(57)【要約】【課題】  微細化を行なった場合においても伝送線路が電磁界の影響を受け難く、また、接地インダクタンスが増大し難い半導体装置およびその製造方法を提供すること。【解決手段】  ＧａＡｓ基板１０９の表面に、能動素子に接続する伝送線路１０３と、この伝送線路１０３の先端に接続されたパッド部１０２とを備える。ＧａＡｓ基板１０９を貫通すると共に、パッド部１０２の開口と一致する開口を有するバイアホール１０１を備える。バイアホール導電体１０６によって、基板１０９の表面側の伝送線路１０３と、基板１０９の裏面側の裏面電極１０８とを接続する。基板１０９の表面におけるバイアホールの開口を長方形に形成し、この長方形の開口の長辺を、伝送線路１０３の幅と略同じ長さにすることにより、接地インダクタンスを効果的に低減できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面側に設けられた回路または能動素子と、上記基板の裏面側に設けられた接地電極とを、上記基板を貫通するバイアホールを介して接続する半導体装置において、
上記バイアホールは基板表面に細長い開口を有し、この細長い開口から、この細長い開口の短手方向に向って、上記回路または能動素子に接続する伝送線路が引き出されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記伝送線路は、ショートスタブを形成していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記バイアホールの細長い開口の長手方向の寸法は、上記伝送線路の幅以上の大きさであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記バイアホールの細長い開口の短手方向の寸法は、長手方向の寸法の３分の１以上３分の２以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記バイアホールの細長い開口の長手方向の寸法は、上記伝送線路の幅以上の大きさであり、
上記バイアホールの細長い開口の短手方向の寸法は、長手方向の寸法の３分の１以上３分の２以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記バイアホールを、ドライエッチング法により形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit：モノリシックマイクロ波集積回路）等のように、開口寸法が比較的小さいバイアホールを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体装置においては、基板表面に設けられた集積回路と、上記基板の裏面に設けられた接地電極とを、この基板を貫通するバイアホールを介して電気的に接続している。
【０００３】
図１９は、マイクロ波・ミリ波帯用のＭＭＩＣを、基板の表面側から見た平面図である（特開平７−２４０６４５号公報：特許文献１参照）。このＭＭＩＣは、基板上に、ソース電極１４０２、ゲート電極１４０３およびドレイン電極１４０４が形成されて、能動素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）１４０１を構成している。
【０００４】
上記ソース電極１４０２は、上記バイアホール１４０５を介して、上記基板の裏面に設けられた接地電極に接続されている。上記ゲート電極１４０３およびドレイン電極１４０４には、主信号を伝送する第１の伝送線路１４０６が接続されている。この第１の伝送線路１４０６には、整合回路として作用する第２の伝送線路１４０７が接続されている。また、上記ＦＥＴ１４０１に電源を供給する電源供給用線路１４０８がＭＩＭ（Metal Insulator Metal：金属−絶縁膜−金属）キャパシタ１４０９に接続されており、このＭＩＭキャパシタ１４０９は、上記バイアホール１４０５を介して基板の裏面の接地電極に電気的に接続されている。上記バイアホール１４０５の基板表面における開口は、略円形をなしている。
【０００５】
また、他の半導体装置としては、図２０に示されるように、バイアホール１５０１を介して、基板の表面に設けられた表面電極と、基板の裏面に設けられた裏面電極とを電気的に接続し、さらに、上記基板の裏面に多層配線構造を設けることにより、高集積化した場合にもチップ面積の拡大を抑えるようにしたものがある。（特開平５−８２６５９号公報：特許文献２参照）上記バイアホール１５０１の基板表面における開口は、略正方形をなしている。
【０００６】
ところで、ウエハチップのコストダウンにはチップサイズの縮小が必要であり、このチップサイズの縮小には、上記バイアホールの微細化と、このバイアホールを介して接続すべき伝送線路等が接続されるパッド部の微細化が必要となる。
【０００７】
しかしながら、上記従来のＭＭＩＣ等の半導体装置は、上記バイアホールおよびパッド部を微細化した場合、このバイアホールおよびパッド部は、略円形または正方形をなして面積が比較的大きいので、伝送線路に対する電磁界の結合の影響により、この伝送線路に接続された回路の異常動作が生じるという問題がある。
【０００８】
また、上記従来のバイアホールおよびパッド部の寸法を縮小すると、接地インダクタンスが増大するという問題がある。
【特許文献１】特開平７−２４０６４５号公報
【特許文献２】特開平５−８２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、微細化を行なった場合においても伝送線路が電磁界の影響を受け難く、また、接地インダクタンスが増大し難い半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の半導体装置は、基板の表面側に設けられた回路または能動素子と、上記基板の裏面側に設けられた接地電極とを、上記基板を貫通するバイアホールを介して接続する半導体装置において、
上記バイアホールは基板表面に細長い開口を有し、この細長い開口から、この細長い開口の短手方向に向って、上記回路または能動素子に接続する伝送線路が引き出されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、上記バイアホールの基板表面における開口が細長形状を有するので、このバイアホールの開口の面積は、従来の円形または正方形の場合よりも小さくできる。したがって、上記半導体装置の微細化により、上記回路または能動素子とバイアホールとの間の距離が小さくなった場合においても、このバイアホールから、上記回路または能動素子等に対する電磁界の結合の影響が減少する。したがって、従来におけるような電磁界の結合による上記回路や能動素子の異常動作が、効果的に防止される。
【００１２】
また、上記バイアホールの細長い開口から、この細長い開口の短手方向に向って、上記回路または能動素子に接続する伝送線路が引き出されているので、上記開口の長手方向が上記伝送線路の幅と略平行であるから、このバイアホールを介した接地インダクタンスの増大が、効果的に抑制される。
【００１３】
なお、上記バイアホールの開口の細長い形状とは、長方形、楕円形、扁平な多角形等を意味し、要は、長手方向と短手方向とを有する細長い形状であればよい。
【００１４】
一実施形態の半導体装置は、上記伝送線路は、ショートスタブを形成している。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記ショートスタブを形成する伝送線路により、接地インダクタンスを所望の値にできる。
【００１６】
一実施形態の半導体装置は、上記バイアホールの細長い開口の長手方向の寸法は、上記伝送線路の幅以上の大きさである。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記バイアホールの開口の長手方向の寸法を、上記伝送線路の幅以上の大きさにすることにより、上記バイアホールの開口の長手方向の寸法が伝送線路の幅以下の大きさである場合と比べて、接地インダクタンスを低減できる。
【００１８】
特に、上記バイアホールの細長い開口の長手方向の寸法が、上記伝送線路の幅より大きい場合、接地インダクタンスが飽和する。したがって、上記バイアホールの開口の長手方向の寸法を、上記伝送線路の幅と同じにすることにより、バイアホールの開口の寸法の増大を抑えつつ、接地インダクタンスを低減できる。
【００１９】
一実施形態の半導体装置は、上記バイアホールの細長い開口の短手方向の寸法は、長手方向の寸法の３分の１以上３分の２以下である。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記バイアホールの細長い開口の寸法について、短手方向の寸法を長手方向の寸法の３分の１以上にすることにより、例えばエッチングによりバイアホールを形成した場合の寸法のばらつきが少なくなる。したがって、バイアホール毎に接地インダクタンスが不均一になる等の不都合を防止できる。また、上記バイアホールの細長い開口の短手方向の寸法を、長手方向の寸法の３分の２以下とすることにより、電磁界の結合による上記回路や能動素子の異常動作を、効果的に防止することができる。
【００２１】
一実施形態の半導体装置は、上記バイアホールの細長い開口の長手方向の寸法は、上記伝送線路の幅以上の大きさであり、
上記バイアホールの細長い開口の短手方向の寸法は、長手方向の寸法の３分の１以上３分の２以下である。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記バイアホールの開口の長手方向の寸法を、上記伝送線路の幅以上の大きさにすることにより、接地インダクタンスを低減できる。さらに、上記バイアホールの開口の短手方向の寸法を、長手方向の寸法の３分の１以上３分の２以下にすることにより、上記バイアホールの寸法のばらつきを低減して接地インダクタンスを略均一にでき、また、電磁界の結合による上記回路や能動素子の異常動作を効果的に防止できる。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記バイアホールを、ドライエッチング法により形成することを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、上記バイアホールの開口の寸法ばらつきを比較的少なくできるので、上記バイアホールを効果的に微細化できて、回路や能動素子の異常動作を防止でき、また、接地インダクタンスを均一に低減できる半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明の半導体装置によれば、バイアホールは基板表面に細長い開口を有し、この細長い開口から、この細長い開口の短手方向に向って、回路または能動素子に接続する伝送線路が引き出されているので、上記バイアホールの微細が可能となると共に、上記回路または能動素子の異常動作を防止でき、また、接地インダクタンスの増大を防止できる。
【００２６】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、バイアホールをドライエッチング法により形成するので、上記バイアホールの開口の寸法のばらつきを比較的少なくでき、これにより、上記バイアホールを効果的に微細化できて、回路や能動素子の異常動作を防止でき、また、接地インダクタンスを均一に低減できる半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態の半導体装置が備えるバイアホールを示した平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断線Ｉ−Ｉにおける断面図である。
【００２９】
この半導体装置は、厚さ１００μｍのＧａＡｓ基板１０９の表面に、厚さ１０μｍのＡｕで形成された伝送線路１０３と、この伝送線路１０３の先端に接続されたＡｕからなるパッド部１０２とを有する。上記伝送線路１０３の他端は、図示しない能動素子に接続されている。上記パッド部１０２は、平面において長方形の枠状をなし、このパッド部１０２の内側に、バイアホール１０１が開口している。すなわち、上記バイアホール１０１は、ＧａＡｓ基板１０９の表面に長方形の開口を有し、この開口の輪郭と、上記枠状のパッド部１０２の内側の輪郭とが、平面において一致している。上記バイアホール１０１の内側には、メッキで形成されたＡｕからなるバイアホール導電体１０６が埋め込まれており、このバイアホール導電体１０６の下端は、上記ＧａＡｓ基板１０９の裏面に設けられた裏面電極１０８に接続している。また、上記Ａｕからなるバイアホール導電体１０６の上端部は、上記パッド部１０２の表面よりも突出して金属膜１０７を形成している。
【００３０】
図２は、図１（ａ），（ｂ）に示された半導体装置について、バイアホール１０１の開口の寸法を変更した場合、バイアホール１０１のみの接地インダクタンスの変化と、４０μｍの幅１０５を有する伝送線路１０３に接続されたバイアホール１０１の接地インダクタンスの変化と、６０μｍの幅１０５を有する伝送線路１０３に接続されたバイアホール１０１の接地インダクタンスの変化とを示した図である。ここで、上記バイアホール１０１の開口は、短手方向に延在する短辺１０４ｂの長さを２０μｍに固定する一方、長手方向に延在する長辺１０４ａの長さを８０μｍから２０μｍまで縮小している。
【００３１】
図２に示すように、バイアホール１０１のみの場合、開口の長辺１０４ａの長さが８０μｍから２０μｍまで減少するに伴って、接地インダクタンスは略一定の割合で大きくなる。
【００３２】
また、上記４０μｍの幅１０５を有する伝送線路１０３が接続されたバイアホール１０１では、開口の長辺１０４ａを４０μｍよりも小さくした場合、接地インダクタンスが比較的大きい増加率をなして増加する。例えば、開口の寸法が２０μｍ×２０μｍの場合、開口の寸法が２０μｍ×４０μｍの場合に対して、１．４倍の大きさの接地インダクタンスとなる。一方、上記開口の長辺１０４ａが４０μｍ以上である場合は、接地インダクタンスの値は飽和して、概ね一定の値となる。例えば、開口の寸法が２０μｍ×８０μｍである場合に対して、開口の寸法が２０μｍ×４０μｍである場合、接地インダクタンスの大きさは１．０６倍程度である。
【００３３】
また、上記６０μｍの幅１０５を有する伝送線路１０３が接続されたバイアホール１０１では、開口の長辺１０４ａを６０μｍよりも小さくした場合、接地インダクタンスが比較的大きい増加率をなして増加する。例えば、開口の寸法が２０μｍ×２０μｍの場合、開口の寸法が２０μｍ×６０μｍの場合に対して、１．７倍の大きさの接地インダクタンスとなる。一方、上記開口の長辺１０４ａが６０μｍ以上である場合は、接地インダクタンスの値は飽和して、概ね一定の値となる。例えば、開口の寸法が２０μｍ×８０μｍである場合に対して、開口の寸法が２０μｍ×６０μｍである場合、接地インダクタンスの大きさは１．０２倍程度である。
【００３４】
以上より、バイアホール１０１のみの場合、このバイアホール１０１の開口の長辺１０４ａが小さくなるに従って、接地インダクタンスが大きくなる。一方、伝送線路１０３が接続されたバイアホール１０１の場合、開口の長辺１０４ａの長さを、伝送線路の幅１０５程度まで小さくすることにより、接地インダクタンスの増大を効果的に抑制できる。
【００３５】
（第２実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態の半導体装置が備えるバイアホールの近傍を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の切断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【００３６】
本実施形態では、厚さ１００μｍのＧａＡｓ基板３０８の表面に、厚さ１０μｍのＡｕで形成されていると共に、図示しない能動素子に接続された伝送線路３０３を備える。この伝送線路３０３の先端に、長方形の枠状のパッド部３０２が接続している。このパッド部３０２の内側の輪郭と、上記基板３０８に設けられたバイアホール３０１の開口の輪郭とが、平面において一致している。すなわち、上記バイアホール３０１の基板３０８の表面における開口は、長方形をなしている。また、上記バイアホール３０１の内部には、メッキにより形成されたＡｕからなるバイアホール導電体３０６が埋め込まれている。このバイアホール導電体３０６の下端は、上記ＧａＡｓ基板３０８の裏面に設けられた裏面電極３０８に接続している。また、上記バイアホール導電体３０６の上端部が、上記パッド部３０２の表面よりも突出して金属膜３０７を形成している。
【００３７】
図４は、図３（ａ），（ｂ）に示された半導体装置について、バイアホール３０１の開口の寸法を変更した場合、バイアホール３０１のみの接地インダクタンスの変化と、４０μｍの幅３０５を有する伝送線路３０３に接続されたバイアホール３０１の接地インダクタンスの変化と、６０μｍの幅３０５を有する伝送線路３０３に接続されたバイアホール３０１の接地インダクタンスの変化とを示した図である。本実施形態では、上記バイアホール３０１の開口の寸法は、長辺３０４ａを６０μｍに固定する一方、短辺３０４ｂを６０μｍから１０μｍまで縮小している。
【００３８】
図４に示すように、バイアホール３０１のみの場合、開口の短辺２０４ｂが６０μｍから１０μｍまで減少するに伴って、接地インダクタンスは略一定の割合で大きくなる。
【００３９】
また、上記４０μｍの幅３０５を有する伝送線路３０３が接続されたバイアホール３０１では、開口の短辺３０４ｂを減少しても、接地インダクタンスは殆ど増大しない。例えば、開口の寸法が１０μｍ×６０μｍの場合、開口の寸法が６０μｍ×６０μｍの場合に対して、接地インダクタンスの大きさは１．０３倍程度である。
【００４０】
また、上記６０μｍの幅３０５を有する伝送線路３０３が接続されたバイアホール３０１についても、開口の短辺３０４ｂを減少しても、接地インダクタンスは殆ど増大しない。例えば、開口の寸法が１０μｍ×６０μｍの場合、開口の寸法が６０μｍ×６０μｍの場合に対して、接地インダクタンスの大きさは１．０２倍程度である。
【００４１】
以上より、バイアホール３０１のみの場合、このバイアホール３０１の開口の短辺３０４ｂが小さくなるに従って、接地インダクタンスが大きくなる。一方、伝送線路３０３が接続されたバイアホール３０１の場合、開口の短辺３０４ｂを小さくしても接地インダクタンスは殆ど増大しない。したがって、接地インダクタンスの増大を抑えつつ、上記開口の短辺３０４ｂを所望の長さに縮小して、所望の細長形状（長方形）に形成できる。その結果、このバイアホール３０１を用いた半導体装置の集積度等に応じて、バイアホール３０１およびパッド部３０２の面積を縮小できる。
【００４２】
なお、第１および第２実施形態において、上記バイアホール１０１，３０１は、図５（ａ）に示すように開口が８角形をなすバイアホール５０１であってもよく、また、図５（ｂ）に示すように開口のコーナーが丸味を帯びたバイアホール５０２であってもよい。あるいは、開口が楕円径をなすバイアホールであってもよい。いずれの開口の形状を有するバイアホール５０１，５０２についても、この開口の短手方向に延在する伝送線路に接続すると共に、上記開口の長手方向の寸法を上記伝送線路の幅よりも大きくする。これにより、接地インダクタンスを殆ど増大することなく、開口の短手方向の寸法を縮小できて、上記バイアホール５０１，５０２の開口の面積を効果的に縮小できて、半導体装置の微細化を行なうことができる。
【００４３】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態の半導体装置が備えるバイアホールの近傍を示す平面図である。図７（ａ），（ｂ）は、図６の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、図６のバイアホールを形成する工程を示す図である。また、図８（ａ），（ｂ）は、図６の切断面線ＩＶ−ＩＶにおける断面図であり、図６のバイアホールを形成する工程を示す図である。
【００４４】
以下、本実施形態の半導体装置のバイアホールの形成工程を説明する。
【００４５】
まず、ＧａＡｓ基板６０１の表面に、Ａｕからなる金属配線６０２を形成する。この金属配線６０２の端部に、バイアホールに接続されるパッド部を形成する。このパッド部は開口を有し、この開口の内側に、以下に示すように、バイアホールの開口を形成する。
【００４６】
上記ＧａＡｓ基板６０１および金属配線６０２の上に、有機フォトレジスト６０４を設け、この有機フォトレジスト６０４に、図７（ａ）および図８（ａ）に示すような開口部を形成して、レジストマスクを形成する。上記開口部は、図７（ａ）に示す短辺６０３ａと、図８（ａ）に示す長辺６０３ｂとを有する。
【００４７】
次いで、ＳｉＣｌ４と塩素の混合ガス雰囲気中でプラズマを用いて、上記レジストマスクの開口を通してドライエッチングを行ない、上記ＧａＡｓ基板６０１に深さ１００μｍ以上のバイアホール６０５を形成する。この後、上記有機フォトレジスト６０４を除去する。
【００４８】
上記工程において、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、上記バイアホール６０５の開口部の近傍にサイドエッチング６０６が発生して、このバイアホール６０５の開口の寸法にばらつきが生じる。
【００４９】
図９および図１０は、レジストマスクの開口の寸法を変えた複数のケースについて、上記バイアホールの開口の寸法のばらつきを測定し、各々の平均値を示した図である。図９は、図６の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩの方向、つまり、開口の短手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを示している。図１０は、図６の切断線ＩＶ−ＩＶの方向、つまり、開口の長手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを示している。
【００５０】
図９および図１０では、バイアホールのエッチングのレジストマスクを長方形に形成した場合であって、短手方向の寸法を１０μｍ〜４０μｍの間で変更した場合（長辺はいずれも６０μｍ）と、一辺が４０μｍの正方形に形成した場合とについて、エッチング後の開口の寸法のばらつきを示している。
【００５１】
まず、レジストマスクの開口の短手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを説明する。
【００５２】
図９に示すように、例えばレジストマスクの開口が１０μｍ×６０μｍの場合、開口が２０μｍ×６０μｍの場合と比較して、バイアホールの短手方向における寸法のばらつきは、約１．７倍となる。このように、レジストマスクの開口の短辺６０３ａの長さが、開口の長辺６０３ｂの長さに対して３分の１より短い場合、エッチング後の寸法のばらつきが比較的大きいといえる。
【００５３】
一方、例えばレジストマスクの開口が２０μｍ×６０μｍの場合、開口が４０μｍ×６０μｍの場合と比較して、バイアホールの短手方向における寸法のばらつきは、約１．１倍となる。このように、レジストマスクの開口の短辺６０３ａの長さが、開口の長辺６０３ｂの長さに対して３分の１以上である場合、エッチング後の寸法のばらつきが比較的小さいといえる。また、レジストマスクの開口の短辺６０３ａの長さが、開口の長辺６０３ｂの長さに対して３分の２以下である場合、エッチング後の寸法のばらつきが比較的小さいといえる。
【００５４】
また、レジストマスクの開口が４０μｍ×４０μｍの正方形である場合、バイアホールの寸法のばらつきは、レジストマスクの開口を１０μｍ×６０μｍの長方形とした場合と同程度に大きくなる。このばらつきは、レジストマスクの開口を２０μｍ×６０μｍとした場合のばらつきと比較して、約１．８倍である。このように、正方形のレジストマスクを用いた場合、長方形のレジストマスクを用いるよりも、エッチング後の寸法のばらつきが大きいといえる。
【００５５】
次に、レジストマスクの開口の長手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを説明する。
【００５６】
図１０に示すように、例えばレジストマスクの開口が１０μｍ×６０μｍである場合、開口が４０μｍ×６０μｍの場合と比較して、バイアホールの長手方向における寸法のばらつきは、約１．２倍となる。このように、レジストマスクの短辺６０３ａの長さを変更しても、エッチング後の開口の長手方向における寸法のばらつきは比較的小さいといえる。
【００５７】
また、レジストマスクの開口が４０μｍ×４０μｍの正方形である場合、例えば開口が４０μｍ×６０μｍの長方形である場合と比較して、ばらつきは約１．２倍となる。このように、正方形のレジストマスクを用いた場合、長方形のレジストマスクを用いた場合と、エッチング後の寸法のばらつきは同程度であって、比較的小さいといえる。
【００５８】
以上より、ドライエッチングにより形成されたバイアホールは、基板の結晶方向によって、平面における開口の寸法のばらつきが変わるといえる。
【００５９】
また、バイアホールの開口部を長方形に形成する場合において、開口の短手方向の寸法を、長手方向の寸法の３分の１以上に形成する場合、平面における開口の寸法のばらつきを小さくできる。また、開口の短手方向の寸法を、長手方向の寸法の３分の２以下に形成する場合、平面における開口の寸法のばらつきを小さくできる。そして、バイアホールの開口を正方形にする場合、平面における開口の寸法のばらつきは大きくなる。
【００６０】
上記第１〜第３実施形態によれば、バイアホールの開口を、例えば長方形等の細長形状にすることにより、従来のバイアホールの開口が正方形である場合に比べて、同程度の接地インダクタンスを有し、しかも、開口の寸法のばらつきが少ないバイアホールを得ることができる。
【００６１】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態の半導体装置を示す平面図であり、図１２〜１８は、図１１の切断面線Ｖ−Ｖに沿って示した断面図であり、図１１の半導体装置の製造方法を示す図である。
【００６２】
この半導体装置は、ＧａＡｓ基板９０１上に、能動素子としてのＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor）９０２を備え、このＨＢＴ９０２は、ＧａＡｓ基板９０１上に、エミッタ電極９１２、ベース電極９１３およびコレクタ電極９１４が形成されてなる。上記エミッタ電極９１２は、バイアホール９０７を介して、上記基板の裏面に設けられた接地電極に接続されている。上記ベース電極９１３およびコレクタ電極９１４には、主信号を伝送する第１の伝送線路９１６が接続されている。この第１の伝送線路９１６には、整合回路として作用する第２の伝送線路９１７が接続されている。また、上記ＨＢＴ９０２に電源を供給する電源供給用線路９１８が、バイアホール９０７を介して基板の裏面の接地電極に電気的に接続されている。この電源供給線路９１８は、上記接地電極に接続されて、ショートスタブとしての機能も有する。上記バイアホール９０７は、ＧａＡｓ基板９０１の表面における開口が長方形をなし、この長方形の短辺を、長辺の３分の１以上３分の２以下の寸法に形成している。
【００６３】
以下、本実施形態の半導体装置の製造方法を説明する。
【００６４】
まず、図１２で示すように、ＧａＡｓ基板９０１上に、ウエットエッチング等によってＨＢＴ９０２を形成し、さらに、このＨＢＴ９０２を構成する複数の層に設けられた電極に接続する金属配線９０３を形成する。この金属配線９０３は、第１の伝送線路９１６の一部と電源供給用線路９１８を構成する。上記金属配線９０３の所定位置に開口を設けて、バイアホール形成部９０４を形成する。
【００６５】
続いて、上記ＧａＡｓ基板９０１、ＨＢＴ９０２および金属配線９０３の上に、有機フォトレジスト９０５を設け、この有機フォトレジスト９０５に開口パターン９０６を形成して、レジストマスクを形成する。上記開口パターン９０６は、平面において長方形に形成し、この長方形の短辺の長さを、長辺の３分の１以上かつ３分の２以下の長さにする。また、上記長方形の開口パターン９０６の長辺は、この開口を用いて形成するバイアホールに接続される金属配線９０３に関して、この金属配線９０３の幅以上の長さに形成する。
【００６６】
次に、図１３に示すように、上記レジストマスクの開口を通して、ＳｉＣｌ４と塩素の混合ガス中プラズマエッチングを施して、上記ＧａＡｓ基板９０１にバイアホール９０７を形成する。この後、上記有機フォトレジスト９０５を除去して、図１４に示すような構造を得る。
【００６７】
続いて、上記ＧａＡｓ基板９０１上に、上記金属配線９０３の一部とバイアホール９０７とに開口パターン９０９を有する有機フォトレジスト９０８を形成する。そして、図１５に示すように、上記開口パターン９０９を介してＡｕメッキを施して、上記金属配線９０３に接続すると共にバイアホール９０７内を埋め込むように、バイアホール導電体９１０を形成する。
【００６８】
そして、図１６に示すように、上記有機フォトレジスト９０８を除去し、この後、図１７に示すように、上記ＧａＡｓ基板９０１の裏面から研磨加工して、バイアホール導電体９１０の底面を露出させる。
【００６９】
そして、上記ＧａＡｓ半導体基板９０１の裏側面に、Ａｕメッキによって裏面電極９１１を形成し、この裏面電極９１１を上記バイアホール導電体９１０の下端に接続する。これにより、図１８に示すように、上記バイアホール９０７を介してＨＢＴ９０２と裏面電極９１１とが電気的に接続され、半導体装置が完成する。
【００７０】
このように、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、上記ＧａＡｓ基板９０１に、ドライエッチング法によってバイアホール９０７を形成するので、複数の上記バイアホール９０７について開口の寸法のばらつきを比較的少なくできる。したがって、上記バイアホール９０７の接地インダクタンスを均一にできて、しかも、このバイアホール９０７は接地インダクタンスが比較的小さいから、良好な特性の半導体装置を安定して製造できる。
【００７１】
また、上記ショートスタブを形成する電源供給線路９１８は、上記バイアホール９０７を介して接地電極に接続されているので、所定の周波数特性を安定して得ることができる。
【００７２】
上記実施形態において、上記ＧａＡｓ基板９０１の表面側にＨＢＴ９０２を形成した後、バイアホール９０７および裏面電極９１１を順次形成したが、上記ＧａＡｓ基板９０１に、先ず、裏面電極９１１を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１（ａ）は、第１実施形態の半導体装置が備えるバイアホールを示した平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断線Ｉ−Ｉにおける断面図である。
【図２】第１実施形態の半導体装置について、バイアホールの開口の寸法を変更した場合の接地インダクタンスの変化を示した図である。
【図３】図３（ａ）は、第２実施形態の半導体装置が備えるバイアホールの近傍を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の切断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図４】第２実施形態の半導体装置について、バイアホールの開口の寸法を変更した場合の接地インダクタンスの変化を示した図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、バイアホールの開口の形状の変形例を示す図である。
【図６】第３実施形態の半導体装置が備えるバイアホールの近傍を示す平面図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、図６の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、図６のバイアホールを形成する工程を示す図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、図６の切断面線ＩＶ−ＩＶにおける断面図であり、図６のバイアホールを形成する工程を示す図である。
【図９】バイアホールの開口の短手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを示した図である。
【図１０】バイアホールの開口の長手方向について、エッチング後の寸法のばらつきを示した図である。
【図１１】第４実施形態の半導体装置を示す平面図である。
【図１２】図１１の半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１３】図１２に続いて、半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１４】図１３に続いて、半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１５】図１４に続いて、半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１６】図１５に続いて、半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１７】図１６に続いて、半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１８】図１７に続いて、半導体装置が完成した様子を示す図である。
【図１９】従来の半導体装置を示す平面図である。
【図２０】従来の他の半導体装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１  バイアホール
１０２  パッド部
１０３  伝送線路
１０４ａ  バイアホールの開口の長辺
１０４ｂ  バイアホールの開口の短辺
１０５  伝送線路の幅
１０６  バイアホール導電体
１０７  金属膜
１０８  裏面電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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