JP5843703B2 - High frequency semiconductor package - Google Patents

High frequency semiconductor package Download PDF

Info

Publication number
JP5843703B2
JP5843703B2 JP2012135938A JP2012135938A JP5843703B2 JP 5843703 B2 JP5843703 B2 JP 5843703B2 JP 2012135938 A JP2012135938 A JP 2012135938A JP 2012135938 A JP2012135938 A JP 2012135938A JP 5843703 B2 JP5843703 B2 JP 5843703B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disposed
semiconductor package
frequency semiconductor
finger electrode
substrate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012135938A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014003077A (en
Inventor
一考 高木
一考 高木
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2012135938A priority Critical patent/JP5843703B2/en
Publication of JP2014003077A publication Critical patent/JP2014003077A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5843703B2 publication Critical patent/JP5843703B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203Rectifying Diode
    • H01L2924/12032Schottky diode
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/146Mixed devices
    • H01L2924/1461MEMS
    • 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
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]
    • 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
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • 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

Description

本発明の実施形態は、高周波半導体用パッケージに関する。   Embodiments described herein relate generally to a high-frequency semiconductor package.

高周波帯で使用する高周波回路は、例えば半導体素子やコンデンサ、抵抗、コイル、ストリップ線路などの回路素子から構成され、パッケージに収納されて使用される。   A high-frequency circuit used in a high-frequency band is composed of circuit elements such as a semiconductor element, a capacitor, a resistor, a coil, and a strip line, and is used in a package.

それに関連して、例えばMIC(Microwave Integrated Circuit:マイクロ波集積回路)基板やLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic:低温同時焼成セラミック)基板など、厚さが異なる2つの基板間のグランド電流の経路長を短くして、電気特性の劣化を低減することが可能な高周波回路機器が開示されている。   In relation to this, the path length of the ground current between two substrates having different thicknesses, such as a MIC (Microwave Integrated Circuit) substrate and a LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) substrate, for example. A high-frequency circuit device capable of reducing the deterioration of electrical characteristics by shortening the length of the circuit is disclosed.

特開平05−83010号公報JP 05-83010 A 米国特許第6,759,742号明細書US Pat. No. 6,759,742

このような構造の場合、MIC基板とLTCC基板との隙間(ギャップ)や段差が大きくなり、両基板間のグランド電流経路が長くなり、損失が大きくなり、電流特性を悪化させるという問題があった。   In the case of such a structure, there is a problem that a gap (gap) or a step between the MIC substrate and the LTCC substrate becomes large, a ground current path between the two substrates becomes long, loss increases, and current characteristics deteriorate. .

パッケージを実装する際に、リードの下には、空隙が少なからずあるため、不要なインダクタンス成分が生じる。このインダクタンス成分をキャンセルするためには、インダクタンスの両側に容量を加えることが有効である。しかしながら、パッケージ側には容量調整用パターンがないため、ユーザはボード側のみに島状パターンを接続して容量成分を加えることで、インダクタンス成分をキャンセルしている。   When a package is mounted, an unnecessary inductance component is generated because there are not a few gaps under the leads. In order to cancel this inductance component, it is effective to add capacitance to both sides of the inductance. However, since there is no capacitance adjustment pattern on the package side, the user cancels the inductance component by connecting the island pattern only on the board side and adding the capacitance component.

本実施の形態が解決しようとする課題は、入出力のインピーダンスを外部調整可能な高周波半導体用パッケージを提供することにある。   A problem to be solved by the present embodiment is to provide a high-frequency semiconductor package in which input / output impedance can be externally adjusted.

本実施の形態に係る高周波半導体用パッケージは、導体ベースプレートと、半導体装置と、金属壁と、貫通孔と、フィードスルー下層部と、フィードスルー上層部と、ストリップラインと、リードと、容量調整用パターンとを備える。半導体装置は、導体ベースプレート上に配置される。金属壁は、導体ベースプレート上に配置され、内側に半導体装置を内在する。貫通孔は、金属壁の入出力部に設けられる。フィードスルー下層部は、貫通孔にはめ込まれ、かつ導体ベースプレート上に配置される。フィードスルー上層部は、貫通孔にはめ込まれ、かつフィードスルー下層部上に配置される。ストリップラインは、フィードスルー下層部とフィードスルー上層部の間に配置される。リードは、ストリップライン上に配置される。容量調整用パターンは、金属壁の外側のストリップラインに隣接して配置される。   The high-frequency semiconductor package according to the present embodiment includes a conductor base plate, a semiconductor device, a metal wall, a through hole, a feedthrough lower layer, a feedthrough upper layer, a stripline, a lead, and a capacitance adjustment Pattern. The semiconductor device is disposed on the conductor base plate. The metal wall is disposed on the conductor base plate and contains the semiconductor device inside. The through hole is provided in the input / output part of the metal wall. The feedthrough lower layer portion is fitted into the through hole and disposed on the conductor base plate. The feedthrough upper layer portion is fitted into the through hole and is disposed on the feedthrough lower layer portion. The stripline is disposed between the feedthrough lower layer and the feedthrough upper layer. The lead is disposed on the strip line. The capacity adjustment pattern is disposed adjacent to the strip line outside the metal wall.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的鳥瞰図であって、(a)メタルキャップ10、(b)メタルシールリング14a、(c)金属壁16、(d)導体ベースプレート200、フィードスルー下層部20、フィードスルー上層部22、フィードスルー下層部20上に配置されたストリップライン19a・19bおよびフィードスルー下層部20上に配置された容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54の模式的構成図。It is a typical bird's-eye view of the package for high frequency semiconductors concerning an embodiment, (a) metal cap 10, (b) metal seal ring 14a, (c) metal wall 16, (d) conductor base plate 200, feedthrough lower layer part 20, feedthrough upper layer 22, strip lines 19 a and 19 b disposed on feedthrough lower layer 20, and capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 51, 52, disposed on feedthrough lower layer 20 The schematic block diagram of 53 * 54. (a)実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的平面パターン構成図、(b)実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci1からなる回路構成図、(c)実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの出力側リード21bのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci2の回路構成図。(A) a schematic planar pattern configuration diagram of a high-frequency semiconductor package according to the embodiment, (b) a package for the cancel it inductance component L i of the input-side lead 21a of the high-frequency semiconductor package according to the embodiment side capacitive adjusting component C i1 circuit diagram consisting of, (c) an inductance component of the output-side lead 21b of the high-frequency semiconductor package according to the embodiment of L i and the package-side capacitance adjustment circuit components C i2 to cancel it Diagram. パッケージベースボード上に実装された実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the package for high frequency semiconductors which concerns on embodiment mounted on the package base board. パッケージベースボード上に実装された実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的断面構成であって、図3のV−V線に沿う模式的断面構造図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the high-frequency semiconductor package according to the embodiment mounted on a package base board, and taken along line VV in FIG. 3. (a)パッケージベースボード上に実装された実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci1およびボード上容量調整成分Co1からなるπ型回路構成図、(b)実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの出力側リード21bのインダクタンス成分LOとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci2およびボード上容量調整成分Co2からなるπ型回路構成図。(A) Inductance component L i of input-side lead 21a of the high-frequency semiconductor package according to the embodiment mounted on the package base board, package-side capacitance adjustment component C i1 for canceling it, and on-board capacitance adjustment component Π-type circuit configuration diagram composed of C o1 , (b) inductance component L O of the output-side lead 21b of the high-frequency semiconductor package according to the embodiment, package-side capacitance adjusting component C i2 for canceling it, and on-board capacitance The pi-type circuit block diagram which consists of adjustment component Co2 . 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的断面構成であって、図2(a)のI−I線に沿う模式的断面構造図。It is typical sectional structure of the package for high frequency semiconductors which concerns on embodiment, Comprising: Typical sectional structure drawing which follows the II line | wire of Fig.2 (a). 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的断面構成であって、図2(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図。It is typical sectional structure of the package for high frequency semiconductors concerning embodiment, Comprising: Typical sectional structure drawing which follows the II-II line | wire of Fig.2 (a). 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的断面構成であって、図2(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図。It is typical sectional structure of the package for high frequency semiconductors which concerns on embodiment, Comprising: Typical sectional structure drawing which follows the III-III line of Fig.2 (a). 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的断面構成であって、図2(a)のIV−IV線に沿う模式的断面構造図。It is typical sectional structure of the package for high frequency semiconductors concerning embodiment, Comprising: Typical sectional structure drawing which follows the IV-IV line of Fig.2 (a). (a)実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置の模式的平面パターン構成の拡大図、(b)図10(a)のJ部分の拡大図。(A) The enlarged view of the typical plane pattern structure of the semiconductor device mounted in the package for high frequency semiconductors concerning embodiment, (b) The enlarged view of J part of Fig.10 (a). 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置の構成例1であって、図10(b)のVI−VI線に沿う模式的断面構造図。FIG. 11 is a schematic cross-sectional structure diagram illustrating a configuration example 1 of the semiconductor device mounted on the high-frequency semiconductor package according to the embodiment, taken along line VI-VI in FIG. 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置の構成例2であって、図10(b)のVI−VI線に沿う模式的断面構造図。FIG. 11 is a schematic cross-sectional configuration diagram illustrating a configuration example 2 of the semiconductor device mounted on the high-frequency semiconductor package according to the embodiment, taken along line VI-VI in FIG. 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置の構成例3であって、図10(b)のVI−VI線に沿う模式的断面構造図。10 is a configuration example 3 of the semiconductor device mounted on the high-frequency semiconductor package according to the embodiment, and is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along line VI-VI in FIG. 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置の構成例4であって、図10(b)のVI−VI線に沿う模式的断面構造図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional structure diagram taken along line VI-VI in FIG. 10B, which is a configuration example 4 of the semiconductor device mounted on the high-frequency semiconductor package according to the embodiment. 実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される別の半導体装置の模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of another semiconductor device mounted in the package for high frequency semiconductors concerning embodiment. 実施の形態の変形例1に係る高周波半導体用パッケージの模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the package for high frequency semiconductors which concerns on the modification 1 of embodiment. (a)実施の形態の変形例2に係る高周波半導体用パッケージであって、樹脂基板上に容量調整用パターンを形成した例の模式的平面パターン構成図、(b)図17(a)のVII−VII線に沿う模式的断面構造図。(A) A high-frequency semiconductor package according to Modification 2 of the embodiment, and is a schematic planar pattern configuration diagram of an example in which a capacitance adjustment pattern is formed on a resin substrate, (b) VII in FIG. The typical cross-section figure along a -VII line. 実施の形態の変形例3に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターンを容量性オープンスタブを用いて形成した例の模式的平面パターン構成図。FIG. 11 is a schematic planar pattern configuration diagram of an example of a high-frequency semiconductor package according to Modification 3 of the embodiment, in which a capacitance adjustment pattern is formed using a capacitive open stub. (a)実施の形態の変形例4に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターンをストリップライン19aの両側に複数個1列に配置した例の模式的平面パターン構成図、(b)実施の形態の変形例5に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターンをストリップライン19aの両側に複数個2列に配置した例の模式的平面パターン構成図。(A) A schematic planar pattern configuration diagram of an example of a package for a high-frequency semiconductor according to Modification 4 of the embodiment, in which a plurality of capacitance adjustment patterns are arranged in one row on both sides of the stripline 19a, (b) FIG. 16 is a schematic planar pattern configuration diagram showing an example in which a plurality of capacitance adjustment patterns are arranged in two rows on both sides of a strip line 19a in a high-frequency semiconductor package according to Modification 5 of the embodiment. 比較例に係る高周波半導体用パッケージの模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the package for high frequency semiconductors which concerns on a comparative example. 図20のVIII−VIII線に沿う模式的断面構造図。FIG. 21 is a schematic sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 20. パッケージベースボード上に実装された比較例に係る高周波半導体用パッケージの模式的平面パターン構成図。The typical plane pattern block diagram of the package for high frequency semiconductors concerning the comparative example mounted on the package base board. 図22のIX−IX線に沿う模式的断面構造図。FIG. 23 is a schematic sectional view taken along line IX-IX in FIG. 22. (a)パッケージベースボード上に実装された比較例に係る高周波半導体用パッケージの入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのボード上容量調整成分Co1からなる回路構成図、(b)比較例に係る高周波半導体用パッケージの出力側リード21bのインダクタンス成分LOとそれをキャンセルするためのボード上容量調整成分Co2からなる回路構成図。(A) the circuit diagram consisting of the on-board capacity adjustment component C o1 for inductance component L i and cancel it the input side lead 21a of the high-frequency semiconductor package of the comparative example mounted on the package base board, ( b) A circuit configuration diagram including an inductance component L O of the output-side lead 21b of the high-frequency semiconductor package according to the comparative example and an on-board capacitance adjusting component C o2 for canceling it.

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下において、同じ要素には同じ符号を付して説明の重複を避け、説明を簡略にする。図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following, the same elements are denoted by the same reference numerals to avoid duplication of explanation and to simplify the explanation. It should be noted that the drawings are schematic and different from the actual ones. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施の形態は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   The embodiment described below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea, and the embodiment does not specify the arrangement of each component as described below. This embodiment can be modified in various ways within the scope of the claims.

[実施の形態]
(高周波半導体用パッケージ構造)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージの模式的鳥瞰構造であって、メタルキャップ10は、図1(a)に示すように表され、メタルシールリング14aは、図1(b)に示すように表され、金属壁16は、図1(c)に示すように表される。また、導体ベースプレート200、フィードスルー下層部20、フィードスルー上層部22、フィードスルー下層部20上に配置されたストリップライン19a・19bおよびフィードスルー下層部20上に配置された容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54の模式的構成は、図1(d)に示すように表される。
[Embodiment]
(High frequency semiconductor package structure)
FIG. 1 is a schematic bird's-eye view structure of a high-frequency semiconductor package according to an embodiment, in which a metal cap 10 is represented as shown in FIG. 1A, and a metal seal ring 14a is as shown in FIG. The metal wall 16 is represented as shown in FIG. Further, the conductor base plate 200, the feedthrough lower layer portion 20, the feedthrough upper layer portion 22, the strip lines 19a and 19b disposed on the feedthrough lower layer portion 20, and the capacity adjustment pattern 41 • disposed on the feedthrough lower layer portion 20 A schematic configuration of 42, 43, 44, 51, 52, 53, and 54 is expressed as shown in FIG.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1の模式的平面パターン構成は、図2(a)に示すように表される。また、入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci1からなる回路構成は、図1(b)に示すように表され、出力側リード21bのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci2の回路構成は、図1(c)に示すように表される。 A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is expressed as shown in FIG. A circuit configuration including an inductance component L i of the input-side lead 21a and a package-side capacitance adjusting component C i1 for canceling the inductance component L i is expressed as shown in FIG. 1B, and the inductance component of the output-side lead 21b. The circuit configuration of L i and the package-side capacitance adjustment component C i2 for canceling it is expressed as shown in FIG.

パッケージベースボード70上に実装された実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1の模式的平面パターン構成は、図3に示すように表され、図3のV−V線に沿う模式的断面構造は、図4に示すように表される。   A schematic plane pattern configuration of the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment mounted on the package base board 70 is expressed as shown in FIG. 3, and a schematic cross-sectional structure taken along line VV in FIG. , As shown in FIG.

高周波半導体用パッケージ1を実装する際に、リード21a・21bの下には、空隙幅ΔWで表される空隙を有するため、不要なインダクタンス成分が生じる。このインダクタンス成分をキャンセルするためには、インダクタンスの両側に容量を加えることが有効である。実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1においては、高周波半導体用パッケージ1側に容量調整用パターンを備える。ユーザは、高周波半導体用パッケージ1側の容量調整用パターンとボード側に島状パターンを接続して容量成分を加え、リード21a・21bのインダクタンス成分をインダクタンスの両側に容量を加えることでキャンセルすることができる。   When the high-frequency semiconductor package 1 is mounted, an unnecessary inductance component is generated under the leads 21a and 21b because of the gap represented by the gap width ΔW. In order to cancel this inductance component, it is effective to add capacitance to both sides of the inductance. In the high frequency semiconductor package 1 according to the embodiment, a capacitance adjusting pattern is provided on the high frequency semiconductor package 1 side. The user cancels the capacitance adjustment pattern on the high-frequency semiconductor package 1 side by connecting the island-shaped pattern on the board side to add a capacitance component, and adding the inductance components of the leads 21a and 21b to both sides of the inductance. Can do.

パッケージベースボード70上に実装された実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1の入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci1およびボード上容量調整成分Co1からなるπ型回路構成は、図5(a)に示すように表され、出力側リード21bのインダクタンス成分LOとそれをキャンセルするためのパッケージ側容量調整成分Ci2およびボード上容量調整成分Co2からなるπ型回路構成は、図5(b)に示すように表される。 Package base inductance component of the input-side lead 21a of the high-frequency semiconductor package 1 to the board 70 on according to the implemented embodiment L i and the package-side capacitance adjustment component for canceling it C i1 and on-board capacitance adjustment component C The π-type circuit configuration composed of o1 is expressed as shown in FIG. 5A, and includes an inductance component L O of the output-side lead 21b, a package-side capacitance adjusting component C i2 for canceling it, and an on-board capacitance adjusting component. A π-type circuit configuration composed of C o2 is expressed as shown in FIG.

また、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1の模式的断面構成であって、図2(a)のI−I線に沿う模式的断面構造は、図6に示すように表され、図2(a)のII−II線に沿う模式的断面構造は、図7に示すように表され、図2(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造は、図8に示すように表され、図2(a)のIV−IV線に沿う模式的断面構造は、図9に示すように表される。   Moreover, it is typical sectional structure of the package 1 for high frequency semiconductors which concerns on embodiment, Comprising: Typical sectional structure which follows the II line | wire of Fig.2 (a) is represented as shown in FIG. A schematic cross-sectional structure taken along line II-II in (a) is represented as shown in FIG. 7, and a schematic cross-sectional structure taken along line III-III in FIG. 2 (a) is represented as shown in FIG. A schematic cross-sectional structure taken along the line IV-IV in FIG. 2A is expressed as shown in FIG.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1は、図1〜図9に示すように、導体ベースプレート200と、導体ベースプレート200上に配置された半導体装置24と、導体ベースプレート200上に配置され、内側に半導体装置24を内在する金属壁16と、金属壁16の入出力部に設けられた貫通孔34と、貫通孔34にはめ込まれ、かつ導体ベースプレート200上に配置されたフィードスルー下層部20と、貫通孔34にはめ込まれ、かつフィードスルー下層部20上に配置されたフィードスルー上層部22と、フィードスルー下層部20とフィードスルー上層部22の間に配置されたストリップライン19a・19bと、ストリップライン19a・19b上に配置されたリード21a・21bと、金属壁16の外側のフィードスルー下層部20上にストリップライン19a・19bに隣接して配置された容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54とを備える。   As shown in FIGS. 1 to 9, the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is disposed on the conductor base plate 200, the semiconductor device 24 disposed on the conductor base plate 200, and the conductor base plate 200. A metal wall 16 including the semiconductor device 24; a through hole 34 provided in an input / output part of the metal wall 16; a feedthrough lower layer part 20 fitted in the through hole 34 and disposed on the conductor base plate 200; A feedthrough upper layer portion 22 fitted into the through hole 34 and disposed on the feedthrough lower layer portion 20; strip lines 19a and 19b disposed between the feedthrough lower layer portion 20 and the feedthrough upper layer portion 22; Leads 21a and 21b arranged on the lines 19a and 19b, and feeds outside the metal wall 16 And a capacitance adjustment pattern 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 disposed adjacent to the stripline 19a, 19b on the over lower section 20.

容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54は、金属壁16の外側のフィードスルー下層部20上に、ストリップライン19a・19bの両側に配置される。   The capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 are arranged on both sides of the strip lines 19 a, 19 b on the feedthrough lower layer 20 outside the metal wall 16.

また、容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54とストリップライン19a・19bは、複数配置された容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54の内、ード21a・21bに近接して配置される容量調整用パターン41・42・43・44・51・52・53・54からボンディングワイヤ41a・42a・43a・44a・51b・52b・53b・54bで接続される。   Further, the capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 and the strip lines 19a, 19b are arranged in a plurality of capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53. 54, capacitance adjusting patterns 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 arranged in proximity to the wires 21a, 21b to bonding wires 41a, 42a, 43a, 44a, 51b, 52b・ Connected at 53b and 54b.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1は、図3〜図4に示すように、高周波半導体用パッケージ1を搭載するパッケージベースボード70と、パッケージベースボード70上に配置され、リード21a・21bと接続されるボード上配線パターン80a・80bと、ボード上配線パターン80a・80bに隣接して配置されたボード上容量調整用パターン61・62・63・64・71・72・73・74とを備える。ここで、ボード上配線パターン80a・80bとボード上容量調整用パターン61・62・63・64・71・72・73・74は、金属箔61a・62a・63a・64a・71b・72b・73b・74bで接続される。   As shown in FIGS. 3 to 4, the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment includes a package base board 70 on which the high-frequency semiconductor package 1 is mounted, and disposed on the package base board 70, and leads 21 a and 21 b. The on-board wiring patterns 80a and 80b to be connected and the on-board capacity adjustment patterns 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, and 74 disposed adjacent to the on-board wiring patterns 80a and 80b are provided. . Here, the on-board wiring patterns 80a and 80b and the on-board capacity adjustment patterns 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, and 74 are made of metal foils 61a, 62a, 63a, 64a, 71b, 72b, 73b, and so on. Connected at 74b.

図4では、導体ベースプレート200は、パッケージベースボード70に埋め込まれている構造が示されている。このような構造とする理由は、リード21a・21bの高さが実装側のパッケージベースボード70上の配線基板60a・60bの厚みよりも高いため、実装側のパッケージベースボード70を掘り込んで、高さを合わせるためである。リード21a・21bは、配線基板60a・60b上に配置されたボード上配線パターン80a・80bに接続されている。尚、図6〜図9においては、パッケージベースボード70は図示を省略している。   In FIG. 4, the structure in which the conductor base plate 200 is embedded in the package base board 70 is shown. The reason for this structure is that the height of the leads 21a and 21b is higher than the thickness of the wiring boards 60a and 60b on the package base board 70 on the mounting side, so that the package base board 70 on the mounting side is dug, This is to match the height. The leads 21a and 21b are connected to on-board wiring patterns 80a and 80b disposed on the wiring boards 60a and 60b. 6 to 9, the package base board 70 is not shown.

本実施の形態によれば、リード21a・21bのインダクタンス成分Li・Loをキャンセルするための容量成分C01・Ci1, C02・Ci2を、リード21a・21bの両端、すなわち、パッケージベースボード70と高周波半導体用パッケージ1の両方に設けることができる。 According to the present embodiment, capacitance components C 01 , C i1 , C 02, and C i2 for canceling the inductance components L i and L o of the leads 21a and 21b are connected to both ends of the leads 21a and 21b, that is, the package. It can be provided on both the base board 70 and the high-frequency semiconductor package 1.

リード21a・21b部分のインダクタンスLi・Loは、ユーザ側のパッケージベースボード70上に容量成分Ci1・Ci2を設けることでキャンセルしているが、高周波半導体用パッケージ1側にも調整可能な容量成分C01・C02を備えることで、周波数帯域を広げることができる。 The inductances L i and L o of the leads 21a and 21b are canceled by providing capacitance components C i1 and C i2 on the package base board 70 on the user side, but can also be adjusted to the high frequency semiconductor package 1 side. By providing the capacitive components C 01 and C 02 , the frequency band can be expanded.

また、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1は、図1〜図9に示すように、金属壁16に囲まれた導体ベースプレート200上に半導体装置24に隣接して配置された入力回路基板26および出力回路基板28と、入力回路基板26上に配置され、ボンディングワイヤ11を介してストリップライン19aに接続された入力整合回路17と、出力回路基板28上に配置され、ボンディングワイヤ15を介してストリップライン19bに接続された出力整合回路18と、半導体装置24と入力整合回路17・出力整合回路18を接続するボンディングワイヤ12・14とを備えていても良い。   In addition, as shown in FIGS. 1 to 9, the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment includes an input circuit board 26 disposed adjacent to the semiconductor device 24 on the conductor base plate 200 surrounded by the metal wall 16. And an output circuit board 28, an input matching circuit 17 disposed on the input circuit board 26 and connected to the strip line 19 a via the bonding wire 11, and an output circuit board 28 disposed on the output circuit board 28 via the bonding wire 15. The output matching circuit 18 connected to the strip line 19b and the bonding wires 12 and 14 for connecting the semiconductor device 24 to the input matching circuit 17 and the output matching circuit 18 may be provided.

また、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1は、図1〜図9に示すように、金属壁16上に配置されたメタルシールリング14aと、メタルシールリング14a上に配置されたメタルキャップ10とを備えていても良い。   Moreover, as shown in FIGS. 1-9, the high frequency semiconductor package 1 which concerns on embodiment has the metal seal ring 14a arrange | positioned on the metal wall 16, and the metal cap 10 arrange | positioned on the metal seal ring 14a. And may be provided.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1の導体ベースプレート200は、例えば、モリブデン、銅モリブデン合金などの導電性金属によって形成されている。さらに、導体ベースプレート200の表面には、例えば、Au、Ni、Ag、Ag−Pt合金、Ag−Pd合金などのメッキ導体を形成してもよい。   The conductor base plate 200 of the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is formed of a conductive metal such as molybdenum or copper molybdenum alloy, for example. Furthermore, a plated conductor such as Au, Ni, Ag, Ag—Pt alloy, or Ag—Pd alloy may be formed on the surface of the conductor base plate 200.

金属壁16は、例えば、アルミニウム、モリブデン、銅モリブデン合金などの導電性金属によって形成される。   The metal wall 16 is formed of a conductive metal such as aluminum, molybdenum, or copper molybdenum alloy.

金属壁16の上面には、メタルシールリング14aを介して、半田付けのためのハンダメタル層(図示省略)が形成される。ハンダメタル層としては、例えば、金ゲルマニウム合金、金錫合金などから形成可能である。   A solder metal layer (not shown) for soldering is formed on the upper surface of the metal wall 16 via a metal seal ring 14a. The solder metal layer can be formed from, for example, a gold germanium alloy, a gold tin alloy, or the like.

また、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1において、金属壁16は、絶縁性若しくは導電性の接着剤を介して、導体ベースプレート200上に配置される。絶縁性の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ガラスなどから形成可能であり、導電性の接着剤としては、例えば、金ゲルマニウム合金、金錫合金などから形成可能である。   In the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment, the metal wall 16 is disposed on the conductor base plate 200 via an insulating or conductive adhesive. The insulating adhesive can be formed from, for example, an epoxy resin or glass, and the conductive adhesive can be formed from, for example, a gold germanium alloy or a gold-tin alloy.

メタルキャップ10は、図1に示すように、平板形状を備える。メタルキャップ10は、例えば、アルミニウム、モリブデン、銅モリブデン合金などの導電性金属によって形成される。   As shown in FIG. 1, the metal cap 10 has a flat plate shape. The metal cap 10 is formed of, for example, a conductive metal such as aluminum, molybdenum, or copper molybdenum alloy.

また、フィードスルー下層部20とフィードスルー上層部22は、例えば、セラミックで形成されていても良い。セラミックの材質としては、例えば、アルミナ(Al23)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ベリリウム(BeO)などから形成可能である。 Further, the feedthrough lower layer portion 20 and the feedthrough upper layer portion 22 may be formed of ceramic, for example. The ceramic material can be formed from, for example, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), beryllium oxide (BeO), or the like.

また、フィードスルー上層部22の厚さW2を金属壁16の厚さW1よりも厚く形成しても良い。すなわち、フィードスルー下層部20とフィードスルー下層部20上に配置されたフィードスルー上層部22からなる凸状フィードスルー25において、フィードスルー上層部22の厚さW2を金属壁16の厚さW1よりも厚く形成することにより、フィードスルー上層部22とフィードスルー下層部20の重ね合わせエッジにおける応力集中点と応力発生源(金属壁16)を離すことができ、生じる応力が低減され、この部分の応力集中点におけるクラックの発生を抑制することもできるからである。   Further, the thickness W2 of the feedthrough upper layer portion 22 may be formed thicker than the thickness W1 of the metal wall 16. That is, in the convex feedthrough 25 including the feedthrough lower layer portion 20 and the feedthrough upper layer portion 22 disposed on the feedthrough lower layer portion 20, the thickness W2 of the feedthrough upper layer portion 22 is set to be greater than the thickness W1 of the metal wall 16. By forming the thicker, the stress concentration point and the stress generation source (metal wall 16) at the overlapping edge of the feedthrough upper layer portion 22 and the feedthrough lower layer portion 20 can be separated, and the generated stress is reduced. This is because the occurrence of cracks at the stress concentration point can also be suppressed.

(半導体素子構造)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24の模式的平面パターン構成の拡大図は、図10(a)に示すように表され、図10(a)のJ部分の拡大図は、図10(b)に示すように表される。また、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置24の構成例1〜4であって、図10(b)のVI−VI線に沿う模式的断面構成例1〜4は、それぞれ図11〜図14に示すように表される。
(Semiconductor element structure)
An enlarged view of a schematic planar pattern configuration of the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is expressed as shown in FIG. 10A, and an enlarged view of a portion J in FIG. The figure is represented as shown in FIG. Moreover, it is the structural examples 1-4 of the semiconductor device 24 mounted in the package for high frequency semiconductors which concerns on embodiment, Comprising: The typical cross-section structural examples 1-4 along the VI-VI line of FIG. They are represented as shown in FIGS.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24において、複数のFETセルFET1〜FET10は、図10〜図14に示すように、半絶縁性基板110と、半絶縁性基板110の第1表面に配置され、それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極124、ソースフィンガー電極120およびドレインフィンガー電極122と、半絶縁性基板110の第1表面に配置され、ゲートフィンガー電極124、ソースフィンガー電極120およびドレインフィンガー電極122ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成した複数のゲート端子電極G1,G2,…,G10、複数のソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102およびドレイン端子電極D1,D2,…,D10と、ソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102の下部に配置されたVIAホールSC11,SC12,SC21,SC22,…,SC101,SC102と、半絶縁性基板110の第1表面と反対側の第2表面に配置され、ソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102に対してVIAホールSC11,SC12,SC21,SC22,…,SC101,SC102を介して接続された接地電極(図示省略)とを備える。   In the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment, the plurality of FET cells FET1 to FET10 include a semi-insulating substrate 110 and a semi-insulating substrate 110, as shown in FIGS. A gate finger electrode 124 having a plurality of fingers, a source finger electrode 120 and a drain finger electrode 122, and a first surface of the semi-insulating substrate 110. , G10, a plurality of source terminal electrodes S11, S12, S21, S22,..., S101, S102, and a plurality of gate terminal electrodes G1, G2,. Drain terminal electrodes D1, D2,..., D1 VIA holes SC11, SC12, SC21, SC22,..., SC101, SC102, and the first surface of the semi-insulating substrate 110, which are arranged below the source terminal electrodes S11, S12, S21, S22,. Are connected to the source terminal electrodes S11, S12, S21, S22,..., S101, S102 via the VIA holes SC11, SC12, SC21, SC22,..., SC101, SC102. And a ground electrode (not shown).

ゲート端子電極G1,G2,…,G10には、ボンディングワイヤ12が接続され、ドレイン端子電極D1,D2,…,D10には、ボンディングワイヤ14が接続され、ソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102の下部には、VIAホールSC11,SC12,SC21,SC22,…,SC101,SC102が形成され、VIAホールSC11,SC12,SC21,SC22,…,SC101,SC102の内壁に形成されたバリア金属層(図示省略)およびバリア金属層上に形成され、VIAホールを充填する充填金属層(図示省略)を介してソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102は、接地電極(図示省略)に接続されている。   The bonding wire 12 is connected to the gate terminal electrodes G1, G2,..., G10, the bonding wire 14 is connected to the drain terminal electrodes D1, D2,..., D10, and the source terminal electrodes S11, S12, S21, S22. ,..., S101, S102, VIA holes SC11, SC12, SC21, SC22,..., SC101, SC102 are formed on the inner walls of the VIA holes SC11, SC12, SC21, SC22,. The source terminal electrodes S11, S12, S21, S22,..., S101, S102 are formed on the barrier metal layer (not shown) and the filling metal layer (not shown) that is formed on the barrier metal layer and fills the VIA hole. It is connected to a ground electrode (not shown).

半絶縁性基板110は、GaAs基板、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/AlGaNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板のいずれかである。   The semi-insulating substrate 110 is a GaAs substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, a substrate in which a GaN epitaxial layer is formed on a SiC substrate, a substrate in which a heterojunction epitaxial layer made of GaN / AlGaN is formed on a SiC substrate, a sapphire substrate, or One of the diamond substrates.

(構造例1)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24のFETセルの構成例1は、図11に示すように、半絶縁性基板110と、半絶縁性基板110上に配置された窒化物系化合物半導体層112と、窒化物系化合物半導体層112上に配置されたアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118と、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118上に配置されたソースフィンガー電極(S)120、ゲートフィンガー電極(G)124およびドレインフィンガー電極(D)122とを備える。窒化物系化合物半導体層112とアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118との界面には、2次元電子ガス(2DEG:Two Dimensional Electron Gas)層116が形成されている。図11に示す構成例1では、高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)が示されている。
(Structural example 1)
The configuration example 1 of the FET cell of the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is disposed on the semi-insulating substrate 110 and the semi-insulating substrate 110 as shown in FIG. Nitride-based compound semiconductor layer 112, aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 disposed on nitride-based compound semiconductor layer 112, and aluminum gallium nitride layer A source finger electrode (S) 120, a gate finger electrode (G) 124, and a drain finger electrode (D) 122 disposed on (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118. . A two-dimensional electron gas (2DEG) layer is formed at the interface between the nitride-based compound semiconductor layer 112 and the aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118. 116 is formed. In the configuration example 1 shown in FIG. 11, a high electron mobility transistor (HEMT) is shown.

(構造例2)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24のFETセルの構成例2は、図12に示すように、半絶縁性基板110と、半絶縁性基板110上に配置された窒化物系化合物半導体層112と、窒化物系化合物半導体層112上に配置されたソース領域126およびドレイン領域128と、ソース領域126上に配置されたソースフィンガー電極(S)120、窒化物系化合物半導体層112上に配置されたゲートフィンガー電極(G)124およびドレイン領域128上に配置されたドレインフィンガー電極(D)122とを備える。窒化物系化合物半導体層112とゲートフィンガー電極(G)124との界面には、ショットキーコンタクト(Schottky Contact)が形成されている。図12に示す構成例2では、金属−半導体電界効果トランジスタ(MESFET:Metal Semiconductor Field Effect Transistor)が示されている。
(Structural example 2)
A configuration example 2 of the FET cell of the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is arranged on the semi-insulating substrate 110 and the semi-insulating substrate 110 as shown in FIG. Nitride-based compound semiconductor layer 112, source region 126 and drain region 128 disposed on nitride-based compound semiconductor layer 112, source finger electrode (S) 120 disposed on source region 126, nitride-based compound A gate finger electrode (G) 124 disposed on the semiconductor layer 112 and a drain finger electrode (D) 122 disposed on the drain region 128 are provided. A Schottky contact is formed at the interface between the nitride-based compound semiconductor layer 112 and the gate finger electrode (G) 124. In the configuration example 2 shown in FIG. 12, a metal-semiconductor field effect transistor (MESFET) is shown.

(構造例3)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24のFETセルの構成例3は、図13に示すように、半絶縁性基板110と、半絶縁性基板110上に配置された窒化物系化合物半導体層112と、窒化物系化合物半導体層112上に配置されたアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118と、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118上に配置されたソースフィンガー電極(S)120およびドレインフィンガー電極(D)122と、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118上のリセス部に配置されたゲートフィンガー電極(G)124とを備える。窒化物系化合物半導体層112とアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118との界面には、2DEG層116が形成されている。図13に示す構成例3では、HEMTが示されている。
(Structural example 3)
The configuration example 3 of the FET cell of the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is disposed on the semi-insulating substrate 110 and the semi-insulating substrate 110 as shown in FIG. Nitride-based compound semiconductor layer 112, aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 disposed on nitride-based compound semiconductor layer 112, and aluminum gallium nitride layer A source finger electrode (S) 120 and a drain finger electrode (D) 122 disposed on (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 and an aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1 -x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 and a gate finger electrode (G) 124 disposed in a recess portion. A 2DEG layer 116 is formed at the interface between the nitride-based compound semiconductor layer 112 and the aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118. In the configuration example 3 illustrated in FIG. 13, the HEMT is illustrated.

(構造例4)
実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24のFETセルの構成例4は、図14に示すように、半絶縁性基板110と、半絶縁性基板110上に配置された窒化物系化合物半導体層112と、窒化物系化合物半導体層112上に配置されたアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118と、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118上に配置されたソースフィンガー電極(S)120およびドレインフィンガー電極(D)122と、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118上の2段リセス部に配置されたゲートフィンガー電極124とを備える。窒化物系化合物半導体層112とアルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)118との界面には、2DEG層116が形成されている。図14に示す構成例4では、HEMTが示されている。
(Structural example 4)
The configuration example 4 of the FET cell of the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is arranged on the semi-insulating substrate 110 and the semi-insulating substrate 110 as shown in FIG. Nitride-based compound semiconductor layer 112, aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 disposed on nitride-based compound semiconductor layer 112, and aluminum gallium nitride layer A source finger electrode (S) 120 and a drain finger electrode (D) 122 disposed on (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 and an aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1 -x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118 and a gate finger electrode 124 disposed in a two-stage recess portion. A 2DEG layer 116 is formed at the interface between the nitride-based compound semiconductor layer 112 and the aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 118. In the configuration example 4 illustrated in FIG. 14, the HEMT is illustrated.

また、上記の構成例1〜4においては、活性領域以外の窒化物系化合物半導体層112を電気的に不活性な素子分離領域として用いている。ここで、活性領域とは、ソースフィンガー電極120、ゲートフィンガー電極124およびドレインフィンガー電極122の直下の2DEG層116、ソースフィンガー電極120とゲートフィンガー電極124間およびドレインフィンガー電極122とゲートフィンガー電極124間の2DEG層116からなる。   Moreover, in the above configuration examples 1 to 4, the nitride-based compound semiconductor layer 112 other than the active region is used as an electrically inactive element isolation region. Here, the active region refers to the 2DEG layer 116 immediately below the source finger electrode 120, the gate finger electrode 124, and the drain finger electrode 122, between the source finger electrode 120 and the gate finger electrode 124, and between the drain finger electrode 122 and the gate finger electrode 124. 2 DEG layer 116.

素子分離領域の他の形成方法としては、アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)18および窒化物系化合物半導体層112の深さ方向の一部まで、イオン注入により形成することもできる。イオン種としては、例えば、窒素(N)、アルゴン(Ar)などを適用することができる。また、イオン注入に伴うドーズ量は、例えば、約1×1014(ions/cm2)であり、加速エネルギーは、例えば、約100keV〜200keVである。 As another method for forming the element isolation region, the aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1) 18 and a part of the nitride-based compound semiconductor layer 112 in the depth direction are used. It can also be formed by ion implantation. As the ion species, for example, nitrogen (N), argon (Ar), or the like can be applied. The dose accompanying ion implantation is, for example, about 1 × 10 14 (ions / cm 2 ), and the acceleration energy is, for example, about 100 keV to 200 keV.

素子分離領域上およびデバイス表面上には、パッシベーション用の絶縁層(図示省略)が形成されている。この絶縁層としては、例えば、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法によって堆積された窒化膜、アルミナ(Al23)膜、酸化膜(SiO2)、酸窒化膜(SiON)などで形成することができる。 A passivation insulating layer (not shown) is formed on the element isolation region and the device surface. As this insulating layer, for example, a nitride film, an alumina (Al 2 O 3 ) film, an oxide film (SiO 2 ), an oxynitride film (SiON) or the like deposited by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method is formed. be able to.

ソースフィンガー電極120およびドレインフィンガー電極122は、例えば、Ti/Alなどで形成される。ゲートフィンガー電極124は、例えばNi/Auなどで形成することができる。   The source finger electrode 120 and the drain finger electrode 122 are made of, for example, Ti / Al. The gate finger electrode 124 can be formed of, for example, Ni / Au.

なお、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される半導体装置24において、ゲートフィンガー電極124、ソースフィンガー電極120およびドレインフィンガー電極122の長手方向のパターン長は、マイクロ波/ミリ波/サブミリ波と動作周波数が高くなるにつれて、短く設定される。例えば、ミリ波帯においては、パターン長は、約25μm〜50μmである。   In the semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment, the longitudinal pattern lengths of the gate finger electrode 124, the source finger electrode 120, and the drain finger electrode 122 are microwaves / millimeter waves / submillimeters. As the wave and operating frequency increase, it is set shorter. For example, in the millimeter wave band, the pattern length is about 25 μm to 50 μm.

また、ソースフィンガー電極120の幅は、例えば、約40μm程度であり、ソース端子電極S11,S12,S21,S22,…,S101,S102の幅は、例えば、約100μm程度である。また、VIAホールSC11,SC12,SC21,SC22,…,SC101,SC102の形成幅は、例えば、約10μm〜40μm程度である。   Further, the width of the source finger electrode 120 is, for example, about 40 μm, and the width of the source terminal electrodes S11, S12, S21, S22,..., S101, S102 is, for example, about 100 μm. Further, the formation width of the VIA holes SC11, SC12, SC21, SC22,..., SC101, SC102 is, for example, about 10 μm to 40 μm.

実施の形態に係る高周波半導体用パッケージ1に搭載される別の半導体装置24の模式的平面パターン構成は、図15に示すように、半絶縁性基板110上に配置され、それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極124、ソースフィンガー電極120およびドレインフィンガー電極122と、半絶縁性基板110上に配置され、ゲートフィンガー電極124、ドレインフィンガー電極122ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成したゲート端子電極Gおよびドレイン端子電極Dと、半絶縁性基板110上に配置され、ソースフィンガー電極120の複数のフィンガーをそれぞれオーバーレイコンタクトにより接続したソース端子電極Sとを備える。   A schematic planar pattern configuration of another semiconductor device 24 mounted on the high-frequency semiconductor package 1 according to the embodiment is arranged on a semi-insulating substrate 110 and has a plurality of fingers, as shown in FIG. Gate finger electrode 124, source finger electrode 120, drain finger electrode 122, and gate terminal electrode G disposed on semi-insulating substrate 110 and formed by bundling a plurality of fingers for each of gate finger electrode 124 and drain finger electrode 122 And a drain terminal electrode D and a source terminal electrode S disposed on the semi-insulating substrate 110 and having a plurality of fingers of the source finger electrode 120 connected by overlay contacts.

(変形例1)
実施の形態の変形例1に係る高周波半導体用パッケージ1の模式的平面パターン構成は、図16に示すように表される。
(Modification 1)
A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor package 1 according to the first modification of the embodiment is expressed as shown in FIG.

実施の形態の変形例1に係る高周波半導体用パッケージ1は、金属壁16の外側にストリップライン19a・19bに隣接して配置された容量調整用パターン41・42・43・44・45・46・47・48・51・52・53・54・55・56・57・58とを備える。   The high-frequency semiconductor package 1 according to the first modification of the embodiment includes capacitance adjusting patterns 41, 42, 43, 44, 45, 46, and the like that are disposed outside the metal wall 16 and adjacent to the strip lines 19 a, 19 b. 47, 48, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58.

容量調整用パターン41・42・43・44・45・46・47・48・51・52・53・54・55・56・57・58は、金属壁16の外側のフィードスルー下層部20上に、ストリップライン19a・19bの両側に配置される。   Capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, and 58 are formed on the feedthrough lower layer 20 on the outside of the metal wall 16. The strip lines 19a and 19b are arranged on both sides.

また、容量調整用パターン41・42・43・44・45・46・47・48・51・52・53・54・55・56・57・58とストリップライン19a・19bは、ボンディングワイヤで接続される。その他の構成は、実施の形態と同様である。   Further, the capacity adjustment patterns 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 and the strip lines 19a, 19b are connected by bonding wires. The Other configurations are the same as those of the embodiment.

(変形例2)
実施の形態の変形例2に係る高周波半導体用パッケージであって、樹脂基板40a・40b上に容量調整用パターン41・43を形成した例の模式的平面パターン構成は、図17(a)に示すように表され、図17(a)のVII−VII線に沿う模式的断面構造は、図17(b)に示すように表される。図17(a)および図17(b)の例では、樹脂基板40a・40b上に容量調整用パターン41・43を1対形成した例が示されているが、複数対形成されていても良い。
(Modification 2)
FIG. 17A shows a schematic planar pattern configuration of the example of the high-frequency semiconductor package according to the second modification of the embodiment in which the capacitance adjustment patterns 41 and 43 are formed on the resin substrates 40a and 40b. A schematic cross-sectional structure taken along line VII-VII in FIG. 17A is expressed as shown in FIG. In the example of FIGS. 17A and 17B, an example in which a pair of capacitance adjustment patterns 41 and 43 are formed on the resin substrates 40a and 40b is shown, but a plurality of pairs may be formed. .

実施の形態の変形例2に係る高周波半導体用パッケージは、ストリップライン19aの両側に配置された樹脂基板40a・40bを備え、容量調整用パターン41・43は、樹脂基板40a・40b上に配置されている。図17(a)および図17(b)の例では、入力側のストリップライン19aの例が示されているが、出力側のストリップライン19bにおいても同様に構成可能である。その他の構成は、実施の形態と同様である。   The high-frequency semiconductor package according to the second modification of the embodiment includes resin substrates 40a and 40b disposed on both sides of the strip line 19a, and the capacity adjustment patterns 41 and 43 are disposed on the resin substrates 40a and 40b. ing. In the example of FIGS. 17A and 17B, an example of the input-side strip line 19a is shown, but the output-side strip line 19b can be similarly configured. Other configurations are the same as those of the embodiment.

(変形例3)
実施の形態の変形例3に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターンを容量性オープンスタブ82a・82bを用いて形成した例の模式的平面パターン構成は、図18に示すように表される。
(Modification 3)
A schematic planar pattern configuration of the example of the high-frequency semiconductor package according to the third modification of the embodiment in which the capacitance adjustment pattern is formed using the capacitive open stubs 82a and 82b is shown in FIG. Is done.

実施の形態の変形例3に係る高周波半導体用パッケージにおいて、容量調整用パターンは、ストリップライン19aに接続された容量性オープンスタブ82a・82bで形成されていても良い。図18の例では、入力側のストリップライン19aの例が示されているが、出力側のストリップライン19bにおいても同様に構成可能である。その他の構成は、実施の形態と同様である。   In the high-frequency semiconductor package according to the third modification of the embodiment, the capacitance adjustment pattern may be formed by capacitive open stubs 82a and 82b connected to the strip line 19a. In the example of FIG. 18, an example of the strip line 19a on the input side is shown, but the strip line 19b on the output side can be similarly configured. Other configurations are the same as those of the embodiment.

(変形例4)
実施の形態の変形例4に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターン411・412・413…・431・432・433…をストリップライン19aの両側に複数個1列に配置した例の模式的平面パターン構成は、図19(a)に示すように表される。
(Modification 4)
In the high frequency semiconductor package according to the fourth modification of the embodiment, a plurality of capacitance adjustment patterns 41 1 , 41 2 , 41 3 ... 43 1 , 43 2 , 43 3 . A schematic planar pattern configuration of an example arranged in a row is expressed as shown in FIG.

図19(a)に示すように、容量調整用パターン411・412・413…・431・432・433…は、ストリップライン19aの両側に島状に1列に複数配置されていても良い。図19(a)の例では、入力側のストリップライン19aの例が示されているが、出力側のストリップライン19bにおいても同様に構成可能である。その他の構成は、実施の形態と同様である。 As shown in FIG. 19A, a plurality of capacitance adjustment patterns 41 1 , 41 2 , 41 3 ... 43 1 , 43 2 , 43 3 ,. May be. In the example of FIG. 19 (a), an example of the strip line 19a on the input side is shown, but the strip line 19b on the output side can be similarly configured. Other configurations are the same as those of the embodiment.

(変形例5)
実施の形態の変形例5に係る高周波半導体用パッケージであって、容量調整用パターン411・412・413…・431・432・433…451・452・453…・471・472・473…をストリップライン19aの両側に複数個2列に配置した例の模式的平面パターン構成は、図19(b)に示すように表される。
(Modification 5)
A high-frequency semiconductor package according to a fifth modification of the embodiment, the capacitance adjustment pattern 41 1, 41 2, 41 3 ..., 43 1, 43 2, 43 3 ... 45 1, 45 2, 45 3 ..., A schematic plane pattern configuration of an example in which a plurality of 47 1 , 47 2 , 47 3, ... Are arranged in two rows on both sides of the strip line 19a is expressed as shown in FIG.

図19(b)に示すように、容量調整用パターン411・412・413…・431・432・433…451・452・453…・471・472・473…は、島状に複数列に複数配置されていても良い。図19(b)の例では、入力側のストリップライン19aの例が示されているが、出力側のストリップライン19bにおいても同様に構成可能である。その他の構成は、実施の形態と同様である。 Figure 19 (b), the capacitance adjustment pattern 41 1, 41 2, 41 3 ..., 43 1, 43 2, 43 3 ... 45 1, 45 2, 45 3 ..., 47 1, 47 2, 47 3 may be arranged in a plurality of rows in an island shape. In the example of FIG. 19B, an example of the strip line 19a on the input side is shown, but the strip line 19b on the output side can be similarly configured. Other configurations are the same as those of the embodiment.

(比較例)
比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aの模式的平面パターン構成は、図20に示すように表され、図20のVIII−VIII線に沿う模式的断面構造は、図21に示すように表される。さらに、パッケージベースボード70上に実装された比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aの模式的平面パターン構成は、図22に示すように表され、図22のIX−IX線に沿う模式的断面構造は、図23に示すように表される。
(Comparative example)
A schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor package 1a according to the comparative example is expressed as shown in FIG. 20, and a schematic cross-sectional structure taken along line VIII-VIII in FIG. 20 is expressed as shown in FIG. . Furthermore, a schematic planar pattern configuration of the high-frequency semiconductor package 1a according to the comparative example mounted on the package base board 70 is expressed as shown in FIG. 22, and a schematic cross-sectional structure taken along line IX-IX in FIG. Is expressed as shown in FIG.

また、パッケージベースボード70上に実装された比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aの入力側リード21aのインダクタンス成分Liとそれをキャンセルするためのボード上容量調整成分Co1からなる回路構成は、図24(a)に示すように表され、比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aの出力側リード21bのインダクタンス成分LOとそれをキャンセルするためのボード上容量調整成分Co2からなる回路構成は、図24(b)に示すように表される。 The circuit configuration comprising the inductance component L i of the input side lead 21a of the high frequency semiconductor package 1a according to the comparative example mounted on the package base board 70 and the on-board capacitance adjustment component C o1 for canceling it is as follows. 24A, the circuit configuration including the inductance component L O of the output-side lead 21b of the high-frequency semiconductor package 1a according to the comparative example and the on-board capacitance adjusting component Co 2 for canceling the inductance component L O is as follows. This is expressed as shown in FIG.

比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aは、図22〜図23に示すように、高周波半導体用パッケージ1aを搭載するパッケージベースボード70と、パッケージベースボード70上に配置され、リード21a・21bと接続されるボード上配線パターン80a・80bと、ボード上配線パターン80a・80bに隣接して配置されたボード上容量調整用パターン61・62・63・64・71・72・73・74とを備える。ここで、ボード上配線パターン80a・80bとボード上容量調整用パターン61・62・63・64・71・72・73・74は、ボンディングワイヤで接続される。   As shown in FIGS. 22 to 23, the high-frequency semiconductor package 1a according to the comparative example is disposed on the package base board 70 on which the high-frequency semiconductor package 1a is mounted and connected to the leads 21a and 21b. Board on-board wiring patterns 80a and 80b, and on-board capacity adjustment patterns 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73 and 74 arranged adjacent to the on-board wiring patterns 80a and 80b. Here, the on-board wiring patterns 80a and 80b and the on-board capacity adjustment patterns 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, and 74 are connected by bonding wires.

比較例に係る高周波半導体用パッケージ1aは、金属壁16の外側にリード21a・21bのインダクタンス成分Li・LOをキャンセルするための容量成分を有してはいない。このため、リードのインダクタンス成分Li・LOをキャンセルするための容量成分Co1・Co2は、ボード上容量調整用パターン61・62・63・64・71・72・73・74のみによって形成される。 The high-frequency semiconductor package 1a according to the comparative example does not have a capacitance component for canceling the inductance components L i and L O of the leads 21a and 21b outside the metal wall 16. Therefore, the capacitance components C o1 and C o2 for canceling the lead inductance components L i and L O are formed only by the on-board capacitance adjustment patterns 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, and 74. Is done.

本実施の形態によれば、リードのインダクタンス成分をキャンセルするための容量成分を、リードの両端、すなわち、ボードと高周波半導体用パッケージの両方に設けることができる。   According to the present embodiment, a capacitance component for canceling the inductance component of the lead can be provided at both ends of the lead, that is, both the board and the high-frequency semiconductor package.

リード部分のインダクタンスは、ユーザ側のボード上に容量成分を設けることでキャンセルしているが、本実施の形態によれば、高周波半導体用パッケージ側にも調整可能な容量成分を備えることで、周波数帯域を広げることができる。   The inductance of the lead portion is canceled by providing a capacitive component on the board on the user side, but according to the present embodiment, the frequency component can be adjusted by providing the adjustable capacitive component also on the high frequency semiconductor package side. Bandwidth can be expanded.

本実施の形態によれば、入出力インピーダンスを外部調整可能な高周波半導体用パッケージを提供することができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a high-frequency semiconductor package in which input / output impedance can be externally adjusted.

[その他の実施の形態]
本実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
[Other embodiments]
Although this embodiment has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

なお、実施の形態に係る高周波半導体用パッケージに搭載される半導体装置としては、FET、HEMTに限らず、LDMOS(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)やヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:Hetero-junction Bipolar Transistor)などの増幅素子、メムス(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)素子なども適用できることは言うまでもない。   The semiconductor device mounted on the high-frequency semiconductor package according to the embodiment is not limited to the FET and the HEMT, but is also an LDMOS (Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) or a heterojunction bipolar transistor (HBT). Needless to say, an amplifying element such as a junction bipolar transistor (MEMS) or a micro electro mechanical systems (MEMS) element can also be applied.

このように、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。   As described above, various embodiments that are not described herein are included.

1…高周波半導体用パッケージ
10…メタルキャップ
11、12,14,15、41a、42a、43a、44a、51b、52b、53b、54b…ボンディングワイヤ
14a…メタルシールリング
16…金属壁(パッケージ外壁)
17…入力整合回路
18…出力整合回路
19a、19b…ストリップライン
20…フィードスルー下層部
21a…入力側リード
21b…出力側リード
22…フィードスルー上層部
24…半導体装置
25…凸状フィードスルー
26…入力回路基板
28…出力回路基板
34…貫通孔
40a、40b…樹脂基板
41、42、43、44、51、52、53、54、411〜413、431〜433、451〜453、471〜473…容量調整用パターン
50a、50b…半田層
60a、60b…配線基板
61、62、63、64、71、72、73、74…ボード上容量調整用パターン
61a・62a・63a・64a・71b・72b・73b・74b…金属箔
70…パッケージベースボード
80a、80b…ボード上配線パターン
82a、82b…容量性オープンスタブ
110…半絶縁性基板
112…窒化物系化合物半導体層(GaNエピタキシャル成長層)
116…2次元電子ガス(2DEG)層
118…アルミニウム窒化ガリウム層(AlxGa1-xN)(0.1≦x≦1)
120…ソースフィンガー電極
122…ドレインフィンガー電極
124…ゲートフィンガー電極
126…ソース領域
128…ドレイン領域
200…導体ベースプレート
G,G1,G2,…,G10…ゲート端子電極
S,S11,S12,…,S101,S102…ソース端子電極
D,D1,D2,…,D10…ドレイン端子電極
SC11,SC12,…,SC91,SC92,SC101,SC102…VIAホール
ΔW…空隙幅
i…入力側リード21aのインダクタンス成分
o…出力側リード21bのインダクタンス成分
i1、Ci2…パッケージ側容量調整成分
o1、Co2…ボード上容量調整成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency semiconductor package 10 ... Metal cap 11, 12, 14, 15, 41a, 42a, 43a, 44a, 51b, 52b, 53b, 54b ... Bonding wire 14a ... Metal seal ring 16 ... Metal wall (package outer wall)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Input matching circuit 18 ... Output matching circuit 19a, 19b ... Strip line 20 ... Feed through lower layer part 21a ... Input side lead 21b ... Output side lead 22 ... Feed through upper layer part 24 ... Semiconductor device 25 ... Convex feed through 26 ... Input circuit board 28 ... Output circuit board 34 ... Through holes 40a, 40b ... Resin boards 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54, 41 1 to 41 3 , 43 1 to 43 3 , 45 1 to 45 3 , 47 1 to 47 3 ... capacity adjustment patterns 50a, 50b ... solder layers 60a, 60b ... wiring boards 61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74 ... on-board capacity adjustment patterns 61a, 62a, ... 63a, 64a, 71b, 72b, 73b, 74b ... Metal foil 70 ... Package base board 80a, 80b ... On-board wiring pattern 82a, 8 b ... capacitive open stub 110 ... semi-insulating substrate 112 ... nitride compound semiconductor layer (GaN epitaxial layer)
116: Two-dimensional electron gas (2DEG) layer 118: Aluminum gallium nitride layer (Al x Ga 1-x N) (0.1 ≦ x ≦ 1)
120 ... Source finger electrode 122 ... Drain finger electrode 124 ... Gate finger electrode 126 ... Source region 128 ... Drain region 200 ... Conductor base plates G, G1, G2, ..., G10 ... Gate terminal electrodes S, S11, S12, ..., S101, S102 ... source terminal electrode D, D1, D2, ..., D10 ... drain terminal electrode SC11, SC12, ..., SC91, SC92, SC101, SC102 ... VIA holes [Delta] W ... gap width L i ... inductance component L o of the input-side lead 21a ... Inductance components C i1 and C i2 of output side lead 21b ... Package side capacitance adjustment components C o1 and C o2 ... Board capacitance adjustment components

Claims (14)

導体ベースプレートと、
前記導体ベースプレート上に配置された半導体装置と、
前記導体ベースプレート上に配置され、内側に前記半導体装置を内在する金属壁と、
前記金属壁の入出力部に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔にはめ込まれ、かつ前記導体ベースプレート上に配置されたフィードスルー下層部と、
前記貫通孔にはめ込まれ、かつ前記フィードスルー下層部上に配置されたフィードスルー上層部と、
前記フィードスルー下層部と前記フィードスルー上層部の間に配置されたストリップラインと、
前記ストリップライン上に配置されたリードと、
前記金属壁の外側の前記ストリップラインに隣接して配置された容量調整用パターンと
を備えることを特徴とする高周波半導体用パッケージ。
A conductor base plate;
A semiconductor device disposed on the conductor base plate;
A metal wall disposed on the conductor base plate and containing the semiconductor device inside;
A through hole provided in the input / output part of the metal wall;
A feedthrough lower layer portion fitted in the through hole and disposed on the conductor base plate;
A feedthrough upper layer part fitted into the through-hole and disposed on the feedthrough lower layer part;
A stripline disposed between the feedthrough lower layer and the feedthrough upper layer,
A lead disposed on the stripline;
A package for high frequency semiconductor, comprising: a capacitance adjusting pattern disposed adjacent to the strip line outside the metal wall.
前記容量調整用パターンは、前記金属壁の外側の前記フィードスルー下層部上に、前記ストリップラインの両側に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体用パッケージ。   2. The high frequency semiconductor package according to claim 1, wherein the capacitance adjusting pattern is disposed on both sides of the stripline on the feedthrough lower layer outside the metal wall. 前記ストリップラインの両側に配置された樹脂基板を備え、
前記容量調整用パターンは、前記樹脂基板上に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体用パッケージ。
A resin substrate disposed on both sides of the strip line;
The high-frequency semiconductor package according to claim 1, wherein the capacitance adjustment pattern is disposed on the resin substrate.
前記容量調整用パターンは、島状に1列に複数配置されたことを特徴とする請求項2または3に記載の高周波半導体用パッケージ。   4. The high-frequency semiconductor package according to claim 2, wherein a plurality of the capacitance adjustment patterns are arranged in a row in an island shape. 前記容量調整用パターンは、島状に複数列に複数配置されたことを特徴とする請求項2または3に記載の高周波半導体用パッケージ。   4. The high-frequency semiconductor package according to claim 2, wherein a plurality of capacitance adjusting patterns are arranged in a plurality of rows in an island shape. 前記容量調整用パターンと前記ストリップラインは、ボンディングワイヤで接続されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の高周波半導体用パッケージ。   The high-frequency semiconductor package according to claim 1, wherein the capacitance adjusting pattern and the strip line are connected by a bonding wire. 前記容量調整用パターンと前記ストリップラインは、複数配置された前記容量調整用パターンの内、前記リードに近接して配置される容量調整用パターンからボンディングワイヤで接続されることを特徴とする請求項4または5に記載の高周波半導体用パッケージ。   The capacitance adjusting pattern and the strip line are connected by a bonding wire from a plurality of the capacitance adjusting patterns arranged in proximity to the leads. The package for high-frequency semiconductors according to 4 or 5. 前記容量調整用パターンは、前記ストリップラインに接続された容量性オープンスタブであることを特徴とする請求項1または2に記載の高周波半導体用パッケージ。   The high frequency semiconductor package according to claim 1, wherein the capacitance adjustment pattern is a capacitive open stub connected to the strip line. 前記高周波半導体パッケージを搭載するパッケージベースボードと、
前記パッケージベースボード上に配置され、前記リードと接続されるボード上配線パターンと、
前記ボード上配線パターンに隣接して配置されたボード上容量調整用パターンと
を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の高周波半導体用パッケージ。
A package base board on which the high-frequency semiconductor package is mounted;
An on-board wiring pattern disposed on the package base board and connected to the leads;
The high-frequency semiconductor package according to claim 1, further comprising: an on-board capacitance adjusting pattern disposed adjacent to the on-board wiring pattern.
前記金属壁に囲まれた前記導体ベースプレート上に前記半導体装置に隣接して配置された入力回路基板および出力回路基板と、
前記入力回路基板上に配置され、前記ストリップラインに接続された入力整合回路と、
前記出力回路基板上に配置され、前記ストリップラインに接続された出力整合回路と、
前記半導体装置と前記入力整合回路および前記出力整合回路を接続するボンディングワイヤと
を備えることを特徴とする請求項2に記載の高周波半導体用パッケージ。
An input circuit board and an output circuit board disposed adjacent to the semiconductor device on the conductor base plate surrounded by the metal wall;
An input matching circuit disposed on the input circuit board and connected to the stripline;
An output matching circuit disposed on the output circuit board and connected to the stripline;
The high-frequency semiconductor package according to claim 2, further comprising: a bonding wire that connects the semiconductor device to the input matching circuit and the output matching circuit.
前記金属壁上に配置されたメタルシールリングと、
前記メタルシールリング上に配置されたメタルキャップと
を備えることを特徴とする請求項10に記載の高周波半導体用パッケージ。
A metal seal ring disposed on the metal wall;
The high-frequency semiconductor package according to claim 10, further comprising: a metal cap disposed on the metal seal ring.
前記半導体装置は、
半絶縁性基板と、
前記半絶縁性基板の第1表面に配置され,それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極、ソースフィンガー電極およびドレインフィンガー電極と、
前記半絶縁性基板の第1表面に配置され,前記ゲートフィンガー電極、前記ソースフィンガー電極および前記ドレインフィンガー電極ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成した複数のゲート端子電極、複数のソース端子電極およびドレイン端子電極と、
前記ソース端子電極の下部に配置されたVIAホールと、
前記半絶縁性基板の第1表面と反対側の第2表面に配置され、前記ソース端子電極に対して前記VIAホールを介して接続された接地電極と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の高周波半導体用パッケージ。
The semiconductor device includes:
A semi-insulating substrate;
A gate finger electrode, a source finger electrode and a drain finger electrode disposed on the first surface of the semi-insulating substrate, each having a plurality of fingers;
A plurality of gate terminal electrodes arranged on the first surface of the semi-insulating substrate and formed by bundling a plurality of fingers for each of the gate finger electrode, the source finger electrode and the drain finger electrode; A drain terminal electrode;
A VIA hole disposed under the source terminal electrode;
3. A ground electrode disposed on a second surface opposite to the first surface of the semi-insulating substrate and connected to the source terminal electrode via the VIA hole. The package for high frequency semiconductors described.
前記半導体装置は、
半絶縁性基板と、
前記半絶縁性基板上に配置され、それぞれ複数のフィンガーを有するゲートフィンガー電極、ソースフィンガー電極およびドレインフィンガー電極と、
前記半絶縁性基板上に配置され、前記ゲートフィンガー電極、前記ドレインフィンガー電極ごとに複数のフィンガーをそれぞれ束ねて形成したゲート端子電極およびドレイン端子電極と、
前記半絶縁性基板上に配置され、前記ソースフィンガー電極の複数のフィンガーをそれぞれオーバーレイコンタクトにより接続したソース端子電極と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の高周波半導体用パッケージ。
The semiconductor device includes:
A semi-insulating substrate;
A gate finger electrode, a source finger electrode and a drain finger electrode disposed on the semi-insulating substrate, each having a plurality of fingers;
A gate terminal electrode and a drain terminal electrode which are disposed on the semi-insulating substrate and formed by bundling a plurality of fingers for each of the gate finger electrode and the drain finger electrode;
The high-frequency semiconductor package according to claim 2, further comprising: a source terminal electrode disposed on the semi-insulating substrate and having a plurality of fingers of the source finger electrode connected by overlay contacts.
前記半絶縁性基板は、GaAs基板、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/AlGaNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板のいずれかであることを特徴とする請求項12または13に記載の高周波半導体用パッケージ。   The semi-insulating substrate is a GaAs substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, a substrate in which a GaN epitaxial layer is formed on a SiC substrate, a substrate in which a heterojunction epitaxial layer made of GaN / AlGaN is formed on a SiC substrate, a sapphire substrate, or 14. The high frequency semiconductor package according to claim 12, wherein the package is a diamond substrate.
JP2012135938A 2012-06-15 2012-06-15 High frequency semiconductor package Expired - Fee Related JP5843703B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012135938A JP5843703B2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 High frequency semiconductor package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012135938A JP5843703B2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 High frequency semiconductor package

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014003077A JP2014003077A (en) 2014-01-09
JP5843703B2 true JP5843703B2 (en) 2016-01-13

Family

ID=50036005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012135938A Expired - Fee Related JP5843703B2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 High frequency semiconductor package

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5843703B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6462535B2 (en) * 2015-08-28 2019-01-30 株式会社東芝 High frequency semiconductor device
JP2017055224A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 株式会社東芝 High-frequency semiconductor device
WO2023062758A1 (en) * 2021-10-13 2023-04-20 三菱電機株式会社 High-frequency semiconductor package

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593557U (en) * 1982-06-30 1984-01-11 三菱電機株式会社 Monolithic microwave integrated circuit
JPH06338711A (en) * 1993-05-31 1994-12-06 Mitsubishi Electric Corp Integrated circuit device, method and device for adjusting the same
JP2576773B2 (en) * 1993-10-29 1997-01-29 日本電気株式会社 Multi-finger field effect transistor
JP2003069313A (en) * 2001-08-24 2003-03-07 Toshiba Corp Semiconductor package
JP2007208671A (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Mitsubishi Electric Corp Package for microwave module
JP5450313B2 (en) * 2010-08-06 2014-03-26 株式会社東芝 High frequency semiconductor package and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014003077A (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5323167B2 (en) package
JP5450313B2 (en) High frequency semiconductor package and manufacturing method thereof
US11749622B2 (en) Field effect transistor and semiconductor device
JP5439415B2 (en) Package for MMIC
US8471382B2 (en) Package and high frequency terminal structure for the same
JP2012038837A (en) Package and fabrication method thereof
JP5843703B2 (en) High frequency semiconductor package
US7990223B1 (en) High frequency module and operating method of the same
KR101504871B1 (en) Package
JP2012178525A (en) Package
JP5851334B2 (en) High frequency semiconductor package
JP5269864B2 (en) Semiconductor device
JP2012182386A (en) Package
JP2010245352A (en) Semiconductor device, and method for manufacturing the same
JP2012209334A (en) Low-profile millimeter waveband package and method of manufacturing the same
JP5734727B2 (en) Semiconductor device
JP5513991B2 (en) High frequency module and operation method thereof
JP2010245351A (en) Semiconductor device
JP2011250360A (en) High frequency module
JP2012146910A (en) Semiconductor device
JP2010245350A (en) Semiconductor device
JP7332130B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and semiconductor device
JP5892770B2 (en) High frequency semiconductor device
JP5759777B2 (en) Package for MMIC
JP2012146728A (en) Package

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151002

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: 20151020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151117

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees