JP2006180151A - Power amplifier module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力増幅モジュールおよびその製造方法に関し、特に、携帯電話用の電力増幅モジュールおよびその製造技術に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a power amplification module and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a power amplification module for a mobile phone and a technology effective when applied to the manufacturing technology.
近年、GSM(Global System for Mobile Communications)方式、PCS(Personal Communication Systems)方式、PDC(Personal Digital Cellular)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式といった通信方式に代表される移動体通信装置(いわゆる携帯電話)が世界的に普及している。 In recent years, mobile communication devices (so-called mobile phones) represented by communication methods such as GSM (Global System for Mobile Communications), PCS (Personal Communication Systems), PDC (Personal Digital Cellular), and CDMA (Code Division Multiple Access) Phone) is widespread worldwide.
一般に、この種の移動体通信装置は、電波の放射と受信をするアンテナ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給する電力増幅モジュール(高周波電力増幅器)、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池(バッテリー)で構成される。 In general, this type of mobile communication device includes an antenna that radiates and receives radio waves, a power amplification module (high frequency power amplifier) that amplifies a power-modulated high-frequency signal and supplies the signal to the antenna, and a high-frequency signal received by the antenna. A receiving unit that performs signal processing, a control unit that performs these controls, and a battery that supplies a power supply voltage to these units are configured.
特開平11−204596号公報(特許文献1)には、外部接続パッドと内部回路とを接続する外部入出力用ラインをチップ周縁に沿って引き回して配線した技術が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-204596 (Patent Document 1) describes a technique in which an external input / output line for connecting an external connection pad and an internal circuit is routed along the chip periphery.
特開平9−246481号公報(特許文献2)には、本来半導体チップの外部インタフェースとして割り当てられる部分のうち実際には外部インタフェースとして使用されていない空I/Oの部分に、本来チップコア領域内に形成される回路の一部、例えば半導体チップに搭載されるRAMの出力バッファ回路や複数のRAMの中から適宜1つを選択するための制御用論理回路を割り当てて、空I/Oの部分を有効に活用することにより、従来よりもチップサイズが小さくなるようにした技術が記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 9-246481 (Patent Document 2) discloses that a portion of an empty I / O that is not actually used as an external interface among portions originally allocated as an external interface of a semiconductor chip is originally in the chip core region. A part of a circuit to be formed, for example, an output buffer circuit of a RAM mounted on a semiconductor chip or a control logic circuit for selecting one appropriately from a plurality of RAMs is allocated, and an empty I / O part is assigned. A technique is described in which the chip size is made smaller than before by making effective use.
特開2003−124333号公報(特許文献3)には、半導体集積回路を有しているチップコア部、チップコア部の外側に近接して配置され、チップコア部と外部との電気的接続用端子としてのパッド、ならびにパッドの外側に配置され、チップコア部に電源を供給する電源ラインおよびグランドラインから成り、パッド・チップコア部間接続ラインが電源ラインおよびグランドラインに重ならないようにした半導体ICチップに関する技術が記載されている。
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。 According to the study of the present inventor, the following has been found.
近年、移動体通信装置(携帯電話機)の小型化、薄型化および高性能化などの要求に伴い、そこに搭載する電力増幅モジュールにも、小型化、薄型化および高性能化が要求されている。また、移動体通信装置の機能追加や新しい通信方式の開発などが急速に進んでいることから、そこに搭載する電力増幅モジュールの開発期間の短縮も要求されている。 In recent years, along with demands for reducing the size, thickness and performance of mobile communication devices (mobile phones), power amplification modules mounted on them have also been required to be reduced in size, thickness and performance. . In addition, since the addition of functions of mobile communication devices and the development of new communication methods are rapidly progressing, it is also required to shorten the development period of the power amplification module installed therein.
携帯電話機のような移動体通信装置を組み立てる顧客側では独自のマザーボードを使用しており、電力増幅モジュールの製造者側では、顧客のマザーボードの仕様に合わせてそこに搭載する電力増幅モジュールをカスタマイズしなければならない。しかしながら、顧客ごとに電力増幅モジュールをカスタマイズし、電力増幅モジュールに使用する半導体チップの設計を変更することは、電力増幅モジュールの開発期間を長くし、電力増幅モジュールのコストを増大させてしまう。 Customers building mobile communication devices such as mobile phones use their own motherboards, and manufacturers of power amplification modules customize the power amplification modules to be installed on them according to the specifications of the customer's motherboard. There must be. However, customizing the power amplification module for each customer and changing the design of the semiconductor chip used for the power amplification module lengthens the development period of the power amplification module and increases the cost of the power amplification module.
本発明の目的は、電力増幅モジュールのコストを低減できる技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which can reduce the cost of a power amplification module.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明は、多段構成の電力増幅回路を有する移動体通信装置用の電力増幅モジュールであって、配線基板と前記配線基板の主面上に搭載された第1および第2の半導体チップとを有し、前記電力増幅回路の最終段の増幅回路が前記第2の半導体チップに形成され、前記電力増幅回路の最終段よりも前段の増幅回路が前記第1の半導体チップに形成され、前記第1の半導体チップには複数のパッド電極が形成され、前記複数のパッド電極は前記第1の半導体チップの配線により電気的に接続された同電位の複数の第1パッド電極を含むものである。 The present invention is a power amplifying module for a mobile communication device having a power amplifying circuit having a multistage configuration, and includes a wiring board and first and second semiconductor chips mounted on a main surface of the wiring board. A final amplifier circuit of the power amplifier circuit is formed on the second semiconductor chip, an amplifier circuit upstream of the final circuit of the power amplifier circuit is formed on the first semiconductor chip, and A plurality of pad electrodes are formed on the semiconductor chip, and the plurality of pad electrodes include a plurality of first pad electrodes of the same potential that are electrically connected by wiring of the first semiconductor chip.
また、本発明は、多段構成の電力増幅回路を有する移動体通信装置用の電力増幅モジュールの製造方法であって、(a)その主面に固定電位供給用の第1端子を含む複数の端子が形成された配線基板と、複数のパッド電極がそれぞれ形成された第1および第2の半導体チップとを準備する工程、(b)前記配線基板の前記主面上に前記第1および第2の半導体チップを搭載する工程、(c)前記第1および第2の半導体チップの前記複数のパッド電極と前記配線基板の前記複数の端子との間を電気的に接続する工程を有し、前記電力増幅回路の最終段の増幅回路は前記第2の半導体チップに形成され、前記電力増幅回路の最終段よりも前段の増幅回路は前記第1の半導体チップに形成され、前記第1の半導体チップに形成された前記複数のパッド電極は前記第1の半導体チップの配線で電気的に接続された同電位の複数の第1パッド電極を含み、前記(c)工程では前記配線基板の前記主面における前記第1端子の位置に応じて、前記複数の第1パッド電極から前記配線基板の前記第1端子に接続すべき前記第1パッド電極を選択し、前記選択された第1パッド電極と前記配線基板の前記第1端子とを電気的に接続するものである。 The present invention also relates to a method for manufacturing a power amplifier module for a mobile communication device having a power amplifier circuit having a multistage configuration, wherein: (a) a plurality of terminals including a first terminal for supplying a fixed potential on its main surface; And (b) preparing the first and second semiconductor chips on the main surface of the wiring board, and preparing a first and second semiconductor chip each having a plurality of pad electrodes formed thereon. Mounting the semiconductor chip; (c) electrically connecting the plurality of pad electrodes of the first and second semiconductor chips and the plurality of terminals of the wiring board; and The amplifier circuit at the final stage of the amplifier circuit is formed on the second semiconductor chip, and the amplifier circuit at the stage before the final stage of the power amplifier circuit is formed on the first semiconductor chip. The plurality of formed pads The electrode includes a plurality of first pad electrodes of the same potential that are electrically connected by the wiring of the first semiconductor chip, and in the step (c), the position of the first terminal on the main surface of the wiring board The first pad electrode to be connected to the first terminal of the wiring board is selected from the plurality of first pad electrodes, and the selected first pad electrode and the first terminal of the wiring board are selected. Are electrically connected to each other.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
電力増幅モジュールのコストを低減できる。また、電力増幅モジュールの性能を向上することができる。 The cost of the power amplification module can be reduced. In addition, the performance of the power amplification module can be improved.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is a part of the other or All the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。 In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.
(実施の形態1)
本実施の形態は、例えばW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式などのネットワークを利用して情報を伝送するデジタル携帯電話(移動体通信装置)に使用されるRF(Radio Frequency)パワーモジュールなどの電力増幅モジュールおよびそれに搭載される半導体素子(半導体装置、半導体チップ)である。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, for example, an RF (Radio Frequency) power module used for a digital cellular phone (mobile communication device) that transmits information using a network such as a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system. And a semiconductor element (semiconductor device, semiconductor chip) mounted thereon.
ここで、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)は、デジタル携帯電話に使用されている無線通信方式の1つまたは規格をいう。本実施の形態のRFパワーモジュール1は、例えばこのW−CDMA方式で使用されるRFパワーモジュール(電力増幅モジュール)である。
Here, W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) refers to one or standard of a wireless communication system used for digital mobile phones. The
図1は、本実施の形態のRFパワーモジュール(電力増幅モジュール、HPA(High Power Amplifier)、パワーアンプモジュール、高周波電力増幅モジュール、電力増幅器モジュール、高周波電力増幅装置、電子装置)1を構成する増幅回路の回路ブロック図を示している。 FIG. 1 shows an amplification constituting an RF power module (power amplification module, HPA (High Power Amplifier), power amplifier module, high-frequency power amplification module, power amplifier module, high-frequency power amplification device, electronic device) 1 of the present embodiment. The circuit block diagram of a circuit is shown.
図1に示されるように、RFパワーモジュール1の回路構成は、3つの増幅段(増幅回路、増幅器)102A1,102A2,102A3からなる電力増幅回路102と、電力増幅回路102の増幅動作の制御や補佐などを行う制御回路(周辺回路)103と、入力端子(RF信号入力端子)104および電力増幅回路102間の整合回路(入力整合回路)105と、出力端子(RF信号出力端子)106および電力増幅回路102間の整合回路(出力整合回路)107およびローパスフィルタ(Low Pass Filter)108とを有している。また、電力増幅回路102の増幅段102A1と増幅段102A2との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102AM1が設けられ、増幅段102A2と増幅段102A3との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102AM2が設けられている。各整合回路はインピーダンスの整合を行う回路であり、ローパスフィルタ108は高調波を減衰させる回路である。
As shown in FIG. 1, the circuit configuration of the
制御回路103は、入力端子(制御信号入力端子)110から制御信号を入力し、入力した制御信号に基づいて、電力増幅回路102の各増幅段102A1,102A2,102A3を制御するように構成されている。従って、制御回路103は、電力増幅回路102の各増幅段102A1,102A2,102A3を制御し、例えば、電力増幅回路102の各増幅段102A1,102A2,102A3に印加する所望の電圧(例えば電源電圧)を発生する回路(電源回路、電源制御回路)や、増幅段102A1,102A2,102A3にバイアス電圧を印加するバイアス回路などを有している。制御回路103は、例えばMISFET素子(能動素子)および受動素子などから構成されている。制御回路103には、上記制御信号や固定電位などが必要に応じて入力される。
The
上記のように、電力増幅回路102は3つの増幅段102A1,102A2,102A3により構成されているが、ドライバ段(出力段(最終段)よりも前段(の増幅段))である1段目および2段目の増幅段102A1,102A2は、1つの半導体チップ(半導体増幅素子チップ、高周波用電力増幅素子チップ)2内に形成され、出力段(最終段)である3段目の増幅段102A3は、他の半導体チップ(半導体増幅素子チップ、高周波用電力増幅素子チップ)3内に形成されている。本実施の形態では、半導体チップ2に形成された各増幅段102A1,102A2は、nチャネル型のLDMOSFET(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散MOSFET)のようなMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)素子により形成されている。半導体チップ3に形成された増幅段102A3は、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT:Heterojunction Bipolar Transistor)素子により形成されている。
As described above, the
電力増幅回路102を構成する3つの増幅段102A1,102A2,102A3のうち、ドライバ段の増幅段102A1,102A2は、ノイズを低減することが要求され、上記のように増幅段102A1,102A2をLDMOSFETにより形成することにより、電力増幅回路102およびそれを有するRFパワーモジュールのノイズの低減と低コスト化が可能になる。一方、電力増幅回路102を構成する3つの増幅段102A1,102A2,102A3のうち、出力段の増幅段102A3は、高効率(高増幅率)が要求され、上記のように増幅段102A3をHBTにより形成することにより、電力増幅回路102およびそれを有するRFパワーモジュールの高効率化が可能になる。特に、高周波帯(例えば2GHz程度の高周波帯)で使用されるRFパワーモジュールでは、増幅段102A3をHBTにより形成したことによる高効率化の効果は大きい。このように、本実施の形態では、電力増幅回路102を構成する3つの増幅段102A1,102A2,102A3を1つの半導体チップで構成せずに、2つの半導体チップ2,3により構成し、最も効率に影響する出力段の増幅段102A3を半導体チップ3に形成したHBTにより構成し、効率への影響が相対的に少ないドライバ段の増幅段102A1,102A2を半導体チップ2に形成したLDMOSFETにより構成することで、高効率(高増幅率)と低コストや低ノイズとの両立が可能になる。
Of the three amplification stages 102A1, 102A2, and 102A3 constituting the
従って、本実施の形態では、3段の増幅段102A1,102A2,102A3が接続(多段接続、多段階接続)されて電力増幅回路102が形成されており、ドライバ段の増幅段102A1,102A2は、半導体チップ2に形成されたLDMOSFETにより構成され、出力段の増幅段102A3は、半導体チップ3に形成されたHBTにより構成されている。このため、電力増幅回路102は、2個のnチャネル型LDMOSFET(すなわち増幅段102A1を構成するnチャネル型LDMOSFETと増幅段102A2を構成するnチャネル型LDMOSFET)および1個のHBT(すなわち増幅段102A3を構成するHBT)が従属接続(多段接続、多段階接続)した回路構成となっている。
Therefore, in the present embodiment, the three amplification stages 102A1, 102A2, and 102A3 are connected (multistage connection, multistage connection) to form the
このように、RFパワーモジュール1は、多段構成(多段階構成)の電力増幅回路102を有する、移動体通信装置用の電力増幅モジュールである。RFパワーモジュール1の電力増幅回路102は、3段の増幅段102A1,102A2,102A3として2つのLDMOSFET(半導体チップ2に形成された後述するLDMOSFET回路31A1,31A2に対応)と1つのHBT(半導体チップ3に形成されたHBTに対応)を順次従属接続(多段接続)した回路構成を有しており、この電力増幅回路102の出力レベルは、上記制御回路103から供給される電源電圧Vddやバイアス電圧などによって制御される。
As described above, the
RFパワーモジュール1の入力端子104に入力されたRF入力信号(RF送信信号)は、整合回路105を経て半導体チップ2に入力され、半導体チップ2内の2つの増幅段102A1,102A2で増幅されて半導体チップ2から出力され、整合回路102AM2を経て半導体チップ3に入力され、半導体チップ3内の増幅段102A3で増幅されて半導体チップ3から出力され、整合回路107およびローパスフィルタ108を経て出力端子106からRF出力信号(増幅されたRF送信信号)として出力される。なお、整合回路102AM1が半導体チップ2外部の受動部品(後述する受動部品5に対応)により形成されている場合は、半導体チップ2に入力されて増幅段102A1で増幅されたRF信号は、半導体チップ2から一旦出力されて整合回路102AM1を経て再度半導体チップ2に入力され、次は増幅段102A2で増幅されてから半導体チップ2から出力され、この半導体チップ2から出力されたRF信号が整合回路102AM2を経て半導体チップ3に入力される。
An RF input signal (RF transmission signal) input to the
図2は、本実施の形態のRFパワーモジュール1の構造を示す概念的な上面図(平面図)であり、図3は本実施の形態のRFパワーモジュール1の概念的な断面図である。図2は封止樹脂6を透視した状態が示されている。また、図3は断面図(側面断面図)に対応するが、RFパワーモジュール1の概念的な構造が示されており、図2の構造を所定の位置で切断した断面とは完全には一致していない。また、図2は平面図であるが、図面を見易くするために、ボンディングワイヤ8が接続された基板側端子12(端子12aを含む)についてはハッチングを付してある。
FIG. 2 is a conceptual top view (plan view) showing the structure of the
図2および図3に示される本実施の形態のRFパワーモジュール1は、配線基板(モジュール基板)4と、配線基板4上に搭載(実装)された半導体チップ(半導体素子、能動素子)2,3と、配線基板4上に搭載(実装)された受動部品(受動素子、チップ部品)5と、半導体チップ2,3および受動部品5を含む配線基板4の上面4aを覆う封止樹脂(封止樹脂部)6とを有している。半導体チップ2,3および受動部品5の各電極は、配線基板4の導体層(伝送線路)に電気的に接続されている。また、RFパワーモジュール1は、例えば図示しない外部回路基板またはマザーボード(後述するマザーボード51に対応)などに実装することもできる。
The
配線基板4は、例えば、複数の絶縁体層(誘電体層)11と、複数の導体層または配線層(図示せず)とを積層して一体化した多層基板(多層配線基板)である。図3では、4つの絶縁体層11が積層されて配線基板4が形成されているが、積層される絶縁体層11の数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。配線基板4の絶縁体層11を形成する材料としては、例えばアルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)などのようなセラミック材料を用いることができる。この場合、配線基板4はセラミック多層基板である。配線基板4の絶縁体層11の材料は、セラミック材料に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばガラスエポキシ樹脂などを用いても良い。
The
配線基板4の上面(表面、主面)4a上と下面(裏面、主面)4b上と絶縁体層11間とには、配線形成用の導体層(配線層、配線パターン、導体パターン)が形成されている。配線基板4の最上層の導体層によって、配線基板4の上面4aに導電体からなる複数の基板側端子(端子、電極、伝送線路、配線パターン、ストリップライン)12が形成され、配線基板4の最下層の導体層によって、配線基板4の下面4bに導電体からなる複数の外部接続端子(端子、電極、モジュール電極)13が形成されている。外部接続端子13は、例えば、図1における入力端子104,110や出力端子106などに対応するものである。配線基板4の内部、すなわち絶縁体層11の間にも導体層(配線層、配線パターン、導体パターン)が形成されているが、図3では簡略化のために図示を省略している。また、配線基板4の導体層により形成される配線パターンのうち、基準電位供給用の配線パターン(例えば配線基板4の下面4bの基準電位供給用端子13aなど)は、絶縁体層11の配線形成面の大半の領域を覆うような矩形パターンで形成し、伝送線路用の配線パターンは帯状のパターンで形成することができる。また、配線基板4の上面4aには、半導体チップ2へ固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するための端子(基板側端子、電極、伝送線路、配線パターン、ストリップライン)12aも、基板側端子12として形成されている。すなわち、配線基板4の上面4aには、固定電位供給用の端子12aを含む複数の基板側端子12が形成されている。
Between the upper surface (front surface, main surface) 4a and lower surface (back surface, main surface) 4b of the
配線基板4を構成する各導体層(配線層)は、必要に応じて絶縁体層11に形成されたビアホール(スルーホール)14内の導体または導体膜を通じて電気的に接続されている。従って、配線基板4の上面4aの基板側端子12は、必要に応じて配線基板4の上面4aおよび/または内部の配線層(絶縁体層11間の配線層)やビアホール14内の導体膜などを介して、配線基板4の下面4bの外部接続端子13に電気的に接続されている。なお、ビアホール14のうち、半導体チップ2の下方に設けられたビアホール14aは、半導体チップ2,3で生じた熱を配線基板4の下面4b側に伝導させるためのサーマルビアとして機能することもできる。
Each conductor layer (wiring layer) constituting the
半導体チップ2,3は、半導体基板(半導体ウエハ)に半導体集積回路を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップに分離したものである。半導体チップ2は、図1の回路ブロック図において半導体チップ2を示す点線で囲まれた回路構成に対応する半導体集積回路が形成された半導体チップ2である。半導体チップ3は、図1の回路ブロック図において半導体チップ3を示す点線で囲まれた回路構成に対応する半導体集積回路が形成された半導体チップ3である。従って、半導体チップ2内(または表層部分)には、電力増幅回路102の増幅段102A1,102A2を構成する半導体増幅素子としてのLDMOSFET(後述するLDMOSFET回路31A1,31A2に対応)が形成され、半導体チップ3内(または表層部分)には、電力増幅回路102の増幅段102A3を構成する半導体増幅素子としてのHBTが形成されている。また、制御回路103に対応する回路も、半導体チップ2内(または表層部分)に形成されている。
The semiconductor chips 2 and 3 are formed by forming a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate (semiconductor wafer), grinding the back surface of the semiconductor substrate as necessary, and then separating the semiconductor substrate into each semiconductor chip by dicing or the like. is there. The
図2および図3に示されるように、半導体チップ2,3は配線基板4の上面4aの導体層15に、例えば半田などの接合材(接着材)16によりフェイスアップでダイボンディングされている。半導体チップ2,3のダイボンディング用の接合材16には、半田の代わりに銀ペーストなどを用いることもできる。半導体チップ2の表面に形成された複数の電極(ボンディングパッド、パッド電極)2aおよび半導体チップ3の表面に形成された複数の電極(ボンディングパッド、パッド電極)3aは、複数のボンディングワイヤ8を介して配線基板4の上面4aの複数の基板側端子12に電気的に接続されている。なお、半導体チップ2の電極2aは後述するボンディングパッド33に対応する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、半導体チップ2の裏面には裏面電極2bが形成されており、この半導体チップ2の裏面電極2bは、配線基板4の上面4aの導体層15に半田などの接合材16により接続(接合)され、更にビアホール14内の導体膜などを介して、配線基板4の下面4bの基準電位供給用端子13aに電気的に接続されている。
Further, a
受動部品5は、抵抗素子(例えばチップ抵抗)、容量素子(例えばチップコンデンサ)またはインダクタ素子(例えばチップインダクタ)などの受動素子からなり、例えばチップ部品からなる。受動部品5は、例えば整合回路102AM1,102AM2,105,107、ローパスフィルタ108および/または制御回路111(制御回路103用の一部)などを構成する受動部品である。受動部品5は、配線基板4の上面4aの基板側端子12に半田などの導電性の接合材17により実装されている。また、整合回路102AM1,102AM2は、半導体チップ2または半導体チップ3内に形成された受動素子により構成することもできる。
The
半導体チップ2,3または受動部品5が電気的に接続された配線基板4の上面4aの基板側端子12間は、必要に応じて配線基板4の上面4aまたは内部の配線層やビアホール14内の導体膜などを介して結線され、配線基板4の下面4bの外部接続端子13または基準電位供給用端子13aに電気的に接続されている。
Between the substrate-
封止樹脂6は、半導体チップ2,3、受動部品5およびボンディングワイヤ8を覆うように配線基板4の上面4a上に形成されている。封止樹脂6は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなり、フィラーなどを含有することもできる。
The sealing
上記のように、本実施の形態では、2つの半導体チップ2,3により電力増幅回路102が形成されており、電力増幅回路102の出力段(最終段)の増幅段102A3は、半導体チップ3に形成されたHBT素子により形成され、電力増幅回路102のドライバ段(出力段よりも前段)の増幅段102A1,102A2は、半導体チップ2に形成されたLDMOSFET素子により形成されている。
As described above, in this embodiment, the
図4は、半導体チップ3の要部断面図であり、電力増幅回路102の増幅段102A3を構成するHBTの形成領域の要部断面図が示されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the
図4に示されるように、半絶縁性のGaAs基板(半導体基板)151上にn+型GaAs層よりなるサブコレクタ層152が形成され、サブコレクタ層152上にHBT153が形成されている。
As shown in FIG. 4, a
各HBT153は、サブコレクタ層152上に形成された金などからなるコレクタ電極154と、このコレクタ電極154とは所定間隔だけ離間して形成されたコレクタメサ155を有している。コレクタメサ155は、例えばn型GaAs層より形成され、コレクタメサ155とコレクタ電極154はサブコレクタ層152を介して電気的に接続されている。
Each
コレクタメサ155上には、例えばp型GaAs層よりなるベースメサ156が形成されている。ベースメサ156上の周辺領域には金等よりなるベース電極157が形成されている。ベースメサ156の略中央部上にエミッタ層158が形成され、エミッタ層158上にエミッタ電極159が形成されている。エミッタ層158は、例えばn型InGaP層、GaAs層およびInGaAs層を積層した層より形成され、エミッタ電極159は、例えばタングステンシリサイドから形成されている。このように、ベースメサ(p型GaAs層)156とエミッタ層(n型InGaP層)158との間には異種半導体接合(ヘテロ接合)が形成されている。
A
コレクタ電極154には、絶縁膜161に形成されたコンタクトホール162を介してコレクタ配線163が接続されている。エミッタ電極159には、絶縁膜164,161に形成されたスルーホール165を介してエミッタ配線166が接続されている。エミッタ配線166よりも上層の構造については、ここでは図示およびその説明を省略する。
A
図5は、半導体チップ2の平面図(平面レイアウト図)であり、半導体チップ2の回路配置例が示されている。なお、図5は平面図であるが、図面を見易くするために、LDMOSFET回路31A1,31A2、ボンディングパッド33、Vccパッド33a,33b、Vcc用配線34および配線36についてはハッチングを付してある。
FIG. 5 is a plan view (plan layout diagram) of the
図5に示されるように、本実施の形態の半導体チップ2は、上記増幅段102A1に対応するLDMOSFET回路(LDMOSFET回路領域、LDMOSFET形成領域、高周波増幅用トランジスタ領域、増幅素子形成領域)31A1と、上記増幅段102A2に対応するLDMOSFET回路(LDMOSFET回路領域、LDMOSFET形成領域、高周波増幅用トランジスタ領域、増幅素子形成領域)31A2と、制御回路ブロック(制御回路、制御回路部、周辺回路部)32とを有している。制御回路ブロック32は上記制御回路103などに対応するものである。半導体チップ2の表面には、複数のボンディングパッド(パッド電極、電極パッド、パッド部)33が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
ボンディングパッド33は、LDMOSFET回路31A1のゲート電極に電気的に接続された入力用のゲートパッド(整合回路105を介してRF信号を入力するためのボンディングパッド)、LDMOSFET回路31A1のドレインに電気的に接続された出力用のドレインパッド(LDMOSFET回路31A1で増幅したRF信号を出力するためのボンディングパッド)、LDMOSFET回路31A2のゲート電極に電気的に接続された入力用のゲートパッド(整合回路102AM1を介してRF信号を入力するためのボンディングパッド)、LDMOSFET回路31A2のドレインに電気的に接続された出力用のドレインパッド(LDMOSFET回路31A2で増幅したRF信号を出力するためのボンディングパッド)、および制御回路ブロック32(制御回路103)に制御信号などを入力するためのボンディングパッドなどを含んでいる。また、ボンディングパッド33は、半導体チップ2に固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するための複数のVccパッド(ボンディングパッド、パッド電極)33a,33b(複数の第1のパッド電極)を含んでいる。例えば、図5では、2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2の表面に形成されている。
The
また、半導体チップ2において、LDMOSFET回路31A1が形成された領域、LDMOSFET回路31A2が形成された領域および各制御回路ブロック32が形成された領域は、各領域間に形成された埋込酸化膜などからなる素子分離領域によって、それぞれ他の領域から電気的に分離されている。また、LDMOSFET回路31A1、LDMOSFET回路31A2および各制御回路ブロック32間や、LDMOSFET回路31A1、LDMOSFET回路31A2および各制御回路ブロック32とボンディングパッド33との間は、必要に応じて半導体チップ2の内部配線(後述する配線231,241と同層の配線)により電気的に接続されている。
Further, in the
例えば、Vccパッド33aまたはVccパッド33bは、Vcc用配線34を介して制御回路ブロック32内の回路に電気的に接続されており、Vccパッド33aまたはVccパッド33bに入力された固定電位は、Vcc用配線34を介して各制御回路ブロック32内の回路に供給されるようになっている。また、半導体チップ2には複数の制御回路ブロック32が形成されており、各制御回路ブロック32間は、配線35(Vcc用配線34とは異なる配線)により必要に応じて電気的に接続されている。また、複数のVccパッド33a,33b間は、半導体チップ2に形成された配線(Vccパッド接続用の配線)36により電気的に接続されている。複数のVccパッド33a,33b間は配線36により電気的に接続されているので、複数のVccパッド33a,33bは同電位のボンディングパッド(パッド電極、電極パッド、パッド部)である。複数のVccパッド33a,33bは配線36により電気的に接続されて同電位となっているので、複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位を入力すれば、入力された固定電位をVcc用配線34を介して各制御回路ブロック32内の回路に供給することができる。また、半導体チップ2の最外周部には、半導体チップ2の配線層(内部配線層)などからなるガードリング38が形成されており、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、ボンディングパッド33とガードリング38の間の領域(すなわちボンディングパッド33の外側の領域)に設けられている。
For example, the
このように、電力増幅回路102を構成するドライバ段の増幅段102A1,102A2(すなわちLDMOSFET回路31A1,31A2)は同じ半導体チップ2内に形成されており、更にそれら増幅段102A1,102A2を制御する制御回路103(制御回路ブロック32)も、増幅段102A1,102A2が形成された半導体チップ2内に形成されている。なお、本実施の形態では、段間の整合回路102AM1,102AM2用の受動素子を半導体チップ2外の受動素子(受動部品5)により形成したものとして説明しているが、半導体チップ2内に形成した受動素子により、段間の整合回路102AM1,102AM2を形成することもできる。
As described above, the amplifier stages 102A1 and 102A2 (that is, LDMOSFET circuits 31A1 and 31A2) constituting the
図6は、半導体チップ2の要部断面図であり、上記LDMOSFET回路31A1またはLDMOSFET回路31A2が形成された領域の要部断面図が示されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the
図6に示されるように、p+型単結晶シリコンからなる半導体基板201の主面には、p−型単結晶シリコンからなるエピタキシャル層202が形成され、エピタキシャル層202の主面の一部には、LDMOSFETのドレインからソースへの空乏層の延びを抑えるパンチスルーストッパとして機能するp型ウエル203が形成されている。p型ウエル203の表面には、酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜204を介してLDMOSFETのゲート電極205が形成されている。ゲート電極205は、例えばn型の多結晶シリコン膜と金属シリサイド膜の積層膜などからなり、ゲート電極205の側壁には、酸化シリコンなどからなるサイドウォールスペーサ206が形成されている。
As shown in FIG. 6, an
エピタキシャル層202の内部のチャネル形成領域を挟んで互いに離間する領域には、LDMOSFETのソース、ドレインが形成されている。ドレインは、チャネル形成領域に接するn−型オフセットドレイン領域207と、n−型オフセットドレイン領域207に接し、チャネル形成領域から離間して形成されたn型オフセットドレイン領域208と、n型オフセットドレイン領域208に接し、チャネル形成領域からさらに離間して形成されたn+型ドレイン領域209とからなる。これらn−型オフセットドレイン領域207、n型オフセットドレイン領域208およびn+型ドレイン領域209のうち、ゲート電極205に最も近いn−型オフセットドレイン領域207は不純物濃度が最も低く、ゲート電極205から最も離間したn+型ドレイン領域209は不純物濃度が最も高い。
The source and drain of the LDMOSFET are formed in regions separated from each other across the channel formation region inside the
LDMOSFETのソースは、チャネル形成領域に接するn−型ソース領域210と、n−型ソース領域210に接し、チャネル形成領域から離間して形成され、n−型ソース領域210よりも不純物濃度が高いn+型ソース領域211とからなる。n−型ソース領域210の下部には、p型ハロー領域212が形成されている。
The source of the LDMOSFET, n contact with the channel forming region - -
n+型ソース領域211の端部(n−型ソース領域210と接する側と反対側の端部)には、n+型ソース領域211と接するp型打抜き層214が形成されている。p型打抜き層214の表面近傍には、p+型半導体領域215が形成されている。p型打抜き層214は、LDMOSFETのソースと半導体基板201とを電気的に接続するための導電層であり、例えばエピタキシャル層202に形成した溝213の内部に埋め込んだp型多結晶シリコン膜によって形成される。
A p-
LDMOSFETのp型打抜き層214(p+型半導体領域215)、ソース(n+型ソース領域211)およびドレイン(n+型ドレイン領域209)のそれぞれの上部には、窒化シリコン膜221および酸化シリコン膜222の積層膜に形成されたコンタクトホール223内を埋めるプラグ224が接続されている。
A
プラグ224が埋め込まれた酸化シリコン膜222上には、例えばアルミニウム(Al)合金膜などを主体とした配線(第1配線層)231が形成されている。この配線231により、ソース電極231aおよびドレイン電極231bが形成されている。p型打抜き層214(p+型半導体領域215)およびソース(n+型ソース領域211)には、プラグ224を介してソース電極231aが接続され、ドレイン(n+型ドレイン領域209)には、プラグ224を介してドレイン電極231bが接続されている。
On the
配線231を覆うように酸化シリコン膜222上に酸化シリコン膜などからなる絶縁膜232が形成されており、絶縁膜232にはその底部で配線231を露出するスルーホール233が形成され、スルーホール233内にはタングステン(W)膜を主体とするプラグ234が埋め込まれている。プラグ234が埋め込まれた絶縁膜232上には、アルミニウム(Al)合金膜などを主体とする配線(第2層配線)241が形成されている。この配線241により、ソース配線241aおよびドレイン配線241bが形成されており、ソース配線241aはプラグ234を介してソース電極231aに電気的に接続され、ドレイン配線241bはプラグ234を介してドレイン電極231bに電気的に接続されている。
An insulating
絶縁膜232上には、配線241を覆うように、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜などからなる表面保護膜(パッシベーション膜)242が形成されている。図6の要部断面図には示されていないけれども、表面保護膜242にはボンディングパッド用の開口部(後述する開口部262に対応するが、図6では図示せず)が形成され、この開口部から露出する配線241(アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜)により、上記ボンディングパッド33が形成されている。
A surface protective film (passivation film) 242 made of a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film or the like is formed on the insulating
半導体基板201の裏面の全面には、例えばニッケル(Ni)膜、チタン(Ti)膜、Ni膜および金(Au)膜の積層膜などからなるソース裏面電極(裏面電極、裏面ソース電極)251が形成されている。ソース裏面電極251は、p型打抜き層214、p+型半導体領域215、プラグ224、ソース電極231aおよびプラグ224を介して、LDMOSFETのソース(n+型ソース領域211)に電気的に接続されている。このソース裏面電極251が、半導体チップ2の上記裏面電極2bに対応する。LDMOSFETのソースをソース裏面電極251(裏面電極2b)から引き出すことで、ソースのインダクタンスや抵抗を低減でき、高周波での使用に有利となる。
On the entire back surface of the
このように、半導体チップ2に形成されたLDMOSFET素子(MISFET素子)により、電力増幅回路102のドライバ段の増幅段102A1,102A2に対応するLDMOSFET回路31A1,31A2が形成されている。
Thus, LDMOSFET circuits 31A1 and 31A2 corresponding to the amplifier stages 102A1 and 102A2 of the driver stage of the
図7は、半導体チップ2の他の要部断面図であり、図5のVccパッド33bから配線36を経てVccパッド33aまでの領域の要部断面図にほぼ対応する。
FIG. 7 is another cross-sectional view of the main part of the
図7に示されるように、半導体基板201の主面にエピタキシャル層202が形成され、その主面に埋込酸化膜などからなる素子分離領域261が形成され、その上に、窒化シリコン膜221、酸化シリコン膜222、絶縁膜232、配線241および表面保護膜242が形成されている。表面保護膜242には、ボンディングパッド用の開口部262が形成され、この開口部262から露出する配線241により、ボンディングパッド33が形成されている。図7では、ボンディングパッド33としてVccパッド33a,33bが、表面保護膜242の開口部262から露出する配線241により形成されており、Vccパッド33a,33bは、半導体チップ2に固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するためボンディングパッドである。
As shown in FIG. 7, an
複数のVccパッド33a,33b間は、最上層の配線241からなる配線36により電気的に接続されている。すなわち、配線36は複数のVccパッド33a,33b間を接続するための配線であり、複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層(配線241)と同層の導電体層により形成されている。従って、複数のVccパッド33a,33b間は、ビア部(プラグ)を介することなく、同層(一層)の配線層(すなわち配線241からなる配線36)だけによって電気的に接続されている。また、図7にも示されるように、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36の直下(下方)には半導体素子(能動素子)は形成されていない。
The plurality of
半導体チップ2には、LDMOSFET回路31A1,31A2および制御回路ブロック32のような半導体集積回路や、それら半導体集積回路に電気的に接続された複数のボンディングパッド33が形成されているが、図5にも示されるように、複数のボンディングパッド33およびLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)は、半導体チップ2の外周部(外周領域、外周側、周辺部、周辺領域)に配置(形成)されている。また、半導体チップ2には、ボンディングパッド33として、半導体チップ2に固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するための同電位の複数のVccパッド33a,33bも形成されており、これら複数のVccパッド33a,33bも、半導体チップ2の外周部(外周領域、外周側、周辺部、周辺領域)に配置(形成)されている。例えば、Vccパッド33a,33bは、半導体チップ2の対向する2辺にそれぞれ配置されている。更に、複数のVccパッド33a,33b間は半導体チップ2の配線36により電気的に接続されており、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36も半導体チップ2の外周部(外周領域、外周側、周辺部、周辺領域)に配置(形成)されている。複数のVccパッド33a,33bは固定電位供給(入力)用のボンディングパッド(パッド電極)であり、複数のVccパッド33a,33b間は配線36によって電気的に接続されているので、複数のVccパッド33a,33bは同電位となり、すなわち同電位のボンディングパッドとなる。
The
なお、図5では、2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2に形成され、それら2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2の内部配線である配線36により電気的に接続されて同電位とされているが、配線36により接続されるVccパッドの数は2つに限定されるものではなく、3つ以上のVccパッドを配線36により電気的に接続して同電位とすることもできる。すなわち、半導体チップ2に3つ以上のVccパッドを設け、それら3つ以上のVccパッドを半導体チップ2の内部配線である配線36により電気的に接続して同電位とすることもできる。また、本実施の形態では、半導体チップ2において配線36で接続して同電位とするボンディングパッドとして、固定電位供給(入力)用のVccパッド33a,33bを例に挙げたが、高周波信号が通らない(入力も出力もされない)ボンディングパッドであればVccパッド33a,33b以外のボンディングパッドに対しても、本実施の形態の複数のVccパッド33a,33bおよびそれらを接続する配線36と同様の構成を適用することができる。すなわち、高周波信号が通らない(入力も出力もされない)ボンディングパッドを半導体チップ2に複数設け、それらを配線36で電気的に接続して同電位とすることもできる。
In FIG. 5, two
上記のように、複数のVccパッド33a,33b間は、半導体チップ2の外周部に設けられた配線36により電気的に接続されているが、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、図5に示されるように、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されていない側に設けられている。すなわち、配線36は半導体チップ2の外周部に形成されるが、半導体チップ2の外周部を一周しないように形成され、半導体チップ2の外周部において、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されている側には配線36は形成されずに、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されていない側に配線36が形成されている。
As described above, the plurality of
図2および図3にも示されるように、RFパワーモジュール1においては、半導体チップ2は配線基板4の上面4aに搭載され、半導体チップ2の複数のボンディングパッド33(電極2a)と配線基板の複数の基板側端子12との間が複数のボンディングワイヤ8を介して電気的に接続されている。配線基板4の上面4aには、基板側端子12として、固定電位供給用の端子12aも形成されている。配線基板4における固定電位供給用の端子12aは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのいずれかと電気的に接続されて、半導体チップ2に固定電位を供給(入力)するための端子である。本実施の形態では、配線基板4の固定電位供給用の端子12aは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、端子12aに近い(より近い、最も近い)ボンディングパッドにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続されている。図2のRFパワーモジュール1では、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33bよりもVccパッド33aの方が、配線基板4の端子12aにより近い位置にあるので、半導体チップ2のVccパッド33aが配線基板4の端子12aとボンディングワイヤ8を介して電気的に接続されており、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して半導体チップ2のVccパッド33aに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)が供給(入力)されるようになっている。また、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの端子12aから遠い(より遠い)ボンディングパッドには、ボンディングワイヤ8は接続されていない。図2のRFパワーモジュール1では、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33aよりもVccパッド33bの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからより遠い位置にあるので、半導体チップ2のVccパッド33bにはボンディングワイヤ8は接続されていない。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
図8は、本実施の形態のRFパワーモジュールを用いたデジタル携帯電話機(移動体通信装置)50aを示す説明図である。図9は、他のデジタル携帯電話機(移動体通信装置)50bを示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing a digital mobile phone (mobile communication device) 50a using the RF power module of the present embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram showing another digital mobile phone (mobile communication device) 50b.
図8および図9に示されるように、各デジタル携帯電話機50a,50bでは、マザーボード(実装基板、携帯電話端末マザーボード)51のベースバンド部52にベースバンドLSI53とマイクロコンピュータ54が搭載され、マザーボード51のRF部55に送受信回路56とSAWフィルタ57とVCO(Voltage Controlled Oscillator)58とRFパワーモジュール59とが搭載されている。マザーボード51のRF部55では、送受信回路56、SAWフィルタ57、VCO(Voltage Controlled Oscillator)58およびRFパワーモジュール59がVccライン(電源ライン)60によって電気的に接続されている。このRFパワーモジュール59が上記RFパワーモジュール1や後述するRFパワーモジュール1a,1bに対応するものである。このように、RFパワーモジュール59(すなわちRFパワーモジュール1,1a,1b)は、携帯電話機に搭載する送信段増幅用高周波部品としての電力増幅モジュール、すなわち移動体通信装置(携帯電話機)用の電力増幅モジュールである。
As shown in FIGS. 8 and 9, in each of the digital
図8のデジタル携帯電話機50aと、図9のデジタル携帯電話機50bとでは、仕様が異なるマザーボード51が使用されており、マザーボード51のRF部55における送受信回路56、SAWフィルタ57、VCO58およびRFパワーモジュール59の配置位置が異なっている。図8のデジタル携帯電話機50aのマザーボード51では、RFパワーモジュール59に対して図8の右側方向にVccライン60を配設してRFパワーモジュール59と接続し、図9のデジタル携帯電話機50bのマザーボード51では、RFパワーモジュール59に対して図9の下側方向にVccライン60を配設してRFパワーモジュール59と接続している。マザーボード51のVccライン60からRFパワーモジュール59(の外部接続端子)に入力された固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)は、例えば、上記配線基板4の内部の配線層やビアホール14内の導体膜、端子12aおよびボンディングワイヤ8を介して半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのいずれかに入力される。
The digital
携帯電話機を組み立てる複数の顧客側で独自の(異なる)マザーボード51を使用する場合、例えば図8の場合と図9の場合とで、マザーボード51の仕様に対応してRFパワーモジュール59の端子(Vccライン60に接続する端子)の位置が変更される可能性がある。このため、携帯電話機を組み立てる複数の顧客側で独自の(異なる)マザーボード51を使用する場合などに、そのマザーボード51に搭載されたRFパワーモジュール59とマザーボード51のVccライン60の相対的な位置関係に応じて、RFパワーモジュール59におけるVccライン60に接続する外部接続端子の位置が変更され、それに伴い、RFパワーモジュールを構成する配線基板4の固定電位供給用の端子12aの位置の変更が要求される可能性がある。
When a plurality of customers assembling mobile phones use their own (different)
図10は、他の実施の形態のRFパワーモジュール1aの構造を示す概念的な上面図(平面図)であり、上記図2に対応する。なお、図10は平面図であるが、図面を見易くするために、図2と同様、ボンディングワイヤ8が接続された基板側端子12(端子12aを含む)についてはハッチングを付してある。
FIG. 10 is a conceptual top view (plan view) showing the structure of the
図2のRFパワーモジュール1と図10のRFパワーモジュール1aとでは、配線基板4の上面4aにおける固定電位供給用の端子12aの形成位置が異なっている。また、図2のRFパワーモジュール1では、半導体チップ2のVccパッド33aが配線基板4の固定電位供給用の端子12aとボンディングワイヤ8を介して電気的に接続されているのに対して、図10のRFパワーモジュール1aでは、半導体チップ2のVccパッド33bが配線基板4の固定電位供給用の端子12aとボンディングワイヤ8を介して電気的に接続されている。RFパワーモジュール1aの他の構成はRFパワーモジュール1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。従って、RFパワーモジュール1aもRFパワーモジュール1と同様の回路構成(すなわち図1の回路構成)を有している。
The
上記のように、RFパワーモジュールを搭載するマザーボード51の仕様に応じて、RFパワーモジュール1の配線基板4の固定電位供給用の端子12aの位置が変更される可能性があるが、例えば、図8のデジタル携帯電話機50aで使用されるRFパワーモジュール59が上記図2のRFパワーモジュール1に相当し、図9のデジタル携帯電話機50bで使用されるRFパワーモジュール59が図10のRFパワーモジュール1aに相当する。
As described above, the position of the fixed
図2のRFパワーモジュール1と図10のRFパワーモジュール1aとでは、半導体チップ2,3は同じものを用いている。しかしながら、図2のRFパワーモジュール1と図10のRFパワーモジュール1aとでは、配線基板4の固定電位供給用の端子12aの位置が異なるため、配線基板4の固定電位供給用の端子12aは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの端子12aに近い(より近い、最も近い)ボンディングパッドにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。すなわち、図2のRFパワーモジュール1では、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33bよりもVccパッド33aの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、半導体チップ2のVccパッド33aが配線基板4の固定電位供給用の端子12aとボンディングワイヤ8を介して電気的に接続され、図10のRFパワーモジュール1aでは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33aよりもVccパッド33bの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、半導体チップ2のVccパッド33bが配線基板4の固定電位供給用の端子12aとボンディングワイヤ8を介して電気的に接続される。このため、図2のRFパワーモジュール1では、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して半導体チップ2のVccパッド33aに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)が供給(入力)され、図10のRFパワーモジュール1aでは、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して半導体チップ2のVccパッド33bに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)が供給(入力)されるようになっている。また、RFパワーモジュール1とRFパワーモジュール1aのいずれにおいても、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの端子12aに遠い(より遠い)ボンディングパッド(RFパワーモジュール1の場合はVccパッド33bに対応し、RFパワーモジュール1aの場合はVccパッド33aに対応する)には、ボンディングワイヤ8は接続されない。
The
本実施の形態とは異なり、半導体チップ2に固定電位を供給(入力)するためのボンディングパッド(本実施の形態のVccパッド33a,33bに対応)を1つだけしか設けなかった場合、例えばVccパッド33bを設けずにVccパッド33aだけを設けた場合、次のような不具合が生じる可能性がある。すなわち、図2のRFパワーモジュール1(で用いられる配線基板4)では、配線基板4の固定電位供給用の端子12aと半導体チップ2のVccパッド33aとが相対的に近い位置関係にあるので、配線基板4の固定電位供給用の端子12aと半導体チップ2のVccパッド33aとをボンディングワイヤ8で接続することが容易であるが、図10のRFパワーモジュール1a(で用いられる配線基板4)では、配線基板4の固定電位供給用の端子12aと半導体チップ2のVccパッド33aとが相対的に離れた位置関係にあり、更に半導体チップ2を跨ぐようにワイヤボンディングを行う必要があるので、配線基板4の固定電位供給用の端子12aと半導体チップ2のVccパッド33aとをボンディングワイヤ8で接続するのは容易ではない。このため、配線基板4の固定電位供給用の端子12aと半導体チップ2のVccパッド33aとの間のワイヤボンディングを可能(容易)にするには、配線基板4の固定電位供給用の端子12aの位置を変更する場合は、配線基板4の端子12aの位置にあわせて、半導体チップ2におけるVccパッド33aの位置も変更する必要がある。RFモジュールに用いる配線基板4の端子12aの位置を変更する毎に半導体チップ2の設計を変更して半導体チップ2におけるVccパッド33aの位置を変更することは、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールの製造コストの増大を招いてしまう。また、携帯電話機を組み立てる各顧客側で異なるマザーボード51を使用する場合、顧客のマザーボード51の仕様に合わせてそこに搭載するRFパワーモジュールをカスタマイズしなければならず、マザーボード51のVccライン60の配設位置などに応じてRFパワーモジュールの配線基板4の端子12aの位置に変更が生じると、半導体チップ2の設計を変更して半導体チップ2におけるVccパッド33aの位置も変更しなければならない。顧客ごとに、RFパワーモジュールに使用する半導体チップ2の設計を変更することは、RFパワーモジュールの開発期間を長くし、RFパワーモジュールのコストを増大させてしまう。
Unlike this embodiment, when only one bonding pad (corresponding to the
それに対して、本実施の形態では、半導体チップ2に固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するための複数のVccパッド33a,33bを半導体チップ2に設け、これら複数のVccパッド33a,33bを半導体チップ2の配線36を介して電気的に接続している。このため、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bは同電位となり、複数のVccパッド33a,33bのいずれを配線基板4の固定電位供給用の端子12aと電気的に接続してもよいことになる。このような構成の半導体チップ2を配線基板4に搭載してRFパワーモジュールを製造した場合、配線基板4の固定電位供給用の端子12aは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bから選択した任意のVccパッド(ボンディングパッド)に電気的に接続することができる。このため、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bからワイヤボンディングが行いやすいVccパッド(ボンディングパッド)を選択し、その選択されたVccパッドを配線基板4の固定電位供給用の端子12aにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続することができる。すなわち、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの端子12aに近い(より近い、最も近い)Vccパッドを選択して、その選択されたVccパッドを配線基板4の固定電位供給用の端子12aにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続することができる。これにより、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介してその選択されたVccパッドに固定電位が供給(入力)されるようにすることができる。
In contrast, in the present embodiment, a plurality of
例えば、図2のRFパワーモジュール1では、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33bよりもVccパッド33aの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、配線基板4の端子12aとワイヤボンディングしやすく、このVccパッド33aと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続し、図10のRFパワーモジュール1aでは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33aよりもVccパッド33bの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、配線基板4の端子12aとワイヤボンディングしやすく、このVccパッド33bと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続することができる。
For example, in the
このように、本実施の形態では、配線36で接続した複数のVccパッド33a,33bを半導体チップ2に設けているので、導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bから、配線基板4の端子12aに近く(より近く、最も近く)てワイヤボンディングを行いやすいVccパッド(ボンディングパッド)を選択して、その選択されたVccパッドを配線基板4の固定電位供給用の端子12aにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続することができるので、ワイヤボンディング工程を容易かつ的確に行うことが可能になる。また、配線基板4の固定電位供給用の端子12aの位置を変更した場合でも、変更後の端子12aの位置に近く(より近く、最も近く)てワイヤボンディングを行いやすいVccパッド(ボンディングパッド)を複数のVccパッド33a,33bから選択して、その選択されたVccパッドを配線基板4の端子12aにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続することができるので、配線基板4の端子12aの位置にあわせて半導体チップ2におけるVccパッド33a,33bの位置を変更する必要がない。このため、RFモジュールに用いる配線基板4の端子12aの位置を変更しても半導体チップ2の設計を変更する必要がなく、RFパワーモジュールに用いる半導体チップ2の汎用性を向上させることができ、同じ(共通の)半導体チップ2を用いて種々の仕様のRFパワーモジュールを製造することができる。従って、RFパワーモジュールの製造コストを低減することができる。また、携帯電話機(移動体通信装置)を組み立てる複数の顧客側で独自の(異なる)マザーボード51を使用する場合でも(例えば図8の場合と図9の場合とで)、同じ(共通の)半導体チップ2を用いて、異なる仕様のマザーボード51に対応したRFパワーモジュール1,1aを製造することができる。このため、顧客ごとにRFパワーモジュールに使用する半導体チップ2の設計を変更する必要がなくなり、顧客側で用いるマザーボード51に対応したRFパワーモジュールの開発期間を短縮し、RFパワーモジュールのコストを低減できる。また、図5のようにVccパッド33a,33bを半導体チップ2の対向する2辺にそれぞれ配置させれば、配線基板4における端子12aの配置位置の自由度が増大し、配線基板4やRFパワーモジュールの設計がより容易になる。
As described above, in the present embodiment, since the plurality of
また、本実施の形態では、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)は、半導体チップ2の外周部に配置され、複数のVccパッド33a,33bを含む複数のボンディングパッド33も、半導体チップ2の外周部に配置され、複数のVccパッド33a,33b間は、半導体チップ2の外周部に設けられた配線36により電気的に接続されている。
In the present embodiment, the LDMOSFET circuits 31A1 and 31A2 (amplification stages 102A1 and 102A2) are arranged on the outer periphery of the
本実施の形態とは異なり、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を半導体チップ2の中央部に設けた場合、次のような不具合が生じる可能性がある。すなわち、半導体チップ2の中央部(回路形成領域)には制御回路ブロック32などの半導体集積回路が比較的高密度(高集積度)で形成されており、配線(制御回路ブロック32に接続する配線など)も比較的高密度(高密集度)で形成されているが、それらの配線を避けて複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を形成する必要があるため、半導体チップ2の面積の増大や、配線層数の増大などを招いてしまい、半導体チップ2のコストが増大する可能性がある。
Unlike the present embodiment, when the
それに対して、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の中央部(回路形成領域)を避け、配線が高密度(高密集度)には形成されていない半導体チップ2の外周部に設けているので、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を設けたとしても、半導体チップ2の面積の増大や、配線層数の増大などが生じず、半導体チップ2のコストを低減することができる。また、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36をボンディングパッド33とガードリング38の間の領域(すなわちボンディングパッド33の外側の領域)に設けるので、半導体チップ2におけるレイアウト設計が容易であり、半導体チップ2の設計期間を短縮することができる。また、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、制御回路ブロック32などの半導体集積回路が比較的高密度(高集積度)で形成された半導体チップ2の中央部(回路形成領域)ではなく、半導体チップ2の外周部に形成されているので、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36の直下(下方)には半導体素子(能動素子)は形成されていない。
On the other hand, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されていない側に設けられている。
Further, in the present embodiment, the
本実施の形態とは異なり、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置された側に設けた場合、配線36とLDMOSFET回路31A1,31A2とが近接することになる。LDMOSFET回路31A1,31A2のような高周波増幅回路では、高周波信号を増幅するため、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36とLDMOSFET回路31A1,31A2とが近接していると、高周波による電磁波の干渉やカップリングにより配線36で高周波ノイズが生じる(配線36に高周波のノイズがのる)可能性がある。配線36で高周波ノイズが生じてしまうと、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位を供給した際に、この供給された固定電位に高周波ノイズが加わり、それがVcc用配線34を介して制御回路ブロック32に供給されることになり、制御回路ブロック32の動作に不具合を発生させる可能性がある。また、配線36で高周波ノイズが生じるのを防止するためには、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、LDMOSFET回路31A1,31A2から離れた位置に形成する必要があるが、これは半導体チップ2の面積を増大させ、半導体チップ2のコストを増大させる可能性がある。
Unlike the present embodiment, the
それに対して、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置された側には設けずに、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されていない側に設けている。このため、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36と、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)とが近接することはない。本実施の形態では、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)を半導体チップ2の外周部に設け、複数のVccパッド33a,33bを半導体チップ2の外周部に設け、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が配置されていない側に設けているので、半導体チップ2において配線36とLDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)とは近接せずに離れることになり、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)で高周波信号を増幅しても、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36で高周波ノイズが生じることはない。このため、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給した際に、半導体チップ2に供給(入力)された固定電位に高周波ノイズが加わるのを防止することができ、制御回路ブロック32(制御回路103)をより的確に動作させることができる。従って、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールの性能を向上させることができる。また、本実施の形態では、半導体チップ2において、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36と、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)とは近接せずに離れているので、配線36を配設する際に、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)と配線36との干渉を考慮したスペースを設ける必要がない。このため、半導体チップ2の面積をより低減でき、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールのコストをより低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
このように、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、LDMOSFET回路31A1,31A2(増幅段102A1,102A2)が形成されていない側の半導体チップ2の外周部に設けることにより、同一電位のボンディングパッドである複数のVccパッド33a,33bとそれらの間を接続する配線36とを、RF信号(高周波信号)が通過する半導体素子形成領域および配線(図5ではLDMOSFET回路31A1,31A2およびそれに接続するボンディングパッドおよび配線)から離れた位置に配置することができ、Vccパッド33a,33bとそれらの間を接続する配線36とに、高周波による電磁波の干渉やカップリングが生じるのを防止することができ、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュール1,1aの性能を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、半導体チップ2において、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、それら複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層(配線241)と同層の導電体層により形成されている。すなわち、複数のVccパッド33a,33b間は、ビア部(プラグ部、接続孔を埋込む導体部)を介することなく、同層(一層)の配線層だけによって電気的に接続されている。ビアは製造ばらつきの原因となるので、本実施の形態のように、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、それら複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層と同層の導電体層により形成することで、複数のVccパッド33a,33bに供給された固定電位を安定させることができる。また、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、下層の配線層(例えば配線231と同層の配線層)により形成せずに、下層の配線層よりも厚みが厚い最上層の配線層(配線241)である複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層と同層の導電体層により形成しているので、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36に寄生抵抗などが生じるのを防止でき、複数のVccパッド33a,33bに供給された固定電位をより安定させることができる。
In the present embodiment, in the
また、低コストを要求されるRFパワーモジュール用の半導体チップ(ここでは半導体チップ2に対応)は、2層配線(配線231,241)が主流であり、本実施の形態とは異なり、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の中央部の制御回路ブロック32間を通過するように設けようとすると、配線36を2層配線(配線231,241)で構成して2層配線間をプラグで結線する必要があり、スルーホールを配置する領域が半導体チップ2の中央部に余分に必要となり、半導体チップ2の面積を増大させ、また、スルーホールは製造ばらつきが比較的大きいので、半導体チップ2の製造歩留まりの低下を招く可能性がある。それに対して、本実施の形態では、複数のVccパッド33a,33bを接続する配線36をボンディングパッド33とガードリング38との間(すなわち他のボンディングパッド33の外側の領域)に設けているので、半導体チップ2におけるレイアウトが容易であり、半導体チップ2の設計期間を短縮でき、また、複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層と同層の導電体層、すなわち1層の配線層(配線241)により配線36を形成できるので、半導体チップ2の面積を低減でき、半導体チップ2の製造歩留まりを向上することができる。
In addition, the semiconductor chip for RF power module that requires low cost (corresponding to the
本実施の形態のRFパワーモジュール1またはRFパワーモジュール1aは、例えば次のような手法で製造することができる。
The
図11〜図14は、本発明の一実施の形態であるRFパワーモジュール1またはRFパワーモジュール1aの製造工程中の要部断面図である。図15および図17は、RFパワーモジュール1の製造工程中の要部平面図(上面図)であり、図16および図18は、RFパワーモジュール1aの製造工程中の要部平面図(上面図)である。図15と図16は同じ工程段階に対応し、図12に対応する工程段階、すなわちワイヤボンディング工程を行う前の状態が示されている。図17と図18は同じ工程段階に対応し、図13に対応する工程段階、すなわちワイヤボンディング工程を行った後の状態が示されている。なお、図15〜18は平面図であるが、図面を見易くするために、図2や図10と同様、ボンディングワイヤ8が接続される基板側端子12(端子12aを含む)についてはハッチングを付してある。
FIGS. 11-14 is principal part sectional drawing in the manufacturing process of
まず、図11に示されるように、配線基板4を準備する。配線基板4は、例えばビルドアップ法、印刷法またはシート積層法などを用いて製造することができる。配線基板4の上面4aには、上記のように、固定電位供給用の端子12aを含む複数の基板側端子12が形成されている。また、配線基板4に搭載する半導体チップ2,3および受動部品5も準備されるが、半導体チップ2,3の構成は上記の通りであるのでここではその説明は省略する。
First, as shown in FIG. 11, the
次に、図12、図15および図16に示されるように、配線基板4の上面4aの半導体チップ2,3および受動部品5を搭載予定の領域に半田などの接合材16,17を印刷または塗布してから、配線基板4の上面4a上に半導体チップ2,3および受動部品5を搭載する。それから、半田リフロー処理などを行って、半導体チップ2,3および受動部品5を配線基板4に半田などの接合材16,17を介して固着する。
Next, as shown in FIGS. 12, 15, and 16,
次に、図13、図17および図18に示されるように、ワイヤボンディング工程を行って、半導体チップ2,3の表面の複数の電極2a,3aと配線基板4の上面4aの複数の基板側端子12とを複数のボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。
Next, as shown in FIGS. 13, 17, and 18, a wire bonding process is performed, and a plurality of
ワイヤボンディング工程では、配線基板4の上面4aにおける固定電位供給用の端子12aの位置に応じて、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bから、配線基板4の端子12aに接続すべきVccパッド(ボンディングパッド)を選択し、選択されたVccパッドと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。この際、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの配線基板4の端子12aに近い(より近い、最も近い)Vccパッド(ボンディングパッド)を選択し、選択されたVccパッドと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。従って、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの配線基板4の端子12aに近い(より近い、最も近い)Vccパッドと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続し、複数のVccパッド33a,33bのうちの配線基板4の端子12aから遠いVccパッドにはボンディングワイヤ8を接続しない。例えば、図15では、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33bよりもVccパッド33aの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、図17に示されるように、Vccパッド33aと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。また、図16の場合は、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうち、Vccパッド33aよりもVccパッド33bの方が、配線基板4の固定電位供給用の端子12aにより近い位置にあるので、図18に示されるように、Vccパッド33bと配線基板4の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。
In the wire bonding process, the Vcc pads to be connected to the
このように、ワイヤボンディング工程において、配線基板4の上面4aにおける固定電位供給用の端子12aの位置に応じて、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bから、ワイヤボンディングが行いやすいVccパッド、すなわち端子12aに近い(より近い、最も近い)Vccパッドを配線基板4の端子12aに接続すべきVccパッドとして選択し、その選択されたVccパッドを配線基板4の固定電位供給用の端子12aにボンディングワイヤ8を介して電気的に接続する。これにより、半導体チップ2の固定電位供給(入力)用のボンディングパッド(Vccパッド)と配線基板4の固定電位供給用の端子12aとをボンディングワイヤ8を介して容易かつ的確に接続することができる。
As described above, in the wire bonding step, depending on the position of the fixed
次に、図14に示されるように、配線基板4の上面4a上に、半導体チップ2,3、受動部品5およびボンディングワイヤ8を覆うように、封止樹脂6を形成する。封止樹脂6は、例えば印刷法またはモールド用金型(例えばトランスファモールド)などを用いて形成することができる。1枚の配線基板4から複数のRFパワーモジュールを製造する場合は、封止樹脂6の形成後、配線基板4および封止樹脂6を所定の位置で分割し、各個片としてのRFパワーモジュールを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 14, the sealing
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、RFパワーモジュール1は、1系統の電力増幅回路102を有していたが、本実施の形態では、RFパワーモジュール1bは、2系統の電力増幅回路102B,102Cを有している。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
本実施の形態は、例えばGSM方式などのネットワークを利用して情報を伝送するデジタル携帯電話(移動体通信装置)に使用されるRFパワーモジュールなどの電力増幅モジュールおよびそれに搭載される半導体素子(半導体装置、半導体チップ)である。 In the present embodiment, for example, a power amplification module such as an RF power module used in a digital mobile phone (mobile communication device) that transmits information using a network such as a GSM system, and a semiconductor element (semiconductor) mounted thereon Device, semiconductor chip).
ここで、GSM(Global System for Mobile Communication)は、デジタル携帯電話に使用されている無線通信方式の1つまたは規格をいう。GSMには、使用する電波の周波数帯が3つあり、900MHz帯をGSM900または単にGSM、1800MHz帯をGSM1800またはDCS(Digital Cellular System)1800若しくはPCN、1900MHz帯をGSM1900またはDCS1900若しくはPCS(Personal Communication Services)という。なお、GSM1900は主に北米で使用されている。北米ではその他に850MHz帯のGSM850を使用する場合もある。本実施の形態のRFパワーモジュール1bは、例えばこれらの周波数帯(高周波帯)で使用されるRFパワーモジュール(電力増幅モジュール)である。 Here, GSM (Global System for Mobile Communication) refers to one or standard of a wireless communication method used for digital mobile phones. GSM has three frequency bands of radio waves to be used: 900 MHz band is GSM900 or simply GSM, 1800 MHz band is GSM1800 or DCS (Digital Cellular System) 1800 or PCN, 1900 MHz band is GSM1900 or DCS1900 or PCS (Personal Communication Services) ). GSM1900 is mainly used in North America. In North America, GSM850 in the 850 MHz band may also be used. The RF power module 1b according to the present embodiment is an RF power module (power amplification module) used in these frequency bands (high frequency bands), for example.
図19は、本実施の形態のRFパワーモジュール(HPA(High Power Amplifier)、電力増幅モジュール、パワーアンプモジュール、高周波電力増幅モジュール、電力増幅器モジュール、高周波電力増幅装置、電子装置)1bを構成する増幅回路の回路ブロック図を示している。この図には、例えばGSM900とDCS1800との2つの周波数帯が使用可能(デュアルバンド方式)で、それぞれの周波数帯でGMSK(Gaussian filtered Minimum Shift Keying)変調方式とEDGE(Enhanced Data GSM Environment)変調方式との2つの通信方式を使用可能なRFパワーモジュール1bの回路ブロック図(増幅回路)が示されている。 FIG. 19 shows the amplification constituting the RF power module (HPA (High Power Amplifier), power amplification module, power amplifier module, high frequency power amplification module, power amplifier module, high frequency power amplification device, electronic device) 1b of this embodiment. The circuit block diagram of a circuit is shown. In this figure, for example, two frequency bands of GSM900 and DCS1800 can be used (dual band system), and GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying) modulation system and EDGE (Enhanced Data GSM Environment) modulation system in each frequency band. The circuit block diagram (amplifier circuit) of the RF power module 1b that can use the two communication methods is shown.
図19に示されるように、本実施の形態のRFパワーモジュール1bの回路構成は、3つの増幅段(増幅回路、増幅器)102B1,102B2,102B3からなるGSM900(送信周波数帯が0.9GHz帯、すなわち824〜915MHz)用の電力増幅回路(第1系統の電力増幅回路)102Bと、3つの増幅段(増幅器、増幅回路)102C1,102C2,102C3からなるDCS1800(送信周波数帯が1.8GHz帯、すなわち1710〜1910MHz)用の電力増幅回路(第2系統の電力増幅回路)102Cと、それら電力増幅回路102B,102Cの増幅動作の制御や補佐などを行う制御回路(周辺回路)103aと、GSM900用の入力端子104bおよび電力増幅回路102B間の整合回路(入力整合回路)105Bと、DCS1800用の入力端子104cおよび電力増幅回路102C間の整合回路(入力整合回路)105Cと、GSM900用の出力端子106bおよび電力増幅回路102B間の整合回路(出力整合回路)107Bおよびローパスフィルタ108Bと、DCS1800用の出力端子106cおよび電力増幅回路102C間の整合回路(出力整合回路)107Cおよびローパスフィルタ108Cとを有している。また、GSM900用の電力増幅回路102Bの増幅段102B1と増幅段102B2との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102BM1が設けられ、増幅段102B2と増幅段102B3との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102BM2が設けられ、DCS1800用の電力増幅回路102Cの増幅段102C1と増幅段102C2との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102CM1が設けられ、増幅段102C2と増幅段102C3との間には段間用の整合回路(段間整合回路)102CM2が設けられている。上記実施の形態1と同様に、各整合回路はインピーダンスの整合を行う回路であり、ローパスフィルタ108B,108Cは高調波を減衰させる回路である。
As shown in FIG. 19, the RF power module 1b of the present embodiment has a circuit configuration of GSM900 (transmission frequency band is 0.9 GHz band, which includes three amplification stages (amplification circuit, amplifier) 102B1, 102B2, and 102B3, That is, a DCS1800 (transmission frequency band is 1.8 GHz band) including a power amplifier circuit (first system power amplifier circuit) 102B for three-stage amplifiers (amplifier, amplifier circuit) 102C1, 102C2, and 102C3, for 824 to 915 MHz) That is, a power amplifier circuit (second system power amplifier circuit) 102C for 1710-1910 MHz), a control circuit (peripheral circuit) 103a for controlling and assisting the amplification operation of these power amplifier circuits 102B and 102C, and for GSM900 Matching circuit (input matching between the input terminal 104b and the power amplifier circuit 102B Path) 105B, a matching circuit (input matching circuit) 105C between DCS 1800 input terminal 104c and power amplifier circuit 102C, a matching circuit (output matching circuit) 107B between output terminal 106b and power amplifier circuit 102B for GSM900, and It has a low-pass filter 108B, a matching circuit (output matching circuit) 107C and a low-pass filter 108C between the output terminal 106c for DCS 1800 and the power amplifier circuit 102C. Further, an interstage matching circuit (interstage matching circuit) 102BM1 is provided between the amplification stage 102B1 and the amplification stage 102B2 of the
上記実施の形態1では、RFパワーモジュール1は、1系統の電力増幅回路102を有し、この電力増幅回路102は3つの増幅段102A1〜102A3が接続(多段接続、多段階接続)された多段構成(多段階構成)を有し、ドライバ段(出力段よりも前段)である1段目および2段目の増幅段102A1,102A2は、半導体チップ2内に形成されたnチャネル型のLDMOSFETのようなMISFET素子により形成され、出力段(最終段)である3段目の増幅段102A3は、他の半導体チップ3内に形成されたHBT素子により形成されていた。本実施の形態のRFパワーモジュール1bは、GSM900(0.9GHz帯)用およびそれよりも高い周波数帯用であるDCS1800(1.8GHz帯)用の2系統の電力増幅回路102B,102Cを有し、各電力増幅回路102B,102Cは3つの増幅段が接続(多段接続、多段階接続)された多段構成(多段階構成)を有し、電力増幅回路102Bのドライバ段(出力段(最終段)よりも前段(の増幅段))である1段目および2段目の増幅段102B1,102B2と電力増幅回路102Cのドライバ段(出力段(最終段)よりも前段(の増幅段))である1段目および2段目の増幅段102C1,102C2とは、半導体チップ2内に形成されたnチャネル型のLDMOSFETのようなMISFET素子により形成され、電力増幅回路102Bの出力段(最終段)である3段目の増幅段102B3と電力増幅回路102Cの出力段(最終段)である3段目の増幅段102C3とは、他の半導体チップ3内に形成されたHBT素子により形成されている。
In the first embodiment, the
このように、本実施の形態のRFパワーモジュール1bは、多段構成(多段階構成)の2系統の電力増幅回路102B,102Cを有する電力増幅モジュールであり、電力増幅回路102B,102Cを構成する増幅段102B1〜102B3,102C1〜102C3を1つの半導体チップで構成せずに、2つの半導体チップ2,3により構成し、最も効率に影響する出力段の増幅段102B3,102C3を半導体チップ3に形成したHBTにより構成し、効率への影響が相対的に少ないドライバ段の増幅段102B1,102B2,102C1,102C2を半導体チップ2に形成したLDMOSFETにより構成することで、高効率(高増幅率)と低コストや低ノイズとの両立が可能になる。
As described above, the RF power module 1b according to the present embodiment is a power amplification module having two
制御回路103aは、上記実施の形態1の制御回路103に対応するものであり、制御信号を入力し、入力した制御信号に基づいて、電力増幅回路102B,102Cの各増幅段102B1〜102B3,102C1〜102C3を制御するように構成されている。本実施の形態の制御回路103aは、電力増幅回路102Bの各増幅段102B1〜102B3を制御する制御信号と電力増幅回路102Cの各増幅段102C1〜102C3を制御する制御信号とをそれぞれ別に入力することができるようになっており、電力増幅回路102Bを使用する場合は、入力端子(制御信号入力端子)110bから入力されたGSM用の制御信号に基づいて電力増幅回路102Bを制御し、電力増幅回路102Cを使用する場合は、入力端子(制御信号入力端子)110cから入力されたDCS用の制御信号に基づいて電力増幅回路102Cを制御するようになっている。制御回路103aは、例えばMISFET素子および受動素子などから構成されており、制御回路には103aには、上記制御信号や固定電位などが必要に応じて入力される。
The
RFパワーモジュール1bのGSM900用の入力端子104bに入力されたRF入力信号(RF送信信号)は、整合回路105Bを経て半導体チップ2に入力され、半導体チップ2内の2つの増幅段102B1,102B2で増幅されて半導体チップ2から出力され、整合回路102BM2を経て半導体チップ3に入力され、半導体チップ3内の増幅段102B3で増幅されて半導体チップ3から出力され、整合回路107Bおよびローパスフィルタ108Bを経て出力端子106bからRF出力信号(増幅されたRF送信信号)として出力される。なお、整合回路102BM1が半導体チップ2外部の受動部品5により形成されている場合は、半導体チップ2に入力されて増幅段102B1で増幅されたRF信号は、半導体チップ2から一旦出力されて整合回路102BM1を経て再度半導体チップ2に入力され、次は増幅段102B2で増幅されてから半導体チップ2から出力され、この半導体チップ2から出力されたRF信号が整合回路102BM2を経て半導体チップ3に入力される。RFパワーモジュール1bのDCS1800用の入力端子104cに入力されたRF入力信号(RF送信信号)は、整合回路105Cを経て半導体チップ2に入力され、半導体チップ2内の2つの増幅段102C1,102C2で増幅されて半導体チップ2から出力され、整合回路102CM2を経て半導体チップ3に入力され、半導体チップ3内の増幅段102C3で増幅されて半導体チップ3から出力され、整合回路107Cおよびローパスフィルタ108Cを経て出力端子106cからRF出力信号(増幅されたRF送信信号)として出力される。なお、整合回路102CM1が半導体チップ2外部の受動部品5により形成されている場合は、半導体チップ2に入力されて増幅段102C1で増幅されたRF信号は、半導体チップ2から一旦出力されて整合回路102CM1を経て再度半導体チップ2に入力され、次は増幅段102C2で増幅されてから半導体チップ2から出力され、この半導体チップ2から出力されたRF信号が整合回路102CM2を経て半導体チップ3に入力される。
An RF input signal (RF transmission signal) input to the
半導体チップ3には、上記図4のようにHBT素子が形成されているが、ここではその説明は省略する。
Although an HBT element is formed on the
図20は、本実施の形態の半導体チップ2の平面図(平面レイアウト図)であり、半導体チップ2の回路配置例が示されており、上記実施の形態1の図5に対応する。なお、図20は平面図であるが、図面を見易くするために、LDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2、ボンディングパッド33、Vccパッド33a,33b、Vcc用配線34および配線36についてはハッチングを付してある。
FIG. 20 is a plan view (planar layout diagram) of the
図20に示されるように、本実施の形態の半導体チップ2は、上記増幅段102B1に対応するLDMOSFET回路(LDMOSFET回路領域、LDMOSFET形成領域、高周波増幅用トランジスタ領域、増幅素子形成領域)31B1と、上記増幅段102B2に対応するLDMOSFET回路31B2と、上記増幅段102C1に対応するLDMOSFET回路31C1と、上記増幅段102C2に対応するLDMOSFET回路31C2と、制御回路ブロック32とを有している。制御回路ブロック32は上記制御回路103aなどに対応するものである。半導体チップ2の表面には、複数のボンディングパッド(パッド電極)33が形成されている。複数のボンディングパッド33は、半導体チップ2に固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給(入力)するための複数のVccパッド(ボンディングパッド、パッド電極)33a,33b(複数の第1のパッド電極)を含んでいる。例えば、図20では、2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2に形成されている。
As shown in FIG. 20, the
半導体チップ2のLDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2には、上記図6のようにLDMOSFET素子が形成されているが、ここではその説明は省略する。また、本実施の形態においても、半導体チップ2のVccパッド33bから配線36を経てVccパッド33aまでの領域の断面図は上記図7と同様であるので、ここではその説明は省略する。
Although LDMOSFET elements are formed in the LDMOSFET circuits 31B1, 31B2, 31C1, and 31C2 of the
また、半導体チップ2において、各LDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2が形成された領域や各制御回路ブロック32が形成された領域は、各領域間に形成された埋込酸化膜などからなる素子分離領域によって、それぞれ他の領域から電気的に分離されている。また、LDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2および制御回路ブロック32間や、LDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2および制御回路ブロック32とボンディングパッド33との間は、必要に応じて半導体チップ2の内部配線により電気的に接続されている。
Further, in the
例えば、Vccパッド33aまたはVccパッド33bは、Vcc用配線34を介して制御回路ブロック32内の回路に電気的に接続されており、Vccパッド33aまたはVccパッド33bに入力された固定電位は、Vcc用配線34を介して各制御回路ブロック32内の回路に供給されるようになっている。また、半導体チップ2の各制御回路ブロック32間は、配線35により必要に応じて電気的に接続されている。また、複数のVccパッド33a,33b間は、半導体チップ2に形成された配線36により電気的に接続されている。複数のVccパッド33a,33b間は配線36により電気的に接続されているので、複数のVccパッド33a,33bは同電位のボンディングパッド(パッド電極)である。複数のVccパッド33a,33bは配線36により電気的に接続されて同電位となっているので、複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位を入力すれば、入力された固定電位をVcc用配線34を介して各制御回路ブロック32内の回路に供給することができる。
For example, the
本実施の形態においても、上記実施の形態1と同様に、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、複数のVccパッド33a,33bを構成する導電体層と同層の導電体層により形成されており、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36の直下(下方)には半導体素子(能動素子)は形成されていない。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
また、図20にも示されるように、本実施の形態においても、上記実施の形態1と同様に、LDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2(増幅段102B1,102B2,102C1,102C2)は、半導体チップ2の外周部(外周領域、外周側、周辺部、周辺領域)に配置され、複数のVccパッド33a,33bを含む複数のボンディングパッド33も、半導体チップ2の外周部に配置され、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36も半導体チップ2の外周部に設けられている。例えば、Vccパッド33a,33bは半導体チップ2の対向する2辺にそれぞれ配置されている。また、半導体チップ2の最外周部には、半導体チップ2の配線層(内部配線層)などからなるガードリング38が形成されており、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、ボンディングパッド33とガードリング38の間の領域(すなわちボンディングパッド33の外側の領域)に設けられている。
As shown in FIG. 20, also in the present embodiment, LDMOSFET circuits 31B1, 31B2, 31C1, and 31C2 (amplification stages 102B1, 102B2, 102C1, and 102C2) are semiconductors as in the first embodiment. A plurality of
なお、上記実施の形態1と同様に、図20では、2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2に形成され、それら2つのVccパッド33a,33bが半導体チップ2の内部配線である配線36により電気的に接続されて同電位とされているが、3つ以上のVccパッドを配線36により電気的に接続して同電位とすることもできる。また、高周波信号が通らない(入力も出力もされない)ボンディングパッドであればVccパッド33a,33b以外のボンディングパッドに対しても、本実施の形態の複数のVccパッド33a,33bおよびそれらを接続する配線36と同様の構成を適用することができる。
As in the first embodiment, in FIG. 20, two
本実施の形態では、上記のように、GSM900用およびそれよりも高い周波数帯用であるDCS1800用の2系統の電力増幅回路102B,102Cのドライバ段の増幅段に対応するLDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2が半導体チップ2の外周部に形成され、複数のVccパッド33a,33bが半導体チップ2の外周部に形成され、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36も半導体チップ2の外周部に形成されているが、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、半導体チップ2の外周部のDCS1800用の電力増幅回路102Cの増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)が配置されていない側に設けられている。すなわち、半導体チップ2に形成されている2系統の電力増幅回路102B,102Cの増幅段のうち、より高い周波数帯用(ここではDCS1800用)の電力増幅回路102Cを構成する増幅段102C1,102C2が配置されていない側の半導体チップ2の外周部に、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を設けている。従って、配線36は半導体チップ2の外周部に形成されるが、半導体チップ2の外周部を一周しないように形成され、半導体チップ2の外周部において、2系統の電力増幅回路102B,102Cのうちのより高い周波数帯用(ここではDCS1800用)の電力増幅回路102Cを構成するLDMOSFET回路31C1,31C2(増幅段102C1,102C2)が配置されている側には配線36は形成されずに、LDMOSFET回路31C1,31C2(増幅段102C1,102C2)が配置されていない側に配線36が形成される。
In the present embodiment, as described above, the LDMOSFET circuits 31B1, 31B2, corresponding to the amplifier stages of the driver stages of the two
そして、GSM900用およびDCS1800用のLDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2(増幅段102B1,102B2,102C1,102C2)を全て回避して配線36を配設できない場合(例えば図20のように半導体チップ2の対向する2辺にそれぞれVccパッド33a,33bが形成される場合)は、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31C1,31C2(より高い周波数帯用の増幅段102C1,102C2)が配置された側には設けずに、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31B1,31B2(より低い周波数帯用の増幅段102B1,102B2)が配置された側に設ける。
When the
本実施の形態とは異なり、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、半導体チップ2の外周部のLDMOSFET回路31C1,31C2(より高い周波数帯用の増幅段102C1,102C2)が配置された側に設けた場合、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36と、LDMOSFET回路31C1,31C2(より高い周波数帯用の増幅段102C1,102C2)とが近接することになる。複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36が、高周波信号を増幅するための増幅回路(LDMOSFET回路31C1,31C2)に近接していると、電磁波の干渉やカップリングにより配線36に高周波ノイズが生じる可能性があるが、この現象は、その増幅回路で増幅する高周波信号の周波数が高いほど、より顕著となる。従って、DCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)が配置された側に配線36設けた場合、配線36で高周波ノイズが生じやすく、配線基板4の固定電位供給用の端子12aからボンディングワイヤ8を介して複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位を供給した際に、この供給された固定電位に高周波ノイズが加わり、それがVcc用配線34を介して制御回路ブロック32に供給されることになり、制御回路ブロック32の動作に不具合を発生させる可能性がある。また、配線36で高周波ノイズが生じるのを防止するために、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を、LDMOSFET回路31C1,31C2(より高い周波数帯用の増幅段102C1,102C2)から離れた位置に形成したとすると、半導体チップ2の面積が増大し、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールのコストを増大させる可能性がある。
Unlike the present embodiment, the
それに対して、本実施の形態では、半導体チップ2にGSM900用とDCS1800用の2系統の電力増幅回路102B,102Cを設けているが、2系統の電力増幅回路102B,102Cのうち、より高い周波帯の高周波信号を増幅するDCS1800用の電力増幅回路102Cを構成する増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)が配置されていない側に配線36を設けている。このため、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36と、DCS1800用のLDMOSFET回路31C1,31C2(増幅段102C1,102C2)とが近接することはない。
In contrast, in the present embodiment, two
本実施の形態では、GSM900用およびDCS1800用のLDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2(増幅段102B1,102B2,102C1,102C2)を半導体チップ2の外周部に設け、複数のVccパッド33a,33bを半導体チップ2の外周部に設け、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36を半導体チップ2の外周部に設ける。半導体チップ2に形成されたGSM900用の増幅段102B1,102B2(LDMOSFET回路31B1,31B2)とDCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)のうち、周囲に高周波ノイズの影響を与えやすいのは、より高い周波数帯の高周波信号を増幅するDCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)である。このため、本実施の形態では、このDCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)が配置されていない側に配線36を設けることで、半導体チップ2において配線36とDCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)とが近接せずに離れるようにしている。従って、DCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)で高周波信号を増幅しても、そこから配線36に高周波ノイズが加わることはない。これにより、複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給した際に、この供給された固定電位に高周波ノイズが加わるのを抑制または防止でき、制御回路ブロック32をより的確に動作させることができるので、RFパワーモジュールの性能を向上させることができる。
In the present embodiment, LDMOSFET circuits 31B1, 31B2, 31C1, and 31C2 (amplification stages 102B1, 102B2, 102C1, and 102C2) for GSM900 and DCS1800 are provided on the outer periphery of the
また、本実施の形態では、GSM900用およびDCS1800用のLDMOSFET回路31B1,31B2,31C1,31C2(増幅段102B1,102B2,102C1,102C2)を全て回避して配線36を配設できない場合は、図20に示されるように、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36は、半導体チップ2の外周部のDCS1800用の増幅段102C1,102C2(LDMOSFET回路31C1,31C2)が配置された側には設けずに、半導体チップ2の外周部のGSM900用の増幅段102B1,102B2(LDMOSFET回路31B1,31B2)が配置された側に設けるようにする。すなわち、半導体チップ2に形成されたGSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2)とDCS1800用の増幅回路(増幅段102C1,102C2)のうち、周囲に高周波ノイズの影響を与えやすい(すなわち、より高い周波数帯の高周波信号を増幅する)DCS1800用の増幅回路(増幅段102C1,102C2)が配置された側を避け、周囲に高周波ノイズの影響を与えにくい(すなわち、より低い周波数帯の高周波信号を増幅する)GSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2)が配置された側に配線36を設けるようにする。このため、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36で高周波ノイズが生じにくくなる。これにより、複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位(接地電位、電源電位、Vcc)を供給した際に、この供給された固定電位に高周波ノイズが加わるのを抑制または防止でき、制御回路ブロック32(制御回路103)をより的確に動作させることができる。従って、RFパワーモジュールの性能を向上させることができる。また、DCS1800用の増幅回路(増幅段102C1,102C2)が配置された側に配線36を設けた場合に比較して、図20のように、GSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2)が配置された側に配線36を設けた方が、配線36で高周波ノイズが生じにくい分、配線36の位置を増幅回路(ここでは増幅段102B1,102B2)に近づけることができるので、半導体チップ2の面積をより低減でき、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールのコストをより低減することができる。
Further, in this embodiment, when all of the LDMOSFET circuits 31B1, 31B2, 31C1, and 31C2 (amplification stages 102B1, 102B2, 102C1, and 102C2) for GSM900 and DCS1800 are avoided and the
また、本実施の形態では、電力増幅回路102B,102Cを構成する増幅段102B1〜102B3,102C1〜102C3を1つの半導体チップで構成せずに、2つの半導体チップ2,3により構成し、出力段(最終段)の増幅段102B3,102C3を半導体チップ3に形成し、ドライバ段(最終段よりも前段)の増幅段102B1,102B2,102C1,102C2を半導体チップ2に形成している。
In the present embodiment, the amplification stages 102B1 to 102B3 and 102C1 to 102C3 constituting the
本実施の形態とは異なり、ドライバ段の増幅段102B1,102B2,102C1,102C2だけでなく、出力段の増幅段102B3,102C3も半導体チップ2に形成したLDMOSFET回路により形成した場合、上記のように、より低い周波数帯の高周波信号を増幅するGSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2,102B3)が配置された側に配線36を設けたとすると、GSM900用の電力増幅回路102Bの出力段(最終段)の増幅段102B3に配線36が近接することになる。ドライバ段の増幅段102B1,102B2,102C1,102C2に比較して、出力段の増幅段102B3,102C3では、より大電力の高周波信号が流れるので、周囲に高周波ノイズの影響を与えやすい。このため、たとえより低い周波数帯の高周波信号を増幅するGSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2,102B3)が配置された側に配線36を設けたとしても、周囲に高周波ノイズの影響を与えやすい出力段の増幅段102B3に配線36が近接することになるので、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36にノイズが生じやすくなる。また、増幅段102B3から配線36への高周波ノイズの影響を抑制するために、配線36をGSM900用の増幅回路(増幅段102B1,102B2,102B3)から離れた位置に形成したとすると、半導体チップ2の面積が増大し、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールのコストを増大させる可能性がある。
Unlike this embodiment, when not only the driver stage amplification stages 102B1, 102B2, 102C1, and 102C2 but also the output stage amplification stages 102B3 and 102C3 are formed by the LDMOSFET circuit formed on the
それに対して、本実施の形態では、GSM900用およびDCS1800用の電力増幅回路102B,102Cを構成する増幅段102B1〜102B3,102C1〜102C3のうち、ドライバ段(最終段よりも前段)の増幅段102B1,102B2,102C1,102C2は半導体チップ2に形成するが、より大電力の高周波信号が流れる出力段(最終段)の増幅段102B3,102C3は、他の半導体チップ3に形成している。このため、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36が、GSM900用およびDCS1800用の電力増幅回路102B,102Cの出力段の増幅段102B3,102C3に近接することはない。従って、複数のVccパッド33a,33b間を接続する配線36が出力段(最終段)の増幅段102B3,102C3から高周波ノイズの影響を受けるのを的確に防止することができる。これにより、複数のVccパッド33a,33bのいずれかに固定電位を供給した際に、この供給された固定電位に高周波ノイズが加わるのを抑制または防止でき、制御回路ブロック32をより的確に動作させることができる。また、配線36をGSM900用の増幅回路により近づけることが可能になるので、半導体チップ2の面積をより低減でき、半導体チップ2およびそれを用いたRFパワーモジュールのコストをより低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, among the amplification stages 102B1 to 102B3 and 102C1 to 102C3 constituting the
また、本実施の形態のRFパワーモジュール1bの構造は、電力増幅回路を2系統設け、半導体チップ2の構成を上記のようにしたこと以外は、上記実施の形態1のRFパワーモジュール1,1aとほぼ同様であり、また、本実施の形態のRFパワーモジュール1bの製造工程も、上記実施の形態1のRFパワーモジュール1,1aの製造工程と同様であるので、ここではその詳しい説明は省略する。上記実施の形態1と同様、本実施の形態においても、半導体チップ2,3および受動部品5が配線基板4の上面4aに搭載され、半導体チップ2,3の複数の電極2a(ボンディングパッド33),3aと配線基板4の複数の基板側端子12との間が複数のボンディングワイヤ8を介して電気的に接続され、図2(図17)や図10(図18)のように、配線基板4の固定電位供給用の端子12aは、半導体チップ2の複数のVccパッド33a,33bのうちの端子12aに近い(より近い)Vccパッド(ボンディングパッド)にボンディングワイヤ8を介して電気的に接続され、配線基板4の上面4a上に半導体チップ2,3、受動部品5およびボンディングワイヤ8を覆うように封止樹脂6が形成されて、RFパワーモジュール1bが構成(製造)される。本実施の形態においても、上記実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。例えば、RFモジュールに用いる配線基板4の端子12aの位置を変更しても半導体チップ2の設計を変更する必要がなく、同じ(共通の)半導体チップ2を用いて種々の仕様のRFパワーモジュールを製造することができ、RFパワーモジュールの製造コストを低減することができる。
The RF power module 1b according to the present embodiment has the same structure as that of the
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、携帯電話用の電力増幅モジュールおよびその製造技術に適用して好適なものである。 The present invention is suitable for application to a power amplification module for a mobile phone and its manufacturing technology.
1 RFパワーモジュール
1a RFパワーモジュール
1b RFパワーモジュール
2 半導体チップ
2a 電極
2b 裏面電極
3 半導体チップ
3a 電極
4 配線基板
4a 上面
4b 下面
5 受動部品
6 封止樹脂
8 ボンディングワイヤ
11 絶縁体層
12 基板側端子
12a 端子
13 外部接続端子
13a 基準電位供給用端子
14 ビアホール
14a ビアホール
15 導体層
16 接合材
17 接合材
31A1,31A2 LDMOSFET回路
31B1,31B2 LDMOSFET回路
31C1,31C2 LDMOSFET回路
32 制御回路ブロック
33 ボンディングパッド
33a,33b Vccパッド
34 Vcc用配線
35 配線
36 配線
38 ガードリング
50a デジタル携帯電話機
50b デジタル携帯電話機
51 マザーボード
52 ベースバンド部
53 ベースバンドLSI
54 マイクロコンピュータ
55 RF部
56 送受信回路
57 SAWフィルタ
58 VCO
59 RFパワーモジュール
60 Vccライン
102,102B,102C 電力増幅回路
102A1,102A2,102A3 増幅段
102AM1,102AM2 整合回路
102B1,102B2,102B3 増幅段
102BM1,102BM2 整合回路
102C1,102C2,102C3 増幅段
102CM1,102CM2 整合回路
103,103a 制御回路
104,104b,104c 入力端子
105,105B,105C 整合回路
106,106b,106c 出力端子
107,107B,107C 整合回路
108,108B,108C ローパスフィルタ
110,110b,110c 入力端子
151 GaAs基板
152 サブコレクタ層
153 HBT
154 コレクタ電極
155 コレクタメサ
156 ベースメサ
157 ベース電極
158 エミッタ層
159 エミッタ電極
161 絶縁膜
162 コンタクトホール
163 コレクタ配線
164 絶縁膜
165 スルーホール
166 エミッタ配線
201 半導体基板
202 エピタキシャル層
203 p型ウエル
204 ゲート絶縁膜
205 ゲート電極
206 サイドウォールスペーサ
207 n−型オフセットドレイン領域
208 n型オフセットドレイン領域
209 n+型ドレイン領域
210 n−型ソース領域
211 n+型ソース領域
212 p型ハロー領域
213 溝
214 p型打抜き層
215 p+型半導体領域
221 窒化シリコン膜
222 酸化シリコン膜
223 コンタクトホール
224 プラグ
231 配線
231a ソース電極
231b ドレイン電極
232 絶縁膜
233 スルーホール
234 プラグ
241 配線
241a ソース配線
241b ドレイン配線
242 表面保護膜
251 ソース裏面電極
261 素子分離領域
262 開口部
DESCRIPTION OF
54
59
154
Claims (20)
配線基板と、
前記配線基板の主面上に搭載された第1および第2の半導体チップと、
を有し、
前記電力増幅回路の最終段の増幅回路が前記第2の半導体チップに形成され、
前記電力増幅回路の最終段よりも前段の増幅回路が前記第1の半導体チップに形成され、
前記第1の半導体チップには複数のパッド電極が形成されており、
前記複数のパッド電極は、前記第1の半導体チップの第1の配線により電気的に接続された同電位の複数の第1パッド電極を含むことを特徴とする電力増幅モジュール。 A power amplifying module for a mobile communication device having a multi-stage power amplifying circuit,
A wiring board;
First and second semiconductor chips mounted on the main surface of the wiring board;
Have
An amplifier circuit at a final stage of the power amplifier circuit is formed on the second semiconductor chip;
An amplifier circuit preceding the final stage of the power amplifier circuit is formed in the first semiconductor chip;
A plurality of pad electrodes are formed on the first semiconductor chip,
The power amplification module, wherein the plurality of pad electrodes include a plurality of first pad electrodes having the same potential and electrically connected by a first wiring of the first semiconductor chip.
前記第1の半導体チップでは、前記増幅回路が前記第1の半導体チップの外周部に配置され、
前記複数の第1パッド電極が前記第1の半導体チップの外周部に配置され、
前記複数の第1パッド電極間が、前記第1の半導体チップの外周部に設けられた前記第1の配線により電気的に接続されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
In the first semiconductor chip, the amplifier circuit is disposed on an outer periphery of the first semiconductor chip,
The plurality of first pad electrodes are disposed on an outer periphery of the first semiconductor chip,
The power amplification module, wherein the plurality of first pad electrodes are electrically connected by the first wiring provided on an outer peripheral portion of the first semiconductor chip.
前記第1の半導体チップでは、前記複数の第1パッド電極間を接続する前記第1の配線は、前記第1の半導体チップの外周部の前記増幅回路が配置されていない側に設けられていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 2, wherein
In the first semiconductor chip, the first wiring that connects the plurality of first pad electrodes is provided on the side of the outer periphery of the first semiconductor chip where the amplifier circuit is not disposed. A power amplification module characterized by that.
前記複数の第1パッド電極は、前記第1の半導体チップの対向する2辺にそれぞれ配置されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 3,
The power amplification module, wherein the plurality of first pad electrodes are respectively disposed on two opposing sides of the first semiconductor chip.
前記電力増幅モジュールは、W−CDMA方式の移動体通信装置用の電力増幅モジュールであることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 2, wherein
The power amplification module is a power amplification module for a W-CDMA mobile communication device.
前記電力増幅モジュールは第1系統および前記第1系統よりも高い周波数帯用の第2系統の前記電力増幅回路を有し、
前記第1および第2系統の前記電力増幅回路の最終段の増幅回路が前記第2の半導体チップに形成され、
前記第1および第2系統の前記電力増幅回路の最終段よりも前段の増幅回路が前記第1の半導体チップに形成され、
前記第1の半導体チップでは、前記第1および第2系統の前記増幅回路が前記第1の半導体チップの外周部に配置され、
前記複数の第1パッド電極が前記第1の半導体チップの外周部に配置され、
前記複数の第1パッド電極間が、前記第1の半導体チップの外周部に設けられた前記第1の配線により電気的に接続されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
The power amplification module includes the power amplification circuit of a first system and a second system for a higher frequency band than the first system,
The final stage amplifier circuit of the power amplifier circuit of the first and second systems is formed on the second semiconductor chip,
An amplifier circuit in a stage prior to the final stage of the power amplifier circuits of the first and second systems is formed in the first semiconductor chip;
In the first semiconductor chip, the amplifier circuits of the first and second systems are arranged on the outer periphery of the first semiconductor chip,
The plurality of first pad electrodes are disposed on an outer periphery of the first semiconductor chip,
The power amplification module, wherein the plurality of first pad electrodes are electrically connected by the first wiring provided on an outer peripheral portion of the first semiconductor chip.
前記第1の半導体チップでは、前記複数の第1パッド電極間を接続する前記第1の配線は、前記第1の半導体チップの外周部の前記第2系統の前記増幅回路が配置されていない側に設けられていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 6,
In the first semiconductor chip, the first wiring that connects the plurality of first pad electrodes is on the side of the outer periphery of the first semiconductor chip where the amplification circuit of the second system is not disposed. A power amplifying module characterized in that the power amplifying module is provided.
前記第1の半導体チップでは、前記複数の第1パッド電極間を接続する前記第1の配線は、前記第1の半導体チップの外周部の前記第2系統の前記増幅回路が配置された側には設けられておらず、前記第1の半導体チップの外周部の前記第1系統の前記増幅回路が配置された側に設けられていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 6,
In the first semiconductor chip, the first wiring connecting the plurality of first pad electrodes is provided on the side of the outer periphery of the first semiconductor chip on which the amplification circuit of the second system is disposed. Is provided, and is provided on the side of the outer periphery of the first semiconductor chip on the side where the amplifier circuit of the first system is disposed.
前記第1系統の前記電力増幅回路の送信周波数帯は0.9GHz帯であり、前記第2系統の前記電力増幅回路の送信周波数帯は1.8GHz帯であることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 6,
The power amplification module according to claim 1, wherein a transmission frequency band of the power amplification circuit of the first system is a 0.9 GHz band, and a transmission frequency band of the power amplification circuit of the second system is a 1.8 GHz band.
前記第1パッド電極は、固定電位供給用のパッド電極であることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
The power amplification module, wherein the first pad electrode is a pad electrode for supplying a fixed potential.
前記第1の半導体チップでは、前記複数の第1パッド電極間を接続する前記第1の配線の直下には、能動素子が形成されていないことを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
In the first semiconductor chip, an active element is not formed immediately below the first wiring connecting the plurality of first pad electrodes.
前記第1の半導体チップでは、前記複数の第1パッド電極間を接続する前記第1の配線は、前記複数の第1パッド電極を構成する導電体層と同層の導電体層により形成されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
In the first semiconductor chip, the first wiring that connects the plurality of first pad electrodes is formed of a conductor layer that is the same layer as a conductor layer constituting the plurality of first pad electrodes. A power amplification module characterized by comprising:
前記配線基板は、前記第1および第2の半導体チップを搭載した主面に、固定電位供給用の第1端子を含む複数の端子が形成されており、
前記配線基板の前記第1端子は、前記複数の第1パッド電極のうちの前記第1端子に近い前記第1パッド電極に電気的に接続されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
In the wiring board, a plurality of terminals including a first terminal for supplying a fixed potential are formed on a main surface on which the first and second semiconductor chips are mounted.
The power amplification module, wherein the first terminal of the wiring board is electrically connected to the first pad electrode close to the first terminal among the plurality of first pad electrodes.
前記配線基板の前記第1端子は、前記複数の第1パッド電極のうちの前記第1端子に近い前記第1パッド電極にボンディングワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 13, wherein
The first terminal of the wiring board is electrically connected to the first pad electrode close to the first terminal among the plurality of first pad electrodes through a bonding wire. Amplification module.
前記複数の第1パッド電極のうちの前記第1端子から遠い前記第1パッド電極には、ボンディングワイヤが接続されていないことを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 14, wherein
The power amplification module, wherein a bonding wire is not connected to the first pad electrode far from the first terminal among the plurality of first pad electrodes.
前記電力増幅回路を制御する制御回路が前記第1の半導体チップに形成されていることを特徴とする電力増幅モジュール。 The power amplification module according to claim 1, wherein
A power amplification module, wherein a control circuit for controlling the power amplification circuit is formed in the first semiconductor chip.
(a)その主面に固定電位供給用の第1端子を含む複数の端子が形成された配線基板と、複数のパッド電極がそれぞれ形成された第1および第2の半導体チップとを準備する工程、
(b)前記配線基板の前記主面上に前記第1および第2の半導体チップを搭載する工程、
(c)前記第1および第2の半導体チップの前記複数のパッド電極と前記配線基板の前記複数の端子との間を電気的に接続する工程、
を有し、
前記電力増幅回路の最終段の増幅回路は前記第2の半導体チップに形成されており、
前記電力増幅回路の最終段よりも前段の増幅回路は前記第1の半導体チップに形成されており、
前記第1の半導体チップに形成された前記複数のパッド電極は、前記第1の半導体チップの第1の配線で電気的に接続された同電位の複数の第1パッド電極を含み、
前記(c)工程では、前記配線基板の前記主面における前記第1端子の位置に応じて、前記複数の第1パッド電極から、前記配線基板の前記第1端子に接続すべき前記第1パッド電極を選択し、前記選択された第1パッド電極と前記配線基板の前記第1端子とを電気的に接続することを特徴とする電力増幅モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a power amplification module for a mobile communication device, having a multistage power amplification circuit,
(A) A step of preparing a wiring board having a plurality of terminals including a first terminal for supplying a fixed potential on its main surface, and first and second semiconductor chips each having a plurality of pad electrodes. ,
(B) mounting the first and second semiconductor chips on the main surface of the wiring board;
(C) electrically connecting the plurality of pad electrodes of the first and second semiconductor chips and the plurality of terminals of the wiring board;
Have
The final stage amplifier circuit of the power amplifier circuit is formed on the second semiconductor chip,
An amplifier circuit in a stage prior to the final stage of the power amplifier circuit is formed in the first semiconductor chip,
The plurality of pad electrodes formed on the first semiconductor chip include a plurality of first pad electrodes of the same potential electrically connected by a first wiring of the first semiconductor chip;
In the step (c), the first pad to be connected to the first terminal of the wiring board from the plurality of first pad electrodes according to the position of the first terminal on the main surface of the wiring board. An electrode is selected, and the selected first pad electrode is electrically connected to the first terminal of the wiring board.
前記(c)工程では、前記複数の第1パッド電極のうちの前記配線基板の前記第1端子に近い前記第1パッド電極を選択し、前記選択された第1パッド電極と前記配線基板の前記第1端子とを電気的に接続することを特徴とする電力増幅モジュールの製造方法。 A method for manufacturing a power amplification module according to claim 17,
In the step (c), the first pad electrode close to the first terminal of the wiring board is selected from the plurality of first pad electrodes, and the selected first pad electrode and the wiring board are selected. A method for manufacturing a power amplification module, wherein the first terminal is electrically connected.
前記(c)工程では、前記選択された第1パッド電極と前記配線基板の前記第1端子とをボンディングワイヤによって電気的に接続することを特徴とする電力増幅モジュールの製造方法。 A method for manufacturing a power amplification module according to claim 17,
In the step (c), the selected first pad electrode and the first terminal of the wiring board are electrically connected by a bonding wire.
前記(c)工程では、前記複数の第1パッド電極のうちの前記配線基板の前記第1端子に近い前記第1パッド電極と前記配線基板の前記第1端子とをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、前記複数の第1パッド電極のうちの前記第1端子から遠い前記第1パッド電極にはボンディングワイヤを接続しないことを特徴とする電力増幅モジュールの製造方法。 A method for manufacturing a power amplification module according to claim 17,
In the step (c), the first pad electrode close to the first terminal of the wiring board among the plurality of first pad electrodes and the first terminal of the wiring board are electrically connected via a bonding wire. And a bonding wire is not connected to the first pad electrode far from the first terminal among the plurality of first pad electrodes.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008118624A (en) * | 2006-10-13 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High-frequency power amplifier |
US7995984B2 (en) | 2007-11-21 | 2011-08-09 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
WO2013188694A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Process-compensated hbt power amplifier bias circuits and methods |
JP2014090332A (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
US9041472B2 (en) | 2012-06-14 | 2015-05-26 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including related systems, devices, and methods |
US10084418B2 (en) | 2016-07-27 | 2018-09-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier module |
CN109756200A (en) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 恩智浦美国有限公司 | The multi-stage power amplifier implemented with a variety of semiconductor technologies |
US10763792B2 (en) | 2017-11-06 | 2020-09-01 | Nxp Usa, Inc. | Multiple-stage power amplifiers implemented with multiple semiconductor technologies |
US11456714B2 (en) | 2020-01-23 | 2022-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device for processing radio signal and operating method thereof |
-
2004
- 2004-12-22 JP JP2004370472A patent/JP2006180151A/en active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008118624A (en) * | 2006-10-13 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High-frequency power amplifier |
US7995984B2 (en) | 2007-11-21 | 2011-08-09 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
US9847755B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-12-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules with harmonic termination circuit and related systems, devices, and methods |
US10090812B2 (en) | 2012-06-14 | 2018-10-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules with bonding pads and related systems, devices, and methods |
US9041472B2 (en) | 2012-06-14 | 2015-05-26 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including related systems, devices, and methods |
US9419567B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-08-16 | Skyworks Solutions, Inc. | Process-compensated HBT power amplifier bias circuits and methods |
US9520835B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-12-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including bipolar transistor with grading and related systems, devices, and methods |
US9660584B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-05-23 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including wire bond pad and related systems, devices, and methods |
US9692357B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-06-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules with bifet and harmonic termination and related systems, devices, and methods |
US9755592B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-09-05 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including tantalum nitride terminated through wafer via and related systems, devices, and methods |
WO2013188694A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Process-compensated hbt power amplifier bias circuits and methods |
US9887668B2 (en) | 2012-06-14 | 2018-02-06 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules with power amplifier and transmission line and related systems, devices, and methods |
US11451199B2 (en) | 2012-06-14 | 2022-09-20 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier systems with control interface and bias circuit |
US10771024B2 (en) | 2012-06-14 | 2020-09-08 | Skyworks Solutions, Inc. | Power amplifier modules including transistor with grading and semiconductor resistor |
US10116274B2 (en) | 2012-06-14 | 2018-10-30 | Skyworks Solutions, Inc. | Process-compensated HBT power amplifier bias circuits and methods |
JP2014090332A (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
US10594273B2 (en) | 2016-07-27 | 2020-03-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier module |
US10084418B2 (en) | 2016-07-27 | 2018-09-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power amplifier module |
CN109756200A (en) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 恩智浦美国有限公司 | The multi-stage power amplifier implemented with a variety of semiconductor technologies |
JP2019087992A (en) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | エヌエックスピー ユーエスエイ インコーポレイテッドNXP USA,Inc. | Multiple-stage power amplifiers implemented with multiple semiconductor technologies |
US10763792B2 (en) | 2017-11-06 | 2020-09-01 | Nxp Usa, Inc. | Multiple-stage power amplifiers implemented with multiple semiconductor technologies |
CN109756200B (en) * | 2017-11-06 | 2023-11-17 | 恩智浦美国有限公司 | Multistage power amplifier implemented in multiple semiconductor technologies |
US11456714B2 (en) | 2020-01-23 | 2022-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device for processing radio signal and operating method thereof |
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