JP2015046501A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which provides an improvement in ease of a heat radiation design.SOLUTION: A semiconductor device 10 has a so-called multi-chip structure including a first semiconductor chip 20 and a second semiconductor chip 30 which is mounted on the first semiconductor chip 20 in an overlapping manner. The second semiconductor chip 30 has a size in a plane direction which is smaller than that of the first semiconductor chip 20 and is flip-chip mounted on the first semiconductor chip 20 via a plurality of flip-chip bumps 32. In the first semiconductor chip 20, a first circuit 70 is formed. In the second semiconductor chip 30, a second circuit 80 is formed. An amount of heat generation of the second circuit 80 is larger than that of the first circuit 70 and the second circuit 80 is a circuit which requires heat dissipation performance higher than that of the first circuit 70. The first circuit 70 and the second circuit 80 are electrically connected via the flip-chip bumps 32.

Description

本発明は、半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device.

従来、例えば、特開2003−031768号公報に開示されているように、第1半導体チップ(第1LSIチップ)および第2半導体チップ(第2LSIチップ)が積層されたマルチチップ型の半導体装置が知られている。   Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-031768, a multi-chip type semiconductor device in which a first semiconductor chip (first LSI chip) and a second semiconductor chip (second LSI chip) are stacked is known. It has been.

特開2003−031768号公報JP 2003-031768 A 特開2003−068907号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-068907 特開2003−100985号公報JP 2003-10075A 特開2004−221568号公報JP 2004-221568 A 特開平11−003969号公報JP-A-11-003969 特表2006−514438号公報JP-T-2006-514438 特開2000−299431号公報JP 2000-299431 A 特開2002−033444号公報JP 2002-033444 A 特開2007−115904号公報JP 2007-115904 A 特開平09−213877号公報JP 09-213877 A 特開2001−320013号公報JP 2001-320013 A

半導体装置に内蔵させる回路は、種々の能動素子、受動素子、回路ブロックおよび配線を含むものである。さらに、1つの半導体装置に、発熱量の相違する複数の素子や複数の回路ブロックを内蔵する場合がある。この場合、回路の特性を良好に保つためには、半導体素子等の熱による特性変動を避けることが求められる。したがって、半導体装置の放熱設計が重要となる。   A circuit incorporated in a semiconductor device includes various active elements, passive elements, circuit blocks, and wirings. Further, a plurality of elements and circuit blocks having different calorific values may be incorporated in one semiconductor device. In this case, in order to keep the circuit characteristics good, it is required to avoid characteristic fluctuations due to heat of a semiconductor element or the like. Therefore, the heat radiation design of the semiconductor device is important.

上記従来のマルチチップ型の半導体装置において、回路の一部を第1半導体チップに、回路の残部を第2半導体チップに、それぞれ形成することが考えられる。この場合、複数の半導体チップが積層されることで放熱設計が複雑化してしまう。仮に、高い放熱性を要求する回路に合わせて半導体装置全体を画一的に冷却するように放熱設計を行うと、発熱量の相違する複数の素子や複数の回路ブロックに対して同一の放熱性を持たせることになる。そうすると、高い放熱性を要求する一部の回路のみならず、放熱対策が不必要な素子や他の回路ブロックまで放熱性を確保するように設計をすることになり、無駄が生じてしまう。   In the conventional multi-chip type semiconductor device, a part of the circuit may be formed on the first semiconductor chip and the remaining part of the circuit may be formed on the second semiconductor chip. In this case, the heat radiation design becomes complicated by stacking a plurality of semiconductor chips. If the heat dissipation design is performed so that the entire semiconductor device is uniformly cooled in accordance with a circuit that requires high heat dissipation, the same heat dissipation can be achieved for multiple elements and multiple circuit blocks with different heat generation amounts. Will be given. Then, not only a part of the circuits that require high heat dissipation, but also elements and other circuit blocks that do not require heat dissipation are designed to ensure heat dissipation, resulting in waste.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の半導体チップを積層した場合に放熱設計が容易な半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can easily design heat dissipation when a plurality of semiconductor chips are stacked.

本発明にかかる半導体装置は、
第1回路が形成された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップよりも平面方向の大きさが小さく、前記第1回路よりも発熱量の多い第2回路が形成され、前記第1半導体チップに実装された第2半導体チップと、
を備えることを特徴とする。
The semiconductor device according to the present invention is
A first semiconductor chip on which a first circuit is formed;
A second semiconductor chip formed on the first semiconductor chip, the second circuit having a smaller size in the planar direction than the first semiconductor chip and a larger amount of heat generation than the first circuit;
It is characterized by providing.

本発明によれば、高い放熱性が要求される回路を小型の第2半導体チップに集約することができるので、放熱設計が容易となる。   According to the present invention, circuits that require high heat dissipation can be integrated into a small second semiconductor chip, so that heat dissipation design is facilitated.

本発明の実施の形態1にかかる半導体装置を示す図である。1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置を示す図である。1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置を示す図である。1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2にかかる半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3にかかる半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4にかかる半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device concerning Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5にかかる半導体装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態6にかかる半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device concerning Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態に対する比較例としての半導体装置を示す図である。It is a figure which shows the semiconductor device as a comparative example with respect to embodiment of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置10を示す図である。図1(a)は半導体装置10の下面図であり、図1(b)は半導体装置10の側面図である。図1(a)は、図1(b)を矢印Aの方向に見たときの平面図である。半導体装置10は、携帯電話等の移動体通信に使用される電力増幅器モジュールである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a semiconductor device 10 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a bottom view of the semiconductor device 10, and FIG. 1B is a side view of the semiconductor device 10. FIG. 1A is a plan view when FIG. 1B is viewed in the direction of arrow A. FIG. The semiconductor device 10 is a power amplifier module used for mobile communication such as a mobile phone.

半導体装置10は、第1半導体チップ20およびこれに重ねて実装された第2半導体チップ30とからなるいわゆるマルチチップ構造を備えている。第2半導体チップ30は、第1半導体チップ20よりも平面方向の大きさが小さく、第1半導体チップ20に複数のフリップチップバンプ32を介してフリップチップ実装されている。   The semiconductor device 10 has a so-called multi-chip structure including a first semiconductor chip 20 and a second semiconductor chip 30 mounted so as to overlap therewith. The second semiconductor chip 30 is smaller in size in the planar direction than the first semiconductor chip 20, and is flip-chip mounted on the first semiconductor chip 20 via a plurality of flip chip bumps 32.

第1半導体チップ20には、後述する図4の回路図にある第1回路70が形成されている。第2半導体チップ30には、後述する図4の回路図にある第2回路80が形成されている。第2回路80は、第1回路70よりも発熱量が多く、第1回路70よりも高い放熱性が要求される回路である。第1回路70と第2回路80は、フリップチップバンプ32を介して電気的に接続されている。   The first semiconductor chip 20 is formed with a first circuit 70 in a circuit diagram of FIG. 4 to be described later. In the second semiconductor chip 30, a second circuit 80 shown in a circuit diagram of FIG. 4 to be described later is formed. The second circuit 80 is a circuit that generates more heat than the first circuit 70 and requires higher heat dissipation than the first circuit 70. The first circuit 70 and the second circuit 80 are electrically connected via the flip chip bump 32.

半導体装置10は、CSP(Chip Scale Package)構造を備える。図1に示すように、第1半導体チップ20は平面方向の大きさが第2半導体チップ30よりも大きく、第1半導体チップ20は半導体装置10のCSP構造の主たる部分を形成している。言い換えると、第1半導体チップ20が全体のCSP構造の外形を主に形成している。   The semiconductor device 10 has a CSP (Chip Scale Package) structure. As shown in FIG. 1, the size of the first semiconductor chip 20 in the planar direction is larger than that of the second semiconductor chip 30, and the first semiconductor chip 20 forms a main part of the CSP structure of the semiconductor device 10. In other words, the first semiconductor chip 20 mainly forms the outer shape of the entire CSP structure.

第1半導体チップ20は、能動層(能動素子等を含む第1回路80等が形成された層)が形成された能動面20bおよび能動面20bの反対に位置する対向面20aを備えている。能動面20bには、電極としての銅ポスト22が対向する2辺に5つずつ並べられている。第2半導体チップ30は、第1半導体チップ20の能動面20bに実装されている。   The first semiconductor chip 20 includes an active surface 20b on which an active layer (layer on which the first circuit 80 including active elements and the like are formed) is formed, and a facing surface 20a positioned opposite to the active surface 20b. On the active surface 20b, five copper posts 22 as electrodes are arranged on two opposite sides. The second semiconductor chip 30 is mounted on the active surface 20 b of the first semiconductor chip 20.

半導体装置10は、表面実装部品40a、40b、40c(以下、これらをまとめて表面実装部品40とも称する)を更に備える。表面実装部品40は、SMD(Surface Mount Device)と呼ばれており、第1半導体チップ20の表面実装が可能な回路部品である。例えば、インダクタ、キャパシタ、抵抗などのチップ部品である。実施の形態1においては、表面実装部品40は、能動面20bおよび対向面20aのうち第2半導体チップ30が実装された側の面、つまり能動面20bに半田付けにより実装されており、第1回路70と電気的に接続している。   The semiconductor device 10 further includes surface mount components 40a, 40b, and 40c (hereinafter collectively referred to as surface mount components 40). The surface mount component 40 is called SMD (Surface Mount Device), and is a circuit component capable of surface mounting of the first semiconductor chip 20. For example, chip components such as an inductor, a capacitor, and a resistor. In the first embodiment, the surface mounting component 40 is mounted by soldering on the active surface 20b and the opposing surface 20a on the surface on which the second semiconductor chip 30 is mounted, that is, the active surface 20b. The circuit 70 is electrically connected.

第2半導体チップ30は、第1半導体チップ20側を向く第1主面30aと、第1主面30aの反対側の第2主面30bとを備えている。樹脂封止体50は、第2主面30bの一部又は全部を露出しつつ第2半導体チップ30の周囲を封止する。また、第1半導体チップ20の対向面20aおよび側面は、樹脂封止体50が設けられておらず、露出している。   The second semiconductor chip 30 includes a first main surface 30a facing the first semiconductor chip 20 side and a second main surface 30b opposite to the first main surface 30a. The resin sealing body 50 seals the periphery of the second semiconductor chip 30 while exposing part or all of the second main surface 30b. Further, the facing surface 20a and the side surface of the first semiconductor chip 20 are not provided with the resin sealing body 50 and are exposed.

メタライズ層34が、第2主面30bにおける樹脂封止体50から露出する部分に設けられている。メタライズ層34を設けこれを露出させることで、第2主面30bの全体で第2半導体チップ30の放熱を行うことができる。メタライズ層34は、後述する複数段電力増幅回路MAMPのグランド電極を兼ねている。   The metallized layer 34 is provided in the part exposed from the resin sealing body 50 in the 2nd main surface 30b. By providing the metallized layer 34 and exposing it, the heat radiation of the second semiconductor chip 30 can be performed on the entire second main surface 30b. The metallized layer 34 also serves as a ground electrode of a multi-stage power amplifier circuit MAMP described later.

図2は、本発明の実施の形態1の変形例にかかる半導体装置12を示す図である。半導体装置12は、上述した半導体装置10を回路基板60(実施の形態1ではマザーボード)上にフリップチップ実装したものである。第2半導体チップ30のメタライズ層34と銅ポスト22の高さとを合わせた構造である。これにより、第2半導体チップ30の第2主面30bを回路基板60に半田で接続する。   FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor device 12 according to a modification of the first embodiment of the present invention. The semiconductor device 12 is obtained by flip-chip mounting the above-described semiconductor device 10 on a circuit board 60 (a motherboard in the first embodiment). In this structure, the metallized layer 34 of the second semiconductor chip 30 and the height of the copper post 22 are combined. As a result, the second main surface 30b of the second semiconductor chip 30 is connected to the circuit board 60 with solder.

その結果、回路動作時において第2半導体チップ30の発する熱を効率良く回路基板60に伝達することが可能となる。また、回路基板60の表面に設けたグランド電極(図示せず)の直上に、半田等の電気伝導性材料でメタライズ層34を実装することで、放熱性とグランディングの両方を実現できる。なお、第2半導体チップ30のメタライズ層34と回路基板60との接続は、半田以外を用いた接続でも良い。熱伝導性材料からなる接着剤であってもよい。   As a result, it is possible to efficiently transfer the heat generated by the second semiconductor chip 30 to the circuit board 60 during circuit operation. Further, by mounting the metallized layer 34 with an electrically conductive material such as solder directly on a ground electrode (not shown) provided on the surface of the circuit board 60, both heat dissipation and grounding can be realized. The connection between the metallized layer 34 of the second semiconductor chip 30 and the circuit board 60 may be a connection using other than solder. An adhesive made of a heat conductive material may be used.

図3は、本発明の実施の形態1の他の変形例にかかる半導体装置14を示す図である。半導体装置14では、半導体装置10が銅ポスト22に代えて銅ポスト22aを備えており、この銅ポスト22aの高さは第2半導体チップ30のメタライズ層34の高さと異なっている。その結果、メタライズ層34と回路基板60との間に隙間が存在する。   FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor device 14 according to another modification of the first embodiment of the present invention. In the semiconductor device 14, the semiconductor device 10 includes a copper post 22 a instead of the copper post 22, and the height of the copper post 22 a is different from the height of the metallized layer 34 of the second semiconductor chip 30. As a result, there is a gap between the metallized layer 34 and the circuit board 60.

この隙間に対して、熱伝導率の高いアンダーフィル材62を充填する。これにより、メタライズ層34と回路基板60とをアンダーフィル材62を介して熱的に接続することができ、回路動作時において第2半導体チップ30が発する熱を効率良く回路基板60に伝えることが可能となる。なお、アンダーフィル材62以外でも、熱伝導体で隙間を埋めればよい。   The gap is filled with an underfill material 62 having high thermal conductivity. Thereby, the metallized layer 34 and the circuit board 60 can be thermally connected via the underfill material 62, and the heat generated by the second semiconductor chip 30 during the circuit operation can be efficiently transmitted to the circuit board 60. It becomes possible. In addition to the underfill material 62, the gap may be filled with a heat conductor.

図4は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置10の構成を説明するための回路図である。図4には、半導体装置10が内蔵する複数段電力増幅回路MAMPの回路図が示されている。第1半導体チップ20が備える第1回路70は、入力端子INと整合回路MC1を介して接続しており、複数段電力増幅回路MAMPにおける初段増幅トランジスタ72とこれにバイアスを供給するバイアス回路74を含んでいる。第2半導体チップ30が備える第2回路80は、複数段電力増幅回路MAMPにおける終段増幅トランジスタ82を含んでいる。   FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a configuration of the semiconductor device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a circuit diagram of a multi-stage power amplifier circuit MAMP built in the semiconductor device 10. The first circuit 70 included in the first semiconductor chip 20 is connected to the input terminal IN via the matching circuit MC1, and includes a first-stage amplifier transistor 72 in the multi-stage power amplifier circuit MAMP and a bias circuit 74 that supplies a bias thereto. Contains. The second circuit 80 provided in the second semiconductor chip 30 includes a final stage amplification transistor 82 in the multistage power amplification circuit MAMP.

初段増幅トランジスタ72の出力側は、整合回路MC2を介して、終段増幅トランジスタ82の入力側と接続している。終段増幅トランジスタ82の出力側は、整合回路MC3を介して出力端子OUTに接続している。第1回路70にはバイアス回路76が含まれており、このバイアス回路76は配線84を介して終段増幅トランジスタ82にバイアスを供給する。図1との対応関係でいうと、配線84にはフリップチップバンプ32が含まれる。   The output side of the first stage amplifying transistor 72 is connected to the input side of the last stage amplifying transistor 82 via the matching circuit MC2. The output side of the final stage amplification transistor 82 is connected to the output terminal OUT via the matching circuit MC3. The first circuit 70 includes a bias circuit 76, and the bias circuit 76 supplies a bias to the final stage amplification transistor 82 via the wiring 84. In terms of correspondence with FIG. 1, the wiring 84 includes the flip chip bump 32.

図4は、多段構成の電力増幅器モジュールの一例として、二段構成の電力増幅器の回路ブロック図を示したものである。図4において、モジュール動作時には入力端子INから入力された電力が、初段増幅トランジスタ72にて増幅され、終段増幅トランジスタ82にて更に増幅されて出力端子OUTから出力される。   FIG. 4 is a circuit block diagram of a two-stage power amplifier as an example of a multi-stage power amplifier module. In FIG. 4, during the module operation, the power input from the input terminal IN is amplified by the first stage amplifier transistor 72, further amplified by the final stage amplifier transistor 82, and output from the output terminal OUT.

一般に、初段増幅トランジスタと比べ、終段増幅トランジスタが出力する電力の方が大きい。このため、増幅トランジスタが消費する電力を比較すると、初段増幅トランジスタ72よりも終段増幅トランジスタ82の方が消費電力が大きく、これに伴って発熱量も大きい。   In general, the power output from the final stage amplification transistor is larger than that of the first stage amplification transistor. For this reason, when comparing the power consumed by the amplifying transistor, the final-stage amplifying transistor 82 consumes more power than the first-stage amplifying transistor 72, and accordingly, the amount of heat generated is also large.

電力増幅器の良好な特性を得るためには、増幅トランジスタから生じる熱を放熱する経路の確保が重要である。特に終段増幅トランジスタ82を効率良く放熱することが重要である。この点、実施の形態1にかかる半導体装置10では、図4のように、終段増幅トランジスタ82を含む第2回路80を第2半導体チップ30に配置し、その他の回路ブロックつまり第1回路70を第1半導体チップ20に配置する構成としている。   In order to obtain good characteristics of the power amplifier, it is important to secure a path for radiating heat generated from the amplification transistor. In particular, it is important to efficiently dissipate heat from the final stage amplification transistor 82. In this regard, in the semiconductor device 10 according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, the second circuit 80 including the final stage amplification transistor 82 is arranged in the second semiconductor chip 30, and other circuit blocks, that is, the first circuit 70. Are arranged on the first semiconductor chip 20.

これにより、高い放熱性が要求される終段増幅トランジスタ82を含む第2回路80を第2半導体チップ20に集約することができる。これにより発熱量の多い回路ブロックと少ない回路ブロックとが同じ半導体チップ内で混在する場合と比べて、第2半導体チップ20を優先的に放熱させればよいので、放熱設計が簡単になり、無駄な放熱を抑えることが容易となる。   As a result, the second circuit 80 including the final amplification transistor 82 that requires high heat dissipation can be integrated into the second semiconductor chip 20. As a result, compared with the case where a circuit block with a large amount of heat generation and a circuit block with a small amount of heat are mixed in the same semiconductor chip, the second semiconductor chip 20 has only to be dissipated preferentially. It is easy to suppress excessive heat dissipation.

具体的には、半導体装置10によれば、第2半導体チップ20のメタライズ層34を熱伝達経路とすることで、図2に示す半導体装置12や図3に示す半導体装置14のように、回路基板60へと効率良く放熱することができる。これにより、第1半導体チップ20の放熱性に左右されずに、電力増幅器としての特性を良好なものとすることが容易である。   Specifically, according to the semiconductor device 10, by using the metallized layer 34 of the second semiconductor chip 20 as a heat transfer path, a circuit like the semiconductor device 12 shown in FIG. 2 or the semiconductor device 14 shown in FIG. Heat can be efficiently radiated to the substrate 60. Thereby, it is easy to improve the characteristics as a power amplifier without being influenced by the heat dissipation of the first semiconductor chip 20.

なお、図4では終段増幅トランジスタ82を第2半導体チップ20に配置したが、これ以外にも周辺の整合回路やバイアス回路等の一部を第2半導体チップ20に配置してもよい。また、図4では二段構成の電力増幅器モジュールの例を示したが、三段以上から構成される多段電力増幅器においても本発明を適用することができる。この場合も、発熱量の高い回路ブロックを第2半導体チップ20に形成することで、同様の効果が得られる。   In FIG. 4, the final stage amplification transistor 82 is arranged on the second semiconductor chip 20, but other peripheral matching circuits, bias circuits, and the like may be arranged on the second semiconductor chip 20. Although FIG. 4 shows an example of a two-stage power amplifier module, the present invention can also be applied to a multistage power amplifier composed of three or more stages. In this case as well, the same effect can be obtained by forming a circuit block having a high calorific value on the second semiconductor chip 20.

なお、実施の形態1にかかる半導体装置10によれば、第1半導体チップ20の能動面20bに第2半導体チップ30および表面実装部品40を集約して実装している。このため、対向面20aには回路配線を設けなくとも良い。   According to the semiconductor device 10 according to the first embodiment, the second semiconductor chip 30 and the surface mounting component 40 are collectively mounted on the active surface 20b of the first semiconductor chip 20. For this reason, it is not necessary to provide circuit wiring in the opposing surface 20a.

図10は、本発明の実施の形態に対する比較例としての半導体装置610を示す図である。図10の半導体装置610では、複数の半導体チップ620、630でモジュールを構成する際に、パッケージ基板660上に複数の半導体チップ620、630を別々に実装している。半導体チップ620、630とパッケージ基板660間あるいは半導体チップ620と半導体チップ630の間は、ワイヤ662で接続されている。また、インダクタ、キャパシタ、抵抗などのチップ部品640も、パッケージ基板660上に実装されている。   FIG. 10 is a diagram showing a semiconductor device 610 as a comparative example with respect to the embodiment of the present invention. In the semiconductor device 610 of FIG. 10, when a module is configured with a plurality of semiconductor chips 620 and 630, the plurality of semiconductor chips 620 and 630 are separately mounted on the package substrate 660. The semiconductor chips 620 and 630 and the package substrate 660 or the semiconductor chip 620 and the semiconductor chip 630 are connected by a wire 662. A chip component 640 such as an inductor, a capacitor, and a resistor is also mounted on the package substrate 660.

このような構成では、半導体チップ620、630やチップ部品640を平面方向に並べて実装するための十分な広さを備えたパッケージ基板660が必要である。このため、半導体装置610のサイズや高さは大きくならざるを得ず、装置の小型化/低背化が妨げられてしまう。   In such a configuration, the package substrate 660 having a sufficient width for mounting the semiconductor chips 620 and 630 and the chip component 640 side by side in the plane direction is necessary. For this reason, the size and height of the semiconductor device 610 must be increased, which hinders downsizing / lowering the size of the device.

この点、実施の形態1にかかる半導体装置10によればパッケージ基板660が不要となり、第1半導体チップ20の平面方向サイズまで半導体装置10の平面寸法を縮めることができる。またパッケージ基板660が不要なため、半導体装置10の高さ寸法を縮めることも可能となり、小型で低背なマルチチップ電力増幅器を実現できる。   In this regard, according to the semiconductor device 10 according to the first embodiment, the package substrate 660 is not necessary, and the planar size of the semiconductor device 10 can be reduced to the size of the first semiconductor chip 20 in the planar direction. Further, since the package substrate 660 is unnecessary, the height of the semiconductor device 10 can be reduced, and a small and low-profile multichip power amplifier can be realized.

半導体チップの材料について説明する。第1半導体チップ20の半導体材料はシリコンであり、第2半導体チップ30の半導体材料はシリコン以外の異種半導体材料(化合物半導体)であってもよい。その理由は、第1半導体チップ20は比較的大面積を必要とすることから比較的安価であるシリコンチップを用いるとともに、第2半導体チップ30は高性能が要求される第2回路80を形成するから高性能な化合物半導体チップを用いるというものである。これにより、比較的高価な化合物半導体からなる半導体チップの使用面積を最小限に抑えつつ、電力増幅器の良好な特性と、半導体装置全体での低コスト化の両立が可能である。   The material of the semiconductor chip will be described. The semiconductor material of the first semiconductor chip 20 may be silicon, and the semiconductor material of the second semiconductor chip 30 may be a different semiconductor material (compound semiconductor) other than silicon. The reason is that since the first semiconductor chip 20 requires a relatively large area, a relatively inexpensive silicon chip is used, and the second semiconductor chip 30 forms a second circuit 80 that requires high performance. Therefore, a high performance compound semiconductor chip is used. As a result, it is possible to achieve both good characteristics of the power amplifier and cost reduction of the entire semiconductor device while minimizing the use area of a semiconductor chip made of a relatively expensive compound semiconductor.

ただし、本発明はこのような形態に限定されず、第1半導体チップ20をシリコン以外としてもよく、また、第2半導体チップ30を化合物半導体チップ以外としてもよい。例えば、第1半導体チップ20および第2半導体チップ30の半導体材料が両方ともシリコンであってもよい。電力増幅器に高性能が要求されない場合などには、第2半導体チップ20にも比較的安価であるシリコンチップを用いることにより、より低コスト化を図ることもできる。   However, the present invention is not limited to such a form, and the first semiconductor chip 20 may be other than silicon, and the second semiconductor chip 30 may be other than the compound semiconductor chip. For example, the semiconductor material of both the first semiconductor chip 20 and the second semiconductor chip 30 may be silicon. When high performance is not required for the power amplifier, it is possible to further reduce the cost by using a relatively inexpensive silicon chip for the second semiconductor chip 20.

なお、実施の形態1にかかる半導体装置10では2つの半導体チップを用いたが、本発明はこれに限られるものではない。3つ以上の半導体チップを用いても良い。例えば、3つの半導体チップを用いる場合には、実施の形態1と同様に、最も平面方向サイズが大きな第1半導体チップ20に発熱量の低い第1回路70を形成する。第2半導体チップ30および追加した第3半導体チップに、終段増幅トランジスタ82やその他の発熱量の比較的高い回路ブロックを形成しても良い。また、三段の電力増幅器であれば、第2半導体チップ30および追加した第3半導体チップに、二段目の増幅トランジスタおよび終段増幅トランジスタを形成しても良い。   In the semiconductor device 10 according to the first embodiment, two semiconductor chips are used. However, the present invention is not limited to this. Three or more semiconductor chips may be used. For example, when three semiconductor chips are used, the first circuit 70 having a low calorific value is formed on the first semiconductor chip 20 having the largest size in the planar direction as in the first embodiment. The final amplification transistor 82 and other circuit blocks having a relatively high heat generation amount may be formed in the second semiconductor chip 30 and the added third semiconductor chip. In the case of a three-stage power amplifier, the second-stage amplification transistor and the final-stage amplification transistor may be formed in the second semiconductor chip 30 and the added third semiconductor chip.

なお、実施の形態1にかかる半導体装置10では表面実装部品40を実装したが、本発明はこれに限られない。本発明にかかる半導体装置は、必ずしも、表面実装部品を備えていなくとも良い。   In the semiconductor device 10 according to the first embodiment, the surface mounting component 40 is mounted, but the present invention is not limited to this. The semiconductor device according to the present invention does not necessarily include a surface mount component.

なお、上述した回路基板60との実装構造および他の各種変形は、後述する実施の形態2以降にかかる半導体装置のそれぞれに、同様に適用することができる。   Note that the above-described mounting structure with the circuit board 60 and other various modifications can be similarly applied to each of the semiconductor devices according to the second and later embodiments described later.

実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2にかかる半導体装置110を示す図である。実施の形態2にかかる半導体装置110は、第1半導体チップ20を第1半導体チップ120に置換した点、および表面実装部品40の取り付け位置を変更した点を除き、実施の形態1にかかる半導体装置10と同じ構成を備えている。したがって、以下の説明では実施の形態1と同一または相当する構成については同一の符号を付して説明を行うとともに、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a semiconductor device 110 according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor device 110 according to the second embodiment is similar to the semiconductor device according to the first embodiment except that the first semiconductor chip 20 is replaced with the first semiconductor chip 120 and the mounting position of the surface mount component 40 is changed. 10 has the same configuration. Therefore, in the following description, the same or corresponding components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals, and differences from the first embodiment will be mainly described, and common items will be briefly described. Or omitted.

第1半導体チップ120は、能動面120bおよび対向面120aを備えている。ただし、対向面120a上にも配線が形成されており、この配線は対向面120a上に実装した表面実装部品40と電気的に接続する。また、半導体装置110では、樹脂封止体50に加え、対向面120a上に設けられ表面実装部品40を被覆する樹脂封止体150も設けられている。   The first semiconductor chip 120 includes an active surface 120b and a facing surface 120a. However, wiring is also formed on the facing surface 120a, and this wiring is electrically connected to the surface-mounted component 40 mounted on the facing surface 120a. Further, in the semiconductor device 110, in addition to the resin sealing body 50, a resin sealing body 150 that is provided on the facing surface 120 a and covers the surface-mounted component 40 is also provided.

実施の形態2にかかる半導体装置110によれば、実施の形態1にかかる半導体装置10と比べて装置の高さ寸法は大きくなる。その一方で、第2半導体チップ30と表面実装部品40とを同一平面上に並べるのではなく、第1半導体チップ120の2つの主面(対向面120a、能動面120b)にそれぞれ実装している。これにより、第2半導体チップ30と表面実装部品40とを、第1半導体チップ120の2つの異なる主面それぞれに互いに干渉せずに自由に配置することができる。   According to the semiconductor device 110 according to the second embodiment, the height dimension of the device is larger than that of the semiconductor device 10 according to the first embodiment. On the other hand, the second semiconductor chip 30 and the surface-mounted component 40 are not mounted on the same plane, but mounted on the two main surfaces (opposing surface 120a and active surface 120b) of the first semiconductor chip 120, respectively. . Thereby, the second semiconductor chip 30 and the surface mount component 40 can be freely arranged on the two different main surfaces of the first semiconductor chip 120 without interfering with each other.

例えば、具体的には第2半導体チップ30と表面実装部品40とを対向面120a、能動面120bのそれぞれの中央位置に設けるなど、両部品を平面視で重なるように実装することが可能となる。このため、第1半導体チップ120の平面寸法、ひいては半導体装置110の平面寸法を縮めることが可能である。   For example, specifically, the second semiconductor chip 30 and the surface mounting component 40 are provided at the center positions of the opposing surface 120a and the active surface 120b, so that both components can be mounted so as to overlap in plan view. . For this reason, the planar dimension of the first semiconductor chip 120, and hence the planar dimension of the semiconductor device 110, can be reduced.

実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3にかかる半導体装置210を示す図である。図6(a)は半導体装置210の上面図であり、図6(b)は半導体装置210の側面図である。図6(a)は、図6(b)を矢印Bの方向に見たときの平面図であり、金属キャップ250は透視している。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a semiconductor device 210 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6A is a top view of the semiconductor device 210, and FIG. 6B is a side view of the semiconductor device 210. FIG. 6A is a plan view when FIG. 6B is viewed in the direction of arrow B, and the metal cap 250 is seen through.

半導体装置210は、第1半導体チップ220およびこれに重ねて実装された第2半導体チップ230とからなるいわゆるマルチチップ構造を備えている。第2半導体チップ230は、第1半導体チップ220よりも平面方向の大きさが小さく、第1半導体チップ220に複数のフリップチップバンプ232を介してフリップチップ実装されている。   The semiconductor device 210 has a so-called multi-chip structure including a first semiconductor chip 220 and a second semiconductor chip 230 mounted on the first semiconductor chip 220. The second semiconductor chip 230 is smaller in size in the planar direction than the first semiconductor chip 220, and is flip-chip mounted on the first semiconductor chip 220 via a plurality of flip chip bumps 232.

第1半導体チップ220には、実施の形態1にかかる第1半導体チップ20と同じく、第1回路70が形成されている。第2半導体チップ220には、実施の形態1にかかる第2半導体チップ30と同じく、第2回路80が形成されている。   As in the first semiconductor chip 20 according to the first embodiment, the first circuit 70 is formed in the first semiconductor chip 220. Similar to the second semiconductor chip 30 according to the first embodiment, the second circuit 80 is formed in the second semiconductor chip 220.

半導体装置210は、実施の形態1にかかる半導体装置10と同様に、CSP(Chip Scale Package)構造を備える。図6に示すように、第1半導体チップ220は平面方向の大きさが第2半導体チップ230よりも大きく、第1半導体チップ220は半導体装置210のCSP構造の主たる部分を形成している。   Similar to the semiconductor device 10 according to the first embodiment, the semiconductor device 210 has a CSP (Chip Scale Package) structure. As shown in FIG. 6, the size of the first semiconductor chip 220 in the planar direction is larger than that of the second semiconductor chip 230, and the first semiconductor chip 220 forms the main part of the CSP structure of the semiconductor device 210.

第1半導体チップ220は、能動層(能動素子等を含む第1回路80等が形成された層)が形成された能動面220bおよび能動面220bの反対に位置する対向面220aを備えている。能動面220bには、電極としての銅ポスト222が対向する2辺に並べられている。ここで、実施の形態3にかかる半導体装置210では、実施の形態1にかかる半導体装置10と比べて、銅ポスト222の高さ寸法が小さい。これは、第2半導体チップ230の取り付け位置の関係上、能動面220bと、半導体装置210を実装すべき回路基板(実施の形態1の回路基板60)との間の間隔が小さくてもよいので、銅ポスト222を低くしたものである。   The first semiconductor chip 220 includes an active surface 220b on which an active layer (layer on which the first circuit 80 including active elements and the like are formed) is formed, and a facing surface 220a positioned opposite to the active surface 220b. On the active surface 220b, copper posts 222 as electrodes are arranged on two opposite sides. Here, in the semiconductor device 210 according to the third embodiment, the height dimension of the copper post 222 is smaller than that of the semiconductor device 10 according to the first embodiment. This is because the distance between the active surface 220b and the circuit board on which the semiconductor device 210 is to be mounted (the circuit board 60 of the first embodiment) may be small due to the mounting position of the second semiconductor chip 230. The copper post 222 is lowered.

第2半導体チップ230は、第1半導体チップ220の対向面220aに、フリップチップバンプ232を介してフリップチップ実装されている。これは、実施の形態1および実施の形態2とは対照的である。具体的には、第2半導体チップ220は、第1半導体チップ220側を向く第1主面230aと、第1主面230aの反対側の第2主面230bとを備え、第1主面230aにフリップチップバンプ232が接続している。   The second semiconductor chip 230 is flip-chip mounted on the facing surface 220 a of the first semiconductor chip 220 via flip-chip bumps 232. This is in contrast to the first and second embodiments. Specifically, the second semiconductor chip 220 includes a first main surface 230a facing the first semiconductor chip 220 and a second main surface 230b opposite to the first main surface 230a, and the first main surface 230a. Flip chip bumps 232 are connected to each other.

第1半導体チップ220は、その内部に、複数のビア224を備えている。ビア224は、TSV(Through Si Via)である。第2半導体チップ230内に形成されている第2回路80は、フリップチップバンプ232およびビア224を介して、第1半導体チップ220内に形成されている第1回路70と電気的に接続される。   The first semiconductor chip 220 includes a plurality of vias 224 therein. The via 224 is a TSV (Through Si Via). The second circuit 80 formed in the second semiconductor chip 230 is electrically connected to the first circuit 70 formed in the first semiconductor chip 220 through the flip chip bump 232 and the via 224. .

また、表面実装部品240a、240b、240c(以下、これらをまとめて表面実装部品240とも称する)が、第1半導体チップ220の対向面220a上に実装されている。表面実装部品240は、実施の形態1にかかる表面実装部品40と同様のSMD(Surface Mount Device)である。表面実装部品240も、ビア224を介して第1半導体チップ220内に形成されている第1回路70と電気的に接続される。   Further, surface mount components 240 a, 240 b, 240 c (hereinafter collectively referred to as surface mount components 240) are mounted on the facing surface 220 a of the first semiconductor chip 220. The surface mount component 240 is an SMD (Surface Mount Device) similar to the surface mount component 40 according to the first embodiment. The surface mount component 240 is also electrically connected to the first circuit 70 formed in the first semiconductor chip 220 through the via 224.

メタライズ層234が、第2主面230bの全面に設けられている。メタライズ層234は、複数段電力増幅回路MAMPのグランド電極を兼ねている。半導体装置210は、第1半導体チップ220の対向面220a側からかぶせられた金属キャップ250を備えている。金属キャップ250は、メタライズ層234と接触して、電気的および熱的にメタライズ層234と接続する。   A metallized layer 234 is provided on the entire surface of the second major surface 230b. The metallized layer 234 also serves as the ground electrode of the multistage power amplifier circuit MAMP. The semiconductor device 210 includes a metal cap 250 covered from the facing surface 220 a side of the first semiconductor chip 220. The metal cap 250 is in contact with the metallized layer 234 and is electrically and thermally connected to the metallized layer 234.

金属キャップ250は、半導体装置210を回路基板等(例えば実施の形態1の回路基板60)に実装する時に、その回路基板に半田接続してもよい。これにより、回路動作時に、第2半導体チップ230が発する熱を効率良く回路基板に放熱することが可能となる。なお、金属キャップ250とマザーボードとの接続は、半田以外の熱伝導性材料を用いた接続でも良い。   The metal cap 250 may be solder-connected to the circuit board when the semiconductor device 210 is mounted on the circuit board or the like (for example, the circuit board 60 of the first embodiment). Thereby, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the second semiconductor chip 230 to the circuit board during circuit operation. The connection between the metal cap 250 and the mother board may be a connection using a heat conductive material other than solder.

実施の形態2にかかる半導体装置110にも、実施の形態1にかかる半導体装置10で行った各種変形を適用してもよい。   Various modifications performed in the semiconductor device 10 according to the first embodiment may be applied to the semiconductor device 110 according to the second embodiment.

実施の形態4.
図7は、本発明の実施の形態4にかかる半導体装置310を示す図である。図7(a)は半導体装置310の上面図であり、図7(b)は半導体装置310の側面図である。図7(a)は、図7(b)を矢印Cの方向に見たときの平面図であり、封止樹脂体350は透視している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device 310 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7A is a top view of the semiconductor device 310, and FIG. 7B is a side view of the semiconductor device 310. FIG. 7A is a plan view when FIG. 7B is viewed in the direction of arrow C, and the sealing resin body 350 is seen through.

実施の形態4にかかる半導体装置310は、実施の形態3にかかる半導体装置210と類似した構成を備えている。したがって、実施の形態3と同一または相当する構成については同一の符号を付するとともに、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。   The semiconductor device 310 according to the fourth embodiment has a configuration similar to that of the semiconductor device 210 according to the third embodiment. Therefore, the same or corresponding components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of common matters are simplified or omitted.

次に、実施の形態4にかかる半導体装置310と実施の形態3にかかる半導体装置210との間の相違点を説明する。実施の形態4にかかる半導体装置310は、実施の形態3にかかる半導体装置210における金属キャップ250に代えて、第1半導体チップ220の対向面220aに設けられた封止樹脂体350を備えている。第2半導体チップ230のメタライズ層234がこの封止樹脂体350から露出している。このように、金属キャップ250に代えて封止樹脂体350を設けても良い。   Next, differences between the semiconductor device 310 according to the fourth embodiment and the semiconductor device 210 according to the third embodiment will be described. The semiconductor device 310 according to the fourth embodiment includes a sealing resin body 350 provided on the facing surface 220a of the first semiconductor chip 220 instead of the metal cap 250 in the semiconductor device 210 according to the third embodiment. . The metallized layer 234 of the second semiconductor chip 230 is exposed from the sealing resin body 350. Thus, instead of the metal cap 250, the sealing resin body 350 may be provided.

実施の形態5.
図8は、本発明の実施の形態5にかかる半導体装置410を示す図である。図8(a)は半導体装置410の上面図であり、図8(b)は半導体装置410の側面図である。図8(a)は、図8(b)を矢印Dの方向に見たときの平面図であり、金属キャップは透視している。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a semiconductor device 410 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8A is a top view of the semiconductor device 410, and FIG. 8B is a side view of the semiconductor device 410. FIG. 8A is a plan view when FIG. 8B is viewed in the direction of arrow D, and the metal cap is seen through.

実施の形態5にかかる半導体装置410は、実施の形態3にかかる半導体装置210と類似した構造を備えている。したがって、実施の形態3と同一または相当する構成については同一の符号を付するとともに、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。   The semiconductor device 410 according to the fifth embodiment has a structure similar to that of the semiconductor device 210 according to the third embodiment. Therefore, the same or corresponding components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of common matters are simplified or omitted.

次に、実施の形態5にかかる半導体装置410と実施の形態3にかかる半導体装置210との間の相違点を説明する。第1半導体チップ220を第1半導体チップ420に置換した点がまず異なる。第1半導体チップ420は、ビア424の位置および本数が、第1半導体チップ220と異なっている。これは、表面実装部品240に代えて表面実装部品440a、440b(以下、まとめて表面実装部品440とも称す)を設け、この表面実装部品440は第1半導体チップ420の能動面420bに実装されているからである。   Next, differences between the semiconductor device 410 according to the fifth embodiment and the semiconductor device 210 according to the third embodiment will be described. The first difference is that the first semiconductor chip 220 is replaced with the first semiconductor chip 420. The first semiconductor chip 420 is different from the first semiconductor chip 220 in the position and number of vias 424. This is provided with surface mount components 440 a and 440 b (hereinafter collectively referred to as surface mount components 440) instead of the surface mount components 240, and the surface mount components 440 are mounted on the active surface 420 b of the first semiconductor chip 420. Because.

また、半導体装置410では銅ポスト422が表面実装部品440の厚み以上の高さを備えている。さらに、第1半導体チップ420の能動面420bに、封止樹脂体450が設けられている。これらの点も、実施の形態3とは異なっている。封止樹脂体450は、表面実装部品440を被覆しつつ、銅ポスト422の表面の一部を露出させる。   Further, in the semiconductor device 410, the copper post 422 has a height equal to or greater than the thickness of the surface mount component 440. Further, a sealing resin body 450 is provided on the active surface 420 b of the first semiconductor chip 420. These points are also different from the third embodiment. The sealing resin body 450 exposes a part of the surface of the copper post 422 while covering the surface mounting component 440.

実施の形態5にかかる半導体装置410によっても、実施の形態2と同様に第1半導体チップ420の対向面420a、能動面420bに別々に第2半導体チップ230と表面実装部品440を実装している。これにより、半導体装置410の平面寸法を縮めることが可能である。   Also in the semiconductor device 410 according to the fifth embodiment, the second semiconductor chip 230 and the surface mounting component 440 are separately mounted on the facing surface 420a and the active surface 420b of the first semiconductor chip 420 as in the second embodiment. . Thereby, the planar dimension of the semiconductor device 410 can be reduced.

実施の形態6.
図9は、本発明の実施の形態6にかかる半導体装置510を示す図である。図9(a)は半導体装置510の上面図であり、図9(b)は半導体装置510の側面図である。図9(a)は、図9(b)を矢印Eの方向に見たときの平面図であり、封止樹脂体550aは透視している。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a semiconductor device 510 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 9A is a top view of the semiconductor device 510, and FIG. 9B is a side view of the semiconductor device 510. FIG. 9A is a plan view when FIG. 9B is viewed in the direction of arrow E, and the sealing resin body 550a is seen through.

実施の形態6にかかる半導体装置510は、実施の形態5にかかる半導体装置410と類似する構成を備えている。したがって、実施の形態5と同一または相当する構成については同一の符号を付するとともに、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。   The semiconductor device 510 according to the sixth embodiment has a configuration similar to that of the semiconductor device 410 according to the fifth embodiment. Therefore, the same or corresponding components as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of common matters are simplified or omitted.

次に、実施の形態6にかかる半導体装置510と実施の形態5にかかる半導体装置410との間の相違点を説明する。半導体装置510は、金属キャップ250を備えていない。その代わりに、封止樹脂体550が設けられている。封止樹脂体550は、第1半導体チップ420の対向面420aに設けられた封止樹脂体550aと、能動面420bに設けられた封止樹脂体550bとを備えている。   Next, differences between the semiconductor device 510 according to the sixth embodiment and the semiconductor device 410 according to the fifth embodiment will be described. The semiconductor device 510 does not include the metal cap 250. Instead, a sealing resin body 550 is provided. The sealing resin body 550 includes a sealing resin body 550a provided on the facing surface 420a of the first semiconductor chip 420 and a sealing resin body 550b provided on the active surface 420b.

封止樹脂体550aは、メタライズ層234を露出させつつ、第2半導体チップ230の側面および第1主面230aを封止する。封止樹脂体550bは、表面実装部品440を被覆しつつ、銅ポスト422の表面の一部を露出させる。   The sealing resin body 550a seals the side surface of the second semiconductor chip 230 and the first main surface 230a while exposing the metallized layer 234. The sealing resin body 550 b exposes a part of the surface of the copper post 422 while covering the surface mounting component 440.

実施の形態2、5と同様に、実施の形態6にかかる半導体装置510によっても半導体装置510の平面寸法を縮めることが可能である。   As in the second and fifth embodiments, the semiconductor device 510 according to the sixth embodiment can reduce the planar size of the semiconductor device 510.

10 半導体装置、20 第1半導体チップ、20a 対向面、20b 能動面、22 銅ポスト、30 第2半導体チップ、30a 第1主面、30b 第2主面、32 フリップチップバンプ、34 メタライズ層、40、40a、40b、40c 表面実装部品、50 樹脂封止体、60 回路基板、62 アンダーフィル材、70 第1回路、72 初段増幅トランジスタ、74 バイアス回路、76 バイアス回路、80 第2回路、82 終段増幅トランジスタ、84 配線、MAMP 複数段電力増幅回路、MC1、MC2、MC3 整合回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device, 20 1st semiconductor chip, 20a Opposing surface, 20b Active surface, 22 Copper post, 30 2nd semiconductor chip, 30a 1st main surface, 30b 2nd main surface, 32 Flip chip bump, 34 Metallized layer, 40 40a, 40b, 40c Surface mount component, 50 Resin encapsulant, 60 Circuit board, 62 Underfill material, 70 First circuit, 72 First stage amplification transistor, 74 Bias circuit, 76 Bias circuit, 80 Second circuit, 82 End Stage amplification transistor, 84 wires, MAMP multi-stage power amplification circuit, MC1, MC2, MC3 matching circuit

Claims (12)

第1回路が形成された第1半導体チップと、
前記第1半導体チップよりも平面方向の大きさが小さく、前記第1回路よりも発熱量の多い第2回路が形成され、前記第1半導体チップに実装された第2半導体チップと、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A first semiconductor chip on which a first circuit is formed;
A second semiconductor chip formed on the first semiconductor chip, the second circuit having a smaller size in the planar direction than the first semiconductor chip and a larger amount of heat generation than the first circuit;
A semiconductor device comprising:
前記第1半導体チップは、能動層が形成された能動面および前記能動面の反対に位置する対向面を備え、
前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップの前記能動面に実装されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The first semiconductor chip includes an active surface on which an active layer is formed and an opposing surface located opposite to the active surface,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor chip is mounted on the active surface of the first semiconductor chip.
前記第1半導体チップは、能動層が形成された能動面および前記能動面の反対に位置する対向面を備え、
前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップの前記対向面に実装されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The first semiconductor chip includes an active surface on which an active layer is formed and an opposing surface located opposite to the active surface,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor chip is mounted on the facing surface of the first semiconductor chip.
前記第1半導体チップの前記能動面および前記対向面のうち、前記第2半導体チップが実装された側の面に実装された表面実装部品を更に備えることを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装置。   4. The device according to claim 2, further comprising a surface mounting component mounted on a surface of the first semiconductor chip on the side where the second semiconductor chip is mounted among the active surface and the facing surface. 5. Semiconductor device. 前記第1半導体チップの前記能動面および前記対向面のうち、前記第2半導体チップが実装された側の面と異なる面に実装された表面実装部品を更に備えることを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装置。   The surface mounting component mounted on the surface different from the surface where the said 2nd semiconductor chip was mounted among the said active surface and the said opposing surface of a said 1st semiconductor chip is further provided, or characterized by the above-mentioned. 3. The semiconductor device according to 3. 前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップ側を向く第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを備え、
前記第2主面の一部又は全部を露出しつつ前記第2半導体チップの周囲を封止する樹脂封止体と、
前記第2主面における前記樹脂封止体から露出する部分に設けられたメタライズ層と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
The second semiconductor chip includes a first main surface facing the first semiconductor chip side, and a second main surface opposite to the first main surface,
A resin sealing body that seals the periphery of the second semiconductor chip while exposing part or all of the second main surface;
A metallized layer provided in a portion exposed from the resin sealing body in the second main surface;
The semiconductor device according to claim 1, comprising:
前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップ側を向く第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを備え、
前記第2主面に設けられたメタライズ層と、
前記メタライズ層と接続する金属体と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
The second semiconductor chip includes a first main surface facing the first semiconductor chip side, and a second main surface opposite to the first main surface,
A metallization layer provided on the second main surface;
A metal body connected to the metallization layer;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップ側を向く第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを備え、
前記第2主面に設けられたメタライズ層と、
前記第1回路および前記第2回路と電気的に接続し、かつ前記メタライズ層と直接に又は熱伝導体を介して接続する回路基板と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置。
The second semiconductor chip includes a first main surface facing the first semiconductor chip side, and a second main surface opposite to the first main surface,
A metallization layer provided on the second main surface;
A circuit board electrically connected to the first circuit and the second circuit and connected to the metallized layer directly or via a heat conductor;
The semiconductor device according to claim 1, comprising:
前記メタライズ層は、前記第2回路のグランド電極を兼ねることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, wherein the metallized layer also serves as a ground electrode of the second circuit. 前記第1半導体チップの半導体材料はシリコンであり、
前記第2半導体チップの半導体材料はシリコン以外であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置。
The semiconductor material of the first semiconductor chip is silicon,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a semiconductor material of the second semiconductor chip is other than silicon.
前記第1半導体チップおよび前記第2半導体チップの半導体材料がシリコンであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a semiconductor material of the first semiconductor chip and the second semiconductor chip is silicon. 前記第1回路は、複数段電力増幅回路における初段増幅トランジスタを含み、
前記第2回路は、複数段電力増幅回路における第2段目以降の増幅トランジスタを含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の半導体装置。
The first circuit includes a first stage amplification transistor in a multistage power amplification circuit,
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second circuit includes second and subsequent amplification transistors in a multi-stage power amplification circuit.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004047777A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2005327805A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006511080A (en) * 2002-12-20 2006-03-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Electronic device and manufacturing method thereof
JP2007188916A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Renesas Technology Corp Semiconductor device
JP2009277910A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Sharp Corp Semiconductor module and method of manufacturing semiconductor module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004047777A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006511080A (en) * 2002-12-20 2006-03-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Electronic device and manufacturing method thereof
JP2005327805A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007188916A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Renesas Technology Corp Semiconductor device
JP2009277910A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Sharp Corp Semiconductor module and method of manufacturing semiconductor module

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