CN116601757A - 高频模块和通信装置 - Google Patents

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CN116601757A CN202180080607.3A CN202180080607A CN116601757A CN 116601757 A CN116601757 A CN 116601757A CN 202180080607 A CN202180080607 A CN 202180080607A CN 116601757 A CN116601757 A CN 116601757A
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津田基嗣
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吉见俊二
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

高频模块(1)具备：模块基板(90)，其具有主面(90a)；集成电路(70)，其配置于主面(90a)，形成有功率放大电路(11)；以及SMD(41d)，其配置于主面(90a)，形成有与功率放大电路(11)直接连接的电路元件，其中，集成电路(70)具备：第一基材(71)，第一基材(71)的至少一部分由第一半导体材料构成；以及第二基材(72)，第二基材(72)的至少一部分由第二半导体材料构成，在第二基材(72)形成有功率放大电路(11)，第一基材(71)具有在俯视时彼此相向的边(71s1)和(71s2)，在俯视时，SMD(41d)离边(71s1)比离边(71s2)更近，在俯视时，第二基材(72)比第一基材(71)小，第二基材(72)在离边(71s1)比离边(71s2)更近的位置处与第一基材(71)重叠。

Description

高频模块和通信装置
技术领域
本发明涉及一种高频模块和通信装置。
背景技术
在便携式电话等移动通信设备中，特别是，随着多频段化的进展，构成高频前端电路的电路元件的配置结构变得复杂。
在专利文献1的高频模块中，在配置在封装基板上的功率放大器的上方层叠控制器，由此实现了高频模块的小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2017/0338847号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述以往技术中，在形成有功率放大器的下方的基材(下面称为第二基材)比上方的基材(下面称为第一基材)小的情况下，有时将功率放大器与其它电路元件连接的布线变得冗长。
因此，本发明提供一种能够缩短将在重叠于第一基材地配置的第二基材形成的功率放大电路与电路元件连接的布线的高频模块和通信装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的高频模块具备：模块基板，其具有主面；集成电路，其配置于主面，形成有功率放大电路；以及电子部件，其配置于主面，形成有与功率放大电路直接连接的电路元件，其中，集成电路具备：第一基材，该第一基材的至少一部分由第一半导体材料构成；以及第二基材，该第二基材的至少一部分由不同于第一半导体材料的第二半导体材料构成，在该第二基材形成有功率放大电路，第一基材具有在俯视时彼此相向的第一边和第二边，在俯视时，电子部件离第一边比离第二边更近，在俯视时，第二基材比第一基材小，该第二基材在离第一边比离第二边更近的位置处与第一基材重叠。
发明的效果
根据本发明的一个方式所涉及的高频模块，能够缩短将在重叠于第一基材地配置的第二基材形成的功率放大电路与电路元件连接的布线。
附图说明
图1是实施方式所涉及的高频模块和通信装置的电路结构图。
图2是实施方式所涉及的高频模块的俯视图。
图3是实施方式所涉及的高频模块的截面图。
图4是实施方式所涉及的高频模块的局部截面图。
图5是实施方式所涉及的高频模块的局部截面图。
图6是实施方式所涉及的高频模块的局部俯视图。
具体实施方式
下面，使用附图来详细说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。
此外，各图是为了表示本发明而适当进行了强调、省略、或比率的调整的示意图，未必严格地进行了图示，有时与实际的形状、位置关系以及比率不同。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，有时省略或简化重复的说明。
在下面的各图中，x轴和y轴是在与模块基板的主面平行的平面上相互正交的轴。具体地说，当在俯视时模块基板具有矩形形状的情况下，x轴平行于模块基板的第一边，y轴平行于模块基板的与第一边正交的第二边。另外，z轴是与模块基板的主面垂直的轴，z轴的正方向表示上方向，z轴的负方向表示下方向。
在本发明的电路结构中，“连接”不仅包括通过连接端子和/或布线导体来直接连接的情况，也包括经由其它电路元件来电连接的情况。“直接连接”表示不经由其它电路元件而通过连接端子和/或布线导体来直接连接。“连接于A与B之间”表示在A与B之间同A及B这两方连接，除了包括串联连接于将A与B连结的路径的情况以外，还包括连接于该路径与地之间的情况。
在本发明的部件配置中，“俯视”表示从z轴正侧将物体正投影到xy平面来进行观察。“在俯视时，A与B重叠”表示：正投影到xy平面的A的区域与正投影到xy平面的B的区域重叠。“A配置于B与C之间”表示：将B内的任意的点与C内的任意的点连结的多个线段中的至少1个线段通过A。另外，“平行”和“垂直”等表示要素之间的关系性的用语、“矩形”等表示要素的形状的用语、以及数值范围表示实质上等同的范围，例如还包括百分之几左右的误差，而不是仅表示严格的含义。
另外，“部件配置于基板”除了包括部件以与基板接触的状态配置在基板上的情况以外，还包括以下情况：部件以不与基板接触的方式配置于基板的上方(例如，部件层叠于配置在基板上的其它部件上)；以及部件的一部分或全部埋入基板内地配置。另外，“部件配置于基板的主面”除了包括部件以与基板的主面接触的状态配置在主面上的情况以外，还包括以下情况：部件以不与主面接触的方式配置于主面的上方；以及部件的一部分从主面侧埋入基板内地配置。
在本发明的材料结构中，“物体A由材料B构成”表示A的主成分是B。在此，主成分表示物体所包含的多个成分中的具有最大重量比率的成分。
(实施方式)
[1.1高频模块1和通信装置5的电路结构]
参照图1来说明本实施方式所涉及的高频模块1以及具备该高频模块1的通信装置5的电路结构。图1是实施方式所涉及的高频模块1和通信装置5的电路结构图。
[1.1.1通信装置5的电路结构]
如图1所示，本实施方式所涉及的通信装置5具备高频模块1、天线2、RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit：射频集成电路)3以及BBIC(Baseband IntegratedCircuit：基带集成电路)4。
高频模块1在天线2与RFIC 3之间传输高频信号。高频模块1的内部结构在后面叙述。
天线2与高频模块1的天线连接端子100连接，从外部接收高频信号并输出到高频模块1。
RFIC 3是对高频信号进行处理的信号处理电路的一例。具体地说，RFIC 3对经由高频模块1的接收路径输入的高频接收信号通过下变频等进行信号处理，将该信号处理后生成的接收信号输出到BBIC 4。另外，RFIC 3具有对高频模块1所具有的开关电路和放大电路等进行控制的控制部。此外，RFIC 3的作为控制部的功能的一部分或全部也可以构成于RFIC 3的外部，例如也可以构成于BBIC 4或高频模块1。
BBIC 4是使用频率比由高频模块1传输的高频信号的频率低的中间频带来进行信号处理的基带信号处理电路。作为由BBIC 4处理的信号，例如使用图像信号以显示图像和/或使用声音信号以借助扬声器进行通话。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置5中，天线2和BBIC 4不是必需的结构要素。
[1.1.2高频模块1的电路结构]
接着，说明高频模块1的电路结构。如图1所示，高频模块1具备功率放大电路11、低噪声放大电路21、阻抗匹配电路(MN)41～44、开关电路51～55、双工器电路61及62、控制电路80、天线连接端子100、高频输入端子111及112、高频输出端子121及122、以及控制端子130。
天线连接端子100在高频模块1的外部与天线2连接。
高频输入端子111及112分别是用于从高频模块1的外部接收高频发送信号的输入端子。在本实施方式中，高频输入端子111及112在高频模块1的外部与RFIC 3连接。
高频输出端子121及122分别是用于向高频模块1的外部提供高频接收信号的输出端子。在本实施方式中，高频输出端子121及122在高频模块1的外部与RFIC 3连接。
控制端子130是用于传输控制信号的端子。也就是说，控制端子130是用于从高频模块1的外部接收控制信号的端子和/或向高频模块1的外部提供控制信号的端子。控制信号是指与高频模块1中包括的电子部件的控制有关的信号。具体地说，控制信号例如是用于对功率放大电路11、低噪声放大电路21、开关电路51～55、或它们的任意组合进行控制的数字信号。
功率放大电路11能够对频段A及B的发送信号进行放大。功率放大电路11的输入端经由开关电路52来与高频输入端子111及112连接。功率放大电路11的输出端经由阻抗匹配电路41和开关电路51来与发送滤波电路61T及62T连接。
此外，功率放大电路11从电源被供给电力，是用于基于被供给的电力来得到比输入信号(发送信号)大的能量的输出信号的电路。功率放大电路11包括放大晶体管，也可以包括电感器和/或电容器等。
在本实施方式中，功率放大电路11是多级放大电路，具备功率放大器11A及11B。功率放大器11A相当于功率放大电路11的输出级。功率放大器11A连接于功率放大器11B与开关电路51之间。具体地说，功率放大器11A的输入端与功率放大器11B的输出端连接。功率放大器11A的输出端与阻抗匹配电路41连接。
功率放大器11B相当于功率放大电路11的输入级。功率放大器11B连接于开关电路52与功率放大器11A之间。具体地说，功率放大器11B的输入端与开关电路52连接。功率放大器11B的输出端与功率放大器11A的输入端连接。
此外，功率放大电路11的结构不限定于上述结构。例如，功率放大电路11可以是单级放大电路，也可以是差动放大型的放大电路或多尔蒂放大电路。
低噪声放大电路21能够对频段A及B的接收信号进行放大。低噪声放大电路21的输入端经由阻抗匹配电路42和开关电路54来与接收滤波电路61R及62R连接。低噪声放大电路21的输出端经由开关电路55来与高频输出端子121及122连接。
阻抗匹配电路41与功率放大电路11的输出端连接，且经由开关电路51来与发送滤波电路61T及62T的输入端连接。阻抗匹配电路41能够在功率放大电路11的输出阻抗与开关电路51的输入阻抗之间取得阻抗匹配。
阻抗匹配电路42与低噪声放大电路21的输入端连接，且经由开关电路54来与接收滤波电路61R及62R的输出端连接。阻抗匹配电路42能够在开关电路54的输出阻抗与低噪声放大电路21的输入阻抗之间取得阻抗匹配。
阻抗匹配电路43与发送滤波电路61T的输出端及接收滤波电路61R的输入端连接，且经由开关电路53来与天线连接端子100连接。阻抗匹配电路43能够在开关电路53与双工器电路61之间取得阻抗匹配。
阻抗匹配电路44与发送滤波电路62T的输出端及接收滤波电路62R的输入端连接，且经由开关电路53来与天线连接端子100连接。阻抗匹配电路44能够在开关电路53与双工器电路62之间取得阻抗匹配。
开关电路51是第一开关电路的一例，连接于功率放大电路11的输出端与发送滤波电路61T及62T的输入端之间。开关电路51具有端子511～513。端子511经由阻抗匹配电路41来与功率放大电路11的输出端连接。端子512与发送滤波电路61T的输入端连接。端子513与发送滤波电路62T的输入端连接。
在该连接结构中，开关电路51例如能够基于来自RFIC 3的控制信号来将端子511与端子512及513中的任一者连接。也就是说，开关电路51能够将功率放大电路11的输出端的连接在发送滤波电路61T与62T之间切换。开关电路51例如是使用SPDT(Single-PoleDouble-Throw：单刀双掷)型的开关构成的，也有时被称作频段选择开关。
开关电路52是第二开关电路的一例，连接于高频输入端子111及112与功率放大电路11的输入端之间。开关电路52具有端子521～523。端子521与功率放大电路11的输入端连接。端子522及523与高频输入端子111及112分别连接。
在该连接结构中，开关电路52例如能够基于来自RFIC 3的控制信号来将端子521与端子522及523中的任一者连接。也就是说，开关电路52能够将功率放大电路11的输入端的连接在高频输入端子111与112之间切换。开关电路52例如是使用SPDT型的开关构成的，也有时被称作输入开关。
开关电路53是第三开关电路的一例，连接于天线连接端子100与双工器电路61及62之间。开关电路53具有端子531～533。端子531与天线连接端子100连接。端子532经由阻抗匹配电路43来与发送滤波电路61T的输出端及接收滤波电路61R的输入端连接。端子533经由阻抗匹配电路44来与发送滤波电路62T的输出端及接收滤波电路62R的输入端连接。
在该连接结构中，开关电路53例如能够基于来自RFIC 3的控制信号来将端子531与端子532及533中的一方或双方连接。也就是说，开关电路53能够对天线连接端子100与双工器电路61的连接及非连接进行切换，对天线连接端子100与双工器电路62的连接及非连接进行切换。开关电路53例如是使用多连接型的开关构成的，也有时被称作天线开关。
开关电路54连接于低噪声放大电路21的输入端与接收滤波电路61R及62R的输出端之间。开关电路54具有端子541～543。端子541经由阻抗匹配电路42来与低噪声放大电路21的输入端连接。端子542与接收滤波电路61R的输出端连接。端子543与接收滤波电路62R的输出端连接。
在该连接结构中，开关电路54例如能够基于来自RFIC 3的控制信号来将端子541与端子542及543中的任一者连接。也就是说，开关电路54能够将低噪声放大电路21的输入端的连接在接收滤波电路61R与62R之间切换。开关电路54例如是使用SPDT型的开关构成的。
开关电路55连接于高频输出端子121及122与低噪声放大电路21的输出端之间。开关电路55具有端子551～553。端子551与低噪声放大电路21的输出端连接。端子552及553与高频输出端子121及122分别连接。
在该连接结构中，开关电路55例如能够基于来自RFIC 3的控制信号来将端子551与端子552及553中的任一者连接。也就是说，开关电路55能够将低噪声放大电路21的输出端的连接在高频输出端子121与122之间切换。开关电路55例如是使用SPDT型的开关构成的，也有时被称作输出开关。
双工器电路61能够使频段A的高频信号通过。双工器电路61将频段A的发送信号和接收信号以频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)方式进行传输。双工器电路61包括发送滤波电路61T和接收滤波电路61R。
发送滤波电路61T(A-Tx)具有包含频段A的上行链路操作频段的通带。由此，发送滤波电路61T能够使频段A的发送信号通过。发送滤波电路61T连接于功率放大电路11与天线连接端子100之间。具体地说，发送滤波电路61T的输入端经由开关电路51和阻抗匹配电路41来与功率放大电路11的输出端连接。另一方面，发送滤波电路61T的输出端经由阻抗匹配电路43和开关电路53来与天线连接端子100连接。
接收滤波电路61R(A-Rx)具有包含频段A的下行链路操作频段的通带。由此，接收滤波电路61R能够使频段A的接收信号通过。接收滤波电路61R连接于天线连接端子100与低噪声放大电路21之间。具体地说，接收滤波电路61R的输入端经由阻抗匹配电路43和开关电路53来与天线连接端子100连接。另一方面，接收滤波电路61R的输出端经由开关电路54和阻抗匹配电路42来与低噪声放大电路21连接。
双工器电路62能够使频段B的高频信号通过。双工器电路62将频段B的发送信号和接收信号以FDD方式进行传输。双工器电路62包括发送滤波电路62T和接收滤波电路62R。
发送滤波电路62T(B-Tx)具有包含频段B的上行链路操作频段的通带。由此，发送滤波电路62T能够使频段B的发送信号通过。发送滤波电路62T连接于功率放大电路11与天线连接端子100之间。具体地说，发送滤波电路62T的输入端经由开关电路51和阻抗匹配电路41来与功率放大电路11的输出端连接。另一方面，发送滤波电路62T的输出端经由阻抗匹配电路44和开关电路53来与天线连接端子100连接。
接收滤波电路62R(B-Rx)具有包含频段B的下行链路操作频段的通带。由此，接收滤波电路62R能够使频段B的接收信号通过。接收滤波电路62R连接于天线连接端子100与低噪声放大电路21之间。具体地说，接收滤波电路62R的输入端经由阻抗匹配电路44和开关电路53来与天线连接端子100连接。另一方面，接收滤波电路62R的输出端经由开关电路54和阻抗匹配电路42来与低噪声放大电路21连接。
控制电路80是对功率放大电路11进行控制的功率放大器控制器。控制电路80从RFIC 3经由控制端子130接收控制信号，并向功率放大电路11输出控制信号。
此外，也可以是，图1所示的电路中的1个以上的电路不包括在高频模块1中。例如，高频模块1只要至少具备功率放大电路11即可，也可以不具备其它电路。
[1.2高频模块1的部件配置]
接着，参照图2和图3来具体说明如以上那样构成的高频模块1的部件配置的一例。
图2是实施方式所涉及的高频模块1的俯视图。图3是实施方式所涉及的高频模块1的截面图。图3中的高频模块1的截面是图2的iii-iii线处的截面。
高频模块1除了具备构成图1中示出的电路的部件以外，还具备模块基板90、树脂构件91、屏蔽电极层92以及多个外部连接端子150。此外，在图2中，省略了树脂构件91和屏蔽电极层92的图示。并且，在图2和图3中，省略了将配置于模块基板90的多个部件分别连接的布线的图示。
模块基板90具有彼此相向的主面90a及90b。在本实施方式中，模块基板90在俯视时具有矩形形状，但是模块基板90的形状不限定于此。作为模块基板90，例如能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)基板、高温共烧陶瓷(HTCC：High Temperature Co-fired Ceramics)基板、部件内置基板、具有重新布线层(RDL：Redistribution Layer)的基板、或者印刷电路板等，但是不限定于它们。
在主面90a配置有集成电路20及70、表面安装器件(SMD：Surface Mount Device)41d～44d、开关电路53、以及双工器电路61及62。主面90a和主面90a上的部件被树脂构件91覆盖。
集成电路20包括低噪声放大电路21以及开关电路54及55。集成电路20例如是使用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)构成的，具体地说，可以通过SOI(Silicon on Insulator：绝缘体上的硅)工艺制造。由此，能够廉价地制造集成电路20。此外，集成电路20也可以由砷化镓(GaAs)、硅锗(SiGe)以及氮化镓(GaN)中的至少一种构成。由此，能够实现高质量的低噪声放大电路21以及开关电路54及55。
集成电路70包括第一基材71和第二基材72。第二基材72和第一基材71从模块基板90的主面90a侧起按此顺序层叠。集成电路70的详情使用图4～图6在后面叙述。
在SMD 41d～44d分别形成有构成阻抗匹配电路41～44的阻抗匹配元件。特别是，在SMD 41d形成有与功率放大电路11的输出端直接连接的阻抗匹配元件。作为阻抗匹配元件，例如能够使用电感器和/或电容器，但是不限定于此。此外，形成有阻抗匹配元件的电子部件不限定于SMD。例如，也可以使用集成无源器件(IPD：Integrated Passive Device)来代替SMD。另外，构成阻抗匹配电路41～44的阻抗匹配元件也可以构成在模块基板90内。
开关电路53例如由串联连接的多个MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物-半导体场效应晶体管)等构成。MOSFET的串联连接的级数只要根据所需的耐压来决定即可，没有特别限定。
双工器电路61及62中的各双工器电路例如可以使用声表面波(SAW：SurfaceAcoustic Wave)滤波器、体声波(BAW：Bulk Acoustic Wave)滤波器、LC谐振滤波器以及电介质滤波器中的任一者构成，并且不限定于它们。
树脂构件91覆盖主面90a和主面90a上的部件。树脂构件91具有确保主面90a上的部件的机械强度和耐湿性等的可靠性的功能。此外，树脂构件91也可以不包括在高频模块1中。
屏蔽电极层92是例如通过溅射法形成的金属薄膜，形成为覆盖树脂构件91的上表面和侧面以及模块基板90的侧面。屏蔽电极层92被设定为地电位，抑制外来噪声侵入到构成高频模块1的部件。
在主面90b配置有多个外部连接端子150。多个外部连接端子150除了包括图1中示出的天线连接端子100、高频输入端子111及112、高频输出端子121及122以及控制端子130以外，还包括地端子。多个外部连接端子150中的各外部连接端子与配置于高频模块1的z轴负方向的主板上的输入输出端子和/或地端子等接合。作为多个外部连接端子150，例如能够使用凸块电极，但是不限定于此。
此外，图2和图3所示的部件配置是一个例子，不限定于此。例如，也可以是，多个部件中的一部分或全部配置于模块基板90的主面90b。在该情况下，也可以是，主面90b和主面90b上的部件被树脂构件覆盖。
[1.3集成电路70的结构]
接着，参照图4～图6来说明集成电路70的结构。
图4和图5是实施方式所涉及的高频模块1的局部截面图。具体地说，图4是集成电路70的放大截面图，图5是第二基材72的放大截面图。此外，在图4和图5中，布线和电极的图示除了一部分以外均被省略。
如图4所示，集成电路70具有第一基材71和第二基材72。
[1.3.1第一基材71的结构]
首先，说明第一基材71。第一基材71的至少一部分由第一半导体材料构成。在此，作为第一半导体材料，使用了硅(Si)。此外，第一半导体材料不限定于硅。例如，作为第一半导体材料，能够使用包含砷化镓、砷化铝(AlAs)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、锑化铟(InSb)、氮化镓、氮化铟(InN)、氮化铝(AlN)、硅、锗(Ge)、碳化硅(SiC)以及氧化镓(III)(Ga2O3)中的任一种作为主成分的材料、或者包含由这些材料中的多种材料构成的多元混晶材料作为主成分的材料，并不限定于它们。
在第一基材71形成有开关电路51及52以及控制电路80。此外，形成于第一基材71的电气电路不限定于开关电路51及52以及控制电路80。例如，也可以是，仅开关电路51及52以及控制电路80中的任一个或几个形成于第一基材71。另外，也可以是，对开关电路51和/或52进行控制的控制电路(未图示)形成于第一基材71。
第一基材71是包括硅基板711、二氧化硅(SiO2)层712、硅层713、二氧化硅层714以及氮化硅(SiN)层715的板状构件。二氧化硅层712、硅层713、二氧化硅层714以及氮化硅层715按此顺序层叠在硅基板711上。
硅基板711例如由硅单晶构成，被用作支承基板。
二氧化硅层712配置在硅基板711上，被用作绝缘层。
硅层713配置在二氧化硅层712上，被用作器件层。在图4的截面中，在硅层713形成有构成控制电路80的多个电路元件7130。
二氧化硅层714配置在硅层713上，被用作布线形成层。在二氧化硅层714形成有用于将形成于硅层713的控制电路80以及开关电路51及52连接到形成于氮化硅层715的表面的电极716的布线。该布线包括多个布线层(未图示)和将多个布线层之间连接的多个通孔电极7140。多个布线层和多个通孔电极7140例如由铜或铝构成。
氮化硅层715配置在二氧化硅层714上，被用作钝化层。在氮化硅层715的表面的一部分形成有电极716来作为重新布线层。
电极716经由电极717来与配置于模块基板90的电极(未图示)接合。电极716的表面被树脂层718绝缘覆膜。
多个电极717是第一电极的一例，配置于第一基材71中的与第二基材72相对的面。多个电极717分别是从第一基材71朝向模块基板90的主面90a突出的电极，其前端与主面90a接合。多个电极717分别具有柱状导体717a和凸块电极717b。凸块电极717b与配置于模块基板90的主面90a的电极(未图示)接合。
此外，第一基材71不限定于图4的结构。例如，第一基材71也可以不包括硅基板711上的多个层中的一个层或几个层。
[1.3.2第二基材72的结构]
接着，说明第二基材72。第二基材72的至少一部分由不同于第一半导体材料的第二半导体材料构成。作为第二半导体材料，使用热导率比第一半导体材料的热导率低的材料，例如使用砷化镓。此外，第二半导体材料不限定于砷化镓。例如，作为第二半导体材料，能够使用包含砷化镓、砷化铝、砷化铟、磷化铟、磷化镓、锑化铟、氮化镓、氮化铟、氮化铝、硅锗、碳化硅、氧化镓(III)、以及镓铋(GaBi)中的任一种作为主成分的材料、或者包含由这些材料中的多种材料构成的多元混晶材料作为主成分的材料，并不限定于它们。
在第二基材72形成有功率放大电路11。具体地说，在第二基材72形成有多个电路元件721、以及用于向多个电路元件721施加电压的电极(未图示)或者用于提供电流的电极(未图示)。多个电路元件721例如是将多个单位晶体管并联连接而得到的异质结双极晶体管(HBT)，构成功率放大电路11。
第二基材72具备半导体层72a、形成于半导体层72a的表面的外延层72b、多个电路元件721、以及电极722及723。半导体层72a由第二半导体材料构成，与第一基材71的氮化硅层715接合。半导体层72a例如是GaAs层。电路元件721具有集电极层721C、基极层721B以及发射极层721E。集电极层721C、基极层721B以及发射极层721E按此顺序层叠在外延层72b上。也就是说，在电路元件721中，集电极层721C、基极层721B以及发射极层721E从第一基材71侧起按此顺序层叠。
作为一例，集电极层721C由n型砷化镓构成，基极层721B由p型砷化镓构成，发射极层721E由n型铟镓磷(InGaP)构成。发射极层721E经由形成于第二基材72的表面的电极722来与电极723接合。电极723经由电极724来与模块基板90的主面90a接合。
电极724是第二电极的一例，配置于第二基材72中的与第一基材71相对的面的相反侧的面。电极724从第二基材72朝向模块基板90的主面90a突出，其前端与主面90a接合。电极724作为在功率放大电路11中产生的热的散热路径发挥功能。电极724具有柱状导体724a和凸块电极724b。凸块电极724b与配置于模块基板90的主面90a的电极(未图示)接合。
此外，第二基材72不限定于图4和图5的结构。
[1.3.3第一基材71、第二基材72以及SMD 41d的平面配置]
接着，参照图6来说明俯视时的第一基材71、第二基材72以及SMD 41d的配置。图6是实施方式所涉及的高频模块1的局部俯视图。此外，在图6中，集成电路70被透视，虚线表示第一基材71和第二基材72内的电路及电极的外形。另外，在图6中，布线和电极的图示除了一部分以外均被省略。
第一基材71具有由4个边71s1～71s4构成的矩形形状。边71s1及71s2分别是第一边和第二边的一例，彼此相向。另外，边71s3及71s4也彼此相向。
第二基材72比第一基材71小，第二基材72具有由4个边72s1～72s4构成的矩形形状。边72s1及72s2彼此相向。另外，边72s3及72s4也彼此相向。
第二基材72离第一基材71的边71s1比离边71s2更近。也就是说，第二基材72与边71s1之间的距离d1比第二基材72与边71s2之间的距离d2短。此外，物体与边的距离表示物体与边之间的最短距离。
SMD 41d离第一基材71的边71s1比离边71s2更近。也就是说，SMD 41d与边71s1之间的距离d3比SMD 41d与边71s2之间的距离d4短。
沿着第一基材71的外缘配置有多个电极717。但是，多个电极717未配置于第一基材71的边71s1与第二基材72之间。开关电路51及52以及控制电路80也未配置于第一基材71的边71s1与第二基材72之间。形成于第一基材71的开关电路51及52以及控制电路80均不与第二基材72重叠。
多个电极717沿着第一基材71的外缘配置。多个电极717中的一个电极经由形成于模块基板90的布线图案90p1来与SMD 41d连接。此时，与SMD 41d连接的电极717沿着边71s1配置。也就是说，与SMD 41d连接的电极717离4个边71s1～71s4中的边71s1比离边71s2～71s4更近。
多个电极724沿着第二基材72的外缘配置，并且配置于与功率放大电路11重叠的位置。多个电极724中的一个电极经由形成于模块基板90的布线图案90p2来与SMD 41d连接。此时，多个电极724中的与SMD 41d连接的电极724比其余的电极724更靠近SMD 41d。
此外，图2～图6中示出的第一基材71和第二基材72的形状及配置是例示的，不限定于此。例如，第一基材71和第二基材72的形状也可以不是矩形。
[1.4效果等]
如以上那样，本实施方式所涉及的高频模块1具备：模块基板90，其具有主面90a；集成电路70，其配置于主面90a，形成有功率放大电路11；以及SMD 41d，其配置于主面90a，形成有与功率放大电路11直接连接的电路元件，其中，集成电路70具备：第一基材71，该第一基材71的至少一部分由第一半导体材料构成；以及第二基材72，该第二基材72的至少一部分由不同于第一半导体材料的第二半导体材料构成，在该第二基材72形成有功率放大电路11，第一基材71具有在俯视时彼此相向的边71s1及71s2，在俯视时，SMD 41d离边71s1比离边71s2更近，在俯视时，第二基材72比第一基材71小，第二基材72在离边71s1比离边71s2更近的位置处与第一基材71重叠。
据此，第二基材72靠近边71s1地配置，因此能够缩短将形成于第二基材72的功率放大电路11与形成于SMD 41d的电路元件连接的布线。因而，能够减少布线损耗以及因布线的寄生电容引起的失配损耗，能够改善高频模块1的电气特性(例如发送功率效率等)。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在第一基材71形成有电气电路。
据此，在俯视时，形成有功率放大电路11的第二基材72与形成有电气电路的第一基材71重叠，因此集成电路70能够有助于高频模块1的小型化。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在俯视时，电气电路未配置于第二基材72与第一基材71的边71s1之间。
据此，能够将第二基材72更靠近边71s1地配置，能够进一步缩短将形成于第二基材72的功率放大电路11与形成于SMD 41d的电路元件连接的布线。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，电气电路包括对功率放大电路11进行控制的控制电路80、与功率放大电路11的输出端连接的开关电路51、以及与功率放大电路11的输入端连接的开关电路52中的至少一者。
据此，与形成于第二基材72的功率放大电路11连接的控制电路80以及开关电路51及52中的至少一者形成于第一基材71，因此能够缩短功率放大电路11与控制电路80以及开关电路51及52中的至少一者之间的布线长度。因而，能够减少因控制信号引起的数字噪声的影响，减少布线损耗和因布线的寄生电容引起的失配损耗。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，在俯视时，电气电路不与第二基材72重叠。
据此，能够减少从第二基材72对电气电路的热的影响，能够抑制因热引起的电气电路的特性劣化。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，第一基材71具有配置于与第二基材72相对的面的电极717。
据此，能够将在第二基材72内的功率放大电路11中产生的热经由第一基材71和电极717排出到模块基板90，能够抑制因热引起的功率放大电路11的特性劣化。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，沿着第一基材71的外缘具有多个电极717，多个电极717未配置于第二基材72与第一基材71的边71s1之间。
据此，能够将第二基材72更靠近边71s1地配置，能够避免在第二基材72与SMD 41d之间存在电极717。因而，能够抑制以下情况：将形成于第二基材72的功率放大电路11与形成于SMD 41d的电路元件连接的布线为了避开电极717而变得冗长。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，多个电极717中的与SMD 41d连接的电极717沿着边71s1配置。
据此，能够将与SMD 41d连接的电极717靠近SMD 41d地配置，能够缩短将SMD 41d与电极717连接的布线。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，第二基材72具有配置于与第一基材71相对的面的相反侧的面的电极724。
据此，第二基材72能够从第一基材71的相反侧的面经由电极724向模块基板90排出热，能够提高集成电路70的散热性。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，第二基材72具有多个电极724，多个电极724中的与SMD 41d连接的电极724比其余的电极724更靠近SMD 41d地配置。
据此，能够将与SMD 41d连接的电极724靠近SMD 41d地配置，能够缩短将SMD 41d与电极724连接的布线。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，与功率放大电路11直接连接的电路元件是阻抗匹配元件。另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，阻抗匹配元件是电感器或电容器。
据此，能够将与功率放大电路11的输出端直接连接的构成阻抗匹配电路41的阻抗匹配元件形成于SMD 41d。因而，能够缩短功率放大电路11与阻抗匹配电路41之间的布线长度，能够减少布线损耗以及因布线的寄生电容引起的失配损耗。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，功率放大电路11包括具有集电极层721C、基极层721B以及发射极层721E的电路元件721，集电极层721C、基极层721B以及发射极层721E从第一基材71侧起按此顺序层叠。
据此，能够在制造工艺中简化与集电极层721C、基极层721B及发射极层721E分别连接的布线。另外，在俯视时，集电极层721C的面积大于基极层721B和发射极层721E各自的面积。因而，与将基极层721B或发射极层721E与第一基材71接合的情况相比，通过将集电极层721C与第一基材71接合，能够使接合面积增加。其结果，能够使第一基材71与第二基材72的接合强化来抑制第二基材72从第一基材71剥离。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，第一半导体材料的热导率比第二半导体材料的热导率高。
据此，能够将在形成于第二基材72的功率放大电路11中产生的热排出到由具有比构成第二基材72的第二半导体材料的热导率高的热导率的第一半导体材料构成的第一基材71，能够促进第二基材72的散热。
另外例如，在本实施方式所涉及的高频模块1中，也可以是，第一半导体材料是硅或氮化镓，第二半导体材料是砷化镓或硅锗。
据此，能够将在形成于第二基材72的功率放大电路11中产生的热排出到由具有比构成第二基材72的砷化镓或硅锗的热导率高的热导率的硅或氮化镓构成的第一基材71，能够促进第二基材72的散热。
本实施方式所涉及的通信装置5具备：RFIC 3，其对高频信号进行处理；以及高频模块1，其在RFIC 3与天线2之间传输高频信号。
据此，在通信装置5中，能够起到与高频模块1同样的效果。
(其它实施方式)
以上，关于本发明所涉及的高频模块和通信装置，基于实施方式来进行了说明，但是本发明所涉及的高频模块和通信装置不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有上述高频模块的各种设备也包括在本发明中。
例如，在上述实施方式中，高频模块1支持FDD用频段，但是不限定于此。例如，高频模块1也可以支持时分双工(TDD：Time Division Duplex)用频段，还可以支持FDD用频段和TDD用频段这两方。在该情况下，高频模块1只要具备具有包含TDD用的频段的通带的滤波电路以及对发送及接收进行切换的开关电路即可。
此外，在上述实施方式中，集成电路中包括的第二基材的数量是1个，但是不限定于此。集成电路中包括的第二基材的数量也可以是2以上。
产业上的可利用性
本发明作为配置于前端部的高频模块，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1：高频模块；2：天线；3：RFIC；4：BBIC；5：通信装置；11：功率放大电路；11A、11B：功率放大器；20、70：集成电路；21：低噪声放大电路；41、42、43、44：阻抗匹配电路；41d、42d、43d、44d：SMD；51、52、53、54、55：开关电路；61、62：双工器电路；61R、62R：接收滤波电路；61T、62T：发送滤波电路；71：第一基材；71s1、71s2、71s3、71s4、72s1、72s2、72s3、72s4：边；72：第二基材；72a：半导体层；72b：外延层；80：控制电路；90：模块基板；90a、90b：主面；90p1、90p2：布线图案；91：树脂构件；92：屏蔽电极层；100：天线连接端子；111、112：高频输入端子；121、122：高频输出端子；130：控制端子；150：外部连接端子；711：硅基板；712、714：二氧化硅层；713：硅层；715：氮化硅层；716、717、722、723、724：电极；717a、724a：柱状导体；717b、724b：凸块电极；718：树脂层；721、7130：电路元件；721B：基极层；721C：集电极层；721E：发射极层；7140：通孔电极。

Claims (16)

1.一种高频模块，具备：
模块基板，其具有主面；
集成电路，其配置于所述主面，形成有功率放大电路；以及
电子部件，其配置于所述主面，形成有与所述功率放大电路直接连接的电路元件，
其中，所述集成电路具备：
第一基材，所述第一基材的至少一部分由第一半导体材料构成；以及
第二基材，所述第二基材的至少一部分由不同于所述第一半导体材料的第二半导体材料构成，在所述第二基材形成有所述功率放大电路，
所述第一基材具有在俯视时彼此相向的第一边和第二边，
在所述俯视时，所述电子部件离所述第一边比离所述第二边更近，
在所述俯视时，所述第二基材比所述第一基材小，所述第二基材在离所述第一边比离所述第二边更近的位置处与所述第一基材重叠。
2.根据权利要求1所述的高频模块，其中，
在所述第一基材形成有电气电路。
3.根据权利要求2所述的高频模块，其中，
在所述俯视时，所述电气电路未配置于所述第二基材与所述第一边之间。
4.根据权利要求2或3所述的高频模块，其中，
所述电气电路包括对所述功率放大电路进行控制的控制电路、与所述功率放大电路的输出端连接的第一开关电路、以及与所述功率放大电路的输入端连接的第二开关电路中的至少一者。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的高频模块，其中，
在所述俯视时，所述电气电路不与所述功率放大电路重叠。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第一基材具有配置于与所述第二基材相对的面的第一电极。
7.根据权利要求6所述的高频模块，其中，
所述第一基材沿着所述第一基材的外缘具有包括所述第一电极的多个第一电极，
所述多个第一电极未配置于所述第二基材与所述第一边之间。
8.根据权利要求7所述的高频模块，其中，
所述多个第一电极中的与所述电子部件连接的第一电极沿着所述第一边配置。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第二基材具有配置于与所述第一基材相对的面的相反侧的面的第二电极。
10.根据权利要求9所述的高频模块，其中，
所述第二基材具有包括所述第二电极的多个第二电极，
所述多个第二电极中的与所述电子部件连接的第二电极比其余的第二电极更靠近所述电子部件地配置。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的高频模块，其中，
所述电路元件是阻抗匹配元件。
12.根据权利要求11所述的高频模块，其中，
所述阻抗匹配元件是电感器或电容器。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的高频模块，其中，
所述功率放大电路包括具有集电极层、基极层以及发射极层的电路元件，
所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层按此顺序从所述第一基材侧起层叠。
14.根据权利要求1～13中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第一半导体材料的热导率比所述第二半导体材料的热导率高。
15.根据权利要求1～14中的任一项所述的高频模块，其中，
所述第一半导体材料是硅或氮化镓，
所述第二半导体材料是砷化镓或硅锗。
16.一种通信装置，具备：
信号处理电路，其对高频信号进行处理；以及
根据权利要求1～15中的任一项所述的高频模块，其在所述信号处理电路与天线之间传输所述高频信号。
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