JP2006197021A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006197021A
JP2006197021A JP2005004387A JP2005004387A JP2006197021A JP 2006197021 A JP2006197021 A JP 2006197021A JP 2005004387 A JP2005004387 A JP 2005004387A JP 2005004387 A JP2005004387 A JP 2005004387A JP 2006197021 A JP2006197021 A JP 2006197021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
region
semiconductor device
matching circuit
dielectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005004387A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4494223B2 (ja
Inventor
Akira Inoue
晃 井上
Kiyotake Goto
清毅 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2005004387A priority Critical patent/JP4494223B2/ja
Priority to US11/316,994 priority patent/US7463111B2/en
Publication of JP2006197021A publication Critical patent/JP2006197021A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4494223B2 publication Critical patent/JP4494223B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/66High-frequency adaptations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64Impedance arrangements
    • H01L2223/66High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H01L2223/6655Matching arrangements, e.g. arrangement of inductive and capacitive components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49175Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19041Component type being a capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • H01L2924/30111Impedance matching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

【課題】 整合回路基板内で高調波整合をとることによって効率の高い半導体装置を提供する。また、高調波を略全反射させることによって、高調波が外部へ漏れるのを抑制することのできる半導体装置を提供する。
【解決手段】 基板分割切込7よって分断された少なくとも1つの配線領域に、配線が平面で見てコの字状に形成されていない領域6を少なくとも1つ有し、領域6によって三方が囲まれた配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法に設定する。寸法は、n(nは整数)倍高調波の1/(4n)波長に実質的に等しい値とすることができる。領域6の両末端部は、FET1に近い側に配置されていることが好ましい。
【選択図】 図1

Description

本発明は半導体装置に関し、より詳しくは、主として800MHz以上の高周波帯で用いられる半導体装置に関する。
図21は、主として0.8GHz以上の周波数および10W以上の出力で使用される、従来の内部整合型高周波ハイパワーFET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)の平面図である。
図21において、FET121のドレイン電極(図示せず)は、配線122を介して整合回路基板123に接続される。また、FET121のソース電極(図示せず)は、FET121内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図21では省略しているが、FET121のゲート電極(図示せず)も、ドレイン電極と同様にして整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板123は、配線124を介して外部整合回路基板125に接続される。FET121および整合回路基板123の幅方向の寸法Wは4mm程度である。
一般に、内部整合型FETでは、FETのインピーダンスを50Ω等の高インピーダンスに変換しなければならない。このため、半導体装置の動作周波数の波長λに対して、略λ/4のインピーダンス変換線路を構成することが必要となる。
例えば、図21において、整合回路基板123の比誘電率を90とし、厚さを380μmとすると、5GHzの動作周波数では整合回路基板123の長さ方向の寸法Lは2mm程度になる。ここで、1回のインピーダンス変換で十分でない場合には、図21に示すように、外部整合回路基板125を設けることによりさらに変換して所望のインピーダンスにする。
ところで、高出力を得るために、FET121は多数のFET単位126が並列して構成される。FET単位126の個数は出力電力によって適宜設定されるが、通常は10個〜100個程度の数で配置される。このため、各FET単位126の間にループが形成されて寄生発振が起こる場合がある。これを防止するため、整合回路基板123の線路となる配線(図示せず)を基板分割切込127によって分割し、場合に応じて、分割した配線の間に奇モード抑制の抵抗128を配置することが行われている。
FET単位126は、電力密度を上げるために5μm〜100μmの間隔で配置される。このため、十分なインピーダンス変換をFET121の幅(寸法W)の範囲で行うために、整合回路基板123の材料としては、低いインピーダンスの線路が得られる材料、すなわち比誘電率が30〜300程度の高誘電率材料が用いられる。
基本波のインピーダンスは、λ/4インピーダンス変換回路によって設計される。そして、高効率動作を実現させるためには、高調波のインピーダンスについても最適化する必要がある。具体的には、F級動作では2倍波等の偶高調波をショートする必要があり、逆F級動作では3倍波以上の奇高調波をショートする必要がある(例えば、非特許文献1参照。)。
井上晃、外4名、「F級および逆F級増幅器の解析」、信学技報、社団法人 電子情報通信学会、TECHNICAL REPORT OF IEICE ED2003−214、ED2000−231、p.29‐35
しかしながら、従来の内部整合型FETでは、FETと、1または2以上の整合回路基板を並列してパッケージ内に収めなければならない。したがって、FETの幅方向のスペースに余裕がなくなり、高調波整合を考慮してスタブを配置するなどの新たな回路の追加が困難であった。このため、高調波整合を最適化して半導体装置の効率を高くすることができないという問題があった。
また、整合回路基板内で高調波を十分に反射できないために、半導体装置の外部への高調波の漏れを防ぐフィルタを設ける必要があった。このため、半導体装置のコストアップとともに、装置全体のサイズが大きくなってしまうという問題もあった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、整合回路基板内で高調波整合をとることによって効率の高い半導体装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、高調波を略全反射させることによって、高調波が外部へ漏れるのを抑制することのできる半導体装置を提供することにある。
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。
本願第1の発明は、トランジスタと、このトランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、この整合回路基板の表面に形成された配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に、配線が平面で見てコの字状に形成されていない領域を少なくとも1つ有し、この領域によって三方が囲まれた配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置に関する。
また、本願第2の発明は、トランジスタと、このトランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、この整合回路基板の表面に形成された配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に、配線が平面で見てL字状に形成されていない領域を少なくとも1つ有し、L字状の領域と整合基板の端部またはL字状の領域と配線分断領域によって三方が囲まれた部分にある配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置に関する。
また、本願第3の発明は、トランジスタと、このトランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、この整合回路基板の表面に形成された第1の配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、整合回路基板は、裏面に接地電極が設けられた第1の誘電体層と、この第1の誘電体層の上に形成され且つ表面に第1の配線が設けられた第2の誘電体層とを有し、この第2の誘電体層にはビアホールが設けられていて、第1の配線は、第1の誘電体層の表面に設けられた第2の配線と前記ビアホールを介して電気的に接続し、第1の配線から接地電極までの線路長を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置に関する。
さらに、本願第4の発明は、トランジスタと、このトランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、この整合回路基板の表面に形成された第1の配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、整合回路基板は、裏面に第2の配線と接地電極とが設けられた誘電体層を有し、第2の配線は、誘電体層に設けられたビアホールを介して第1の配線と電気的に接続し、第1の配線から接地電極までの線路長を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置に関する。
この発明は以上説明したように、整合回路基板の外部に新たに回路を設ける必要がないので、整合回路基板およびパッケージのサイズ変更やコストアップを防ぐことができる。
また、本発明によれば、高調波のインピーダンスをショート近傍に設定できるので、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率を高くすることが可能となる。
さらに、本発明によれば、高調波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる高調波を少なくすることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。
図1において、FET(電界効果トランジスタ。以下、本明細書において同じ。)1は多数のFET単位1´が並列して構成されており、FET1のドレイン電極(図示せず)は、配線2を介して整合回路基板3に接続される。また、FET1のソース電極(図示せず)は、FET1内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図1では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET1のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板3は、配線4を介して外部整合回路基板5に接続される。尚、図1における符号7は、配線分断領域としての基板分割切込であり、場合に応じて、基板分割切込7のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗10を配置することができる。
本実施の形態においては、整合回路基板3に配線が設けられていない領域6を平面で見てコの字状に形成し、領域6によって三方が囲まれた部分にある配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とするものである。具体的には、配線方向の長さ方向の寸法を、n(nは整数)倍高調波の1/(4n)波長に実質的に等しい寸法とすることができる。
図1では、領域6によって囲まれた部分の配線が、半導体装置の動作周波数f(または、波長λ)の2倍で共振するように、その長さ方向の寸法Lを基本波の波長の1/8に略一致させている。
図1に示すように、領域6の両末端部6a,6bは、トランジスタに近い側、すなわちFET1のドレイン電極側に配置されている。このため、ドレイン側のインピーダンスは、領域6で囲まれた部分の配線のオープン端から2倍波の1/4波長のインピーダンス、すなわち2倍波でショート近傍となり、FET1から見た2倍波出力整合は略ショートになる。
一般に、整合回路基板の比誘電率は、少ない基板面積で低インピーダンスを得るために30〜300と高い値を有している。このため、整合回路基板3に接続する配線4から出る電気力線は、略垂直に裏面の接地電極へと向かう。したがって、領域6の幅方向の寸法(領域6の間隔)Wを小さくしても共振部分として機能させることが可能であるので、整合回路基板3の面積に十分収まる値に設定することができる。
例えば、動作周波数を5GHzとすると、整合回路基板の厚さは380μm、比誘電率は90、幅は約4mm、長さは約2mmである。この場合、領域6の幅方向の寸法Wを50μmとし、長さ方向の寸法Lを1mmとすれば、2倍波での共振が可能となる。
領域6によって囲まれた部分の幅方向の寸法Wが広いほど、領域6における共振線路のインピーダンスを低くしてショートに近い2倍波整合が可能となる。このことを、図2および図3を用いて説明する。
図2は、図1に示す基板分割切込7によって分割された整合回路基板3の一部(以下、整合回路基板部分8という。)であり、整合回路基板3全体の略1/4の面積となっている。図の例では、整合回路基板部分8の幅方向の寸法Wは0.95mm、長さ方向の寸法Lは1.9mm、領域6の幅方向の寸法Wは0.05mmである。電磁界シミュレーションによってSパラメータを求め、寸法Wとインピーダンスとの関係を示した結果が図3である。
図3から分かるように、基本波(周波数:5GHz)のインピーダンスは寸法Wにかかわらず略一定である。一方、2倍波では、寸法Wの増加とともにインピーダンスの実部は急激に低下する。ここで、基本波のインピーダンスに対して2倍波がショートとして十分に機能するためには、2倍波のインピーダンスが基本波のインピーダンスの少なくとも1/4以下になる必要がある。すなわち、図3より、寸法Wは200μm以上でなければならない。この値は、整合回路基板部分8の幅方向の寸法Wの略1/5に相当するので、十分なショートを実現するには、寸法Wの1/5以上の値となるように寸法Wを設定する必要があると言える。したがって、図2における寸法Wは、例えば0.3mm程度とすることができる。
以上述べたように、本実施の形態は、整合回路基板に配線が設けられていない領域を平面で見てコの字状に形成することを特徴としている。すなわち、整合回路基板の外部に新たに回路を設けるわけではないので、整合回路基板およびパッケージのサイズを変える必要がなく、コストアップを防ぐことができる。
また、本実施の形態によれば、2倍波インピーダンスをショート近傍に設定できるので、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率を高くすることが可能となる。
さらに、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
尚、図1では、基板分割切込7によって4分割された整合回路基板3の各部分の全てに、配線が設けられていないコの字状の領域を設けている。しかし、本発明においては、基板分割切込によって分割された少なくとも1つの配線領域にコの字状の領域が少なくとも1つ設けられていればよい。但し、図1のようにした場合には、1つのコの字状の領域で実現可能なインピーダンスの1/4のインピーダンスを実現できるので、より完全なショートを実現させて半導体装置の効率を一層向上させることが可能となる。また、併せて、2倍波が半導体装置の外部へと漏れるのをより少なくすることができる。
実施の形態2.
図4は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。
図4において、FET11は多数のFET単位11´が並列して構成されており、FET11のドレイン電極(図示せず)は、配線12を介して整合回路基板13に接続される。また、FET11のソース電極(図示せず)は、FET11内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図4では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET11のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板13は、配線14を介して外部整合回路基板15に接続される。尚、図4における符号17は、配線分断領域としての基板分割切込であり、場合に応じて、基板分割切込17のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗20を配置することができる。
本実施の形態においては、整合回路基板13に配線が設けられていない領域16を平面で見てL字状に形成し、領域16と整合基板の端部13a,13b、または、領域16と基板分割切込17によって三方が囲まれた部分にある配線の長さ方向の寸法を、高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とするものである。具体的には、配線方向の長さ方向の寸法を、n(nは整数)倍高調波の1/(4n)波長に実質的に等しい寸法とすることができる。
図4に示すように、領域16の一端16aは、トランジスタに近い側、すなわちFET11のドレイン電極側に配置されている。一方、領域16の他端16bは、整合回路基板の端部13a,13bまたは基板分割切込17に接している。
領域16と整合回路基板の端部13a,13bによって囲まれた部分の配線、および、領域16と基板分割切込17によって囲まれた部分の配線が、半導体装置の動作周波数f(または、波長λ)の2倍で共振するように、これらの長さ方向の寸法Lを基本波の波長の1/8に略一致させている。このようにすることによって、ドレイン側のインピーダンスは、この部分の配線のオープン端から2倍波の1/4波長のインピーダンス、すなわち2倍波でショート近傍となり、FET11から見た2倍波出力整合は略ショートになる。
例えば、動作周波数を5GHzとすると、整合回路基板の厚さは380μm、比誘電率は90、幅は約4mm、長さは約2mmである。この場合、領域16の幅方向の寸法(領域16の間隔)Wを50μmとし、長さ方向の寸法Lを1mmとすれば、2倍波での共振が可能となる。
領域16と整合回路基板の端部13a,13bによって囲まれた部分の配線、または、領域16と基板分割切込17によって囲まれた部分の配線について、その幅方向の寸法Wが広いほど、領域16における共振線路のインピーダンスを低くしてショートに近い2倍波整合が可能となる。このことを、図5および図6を用いて説明する。
図5は、図4に示す基板分割切込17によって分割された整合回路基板13の一部(以下、整合回路基板部分18という。)であり、整合回路基板13全体の略1/4の面積となっている。図の例では、整合回路基板部分18の幅方向の寸法Wは0.95mm、長さ方向の寸法Lは1.9mm、領域16の幅方向の寸法(領域16の間隔)Wは0.05mmである。電磁界シミュレーションによってSパラメータを求め、領域16と整合回路基板部分18の端部によって囲まれた部分の幅方向の寸法Wとインピーダンスとの関係を示した結果が図6である。
図6において、寸法Wが0μm〜250μmの範囲で変化したとき、基本波(周波数:5GHz)のインピーダンスの変化は1.9Ω〜2.6Ωの範囲内であり、寸法Wの変化に対するインピーダンスの変化は僅かなものである。一方、2倍波では、寸法Wの増加とともにインピーダンスの実部は急激に低下する。ここで、基本波のインピーダンスに対して2倍波がショートとして十分に機能するためには、2倍波のインピーダンスが基本波のインピーダンスの少なくとも1/4以下になる必要がある。すなわち、図6より、寸法Wは25μm以上でなければならない。この値は、整合回路基板部分18の幅方向の寸法Wの略1/38に相当するので、十分なショートを実現するには、寸法Wの1/38以上の値となるように寸法Wを設定する必要があると言える。したがって、図5における寸法Wは、例えば50μm程度とすることができる。
以上述べたように、本実施の形態は、整合回路基板に配線が設けられていない領域を平面で見てL字状に形成し、この領域の一端が基板分割切込に接するようにしているので、基板分割と2倍波整合を同時に行うことが可能となる。また、これにより、小さい基板面積で基本波と2倍波の整合を実現することができる。
また、本実施の形態によれば、整合回路基板の外部に新たに回路を設けるわけではないので、整合回路基板およびパッケージのサイズを変える必要がなく、コストアップを防ぐことができる。
また、本実施の形態によれば、2倍波インピーダンスをショート近傍に設定できるので、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率を高くすることが可能となる。
さらに、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
尚、図4では、基板分割切込17によって4分割された整合回路基板13の各部分の全てに、配線が設けられていないL字状の領域を設けている。しかし、本発明においては、基板分割切込によって分割された少なくとも1つの配線領域にL字状の領域が少なくとも1つ設けられていればよい。但し、図4のようにした場合には、1つのL字状の領域で実現可能なインピーダンスの1/4のインピーダンスを実現できるので、より完全なショートを実現させて半導体装置の効率を一層向上させることが可能となる。また、併せて、2倍波が半導体装置の外部へと漏れるのをより少なくすることができる。
実施の形態3.
図7は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。尚、本実施の形態において、第1の基板分割切込とは、本発明における配線分断領域であり、第2の基板分割切込とは、本発明における他の配線分断領域である。
図7において、FET21は多数のFET単位21´が並列して構成されており、FET21のドレイン電極(図示せず)は、配線22を介して整合回路基板23に接続される。また、FET21のソース電極(図示せず)は、FET21内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図7では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET21のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板23は、配線24を介して外部整合回路基板25に接続される。尚、図7における符号27は第1の基板分割切込であり、場合に応じて、第1の基板分割切込27のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗28を配置することができる。
本実施の形態は、整合回路基板23に配線が設けられていない領域26を平面で見てコの字状に形成する点で実施の形態1と共通するが、領域26の折曲部26cに第2の基板分割切込29を接続する点で実施の形態1と異なる。このようにすることによって、基板分割と2倍波整合を同時に行うことが可能となり、小さい基板面積で基本波と2倍波の整合を実現することができる。尚、基板分割切込27には、場合に応じて奇モード抑制の抵抗30を配置することができる。
本実施の形態においては、半導体装置の動作周波数f(または、波長λ)の2倍で共振するようにするために、領域26によって三方が囲まれた部分にある配線の長さ方向の寸法Lを基本波の波長の1/8に略一致させる。尚、この寸法は、n(nは整数)倍高調波に対しては、波長の1/(4n)に実質的に等しい値となるようにする。
本実施の形態によれば、整合回路基板に配線が設けられていない領域を平面で見てコの字状に形成するとともに、この領域の折曲部に基板分割切込を接続するので、整合回路基板の面積を従来より小さいものとしてコストダウンを図ることが可能となる。
実施の形態4.
図8は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。
図8において、FET31は多数のFET単位31´が並列して構成されており、FET31のドレイン電極(図示せず)は、配線32を介して整合回路基板33に接続される。また、FET31のソース電極(図示せず)は、FET31内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図8では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET31のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板33は、配線34を介して外部整合回路基板35に接続される。
本実施の形態においては、整合回路基板33に配線が設けられていない領域を平面で見てコの字状またはL字状に形成する。そして、コの字状の領域36によって三方が囲まれた部分、または、L字状の領域37と整合回路基板の端部33a,33bによって三方が囲まれた部分に、MIMキャパシタ(容量)38を設けることを特徴としている。
MIMキャパシタ38の一端は、整合回路基板33の表面に形成された配線(図示せず)のオープン端付近に接続する。また、MIMキャパシタ38の他端は、整合回路基板33に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極に接続する。この構成によれば、領域36,37の線路が容量を介して接地することになるので、MIMキャパシタ38を所謂ショートスタブとして機能させることができる。
尚、図8における符号39は、配線分断領域としての基板分割切込であり、場合に応じて、基板分割切込39のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗40を配置することができる。
コの字状の領域36によって三方が囲まれた部分、および、L字状の領域37と整合回路基板の端部33a,33bによって三方が囲まれた部分の長さ方向の寸法Lをλ/4とすると、2倍波の波長に対して(1/4波長+1/4波長)の線路となるので、インピーダンスをショートとすることが可能になる。また、MIMキャパシタ38の容量値Cと、寸法Lとを2倍波で共振させることによって、2倍波をショートすることもできる。特に、LC共振を用いれば、波長が長い場合であっても容量を大きくすることによって共振させることができるので、小型で2倍波共振する整合回路基板が得られる。
本実施の形態によれば、整合回路基板の内部にMIMキャパシタを設けることによって、周波数λが長い場合であっても、小型の整合回路基板で2倍波をショートさせることができるので、半導体装置のコストダウンを図ることが可能となる。
また、本実施の形態によれば、2倍波インピーダンスをショート近傍に設定できるので、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率を高くすることが可能となる。
さらに、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
実施の形態5.
図9は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。また、図10は、図9の整合回路基板43のA−A´線に沿う断面図である。さらに、図11は、図9の整合回路基板43の中間層の平面図である。
図9において、FET41は多数のFET単位41´が並列して構成されており、FET41のドレイン電極(図示せず)は、配線42を介して整合回路基板43に接続される。また、FET41のソース電極(図示せず)は、FET41内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図9では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET41のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板43は、配線44を介して外部整合回路基板45に接続される。尚、図9における符号51は、配線分断領域としての基板分割切込であり、場合に応じて、基板分割切込51のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗52を配置することができる。
図10に示すように、整合回路基板43は、裏面に接地電極50が設けられた第1の誘電体層48aと、第1の誘電体層48aの上に形成され且つ表面に第1の配線としての配線47が設けられた第2の誘電体層48bとを有する。尚、本実施の形態において、整合回路基板43の裏面は第1の誘電体層48aの裏面に一致し、整合回路基板43の表面は第2の誘電体層48bの表面に一致する。
図9に示すように、第2の誘電体層48bのFET41に近い側にはビアホール46が設けられている。そして、図10および図11に示すように、ビアホール46の一端は配線47に接続する。また、ビアホール46の他端は、第1の誘電体層48aの表面に設けられた、第2の配線としての高調波共振部49に接続する。ここで、配線47から配線99のオープン端までの線路長は、高調波のインピーダンスがショートなる寸法に設定する。
ビアホール46を設けることによって、高調波共振部49は、基本波の波長の1/8よりやや短い長さにおいて2倍波で共振する。また、中間層48は、整合回路基板の表面に形成された配線47より、裏面に形成された接地電極50に近い位置に設けられる。したがって、同じ線路幅であっても、従来より低いインピーダンスの線路とすることができるので、2倍波インピーダンスを低くすることが可能となる。
例えば、実施の形態1で説明した図2および図3において、W=200μmとしたときの2倍波のインピーダンスRは0.44Ωである。一方、幅200μmの配線を本実施の形態における中間層に形成し、これを高調波共振部としたときのインピーダンスは0.04Ωまで低下する。
以上述べたように、本実施の形態によれば、整合回路基板の中間層に高調波共振部を設けるので、従来より低いインピーダンスで2倍波インピーダンスをショートに設定することができる。これにより、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率を高くすることが可能となる。
また、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
実施の形態6.
図12は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。また、図13は、図12の整合回路基板63のB−B´線に沿う断面図である。さらに、図14は、図13の整合回路基板63の中間層の平面図である。
図12において、FET61は多数のFET単位61´が並列して構成されており、FET61のドレイン電極(図示せず)は、配線62を介して整合回路基板63に接続される。また、FET61のソース電極(図示せず)は、FET61内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図12では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET61のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板63は、配線64を介して外部整合回路基板65に接続される。尚、図12における符号71は、配線分断領域としての基板分割切込であり、基板分割切込71のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗73を配置することができる。
また、図13に示すように、整合回路基板63、裏面に接地電極72が設けられた第1の誘電体層68aと、第1の誘電体層68aの上に形成され且つ表面に第1の配線としての配線67が設けられた第2の誘電体層68bとを有する。尚、本実施の形態において、整合回路基板63の裏面は第1の誘電体層68aの裏面に一致し、整合回路基板63の表面は第2の誘電体層68bの表面に一致する。
図12に示すように、第2の誘電体層68bのFET61に近い側にはビアホール66が設けられている。そして、図13および図14に示すように、ビアホール66の一端は配線67に接続する。また、ビアホール66の他端は、第1の誘電体層68aの表面に設けられた、第2の配線としての高調波共振部69に接続する。ここで、配線67から接地電極72までの線路長は、高調波のインピーダンスがショートとなる寸法に設定する。
本実施の形態においては、高調波共振部69の下方の第1の誘電体層68aが、エッチング等の方法によって除去されていることを特徴とする。このような構造とすることによって、高調波共振部69における共振のQ値を高くすることができるので、実施の形態5よりさらに低い2倍波インピーダンスを実現することが可能となる。これにより、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率をさらに高くすることができる。
また、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
実施の形態7.
図15は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。また、図16は、図15の整合回路基板83のC−C´線に沿う断面図である。さらに、図17は、図15の整合回路基板83を裏面から見た平面図である。
図15において、FET81は多数のFET単位81´が並列して構成されており、FET81のドレイン電極(図示せず)は、配線82を介して整合回路基板83に接続される。また、FET81のソース電極(図示せず)は、FET81内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図15では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET81のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板83は、配線84を介して外部整合回路基板85に接続される。尚、図15における符号91は、配線分断領域としての基板分割切込であり、基板分割切込91のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗92を配置することができる。
また、本実施の形態における整合回路基板83は、裏面に第2の配線としての高調波共振部88と接地電極89が設けられた誘電体層90を有する。尚、本実施の形態において、整合回路基板83の裏面は誘電体層90の裏面に一致し、整合回路基板83の表面は誘電体層90の表面に一致する。
図15に示すように、誘電体層90のFET81に近い側にはビアホール86が設けられていて、ビアホール86の一端は、誘電体層90の表面に形成された、第1の配線としての配線87に接続している(図16)。また、ビアホールの他端は、誘電体層90の裏面に形成された高調波共振部88に接続している(図16,17)。そして、図17に示すように、高周波共振部88の周囲には接地電極89が形成されている。
このように、本実施の形態においては、整合回路基板の裏面に高周波共振部が設けられていることを特徴とする。すなわち、整合回路基板に中間層を形成する必要がないので、整合回路基板を製造工程を少なくして、安価に整合回路基板を製造することが可能となる。
尚、この半導体装置を実装する際には、各高周波共振部を誘電体で被覆するか、または、高周波共振部の部分に段差を設けて、高周波共振部が電気的に接続しないようにする。
実施の形態8.
図18は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。
図18において、FET91は多数のFET単位91´が並列して構成されており、FET91のドレイン電極(図示せず)は、配線92を介して整合回路基板93に接続される。また、FET91のソース電極(図示せず)は、FET91内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図18では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET91のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板93は、配線94を介して外部整合回路基板95に接続される。
本実施の形態においては、整合回路基板93に配線が設けられていない領域96を平面で見てH字状に形成するとともに、整合回路基板の端部93a,93bに平面で見てT字状の切込部97を形成することを特徴としている。そして、領域96によって囲まれた部分、および、切込部97と整合回路基板の端部93a,93bによって囲まれた部分における各線路が、半導体装置の動作周波数f(または、波長λ)の2倍で共振するように、その寸法をλ/8に略一致させている。尚、図18における符号98は、配線分断領域としての基板分割切込であり、基板分割切込98のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗99を配置することができる。
図18に示すように、領域96の末端部96a,96bは、FET91のドレイン電極側に配置されている。一方、領域96の末端部96c,96dは、ドレイン電極側と反対側に配置されている。また、切込部97の一端97aはドレイン電極側に配置されているが、他端97bはドレイン電極と反対側に配置されている。
このため、ドレイン側のインピーダンスは、領域96によって三方が囲まれた部分の配線、および、切込部97と整合回路基板の端部93a,93bによって三方が囲まれた部分の配線のオープン端から2倍波の1/4波長のインピーダンス、すなわち2倍波でショート近傍となる。また、ドレイン電極側と反対側の線路については、ドレイン端100からλ/4程度離れた位置でショートになるので、ドレイン端100の2倍波インピーダンスをショートにする。そして、これらが組み合わさることによって、ドレイン端100での2倍波インピーダンスは、実施の形態1および2に比較して半分程度まで低くすることが可能となる。
尚、図18では、整合回路基板93の内部に、H字状の領域96とT字状の切込部97を2つずつ設けている。このようにすることによって、1つずつ設けた場合の半分のインピーダンスで2倍波インピーダンスをショートに設定することができる。これにより、半導体装置の動作をF級動作に近くして効率をさらに高くすることができる。
また、本実施の形態によれば、2倍波をショートにして反射するので、半導体装置の外部に漏れる2倍波を少なくすることができる。したがって、従来より半導体装置の外部に設けていた2倍波抑制用のフィルタを省くことができる。また、2倍波抑制用のフィルタを設ける場合であっても、従来より低い性能のフィルタに変えることができる。これにより、半導体装置全体の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
実施の形態9.
図19は、本実施の形態にかかる半導体装置の平面図である。また、図20は、図19の整合回路基板の中間層の平面図である。
図19において、FET101は多数のFET単位101´が並列して構成されており、FET101のドレイン電極(図示せず)は、配線102を介して整合回路基板103に接続される。また、FET101のソース電極(図示せず)は、FET101内に設けられたビアホール(図示せず)を介して裏面の接地電極(図示せず)に接続される。さらに、図19では省略しているが、ドレイン電極と同様に、FET101のゲート電極(図示せず)も他の整合回路基板(図示せず)に接続される。そして、ドレイン電極が接続する整合回路基板103は、配線104を介して外部整合回路基板105に接続される。尚、図19における符号110は、配線分断領域としての基板分割切込であり、基板分割切込110のドレイン電極側に奇モード抑制の抵抗114を配置することができる。
本実施の形態においては、整合回路基板103に配線が設けられていない領域106,107を平面で見てコの字状またはL字状に形成する。そして、コの字状の領域106によって三方が囲まれた部分、または、L字状の領域107と整合回路基板の端部103a,103bによって三方が囲まれた部分に、MIMキャパシタ108とビアホール109を設けることを特徴としている。尚、本実施の形態においては、L字状の領域と基板分割切込によって三方が囲まれた部分を形成し、この部分にMIMキャパシタとビアホールを設けてもよい。
本実施の形態における整合回路基板103は、裏面に接地電極(図示せず)が設けられた第1の誘電体層111aと、第1の誘電体層111aの上に形成され且つ表面に配線(図示せず)が設けられた第2の誘電体層111bとを有する。尚、本実施の形態において、整合回路基板103の裏面は第1の誘電体層111aの裏面に一致し、整合回路基板103の表面は第2の誘電体層111bの表面に一致する。
MIMキャパシタ108の一端は、第2の誘電体層111bの表面に形成された配線に直列に接続されており、DC(直流)信号は絶縁する一方で、RF(高周波)信号は通過させる構造となっている。また、第2の誘電体層111bには、第1のビアホール109が設けられていて、MIMキャパシタ108の他端は、ビアホール109を介して、第1の誘電体層111aに設けられた配線112に接続している(図20)。そして、配線112は、第1の誘電体層111aに設けられた第2のビアホール113を介して接地電極に接続される。
本実施の形態においては、第2の誘電体層111bの表面に形成された配線から接地電極までの線路長を基本波の半波長に実質的に等しい寸法に設定する。このようにすることによって、端部106a,106b,107aのインピーダンスを、基本波および奇高調波に対してはオープンとし、2倍波を含む全ての偶高調波に対してはショートとすることができる。これにより、半導体装置の動作を理想的なF級動作として高い効率を得ることができる。
尚、上述した実施の形態1〜9においては、出力側の整合回路基板を例にとり本発明を説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、入力側の整合回路基板にも適用することができる。但し、整合回路基板を入力側とした場合、例えば、実施の形態1における領域6の両端部6a,6bはFET1のゲート電極側に配置される。実施の形態2〜9についても同様である。
また、実施の形態1〜9においては、F級整合を実現するために2倍波をショートとした。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、逆F級整合を実現するために3倍波をショートとすることもできる。但し、3倍波をショートとする場合には、実施の形態1におけるコの字状の領域6によって囲まれた部分の配線の長さ方向の寸法Lがλ/12になるように設定する。換言すると、本発明においては、n倍波をショートとし、配線の長さをλ/(4n)とすることによって、半導体装置の外部への高調波の漏れを抑制することができる。
実施の形態1にかかる半導体装置の平面図である。 図1の整合回路基板の一部分の平面図である。 図1の寸法Wとインピーダンスとの関係を示す図である 実施の形態2にかかる半導体装置の平面図である。 図4の整合回路基板一部分の平面図である。 図4の寸法Wとインピーダンスとの関係を示す図である 実施の形態3にかかる半導体装置の平面図である。 実施の形態4にかかる半導体装置の平面図である。 実施の形態5にかかる半導体装置の平面図である。 図9のA−A´線に沿う断面図である。 図9の整合回路基板の中間層の平面図である。 実施の形態6にかかる半導体装置の平面図である。 図12のB−B´線に沿う断面図である。 図13の整合回路基板の中間層の平面図である。 実施の形態7にかかる半導体装置の平面図である。 図15のC−C´線に沿う断面図である。 図15の整合回路基板を裏面から見た平面図である。 実施の形態8にかかる半導体装置の平面図である。 実施の形態9にかかる半導体装置の平面図である。 図19の整合回路基板の中間層の平面図である。 従来の半導体装置の平面図である。
符号の説明
1,11,21,31,41,61,81,91,101,121 FET
2,4,12,14,22,24,32,34,42,44,47,62,64,67,82,84,87,92,94,102,104,112,122,124 配線
3,13,23,33,43,63,83,93,103,123 整合回路基板
5,15,25,35,45,65,85,95,105,125 外部整合回路基板
7,17,39,51,71,91,98,110,127 基板分割切込
10,20,28,30,40,52,73,92,99,114,128 抵抗
27 第1の基板分割切込
29 第2の基板分割切込
38,108 MIMキャパシタ
46,66,86,109,113 ビアホール
48a,68a,111a 第1の誘電体層
48b,68b,111b 第2の誘電体層
49,69,88 高調波共振部
50,72,89 接地電極
100 ドレイン端
126 FET単位

Claims (19)

  1. トランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、
    前記整合回路基板の表面に形成された配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、
    前記配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に、前記配線が平面で見てコの字状に形成されていない領域を少なくとも1つ有し、該領域によって三方が囲まれた前記配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記寸法がn(nは整数)倍高調波の1/(4n)波長に実質的に等しい請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記コの字状の領域の両末端部が前記トランジスタに近い側に配置されている請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 前記コの字状の領域の折曲部に、前記配線を分断する他の配線分断領域がさらに接続している請求項1〜3に記載の半導体装置。
  5. 前記コの字状の領域によって三方が囲まれた前記配線のオープン端付近に一端が接続する容量を有し、該容量の他端が接地されている請求項1〜3に記載の半導体装置。
  6. 前記配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に前記コの字状の領域が2つあり、
    これらのコの字状の領域は、進行波の方向に対して直列に接続されていて、
    1のコの字状の領域の両末端部が前記トランジスタに近い側に配置されており、他のコの字状の領域の両末端部が前記トランジスタとは反対の側に配置されている請求項1または2に記載の半導体装置。
  7. 前記整合回路基板は、裏面に接地電極が設けられた第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層の上に形成され且つ表面に前記配線が設けられた第2の誘電体層とを備えており、
    前記コの字状の領域によって三方が囲まれた部分にある前記配線に一端が接続する容量が、前記第2の誘電体層に設けられた第1のビアホールを介して、前記第1の誘電体層の表面に設けられた他の配線に他端を電気的に接続し、
    前記他の配線が、前記第1の誘電体層に設けられた第2のビアホールを介して前記接地電極に電気的に接続していて、
    前記配線から前記接地電極までの線路長を基本波の半波長に実質的に等しい寸法とした請求項1〜3に記載の半導体装置。
  8. トランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、
    前記整合回路基板の表面に形成された配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、
    前記配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に、前記配線が平面で見てL字状に形成されていない領域を少なくとも1つ有し、
    前記L字状の領域と前記整合基板の端部または前記L字状の領域と前記配線分断領域によって三方が囲まれた部分にある前記配線の長さ方向の寸法を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置。
  9. 前記寸法がn(nは整数)倍高調波の1/(4n)波長に実質的に等しい請求項8に記載の半導体装置。
  10. 前記L字状の領域の一端が前記トランジスタに近い側に位置している請求項8または9に記載の半導体装置。
  11. 前記L字状の領域と前記整合基板の端部または前記L字状の領域と前記配線分断領域によって三方が囲まれた部分にある前記配線のオープン端付近に一端が接続する容量を有し、該容量の他端が接地されている請求項8〜10に記載の半導体装置。
  12. 前記配線分断領域によって分断された少なくとも1つの配線領域に前記L字状の領域が2つあり、
    これらのL字状の領域は、進行波の方向に対して直列に接続されていて、
    1のL字状の領域の一端が前記トランジスタに近い側に配置されており、他のL字状の領域の一端が前記トランジスタとは反対の側に配置されている請求項8または9に記載の半導体装置。
  13. 前記整合回路基板は、裏面に接地電極が設けられた第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層の上に形成され且つ表面に前記配線が設けられた第2の誘電体層とを備えており、
    前記L字状の領域と前記整合基板の端部または前記L字状の領域と前記配線分断領域によって三方が囲まれた部分にある前記配線に一端が接続する容量が、前記第2の誘電体層に設けられた第1のビアホールを介して、前記第1の誘電体層の表面に設けられた他の配線に他端を電気的に接続し、
    前記他の配線が、前記第1の誘電体層に設けられた第2のビアホールを介して前記接地電極に電気的に接続していて、
    前記配線から前記接地電極までの線路長を基本波の半波長に実質的に等しい寸法とした請求項8〜10に記載の半導体装置。
  14. トランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、
    前記整合回路基板の表面に形成された第1の配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、
    前記整合回路基板は、裏面に接地電極が設けられた第1の誘電体層と、
    前記第1の誘電体層の上に形成され且つ表面に前記第1の配線が設けられた第2の誘電体層とを有し、
    前記第2の誘電体層にはビアホールが設けられていて、前記第1の配線は、前記第1の誘電体層の表面に設けられた第2の配線と前記ビアホールを介して電気的に接続し、
    前記第1の配線から前記接地電極までの線路長を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置。
  15. 前記第2の配線の下層部分の前記第1の誘電体層が除去されている請求項14に記載の半導体装置。
  16. 前記ビアホールが前記トランジスタに近い側に配置されている請求項14または15に記載の半導体装置。
  17. トランジスタと、
    前記トランジスタに電気的に接続する整合回路基板と、
    前記整合回路基板の表面に形成された第1の配線を分断する配線分断領域とを備えた半導体装置であって、
    前記整合回路基板は、裏面に第2の配線と接地電極とが設けられた誘電体層を有し、
    前記第2の配線は、前記誘電体層に設けられたビアホールを介して前記第1の配線と電気的に接続し、
    前記第1の配線から前記接地電極までの線路長を高調波のインピーダンスがショートとなる寸法にしたことを特徴とする半導体装置。
  18. 前記第2の配線が誘電体で被覆されている請求項17に記載の半導体装置。
  19. 前記第2の配線の部分に段差が設けられている請求項17に記載の半導体装置。
JP2005004387A 2005-01-11 2005-01-11 半導体装置 Active JP4494223B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005004387A JP4494223B2 (ja) 2005-01-11 2005-01-11 半導体装置
US11/316,994 US7463111B2 (en) 2005-01-11 2005-12-27 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005004387A JP4494223B2 (ja) 2005-01-11 2005-01-11 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006197021A true JP2006197021A (ja) 2006-07-27
JP4494223B2 JP4494223B2 (ja) 2010-06-30

Family

ID=36652681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005004387A Active JP4494223B2 (ja) 2005-01-11 2005-01-11 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7463111B2 (ja)
JP (1) JP4494223B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008041682A1 (fr) * 2006-10-02 2008-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif à semi-conducteur
JP2009159591A (ja) * 2007-12-06 2009-07-16 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅器
JP2011176752A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Mitsubishi Electric Corp 増幅器
CN101299478B (zh) * 2008-06-13 2012-04-18 中国科学院光电技术研究所 一种Wilkinson功率分配器
JP2016158167A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 三菱電機株式会社 半導体装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9203361B2 (en) 2009-05-18 2015-12-01 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Harmonic control apparatus and related radio frequency devices and base stations
JP5983117B2 (ja) * 2012-07-11 2016-08-31 三菱電機株式会社 半導体装置
EP3782281B8 (en) 2018-04-17 2024-07-31 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Radio frequency power amplifier with harmonic control circuit as well as method for manufacturing the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05199047A (ja) * 1992-01-20 1993-08-06 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波半導体増幅器
JPH05243873A (ja) * 1992-02-26 1993-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高効率増幅器
JPH06224227A (ja) * 1993-01-22 1994-08-12 Toshiba Corp マイクロ波半導体装置
JPH07307626A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波高出力増幅器
JPH08130423A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Mitsubishi Electric Corp 高調波抑圧回路
JPH09139639A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Mitsubishi Electric Corp 高周波半導体増幅器
JPH1028006A (ja) * 1996-07-10 1998-01-27 Kyocera Corp 積層共振器および積層誘電体フィルタならびに積層誘電体フィルタの共振特性調整方法
JPH11145744A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Nec Corp マイクロ波増幅器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2513146B2 (ja) * 1993-09-20 1996-07-03 日本電気株式会社 高効率増幅回路
JP3888785B2 (ja) * 1998-09-28 2007-03-07 三菱電機株式会社 高周波電力増幅器
JP2004254223A (ja) 2003-02-21 2004-09-09 New Japan Radio Co Ltd 導波管入出力マイクロ波回路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05199047A (ja) * 1992-01-20 1993-08-06 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波半導体増幅器
JPH05243873A (ja) * 1992-02-26 1993-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高効率増幅器
JPH06224227A (ja) * 1993-01-22 1994-08-12 Toshiba Corp マイクロ波半導体装置
JPH07307626A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波高出力増幅器
JPH08130423A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Mitsubishi Electric Corp 高調波抑圧回路
JPH09139639A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Mitsubishi Electric Corp 高周波半導体増幅器
JPH1028006A (ja) * 1996-07-10 1998-01-27 Kyocera Corp 積層共振器および積層誘電体フィルタならびに積層誘電体フィルタの共振特性調整方法
JPH11145744A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Nec Corp マイクロ波増幅器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008041682A1 (fr) * 2006-10-02 2008-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif à semi-conducteur
JPWO2008041682A1 (ja) * 2006-10-02 2010-02-04 株式会社東芝 半導体装置
JP5085552B2 (ja) * 2006-10-02 2012-11-28 株式会社東芝 半導体装置
US8357942B2 (en) 2006-10-02 2013-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device with a peripheral circuit formed therein
JP2009159591A (ja) * 2007-12-06 2009-07-16 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅器
CN101299478B (zh) * 2008-06-13 2012-04-18 中国科学院光电技术研究所 一种Wilkinson功率分配器
JP2011176752A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Mitsubishi Electric Corp 増幅器
JP2016158167A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 三菱電機株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7463111B2 (en) 2008-12-09
US20060152300A1 (en) 2006-07-13
JP4494223B2 (ja) 2010-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4494223B2 (ja) 半導体装置
JP5522042B2 (ja) 構造体、プリント基板、アンテナ、伝送線路導波管変換器、アレイアンテナ、電子装置
US10432161B2 (en) Band-pass filter
US20190198959A1 (en) Band-pass filter
JP4629013B2 (ja) 高周波回路基板
KR100759940B1 (ko) 링형 공진기 및 이를 이용한 초고주파 발진기와 이의효율증대방법
US9602068B2 (en) High-frequency power amplifier
US7268649B2 (en) Partial suspended open-line resonator for parallel coupled line filters
JP6658162B2 (ja) 電力増幅器
US8125009B2 (en) Mounting circuit substrate
JP5116721B2 (ja) 高周波発振器
JP5402887B2 (ja) 高周波増幅器
KR100710820B1 (ko) 평면형 헬리컬 공진기와 이를 이용한 초고주파 발진기
JP2006180408A (ja) アンテナ装置
KR100699541B1 (ko) 완전 집적 능동 안테나 시스템
WO2018109926A1 (ja) 半導体装置
JP6678827B2 (ja) 高周波増幅器
JP2009021747A (ja) バンドパス・フィルタ
JP5783095B2 (ja) 高調波処理回路,高調波処理回路を有する増幅器
JP2012134823A (ja) 高周波増幅器及び整合回路
JP2001352204A (ja) 伝送線路およびそれを用いた回路素子およびそれらを用いた電子回路およびそれを用いた電子装置
JP2007208003A (ja) 高周波回路チップの実装構造
KR100715559B1 (ko) 액티브 소자를 이용한 브로드밴드 밴드패스필터
JP2006020206A (ja) 増幅回路
JP2006352245A (ja) フィルタ回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100309

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100406

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4494223

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250