， 複數個間極電極配置成曲相狀的多閉極構造的場效電曰 體，其特徵在於： 軍曰曰 上述歐姆電極之間包含具有凹陷部的半導體層，且上 述閘極電極形成於上述凹陷部之中； 在相對於上述半導體層的既定的結晶方位的垂直方位 =及水平方位的任-者的閘極電極的周圍，形成有上述半 ‘體層的非活性區域，· 在上述閘極電極之間半導體層的主表面，上述半導體 ^的活性區域是由上述閘極電極的輸入端直到終端連續而 -置’並且’此在連續的活性區域的表面，設 用電極。 义 2.如申請專利範圍第！項所述之場效電晶體，其中上 述非活性區域係形成於上述垂直方位舆上述水平方位之 中’上述凹陷部的寬度較窄的方位的閘極電極的周圍。 3·如申請專利範圍第i或2項所述之場效電晶體，其 中上述閘極電極包括一閘極指狀物以及含有與該閘極指狀 物不同材料的導線； 上述閘極指狀物係使用於在上述活性區域的閘極 極； 述^線係使用於在上述非活性區域的閘極電極。 4·如申請專利範圍第丨或2項所述之場效電晶體，其 中上述半V體層為！！型GaAs層，且上述既定的結晶方位為 2118-9035-PF 25 200832703 [〇 Τ ϊ ]方向。 5 · —種場效電晶體’其為具有設置在一組歐姆電極之 間的半導體層上，複數個閘極電極配置成曲柄狀的多閘極 構造的場效電晶體，其特徵在於： 在上述閘極電極之間，上述半導體層的活性區域是由 其輸入端直到終端連續地設置著，且在上述曲柄狀的閘極 電極之中的彎曲部的周圍，設置上述半導體層的非活性區 域。 6 · —種％效電晶體，其為具有設置在一組歐姆電極之 間的半‘體層上，複數個閘極電極配置成曲柄狀的多閘極 構造的場效電晶體，其特徵在於： 在上述閘極電極之間，上述半導體層的活性區域是由 其輸入端直到終端連續地設置著，且在上述曲柄狀的閘極 電極之中的彎曲部為具有既定的曲率半徑的的圓弧狀。 7·如申請專利範圍第5 < 6項所述的場效電晶體，其 _ h述半導體層設有㈣部’且上述閑極電極形成於上述 凹陷部中。 2118-9035-PF 26