[发明专利]化合物半导体场效应晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及HFET(异质结场效应晶体管)等的化合物半导体场效应晶体管。

背景技术

目前，作为半导体功率器件，由Si(硅)形成的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)被广泛使用。但是，这些Si器件正在接近由材料物性带来的性能极限，在确保高耐压的基础上，今后的进一步低导通电阻化和高速化逐渐变得困难。

因此，对于通过使用以GaN(氮化镓)和SiC(碳化硅)为代表的化合物半导体来实现超越了Si功率器件的极限的低损失器件的期待越来越高。

尤其是GaN作为材料物性具有以下的特征，即，与Si相比带隙大约是3倍，绝缘击穿电场比Si大一个数量级，而且饱和电子速度也比Si大，因此GaN类的HFET(异质结场效应晶体管)与Si器件相比，被期待大幅的高耐压化、低电阻化和高速化。

但是，GaN类的HFET通常由于其高速性，在现实的电路中电压变化、电流变化非常大，因此容易受到电路中的寄生电感和寄生电容的影响，存在电路工作时变得不稳定或发生击穿这样的不良状况。

目前，作为GaN类的场效应晶体管，有专利文献1(特开2010-186925号公报)中所记载的晶体管。该场效应晶体管如图14所示，包括漏极电极214、源极电极212、栅极电极216、栅极电极焊盘225、栅极电极连接配线227和电阻元件231。上述栅极电极连接配线227由指形连接部228和焊盘连接部229构成。上述栅极电极216呈指形设置有多个，连接在各栅极电极216的一端侧的栅极电极连接配线227经电阻元件231与栅极电极焊盘225连接。并且，在将场效应晶体管作为开关器件使用时，通过电阻元件231抑制嗡鸣(ringing)或者振动等电路工作时的不稳定的状态的发生。

另外，目前，作为场效应晶体管，有专利文献2(特开平6-87505号公报)中所记载的晶体管。该场效应晶体管如图15所示，包括：形成为指形的多个栅极电极451；连接在各栅极电极451的一端侧的栅极引出电极部452；和与该栅极引出电极部452连接的栅极电极焊盘453。在各栅极电极451的栅极引出电极部452侧插入有稳定化电阻454。通过该稳定化电阻454实现场效应晶体管的一致化工作，抑制电路工作时的不稳定的状态的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2010-186925号公报

专利文献2：特公平6-87505号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

可是，在专利文献1和专利文献2的场效应晶体管中，没有考虑信号延迟和一致化工作地规定栅极电极216、451与栅极电极焊盘225、453的连接位置，仅在栅极电极216、451的一端侧连接栅极电极焊盘225、453，将场效应晶体管作为开关器件使用时，存在在晶体管的内部产生信号延迟，不能进行一致化工作的问题。

另外，根据使用环境，有时要求负载短路耐受量，当负载短路时，场效应晶体管被施加高电压和高电流状态的应力，如果晶体管内存在不一致的工作，则会产生过热区域，存在短路耐受量降低的问题。

以下，使用图1、图3(a)、图3(b)、图3(c)、图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图5(c)和图5(d)对场效应晶体管的不一致工作详细地进行说明。

此外，这些图1、图3(a)、图3(b)、图3(c)、图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图5(c)和图5(d)是用于详细地说明本发明要解决的技术问题的图，而不是表示现有技术的图。尤其是，图1是本发明的第一实施方式的俯视图，为了减少图的张数而援引该图1。

首先，图1是表示化合物半导体场效应晶体管的俯视示意图。

如图1所示，该化合物半导体场效应晶体管具有漏极电极11、源极电极12和栅极电极13，漏极电极11和源极电极12在第一方向上以指形延伸，并且在与上述第一方向大致正交的第二方向上彼此隔开预定的间隔且大致平行地交替配置有多个。

另外，在俯视时，上述栅极电极13在指形的漏极电极11与指形的源极电极12之间在上述第一方向上延伸，并且以包围漏极电极11的方式呈环状延伸。上述栅极电极13相对于漏极电极11和源极电极12具有预先设定的间隔。