JP2003309198A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
て、特性の劣化を抑止して信頼性を向上させる。 【解決手段】 高調波処理回路を備えた入力側整合回路
基板18、出力側整合回路基板19と、半導体素子16
とが電気的に接続された半導体装置であって、入力側整
合回路基板18、出力側整合回路基板19を誘電率の異
なる高誘電率基板18a,19a、低誘電率基板18
b,19bから構成した。これにより、誘電率の高い層
で基本波整合の処理を、誘電率の低い層で2倍、3倍の
高調波処理を実現することができる。
Description
し、更に詳しくはマイクロ波帯で使用される内部整合型
トランジスタに関するものである。
来の内部整合型トランジスタを示す模式図である。ここ
で、図4(a)は、内部整合型トランジスタの平面図で
あり、図4(b)は、図4(a)中の一点鎖線I−I’
に沿った断面を示す断面図である。この内部整合型トラ
ンジスタでは、金属製ベース115に、ゲート電極端子
113、ドレイン電極端子114が接続されてパッケー
ジが構成されている。そして、このパッケージに、半田
付けによりダイボンドした多セル合成の半導体素子11
6、金メタライズ・パターン117を有する入力側整合
回路基板118、出力側整合回路基板119が配置され
ている。そして、半導体素子116と、入力側整合回路
基板118又は出力側整合回路基板119とは金ワイヤ
120によって電気的に接続されている。
整合回路基板118ではオープンスタブ(先端開放分布
定数線路)121によって高調波処理回路が構成されて
いる。また、出力側整合回路基板119においてはオー
プンスタブ122によって高調波処理回路が構成されて
いる。そして、入力側整合回路基板118、出力側整合
回路基板119によって半導体素子116のインピーダ
ンス整合が行われる。
高調波処理用の回路を備えた内部整合型トランジスタで
は、基本波のインピーダンス整合回路基板である入力側
整合回路基板118、出力側整合回路基板119にて高
調波処理が行われる。このため、高調波処理による短波
長のマイクロ波に対応させてオープンスタブ121,1
22の形状を高精度に形成する必要がある。特に、入力
側整合回路基板118、出力側整合回路基板119は基
本波に対応した比較的誘電率の高い基板からなるため、
2倍波、3倍波などのより短波長の高調波に対しては、
オープンスタブ121,122の大きさがデバイス特性
に与える影響を無視することができなくなる。このた
め、オープンスタブ121,122の位置、長さなどの
形状のパラメータに非常に高い精度が要求されるという
問題が生じていた。
を微調整することで、高調波処理の効果を得ることが非
常に困難となっており、それ故、調整不足による特性低
下により歩留りが低下するという問題が生じていた。ま
た、オープンスタブ121,122を高精度に形成する
ためには、コストの上昇を避けることができなかった。
めに成されたもので、高調波処理回路を備えた半導体装
置において、特性の劣化を抑止して信頼性を向上させる
とともに、製造コストを低減させることを目的とする。
は、高調波処理回路を備えた内部整合用回路基板と、半
導体チップとが電気的に接続された半導体装置であっ
て、前記内部整合用回路基板が誘電率の異なる複数の領
域を有して構成されたものである。
整合回路が設けられた第1の層と、前記高調波処理回路
が設けられ、前記基本波整合回路が設けられた層よりも
低い誘電率の第2の層とが少なくとも積層されたもので
ある。
3の層が更に積層されたものである。
路又は3倍波処理回路である。
率の基板からそれぞれ構成され、前記内部整合用回路基
板はこれらの基板が積層されたものである。
る誘電率の基板からそれぞれ構成され、前記内部整合用
回路基板はこれらの基板が積層されたものである。
波送受信装置の基本的な構成を示すブロック図である。
図1に示すように、マイクロ波送受信装置は、アンテナ
1、送受信切替スイッチ2、低雑音増幅器3、フィルタ
4、高変換利得ミクサ5、広帯域IF増幅器6、低位相
雑音局部発信器7、信号処理回路8、変調器9、ドライ
バ増幅器10、位相器11、高出力増幅器12を有して
構成されている。
高調波処理用の回路を備えた内部整合型トランジスタを
示す概略断面図である。この内部整合型トランジスタ
は、例えば図1に示すようなマイクロ波送受信装置の送
信部の増幅器として、ドライバ増幅器10、高出力増幅
器12に使用されるものである。
ジスタでは、金属製ベース15に、ゲート電極端子1
3、ドレイン電極端子14が接続されてパッケージが構
成されている。そして、このパッケージに、半田付けに
よりダイボンドした多セル合成の半導体素子16、金メ
タライズ・パターン17を有する入力側整合回路基板1
8、出力側整合回路基板19が配置されている。半導体
素子16と入力側整合回路基板18、出力側整合回路基
板19とは金ワイヤ20によって電気的に接続されてい
る。
2層構造の基板からなり、上層部が誘電率89の高誘電
率基板18a、下層部が誘電率38の低誘電率基板18
bから構成されている。出力側整合回路基板19も同様
の構成であり、上層部の誘電率89の高誘電率基板19
aと下層部の誘電率38の低誘電率基板19bから構成
されている。入力側整合回路基板18、出力側整合回路
基板19は、高誘電率基板18a,19aと低誘電率基
板18b,19bの張り合わせにより形成することがで
きる。
じた波長短縮率によって異なるため、入力側整合回路基
板18、出力側整合回路基板19を誘電率の異なる2層
の基板から構成することによって、上層部の高誘電率基
板18a,19aにて基本波整合の処理を、下層部の低
誘電率基板18b,19bにて2倍、3倍の高調波処理
を実現することができる。
8b,19bに高調波処理用のオープンスタブを設ける
ことで、オープンスタブの物理長を大きくできる。従っ
て、高調波処理におけるオープンスタブ長の影響を小さ
くでき、オープンスタブの微調整が可能となる。
とが可能となる。例えば、マイクロ波の周波数f=4G
Hzの場合、誘電率89の高誘電率基板18a,19a
上で設けた高調波処理用のオープンスタブの物理長で得
られる高調波処理効果を、同様に誘電率38の低誘電率
基板18b,19b上で実現するためには、1.5倍程
度のスタブ長のオープンスタブを設ければよい。この場
合、低誘電率基板18b,19bにおけるスタブ長は低
誘電率基板18b,19bにおける波長短縮率から定ま
り、波長短縮率は誘電率の比、パターン形状などのパラ
メータから定まる。
けるオープンスタブ長を高誘電率基板18a,19a比
べて1.5倍程度長くすることができるため、スタブ長
が0.2mm変化した場合の高調波処理への影響は、低
誘電率基板18b,19bの方が小さくなる。従って、
低誘電率基板18b,19bで高調波処理を行うことに
より、オープンスタブの調整による特性の合わせ込みが
容易となる。従って、高調波処理の特性劣化を最小限に
抑えることができ、マイクロ波デバイスの信頼性を向上
させることができる。また、スタブ長の要求精度を低下
させることができるため、歩留まりを向上させてコスト
を低減させることが可能となる。
ば、入力側整合回路基板18、出力側整合回路基板19
を誘電率の異なる2層の基板から構成したため、上層部
の高誘電率基板18a,19aにて基本波整合の処理
を、下層部の低誘電率基板18b,19bにて2倍、3
倍の高調波処理を実現できる。そして、低誘電率基板1
8b,19bに高調波処理用スタブを設けることでオー
プンスタブの微調整が可能となり、内部整合型トランジ
スタの特性を向上させることができる。
形態2にかかる内部整合型トランジスタを示す概略断面
図である。実施の形態2の内部整合型トランジスタは、
基本波整合用の高誘電率基板と、2倍波用の低誘電率基
板と、3倍波用の更なる低誘電率基板を多層化して内部
整合用回路基板を構成したものである。
出力側整合回路基板26は上層部から下層部に向かって
誘電率が低くなるように基板が多層化されている。入力
側整合回路基板25は高誘電率基板25a、2倍波用の
低誘電率基板25b、低誘電率基板25bよりも誘電率
の低い3倍波用の低誘電率基板25cから構成されてい
る。また、出力側整合回路基板26は高誘電率基板26
a、2倍波用の低誘電率基板26b、低誘電率基板26
bよりも誘電率の低い3倍波用の低誘電率基板26cか
ら構成されている。
波に対応させて誘電率の異なる基板を用いることで、上
層部の高誘電率の高誘電率基板25a,26aにて基本
波整合の処理を、中層部の低誘電率基板25b,26b
にて2倍の高調波処理を、最下層の低誘電率基板25
c,26cにて3倍の高調波処理を実現できる。そし
て、低誘電率基板25b,26b,25c,26cに高
調波処理用スタブを設けることでオープンスタブの微調
整が可能となり、特性の合わせ込みが容易となる。
抑えることができ、マイクロ波デバイスの信頼性を向上
させることができる。また、スタブ長の要求精度を低下
させることができるため、歩留まりを向上させてコスト
を低減させることが可能となる。
合用回路基板の誘電率が上層から下層に向かって低くな
るよう構成した例を示したが、この発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば下層から上層に向かって誘電
率を低くしても良いし、中層部の誘電率が最も低くなる
ようにしてもよい。
数の基板から構成した例を示したが、この発明はこれに
限定されるものではない。例えば、誘電率の異なる材料
を焼結することによって内部整合用基板を形成しても同
様の効果を得ることができる。
板の厚さ方向に分離して設けたが、誘電率の異なる領域
を内部整合用基板の水平方向に分離して設けてもよい。
れているので、以下に示すような効果を奏する。
の領域を備えるように構成したため、誘電率の高い層で
基本波整合の処理を、誘電率の低い層で2倍、3倍の高
調波処理を実現することができる。
設けたため、高調波処理回路のオープンスタブの調整に
よる特性の合わせ込みが容易となる。従って、高調波処
理の特性劣化を最小限に抑えることができ、マイクロ波
デバイスの信頼性を向上させることができる。また、ス
タブ長の要求精度を低下させることができるため、歩留
まりを向上させてコストを低減させることが可能とな
る。
に積層したことにより、第2の層にて2倍の高調波処理
を、第3の層にて3倍の高調波処理を行うなど、複数の
波長の適合させた高調波処理を実現できる。
基板からそれぞれ構成したため、これらの基板の張り合
わせにより容易に内部整合用回路基板を構成することが
できる。
ブロック図である。
回路を有する内部整合型トランジスタを示す概略断面図
である。
トランジスタを示す概略断面図である。
である。
15 金属製ベース、16 半導体素子、 17 金メ
タライズ・パターン、 18 入力側整合回路基板、
19 出力側整合回路基板、 18a,19a,25
a,26a 高誘電率基板、 18b,19b,25
b,26b,25c,26c 低誘電率基板、 20
金ワイヤ、25 入力側整合回路基板、 26 出力側
整合回路基板。
Claims (6)
- 【請求項1】 高調波処理回路を備えた内部整合用回路
基板と、半導体チップとが電気的に接続された半導体装
置であって、 前記内部整合用回路基板が誘電率の異なる複数の領域を
有して構成されたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記内部整合用回路基板は、 基本波整合回路が設けられた第1の層と、 前記高調波処理回路が設けられ、前記基本波整合回路が
設けられた層よりも低い誘電率の第2の層とが少なくと
も積層されたものであることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。 - 【請求項3】 前記第2の層よりも低い誘電率の層であ
って、前記高調波処理回路が設けられた第3の層が更に
積層されたことを特徴とする請求項2記載の半導体装
置。 - 【請求項4】 前記高調波処理回路は2倍波処理回路又
は3倍波処理回路であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の層が異なる誘電率の
基板からそれぞれ構成され、前記内部整合用回路基板は
これらの基板が積層されたものであることを特徴とする
請求項2記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記第1、第2及び第3の層が異なる誘
電率の基板からそれぞれ構成され、前記内部整合用回路
基板はこれらの基板が積層されたものであることを特徴
とする請求項3記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002112315A JP3922961B2 (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002112315A JP3922961B2 (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
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JP2003309198A true JP2003309198A (ja) | 2003-10-31 |
JP3922961B2 JP3922961B2 (ja) | 2007-05-30 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267026A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | 高出力増幅器 |
WO2007119266A1 (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-25 | Fujitsu Limited | 高周波高出力増幅器 |
JP2013141291A (ja) * | 2007-06-22 | 2013-07-18 | Cree Inc | 内部における高調波周波数低減を伴うrfパワートランジスタパッケージ、及び内部における高調波周波数低減を伴うrfパワートランジスタパッケージを形成する方法 |
US11205997B2 (en) | 2019-03-20 | 2021-12-21 | Fujitsu Limited | Power amplification apparatus and electromagnetic radiation apparatus |
US11251829B2 (en) | 2018-05-10 | 2022-02-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Radio frequency module |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002112315A patent/JP3922961B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007119266A1 (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-25 | Fujitsu Limited | 高周波高出力増幅器 |
JP2007267026A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | 高出力増幅器 |
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US11251829B2 (en) | 2018-05-10 | 2022-02-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Radio frequency module |
US11205997B2 (en) | 2019-03-20 | 2021-12-21 | Fujitsu Limited | Power amplification apparatus and electromagnetic radiation apparatus |
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