(57)【要約】  メタル構造（７０）を具備したＲＦパワートランジスタは、ドレインパッド（７２）、及びドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガー（７４）を有する。少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画（７４−１、７４−２、１００−１、１００−２、１００−３）を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチ（５４−１、５４−２、１１６−１、１１６−２、１１６−１１、１１６−２１、１１６−４１）を含む。
2009528705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレインパッド；及び
前記ドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガーであり、少なくとも１つの金属ドレインフィンガーが１つ以上の金属区画を有し、各金属区画が、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む、複数の金属ドレインフィンガー；
を有するメタル構造を具備したＲＦパワートランジスタ。
【請求項２】
バンブーレジームの前記金属幅は、前記ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する、請求項１に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項３】
少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは第１の金属区画及び第２の金属区画を有し、該第１の金属区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、該第２の金属区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項１に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項４】
前記第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、前記第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有する、請求項３に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項５】
前記金属ドレインフィンガーは多数の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む、請求項１に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項６】
前記金属ドレインフィンガーは３つの金属区画を有し、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合されており、更に該第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合されている、請求項５に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項７】
前記第１区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、前記第３区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項６に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項８】
前記金属ドレインフィンガーは最上部の金属から成る、請求項１に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項９】
ドレインパッド；及び
前記ドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガーであり、各金属ドレインフィンガーが１つ以上の金属区画を有し、各金属区画が、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、バンブーレジームの前記金属幅は、前記ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する、複数の金属ドレインフィンガー；
を有するメタル構造を具備したＲＦパワートランジスタ。
【請求項１０】
前記金属ドレインフィンガーは第１の金属区画及び第２の金属区画を有し、該第１の金属区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、該第２の金属区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項９に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項１１】
前記第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、前記第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有する、請求項１０に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項１２】
前記金属ドレインフィンガーは多数の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む、請求項９に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項１３】
前記金属ドレインフィンガーは３つの金属区画を有し、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合されており、更に該第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合されている、請求項９に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項１４】
前記第１区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、前記第３区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項１３に記載のＲＦパワートランジスタ。
【請求項１５】
ドレインパッドを設ける工程；及び
前記ドレインパッドから複数の金属ドレインフィンガーを延在させる延在工程であり、少なくとも１つの金属ドレインフィンガーが１つ以上の金属区画を有し、各金属区画が、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む、延在工程；
を有する、メタル構造を具備したＲＦパワートランジスタを製造する方法。
【請求項１６】
バンブーレジームの前記金属幅は、前記ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記延在工程は、第１の金属区画及び第２の金属区画を有する少なくとも１つの金属ドレインフィンガーを延在させることを含み、該第１の金属区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、該第２の金属区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、前記第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記延在工程は多数の金属区画を延在させることを有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記延在工程は３つの金属区画を延在させることを有し、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合され、更に該第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合され、且つ、前記第１区画は前記ドレインパッドから遠位端にあり、前記第３区画は前記ドレインパッドに近接する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦデバイスに関し、より具体的には、金属エレクトロマイグレーション設計を有するＲＦパワートランジスタデバイス、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ−ＬＤＭＯＳトランジスタ設計は、これまで、解決されるべき課題としてのエレクトロマイグレーションに、電流密度を下げることによって取り組んできた。このような手法は、デバイスの静電容量を増大させるという悪影響を有する一層と広いドレイン金属ラインをもたらしてしまう。
【０００３】
図１は、ＲＦ−ＭＯＳＦＥＴの分野で既知の頂部メタル構造部分１０を上から下に見た図である。図２は、図１の直線２−２に沿ってとられた頂部メタル構造の断面図である。図１及び２に示されるように、頂部メタル構造部分１０は、第１金属層１２及び第２金属層１４という２つの金属層を含んでいる。第１金属層１２は金属ビア１６を介して第２金属層１４に結合している。また、第２金属層１４は層間誘電体層１８によって第１金属層１２から隔てられている。加えて、第１金属層１２は、参照符号２０によって指し示される幅を有している。第２金属層１４は、参照符号２２によって指し示される幅を有している。一例において、第１金属層１２の幅２０は２．５μｍ程度であり、第２金属層１４の幅２２は１１．２μｍ程度である。図１の頂部メタル構造１０は、第２金属層のエレクトロマイグレーション特性が乏しいという問題を有し、故に、不十分なエレクトロマイグレーションＭＴＴＦ（平均故障時間）をもたらす。エレクトロマイグレーションは、対数正規分布の故障率を有する消耗機構である（すなわち、故障は時間的に均一には分布しない）。
【０００４】
一部のＬＤＭＯＳ設計においては、本質的に一層と良好なエレクトロマイグレーション寿命をもたらす金が使用される。しかしながら、金の使用は標準ＣＭＯＳ製造工場でＬＤＭＯＳ製品を製造することを妨げる。
【０００５】
従って、上述の技術的問題を解決するための改善された方法及び装置が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、金属エレクトロマイグレーション設計を有するＲＦパワートランジスタデバイス、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この開示に係る一実施形態に従って、ドレインパッド、及びドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガーを有するメタル構造を具備したＲＦパワートランジスタが提供される。少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む。
【０００８】
更なる一実施形態に従って、メタル構造を具備したＲＦパワートランジスタの製造方法が提供される。当該方法は、ドレインパッドを設ける工程、及びドレインパッドから複数の金属ドレインフィンガーを延在させる延在工程を有する。少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付の図面を用いて本発明を説明するが、本発明は図面によって限定されるものではない。相異なる図において使用される同一の参照符号は、類似あるいは相等しい要素を指し示す。また、当業者に認識されるように、図中の要素は単純化及び明瞭化のために例示されるものであり、必ずしも縮尺通りに描かれていない。例えば、図中の一部の要素の寸法は、本発明の実施形態の理解を高める助けとなるよう、その他の要素に対して誇張されることがある。
【００１０】
図３は、この開示に係る一実施形態に従った、バンブー（Bamboo）レジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造部分５０を上から見た図である。具体的には、部分５０は、ＲＦパワートランジスタの単一のドレインフィンガーの一端を含んでいる。図４は、直線４−４に沿ってとられた図３のメタル構造の断面図である。図３及び４に示されるように、メタル構造部分５０は２つの金属層を含んでいる。第１金属層は参照符号５２によって指し示される。第２金属層は参照符号５４−１、５４−２及び５４−３によって指し示され、ここでは集合的に５４によって参照される。第２金属層５４−１は、ＲＦパワートランジスタのドレインフィンガーの一区画の１つの枝部（ブランチ）を形成し、第２金属層５４−２は上記のフィンガー区画の別の１つのブランチを形成し、ＲＦパワートランジスタのドレインフィンガーは、更に後述されるように、低電流を担持する端部から、より高い電流を担持する端部まで延在している。換言すると、ドレインフィンガーの所与の区画において、第２金属層５４−１及び第２金属層５４−２は２つの平行な金属ラインを有する。また、第２金属層５４−３は、ＲＦパワートランジスタのドレインフィンガーの所与の区画の第１のブランチ及び第２のブランチに結合している。参照符号５４−３によって指し示された第２金属層の部分は金属ビア５６を介して第１金属層５２に結合されている。図３においては、層間誘電体５８（図４）は示されていないため、第１金属層５２の一部は実線で示され、別の一部は第１金属層５２の当該部分が第２金属層５４より低い階層にあることを表すように破線で示されている。同様に、図３において、金属ビア５６は破線で示されている。
【００１１】
一実施形態において、第２金属層５４はメタル構造５０の最上部の金属層である。更なる金属層（図示せず）が使用されてもよい。具体的な層数は所与のＲＦパワートランジスタ設計に従って決定される。上述のように、第１金属層５２は金属ビア５６を介して第２金属層５４に結合している。また、第２金属層５４は層間誘電体層５８によって第１金属層５２から隔てられている。さらに、第１金属層５２は、参照符号６０によって指し示される幅を有している。第２金属層５４のブランチ５４−１及び５４−２は、それぞれ、参照符号６２−１及び６２−２によって指し示される幅を有している。一実施形態において、幅６２−１と６２−２とは同じ程度、相等しい、あるいは実質的に相等しい。他の一実施形態において、例えば、非対称なＲＦパワートランジスタデバイスの場合、幅６２−１と６２−２とは同等でない。何れの場合においても、幅６２−１及び６２−２は金属導体がバンブーレジームにあるように設定される。換言すると、幅６２−１及び６２−２は、各ブランチの幅がそのブランチに使用されている金属の平均粒径（グレインサイズ）より小さくなるように選定され、金属ブランチの幅はバンブーレジーム内に維持される。
【００１２】
一例において、第１金属層５２の幅６０は２．５μｍ程度であり、第２金属層５４−１及び５４−２それぞれの幅６２−１及び６２−２は５．０μｍ程度である。また、第１金属層の厚さは１．５μｍ程度であり、第２金属層５４の厚さは３．６μｍ程度である。一実施形態において、第２金属層５４はアルミニウムを有し、ブランチの幅６２−１及び６２−２はブランチ５４−１及び５４−２をバンブーレジームに置く。従って、図３の頂部メタル構造５０は、第２金属層のエレクトロマイグレーション特性が乏しいという問題を有さず、故に、エレクトロマイグレーションＭＴＴＦ（平均故障時間）を向上させる。
【００１３】
エレクトロマイグレーションを決定するブラックの方程式は：
ＭＴＴＦ＝（Ａ／Ｊ２）ｅｘｐ（Φ／ｋＴ）
で表される。ただし、
Ａ＝金属材料及び幾何学特性の関数であるプロセス定数
Ｊ＝電流密度
Φ＝プロセスの活性化エネルギー
ｋ＝ボルツマン定数
Ｔ＝導電体の温度
である。
【００１４】
この開示に係る実施形態はブラックの方程式を利用し、この開示に係るメタル構造レイアウトの実施形態は変数Ａ、Ｊ及びＴに直接的な影響を及ぼす。換言すると、この開示に係る実施形態は、メタル構造の金属のエレクトロマイグレーション特性を有意に向上させるように構成された新規なメタル構造を有する。加えて、このメタル構造の金属ラインはバンブーレジーム内に維持される。
【００１５】
従来のエレクトロマイグレーション対策は、幅狭ライン増進効果を回避する、すなわち、所謂“バンブー”レジームを回避する比較的幅広の金属ラインを特徴とするものであった。しかしながら、従来設計は、頂部メタル構造を簡略化する、最悪の場合を想定した手法である。また、どのような線幅が用いられようと、従来設計の現実のＭＴＴＦは、計算されたＭＴＴＦほど悪くはならず、大抵のラインに関して、計算されたＭＴＴＦより大きくなる。
【００１６】
対照的に、この開示に係る実施形態によれば、メタル構造は比較的幅狭の平行な金属導体を組み入れて、バンブーレジーム動作を確保する。その結果、この開示に係る実施形態に従ったメタル構造は、ドレインメタル構造のエレクトロマイグレーションに対する堅牢性を大幅に向上させる。さらに、この開示に係る実施形態は、非常に信頼性の高いＲＦパワートランジスタデバイス又はＲＦ−ＬＤＭＯＳデバイスを作り出すために使用され得る。一実施形態において、このメタル構造は最上部のメタル構造である。
【００１７】
線形故障率近似を用いて計算された計算による信頼性の場合、図３の頂部メタル構造を用いると、所与の定格動作条件（出力パワーＰｏｕｔ＝８９．１Ｗ、ηｄｃ＝４９％、利得＝１９ｄＢ、ΘＪＣ＝０．４５℃／Ｗ、ケース温度Ｔｃ＝９５℃、接合温度Ｔｊ＝１３８℃）の組での９００ＭＨｚのＲＦ−ＭＯＳＦＥＴ出力段に関し、１１６０年という計算によるＭＴＴＦが得られた。対照的に、定格動作条件での図１の従来設計の計算による信頼性の場合、３６１年という計算によるＭＴＴＦが得られた。従って、この開示に係る実施形態は、従来設計のＭＴＴＦに対して大幅に向上されたＭＴＴＦをもたらす。
【００１８】
図５は、この開示に係る一実施形態に従った、バンブーレジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造部分７０を上から見た図である。図５に示されるように、このメタル構造は、複数のドレインフィンガー７４を有するドレインパッド７２を含んでおり、各ドレインフィンガーは遠位端７６から近位端７８まで延在している。ドレインフィンガー７４の遠位端７６はドレインパッド７２の遠隔での第１の電流密度用に構成されており、近位端７８はドレインパッド７２の近傍での、第１の電流密度より高い第２の電流密度用に構成されている。具体的な電流密度は、ドレインフィンガー数と同様に、所与のＲＦパワートランジスタ用途の要求に従って決定される。例えば、一実施形態において、フィンガー７４の数は１３０本である。
【００１９】
更に図５に関し、メタル構造７０は、参照符号８２によって大まかに指し示される複数のゲートフィンガーを有するゲートパッド８０を含んでいる。各ゲートフィンガー８２は遠位端から近位端まで延在している。ゲートフィンガー８２の遠位端はゲートパッド８０から離れており、近位端はゲートパッド８０の近傍である。各ゲートフィンガー８２は更に、主フィンガーから垂直に突出した部分８４を含んでおり、各々の突出部は下に位置するゲート電極部分に結合している。
【００２０】
なおも図５を参照するに、参照符号９０は、図６に関連して更に説明するメタル構造７０の一部を範囲指定している。具体的には、図６は、ドレイン金属フィンガーブランチ７４の細部を例示する図５の部分９０の拡大図である。上述のように、各ドレインフィンガー７４は遠位端７６から、ドレインパッド７２の近傍の近位端７８まで延在している。対応するＲＦパワートランジスタデバイス（図示せず）のドレイン電流は、矢印９２によって指し示されるドレインパッド７２の方向へ、各ドレインフィンガー７４を通過する。また、遠位端７６における電流密度は、ドレインフィンガーの近位端７８における電流密度より低い。
【００２１】
図５の実施形態において、各ドレインフィンガー７４は第１の区画（又はセグメント）７４−１及び第２の区画（又はセグメント）７４−２を含んでいる。なお、２つの区画のみが示されているが、更なる区画も可能であり、区画数は所与のＲＦパワートランジスタ用途の具体的な要求に依存する。第１の区画７４−１と第２の区画７４−２との間の遷移領域が参照符号９４によって指し示されている。ドレインフィンガー７４の各区画は、ある一定の最大電流密度まで取り扱うように設計される。遷移領域９４は第１の区画の終点及び第２の区画の始点を表す。一実施形態において、遷移領域９４における第１の区画７４−１の電流密度容量は、第１の区画７４−１の最大電流密度の上限に一致する。第２の区画７４−２は遠位端７６から近位端７８までフィンガー全体に沿って蓄積される電流の最大電流密度を取り扱うのに十分であるので、図５及び６に例示されたドレインフィンガー７４には更なる遷移領域は存在しない。従って、各々のドレインフィンガー区画は、ドレインフィンガーの対応する区画の累積的な金属ライン幅に関しても、許容可能な最大電流密度が超過されないような長さ寸法を有する。
【００２２】
例えば、矢印９６は各々、所与のドレイン電流密度を表す。ドレインフィンガー７４の第１の区画７４−１は、矢印９６によって表されるドレイン電流量を４つ取り扱うことができる。第２の区画７４−２は、矢印９６によって表されるドレイン電流量を全体で８つ取り扱うことができる。８つの内の４つは第１の区画７４−１によって蓄積されたものである。
【００２３】
図７は、この開示に係る他の一実施形態に従った、バンブーレジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造の単一のフィンガー１００を上から見た図である。図７に示されるように、ドレインフィンガー１００は遠位端１０２から近位端１０４まで延在している（すなわち、近位端１０４はＲＦパワートランジスタデバイス（図示せず）のドレインパッドに近接している）。ドレインフィンガー１００の遠位端１０２はドレインパッド（図示せず）の遠隔での第１の電流密度用に構成されており、近位端１０４はドレインパッド（図示せず）の近傍での異なる電流密度用に構成されている。ただし、近位端における電流密度は遠位端における電流密度より高い。対応するＲＦパワートランジスタデバイス（図示せず）のドレイン電流は、ドレインパッドの方向へ、ドレインフィンガー１００の各区画を通過し、遠位端１０２における電流密度は、ドレインフィンガーの近位端１０４における電流密度より低い。
【００２４】
図７の実施形態において、ドレインフィンガー１００は第１の区画（又はセグメント）１００−１、第２の区画（又はセグメント）１００−２、及び第３の区画（又はセグメント）１００−３を含んでいる。なお、３つの区画のみが示されているが、“・・・”及び参照符号１０６によって指し示されるように更なる区画も可能であり、区画数は所与のＲＦパワートランジスタ用途の具体的な要求に依存する。第１の区画１００−１と第２の区画１００−２との間の遷移領域は参照符号１０８によって指し示されている。第２の区画１００−２と第３の区画１００−３との間の遷移領域は参照符号１１０によって指し示されている。ドレインフィンガー１００の各区画は、ある一定の最大電流密度まで取り扱う（あるいは、電流密度容量を有する）ように設計される。遷移領域１０８は第１の区画の終点及び第２の区画の始点を表す。一実施形態において、遷移領域１０８における第１の区画１００−１の電流密度容量は、第１の区画１００−１の最大電流密度の上限に一致する。さらに、遷移領域１１０における第２の区画１００−２の電流密度容量は、第２の区画１００−２の最大電流密度の上限に一致する。所与の一実施形態では、第３の区画１００−３は遠位端から近位端までフィンガー全体に沿って蓄積される電流の最大電流密度を取り扱うのに十分であるので、図７に例示されたドレインフィンガー１００には更なる遷移領域は存在しない。従って、各々のドレインフィンガー区画は、ドレインフィンガーの対応する区画の累積的な金属ライン幅に関しても、許容可能な最大電流密度が超過されないような長さ寸法を有する。
【００２５】
例えば、矢印１１２は各々、所与のドレイン電流密度を表す。ドレインフィンガー１００の第１の区画１００−１は、矢印１１２によって表されるドレイン電流量を４つ取り扱うことができる。第２の区画１００−２は、矢印１１２によって表されるドレイン電流量を全体で８つ取り扱うことができる。８つの内の４つは第１の区画１００−１によって蓄積されたものである。さらに、第３の区画１００−３は、矢印１１２によって表されるドレイン電流量を全体で１２個取り扱うことができる。１２個の内、４つは第１の区画１００−１によって蓄積されたものであり、４つは第２の区画１００−２によって蓄積されたものである。この例においては、各矢印１１２は同等のドレイン電流量を表す。
【００２６】
更に図７に関し、第１の区画１００−１は２つの金属層を有し、（破線で示された）第１金属層１１４は第２金属層１１６の下に位置している。第２金属層１１６はＲＦパワートランジスタのドレインフィンガー１００の１つの区画１００−１を形成する。第２金属層１１６は、下に位置する第１金属層１１４に（破線で示された）金属ビア１１８を介して結合されている。また、第１金属層と第２金属層との間に層間誘電体１２０が配置されている。
【００２７】
更に図７に示されるように、ドレインフィンガー１００の第２の区画１００−２は、図３のメタル構造部分５０に関連して説明されたのと同様に、２つの金属層を有する。具体的には、第１金属層は参照符号１１４によって指し示され、第１の区画１００−１の第１金属層と連続している。第２金属層は参照符号１１６−１、１１６−２及び１１６−３によって指し示され、ここでは集合的に１１６によって参照される。第２金属層１１６−１は、ドレインフィンガー１００の区画１００−２の１つのブランチを形成し、第２金属層１１６−２はドレインフィンガー１００の区画１００−２の別の１つのブランチを形成する。換言すると、ドレインフィンガー１００の区画１００−２において、第２金属層１１６−１及び第２金属層１１６−２は２つの平行な金属ラインを有する。また、第２金属層１１６−３の一部は、ＲＦパワートランジスタのドレインフィンガーの区画１００−２の第１のブランチ及び第２のブランチに結合している。参照符号１１６−３によって指し示された第２金属層の部分は金属ビア１１８−２を介して第１金属層１１４に結合されている。図７においては、層間誘電体１２０が示されているため、区画１００−２内の第１金属層１１４は第１金属層１１４の当該部分が第２金属層１１６より低い階層にあることを表すように破線で示されている。同様に、図７において、金属ビア１１８−２は破線で示されている。
【００２８】
更に図７に示されるように、ドレインフィンガー１００の第３の区画１００−３は、図３の頂部メタル構造部分５０に関連して説明されたのと同様に、２つの金属層を有する。第１金属層は参照符号１１４によって指し示され、第２の区画１００−２の第１金属層と連続している。ただし、この場合、第１金属層は２つの平行な金属ラインを有する。他の一実施形態においては、第３の区画１００−３の第１金属層１１４は第２の区画１００−２の第１金属ラインと連続した単一のラインであってもよく、その場合、第１金属層はブランチ１１６−４１の下に存在し、ビア１１８−３と同様の好適なビアを介して第２金属層１１６に結合される。第２金属層は参照符号１１６−１１、１１６−２１、１１６−３１及び１１６−４１によって指し示され、ここでは集合的に１１６によって参照される。第２金属層１１６−１１は、ドレインフィンガー１００の区画１００−３の１つのブランチを形成し、第２金属層１１６−２１はドレインフィンガー１００の区画１００−３の別の１つのブランチを形成し、第２金属層１１６−４１はドレインフィンガー１００の区画１００−３の更に別の１つのブランチを形成する。換言すると、ドレインフィンガー１００の区画１００−３において、第２金属層１１６−１１、第２金属層１１６−４１及び第２金属層１１６−２１は３つの平行な金属ラインを有する。また、第２金属層１１６−３１の２つの部分は、図示されるように、ＲＦパワートランジスタのドレインフィンガー１００の区画１００−３の第１のブランチ、第２のブランチ及び第３のブランチに結合している。参照符号１１６−３１によって指し示された第２金属層の部分は金属ビア１１８−３を介して第１金属層１１４に結合されている。図７においては、層間誘電体１２０が示されているため、区画１００−３内の第１金属層１１４は第１金属層１１４の当該部分が第２金属層１１６より低い階層にあることを表すように破線で示されている。同様に、図７において、金属ビア１１８−３は破線で示されている。
【００２９】
一実施形態において、第２金属層１１６はメタル構造のドレインフィンガー１００の最上部の金属層である。更なる金属層（図示せず）が使用されてもよい。具体的な層数は所与のＲＦパワートランジスタ設計に従って決定される。また、他の一実施形態においては、第２金属層１１６は最上部の金属層以外の金属層を有してもよい。上述のように、第１金属層１１４は金属ビア１１８を介して第２金属層１１６に結合している。加えて、第２金属層１１６は層間誘電体層１２０によって第１金属層１１４から隔てられている。さらに、第１金属層１１４は所与の幅を有する。第２金属層１１６のブランチ群は所与の幅を有する。一実施形態において、第２金属層１１６のブランチ群の幅は同じ程度、相等しい、あるいは実質的に相等しい。具体的には、第２金属層１１６のブランチの幅は金属導体がバンブーレジームにあるように設定される。換言すると、第２金属層１１６のブランチの幅は、各ブランチの幅がそのブランチに使用されている金属の平均粒径より小さくなるように選定され、金属ブランチの幅はバンブーレジーム内に維持される。
【００３０】
また、ドレインフィンガーの隣接し合う区画間の遷移領域（例えば、領域１０８又は１１０）における第２金属層１１６の幅は、遠位端１２２における第１の幅から近位端１２４における第２の幅まで変化する。第１の幅は、金属ラインをバンブーレジーム内に維持するのに必要な金属ブランチの幅に相当する。如何なる所与の遷移領域においても、第２の幅は後続の区画に含まれるブランチの数の関数として決定される。換言すると、第２の幅は、ドレインフィンガーの次の区画に含まれるブランチ群の開始部分（すなわち、電流密度が低い方の端部）の総体的な幅を収容するのに十分な幅である。なお、遷移領域の具体的な形状は、図示されたものとは異なる形状となり得る。
【００３１】
この開示に係る一実施形態に従って、ドレインパッド、及びドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガーを有するメタル構造を具備したＲＦパワートランジスタが提供される。少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む。バンブーレジームの金属幅は、ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する。一実施形態において、少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは第１の金属区画及び第２の金属区画を有し、第１の金属区画はドレインパッドから遠位端にあり、第２の金属区画はドレインパッドに近接する。また、第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有してもよい。他の一実施形態において、金属ドレインフィンガーは最上部の金属から成る。
【００３２】
他の一実施形態によれば、金属ドレインフィンガーは多数の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む。また、金属ドレインフィンガーは３つの金属区画を有してもよく、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合され、更に第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合される。さらに、第１区画はドレインパッドから遠位端にあり、第３区画はドレインパッドに近接する。
【００３３】
更に他の一実施形態によれば、メタル構造を具備したＲＦパワートランジスタは、ドレインパッド、及びドレインパッドから延在する複数の金属ドレインフィンガーを有する。各金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、バンブーレジームの金属幅は、ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する。他の一実施形態において、金属ドレインフィンガーは第１の金属区画及び第２の金属区画を有し、該第１の金属区画はドレインパッドから遠位端にあり、該第２の金属区画はドレインパッドに近接する。また、第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有してもよい。
【００３４】
更に他の一実施形態によれば、金属ドレインフィンガーは多数の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む。更なる一実施形態において、金属ドレインフィンガーは３つの金属区画を有し、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合され、更に第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合される。さらに、第１区画はドレインパッドから遠位端にあり、第３区画はドレインパッドに近接する。
【００３５】
更なる一実施形態に従って、メタル構造を具備したＲＦパワートランジスタの製造方法が提供される。当該方法は、ドレインパッドを設ける工程、及びドレインパッドから複数の金属ドレインフィンガーを延在させる延在工程を有する。少なくとも１つの金属ドレインフィンガーは１つ以上の金属区画を有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含む。一実施形態において、バンブーレジームの金属幅は、ドレインフィンガーの金属の平均粒径より小さい幅を有する。他の一実施形態において、延在工程は、第１の金属区画及び第２の金属区画を有する少なくとも１つの金属ドレインフィンガーを延在させることを含み、第１の金属区画はドレインパッドから遠位端にされ、第２の金属区画はドレインパッドに近接させられる。また、第１の金属区画は単一の金属ブランチを有し、第２の金属区画は２つの平行な金属ブランチを有してもよい。
【００３６】
更なる他の一実施形態において、金属ドレインフィンガーを延在させる工程は多数の金属区画を延在させることを有し、各金属区画は、バンブーレジーム内に維持された金属幅を有する１つ以上の金属ブランチを含み、如何なる２つの連続する区画においても、該２つの区画のうちの遠い側の区画は該２つの区画のうちの近接側の区画より、少なくとも１つ少ないブランチを含む。さらに、金属ドレインフィンガーを延在させる工程は３つの金属区画を延在させることを有してもよく、１つのブランチを有する第１区画が、２つの平行なブランチを有する第２区画に結合され、更に第２区画が、３つの平行なブランチを有する第３区画に結合され、且つ、第１区画はドレインパッドから遠位端にされ、第３区画はドレインパッドに近接させられる。
【００３７】
この開示に係る実施形態によれば、ある一定のエレクトロマイグレーション寿命レベルを達成する程度まで電流密度を低下させる単一の金属ドレインラインを有するのではなく、ドレインフィンガーの金属ラインが、２つ以上の平行な、幅を狭くされたラインに分割される。これら幅狭ラインの幅は、この配線がバンブーレジームで動作すること（すなわち、線幅が金属ラインに使用されている金属の平均粒径より小さくなること）を確実にするように設計される。金属ラインの線幅がバンブーレジームにあるとき、粒界（グレイン境界）に沿った移動（マイグレーション）経路がほとんど存在しないので、それらの対応するエレクトロマイグレーション寿命は大幅に延ばされる。一実施形態において、金属ラインはアルミニウム、又は所与のＲＦパワートランジスタ用途の要求に従って選択されたその他の金属を有する。
【００３８】
この開示に係る実施形態は、有利なことに、より狭い線幅で同等のエレクトロマイグレーション寿命を達成し、静電容量がＲＦ性能を低下させるという不利益を回避することを可能にし、あるいは、総体的なドレイン線幅を同等とする場合には、寿命を大幅に改善し、信頼性を向上させることを可能にする。
【００３９】
以上、この明細書にて、この開示は様々な実施形態を参照しながら説明された。しかしながら、当業者に認識されるように、添付の特許請求の範囲にて説明される本発明に係る実施形態の範囲を逸脱することなく様々な変更及び変形が為され得る。従って、この明細書及び図面は限定的な意味ではなく例示的な意味で考慮されるべきであり、このような全ての変更は本発明に係る実施形態の範囲に含まれるものである。例えば、この開示に係る一実施形態は、例えば移動通信装置などで使用されるＲＦ−ＬＤＭＯＳ  １２５Ｗパワートランジスタを含む。この開示に係る実施形態はまた、如何なる好適なＲＦ−ＭＯＳＦＥＴデバイスにも適用され得る。
【００４０】
利点、その他の効果、及び問題の解決策が、特定の実施形態に関して説明されてきた。しかしながら、利点、効果若しくは問題の解決策、及び利点、効果若しくは解決策を生じさせる或いは一層顕著にさせる如何なる要素も、何れか又は全ての請求項についての決定的な、必要な、あるいは不可欠な特徴又は要素として解されるべきではない。ここでは、用語“有する”、“有している”、又はこれらの如何なる変形も、非排他的に含有することに及ぶものであり、故に、要素リストを有するプロセス、方法、品目又は装置は、それらの要素のみを含むわけではなく、明示的に列挙されていない、あるいはそのようなプロセス、方法、品目又は装置に本来備わっているその他の要素を含み得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】技術的に既知のＲＦ−ＭＯＳＦＥＴの頂部メタル構造部分を上から見た図である。
【図２】直線２−２に沿ってとられた図１の頂部メタル構造の断面図である。
【図３】この開示に係る一実施形態に従った、バンブーレジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造部分を上から見た図である。
【図４】直線４−４に沿ってとられた図３のメタル構造の断面図である。
【図５】この開示に係る一実施形態に従った、バンブーレジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造部分を上から見た図である。
【図６】ドレイン金属フィンガーブランチの細部を例示する、図５の一部の拡大図である。
【図７】この開示に係る他の一実施形態に従った、バンブーレジーム内のドレイン金属フィンガーブランチ幅を有するＲＦパワートランジスタのメタル構造の単一のフィンガーを上から見た図である。
【図１】
2009528705.tif 000003
【図２】
2009528705.tif 000004
【図３】
2009528705.tif 000005
【図４】
2009528705.tif 000006
【図５】
2009528705.tif 000007
【図６】
2009528705.tif 000008
【図７】
2009528705.tif 000009
【国際調査報告】
2009528705.tif 000010