WO2022130740A1 - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

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WO2022130740A1
WO2022130740A1 PCT/JP2021/036698 JP2021036698W WO2022130740A1 WO 2022130740 A1 WO2022130740 A1 WO 2022130740A1 JP 2021036698 W JP2021036698 W JP 2021036698W WO 2022130740 A1 WO2022130740 A1 WO 2022130740A1
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WO
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base material
metal member
high frequency
main surface
frequency module
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PCT/JP2021/036698
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French (fr)
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佑二 竹松
美紀子 深澤
俊二 吉見
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters

Definitions

  • the present invention relates to a high frequency module and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses a high-frequency module including a power amplifier and a controller arranged on a package substrate.
  • the high-frequency module of Patent Document 1 is downsized by arranging the power amplifier and the controller in a stacked manner.
  • the present invention provides a high-frequency module and a communication device having improved heat dissipation.
  • the high frequency module includes a module substrate having a first main surface and a second main surface facing each other, a first base material which is at least partially composed of a first semiconductor material, and at least a part thereof. Is composed of a second semiconductor material having a higher thermal conductivity than the first semiconductor material, and includes a second base material on which a power amplification circuit is formed, and the first base material and the second base material are the first main base material.
  • the second substrate is disposed between the module substrate and the first substrate, is bonded to the first substrate, and is connected to the first main surface via the first metal member.
  • One of the first base material and the second base material is connected to the first main surface via the second metal member, and when the module substrate is viewed in a plan view, the area of the first metal member is the second metal. It is larger than the area of the member.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module and a communication device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration of the high frequency module according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the semiconductor IC according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of the second base material according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the power amplifier circuit according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the semiconductor IC according to the embodiment.
  • FIG. 8A is a schematic plan view of the semiconductor IC according to the first modification.
  • FIG. 8B is a schematic plan view of the semiconductor IC according to the second modification.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the power amplifier circuit according to the modified example 3.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of the semiconductor IC according to the modified example 3.
  • A is arranged on the first main surface of the substrate.
  • A is not only directly mounted on the first main surface but also separated by the substrate. It means that A is arranged in the space on the first main surface side among the space on the main surface side and the space on the second main surface side. That is, it includes that A is mounted on the first main surface via other circuit elements, electrodes, and the like.
  • a and B are connected not only means that A and B are in contact with each other, but also A and B are conductor electrodes, conductor terminals, and the like. It is defined to include being electrically connected via wiring or other circuit components. Also, “connected between A and B” means connected to both A and B between A and B.
  • a and B are joined means that A and B are mechanically (physically) bonded, and in particular, one surface of A. It is defined to include that one surface of B is adhered to.
  • the x-axis and the y-axis are axes orthogonal to each other on a plane parallel to the main surface of the module substrate.
  • the z-axis is an axis perpendicular to the main surface of the module substrate, the positive direction thereof indicates an upward direction, and the negative direction thereof indicates a downward direction.
  • planar view means that an object is projected orthographically projected onto the xy plane from the positive side of the z-axis.
  • Parts are placed on the main surface of the board means that in addition to the parts being placed on the main surface in contact with the main surface of the board, the parts are placed on the main surface without contacting the main surface. It includes being arranged above and having a part of the component embedded in the substrate from the main surface side.
  • C is arranged between A and B in the plan view of the substrate (or the main surface of the substrate)" means that the substrate is used. It means that at least one of a plurality of line segments connecting an arbitrary point in A and an arbitrary point in B passes through the region C in a plan view.
  • the plan view of the substrate means that the substrate and the circuit elements mounted on the substrate are orthographically projected onto a plane parallel to the main surface of the substrate.
  • the "transmission path” is a transmission line composed of a wiring through which a high-frequency transmission signal propagates, an electrode directly connected to the wiring, and a wiring or a terminal directly connected to the electrode.
  • the "reception path” means a transmission line composed of a wiring through which a high-frequency reception signal propagates, an electrode directly connected to the wiring, and a wiring or a terminal directly connected to the electrode. do.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high frequency module 1 and a communication device 5 according to an embodiment.
  • the communication device 5 includes a high frequency module 1, an antenna 2, an RF signal processing circuit (RFIC) 3, and a baseband signal processing circuit (BBIC) 4.
  • RFIC RF signal processing circuit
  • BBIC baseband signal processing circuit
  • the RFIC 3 is an RF signal processing circuit that processes high frequency signals transmitted and received by the antenna 2. Specifically, the RFIC 3 processes the received signal input via the reception path of the high frequency module 1 by down-conversion or the like, and outputs the received signal generated by the signal processing to the BBIC 4. Further, the RFIC 3 processes the transmission signal input from the BBIC 4 by up-conversion or the like, and outputs the transmission signal generated by the signal processing to the transmission path of the high frequency module 1.
  • the BBIC 4 is a circuit that processes a signal using an intermediate frequency band having a lower frequency than the high frequency signal transmitted through the high frequency module 1.
  • the signal processed by the BBIC 4 is used, for example, as an image signal for displaying an image, or as an audio signal for a call via a speaker.
  • the RFIC 3 also has a function as a control unit that controls the connection of the switches 52, 53, and 54 of the high frequency module 1 based on the communication band (frequency band) used. Specifically, the RFIC 3 switches the connection of the switches 52 to 54 of the high frequency module 1 by a control signal (not shown). Specifically, the RFIC 3 outputs a digital control signal for controlling the switches 52 to 54 to the PA control circuit 11. The PA control circuit 11 controls the connection and disconnection of the switches 52 to 54 by outputting the digital control signal to the switches 52 to 54 by the digital control signal input from the RFIC 3.
  • the RFIC 3 also has a function as a control unit for controlling the gain of the power amplifier circuit 21 of the high frequency module 1, the power supply voltage Vcc supplied to the power amplifier circuit 21, and the bias voltage Vbias. Specifically, the RFIC 3 outputs a digital control signal to the control signal terminal 110 of the high frequency module 1.
  • the PA control circuit 11 adjusts the gain of the power amplification circuit 21 by outputting a control signal, a power supply voltage Vcc or a bias voltage Vbias to the power amplification circuit 21 by a digital control signal input via the control signal terminal 110. do.
  • the control signal terminal that receives the digital control signal that controls the gain of the power amplifier circuit 21 from the RFIC3, and the control signal that receives the digital control signal that controls the power supply voltage Vcc and the bias voltage Vbias supplied to the power amplification circuit 21 from the RFIC3. It may be different from the terminal.
  • the control unit may be provided outside the RFIC3, or may be provided, for example, in the BBIC4.
  • the antenna 2 is connected to the antenna connection terminal 100 of the high frequency module 1, emits a high frequency signal output from the high frequency module 1, receives a high frequency signal from the outside, and outputs the high frequency signal to the high frequency module 1.
  • the antenna 2 and the BBIC 4 are not essential components.
  • the high frequency module 1 includes an antenna connection terminal 100, a power amplifier circuit 21, a PA control circuit 11, a low noise amplifier circuit 31, duplexers 61 and 62, and matching circuits 42, 43, 44. And 45, switches 52, 53 and 54, a duplexer 73, a control signal terminal 110, a transmission input terminal 120, and a reception output terminal 130.
  • the antenna connection terminal 100 is an example of an input / output terminal, and is an antenna common terminal connected to the antenna 2.
  • the power amplifier circuit 21 is an amplifier circuit that amplifies the high frequency signals of the first communication band and the second communication band input from the transmission input terminal 120.
  • the power amplifier circuit 21 is included in the second base material 20.
  • the second base material 20 is made of, for example, at least a part of GaAs.
  • the power amplifier circuit 21 includes, for example, a heterojunction bipolar transistor (HBT: Heterojunction Bipolar Transistor).
  • the low noise amplifier circuit 31 is an amplifier circuit that amplifies the high frequency signals of the first communication band and the second communication band with low noise and outputs them to the reception output terminal 130.
  • the PA control circuit 11 is an example of a control circuit that adjusts the gain of the power amplifier circuit 21 by a digital control signal or the like input via the control signal terminal 110.
  • the PA control circuit 11 is included in the first base material 10, and is composed of, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Sensor).
  • CMOS Complementary Metal Oxide Sensor
  • the PA control circuit 11 is formed by an SOI (Silicon On Insulator) process. This makes it possible to manufacture the PA control circuit 11 at low cost.
  • the first base material 10 is, for example, at least partially composed of Si.
  • the duplexer 61 is composed of a transmission filter 61T and a reception filter 61R.
  • the duplexer 62 is composed of a transmission filter 62T and a reception filter 62R.
  • the transmission filter 61T is connected to the output terminal of the power amplifier circuit 21 via the switch 52 and the matching circuit 42, and passes the transmission signal of the first communication band.
  • the transmission filter 61T is arranged in a transmission path connecting the transmission input terminal 120 and the antenna connection terminal 100.
  • the transmission filter 62T is connected to the output terminal of the power amplifier circuit 21 via the switch 52 and the matching circuit 42, and passes the transmission signal of the second communication band.
  • the transmission filter 62T is connected to a transmission path connecting the transmission input terminal 120 and the antenna connection terminal 100.
  • the reception filter 61R is connected to the reception path connecting the reception output terminal 130 and the antenna connection terminal 100, and passes the reception signal of the first communication band. Further, the reception filter 62R is connected to a reception path connecting the reception output terminal 130 and the antenna connection terminal 100, and passes the reception signal of the second communication band.
  • Each of the duplexers 61 and 62 may be one filter transmitted by a time division duplex (TDD: Time Division Duplex) method.
  • TDD Time Division Duplex
  • a switch for switching between transmission and reception is arranged at least one of the front stage and the rear stage of the one filter.
  • the switch 52 has a common terminal and two selection terminals.
  • the common terminal of the switch 52 is connected to the output terminal of the power amplifier circuit 21 via the matching circuit 42.
  • One selection terminal of the switch 52 is connected to the transmission filter 61T, and the other selection terminal of the switch 52 is connected to the transmission filter 62T.
  • the switch 52 switches between the connection between the power amplifier circuit 21 and the transmission filter 61T and the connection between the power amplifier circuit 21 and the transmission filter 62T.
  • the switch 52 is composed of, for example, a SPDT (Single Pole Double Throw) type switch circuit.
  • the switch 53 has a common terminal and two selection terminals.
  • the common terminal of the switch 53 is connected to the input terminal of the low noise amplifier circuit 31 via the matching circuit 43.
  • One selection terminal of the switch 53 is connected to the reception filter 61R, and the other selection terminal of the switch 53 is connected to the reception filter 62R.
  • the switch 53 switches the connection and non-connection between the low noise amplifier circuit 31 and the reception filter 61R, and switches the connection and non-connection between the low noise amplifier circuit 31 and the reception filter 62R.
  • the switch 53 is composed of, for example, a SPDT type switch circuit.
  • the switch 54 is an example of an antenna switch, and is connected to the antenna connection terminal 100 via the diplexer 73, (1) the connection and disconnection between the antenna connection terminal 100 and the duplexer 61, and (2) the antenna connection terminal 100. And the duplexer 62 are switched between connected and disconnected.
  • the matching circuit 42 is connected between the power amplifier circuit 21 and the transmission filters 61T and 62T to perform impedance matching between the power amplification circuit 21 and the transmission filter 61T and impedance matching between the power amplification circuit 21 and the transmission filter 62T. Take.
  • the matching circuit 43 is connected between the low noise amplifier circuit 31 and the reception filters 61R and 62R, impedance matching between the low noise amplifier circuit 31 and the reception filter 61R, and the low noise amplifier circuit 31 and the reception filter 62R. Impedance matching.
  • the matching circuit 44 is arranged in the path connecting the switch 54 and the duplexer 61, and impedance matching is performed between the antenna 2 and the switch 54 and the duplexer 61.
  • the matching circuit 45 is arranged in a path connecting the switch 54 and the duplexer 62, and performs impedance matching between the antenna 2 and the switch 54 and the duplexer 62.
  • the diplexer 73 is an example of a multiplexer, and is composed of filters 73L and 73H.
  • the filter 73L is a filter having a pass band in the frequency range of the first frequency band group including the first communication band and the second communication band
  • the filter 73H is another frequency band group whose frequency is different from that of the first frequency band group. It is a filter whose pass band is in the frequency range of.
  • One terminal of the filter 73L and one terminal of the filter 73H are commonly connected to the antenna connection terminal 100.
  • Each of the filters 73L and 73H is, for example, an LC filter configured by at least one of a chip-shaped inductor and a capacitor.
  • the high frequency module 1 may have the power amplifier circuit 21 among the circuit components shown in FIG.
  • the low noise amplifier circuit 31 and the switches 52 to 54 may be formed in one semiconductor IC (Integrated Circuit).
  • the semiconductor IC is composed of, for example, CMOS. Specifically, it is formed by the SOI process. This makes it possible to manufacture semiconductor ICs at low cost.
  • the semiconductor IC may be composed of at least one of GaAs, SiGe, and GaN. This makes it possible to output a high frequency signal having high quality amplification performance and noise performance.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the high frequency module 1A according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the high-frequency module 1A according to the embodiment, and specifically, is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • FIG. 2A shows a layout drawing of circuit components when the main surface 80a of the main surfaces 80a and 80b of the module board 80 facing each other is viewed from the positive direction side of the z-axis. ..
  • FIG. 2B shows a perspective view of the arrangement of circuit components when the main surface 80b is viewed from the positive direction side of the z-axis.
  • a mark indicating the function of each circuit component is attached so that the arrangement relationship of each circuit component can be easily understood, but the mark is attached to the actual high frequency module 1A. do not have.
  • the high frequency module 1A according to the embodiment specifically shows the arrangement configuration of each circuit element constituting the high frequency module 1 according to the embodiment.
  • the high-frequency module 1A according to the present embodiment further includes a module substrate 80, resin members 81 and 82, and an external connection terminal 150. It has a metal shield layer 85 and a semiconductor IC 70.
  • the semiconductor IC 70 includes the power amplifier circuit 21 and the PA control circuit 11 shown in FIG.
  • the module board 80 has a main surface 80a and a main surface 80b facing each other, and is a board on which circuit components constituting the high frequency module 1A are mounted.
  • the module substrate 80 include a low temperature co-fired ceramics (LTCC) substrate having a laminated structure of a plurality of dielectric layers, a high temperature co-fired ceramics (HTCC) substrate, and the like.
  • LTCC low temperature co-fired ceramics
  • HTCC high temperature co-fired ceramics
  • a board having a built-in component, a board having a redistribution layer (RDL), a printed circuit board, or the like is used.
  • the main surface 80a corresponds to the first main surface
  • the main surface 80b corresponds to the second main surface
  • the antenna connection terminal 100, the control signal terminal 110, the transmission input terminal 120, and the reception output terminal 130 may be formed on the main surface 80b.
  • the resin member 81 is arranged on the main surface 80a and covers a part of the circuit components constituting the high frequency module 1A and the main surface 80a.
  • the resin member 82 is arranged on the main surface 80b and covers a part of the circuit components constituting the high frequency module 1A and the main surface 80b.
  • the resin members 81 and 82 have a function of ensuring reliability such as mechanical strength and moisture resistance of the circuit components constituting the high frequency module 1A.
  • the resin members 81 and 82 are not essential components for the high frequency module 1 according to the present embodiment.
  • the metal shield layer 85 is formed on the surface of the resin member 81 and is set to the ground potential.
  • the metal shield layer 85 is, for example, a metal thin film formed by a sputtering method, and is a copper, an alloy containing copper, or a laminate containing copper.
  • the semiconductor IC 70, the duplexers 61 and 62, and the matching circuits 42, 43, 44 and 45 are arranged on the main surface 80a.
  • the low noise amplifier circuit 31 and the switches 52 to 54 are arranged on the main surface 80b.
  • the wiring for connecting the circuit components shown in FIG. 1 is formed inside the module board 80, on the main surfaces 80a and 80b. Further, the wiring may be a bonding wire having both ends bonded to the main surfaces 80a and 80b and any of the circuit components constituting the high frequency module 1A, or on the surface of the circuit component constituting the high frequency module 1A. It may be a formed terminal, electrode or wiring.
  • a plurality of external connection terminals 150 are arranged on the main surface 80b.
  • the high frequency module 1A exchanges electric signals with an external board arranged on the negative side of the z-axis of the high frequency module 1A via a plurality of external connection terminals 150. Further, some of the plurality of external connection terminals 150 are set to the ground potential of the external board.
  • circuit components that are difficult to reduce in height are not arranged on the main surface 80b facing the external board, and low noise amplifier circuits 31 and switches 52 to 54 that are easy to reduce in height are arranged. Has been done.
  • the external connection terminal 150 may be a columnar electrode penetrating the resin member 82 in the z-axis direction, and the external connection terminal 150 may be on the main surface 80b. It may be a formed bump electrode. In this case, the resin member 82 on the main surface 80b may be omitted.
  • the semiconductor IC 70 is arranged on either the main surface 80a or 80b, and the other circuit components are arranged on either the main surface 80a or 80b. May be.
  • the diplexer 73 may be surface-mounted on any of the main surfaces 80a and 80b, or may be built in the module substrate 80.
  • the semiconductor IC 70 includes a first base material 10 and a second base material 20.
  • At least a part of the first base material 10 is made of the first semiconductor material.
  • the first semiconductor material a simple substance semiconductor can be mentioned, and in particular, silicon (Si) or gallium nitride (GaN) can be mentioned. That is, in this embodiment, at least a part of the first base material 10 is made of Si or GaN.
  • the first semiconductor material is not limited to silicon or gallium nitride.
  • examples of the first semiconductor material include gallium arsenide, aluminum arsenide (AlAs), indium arsenide (InAs), indium phosphide (InP), gallium phosphide (GaP), indium antimonide (InSb), and gallium nitride.
  • the PA control circuit 11 is formed on the first base material 10.
  • the second base material 20 is at least partially composed of a second semiconductor material having a higher thermal conductivity than the first semiconductor material, and a power amplifier circuit 21 is formed.
  • the second semiconductor material include compound semiconductors, and in particular, gallium arsenide (GaAs) or silicon germanium (SiGe). That is, in this embodiment, at least a part of the second base material 20 is made of GaAs or SiGe, and the power amplifier circuit 21 is formed.
  • the second semiconductor material is not limited to gallium arsenide or silicon germanium.
  • the second base material 20 is arranged between the module substrate 80 and the first base material 10, bonded to the first base material 10, and is interposed via an electrode 23 (first metal member). Is connected to the main surface 80a.
  • the semiconductor IC 70 includes a first base material 10 and a second base material 20.
  • FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the semiconductor IC 70 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of the second base material 20 according to the embodiment.
  • the first base material 10 and the second base material 20 are laminated in the z-axis direction (vertical direction of the main surface 80a).
  • the first base material 10 includes, for example, a Si substrate 12, an insulating layer 13, a Si layer 14, a wiring layer 15, and a SiN layer 17, and includes a SiN layer 17, a wiring layer 15, a Si layer 14, and insulation.
  • the layer 13 and the Si substrate 12 are laminated in this order from the main surface 80a.
  • the Si substrate 12 is made of, for example, a silicon single crystal.
  • the Si layer 14 is, for example, a layer made of silicon, and is a layer on which circuit elements constituting the PA control circuit 11 are formed.
  • the wiring layer 15 is, for example, a layer in which a via wiring 16 for transmitting a control signal from the PA control circuit 11 to the second base material 20 and the module substrate 80 is formed inside a layer made of silicon oxide. ..
  • the SiN layer 17 is, for example, a protective layer made of silicon nitride, and is a layer for ensuring reliability such as moisture resistance of the first base material 10.
  • the first base material 10 is connected to the main surface 80a via an electrode 24 (second metal member) extending from the first base material 10 toward the main surface 80a.
  • the electrode 24 is composed of, for example, a columnar conductor 24a and a bump electrode 24b. One end of the columnar conductor 24a is bonded to the electrode 18 formed on the SiN layer 17, and the other end is bonded to the bump electrode 24b.
  • the bump electrode 24b is connected to an electrode formed on the main surface 80a.
  • the PA control circuit 11 of the first base material 10 can directly exchange the high frequency signal and the digital signal with the module board 80, the signal transmission loss can be reduced.
  • the first base material 10 may be provided with the Si substrate 12, and may not have the other layers. Further, the switches 53 and 54 may be included in the first base material 10.
  • the first base material 10 has main surfaces 10a and 10b facing each other.
  • the main surface 10b may be in contact with the metal shield layer 85.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 of the second base material 20 can be dissipated to the outside through the first base material 10 and the metal shield layer 85. Therefore, the heat dissipation of the high frequency module 1A is improved.
  • the resin member 71 is arranged on the main surface 10a of the first base material 10. Further, the resin member 71 covers the second base material 20.
  • the second base material 20 includes, for example, a GaAs base material layer 20n and an epitaxial layer 20d.
  • the GaAs base material layer 20n is, for example, a single crystal substrate made of gallium arsenide.
  • the epitaxial layer 20d is, for example, a layer in which GaAs is epitaxially grown on the GaAs base material layer 20n.
  • the power amplifier circuit 21 is formed on, for example, the epitaxial layer 20d.
  • the GaAs base material layer 20n is joined to the SiN layer 17 of the first base material 10. That is, the second base material 20 is joined to the first base material 10.
  • the second base material 20 is connected to the main surface 80a via an electrode 23 (first metal member) extending from the second base material 20 toward the main surface 80a.
  • the electrode 23 is composed of, for example, a columnar conductor 23a and a bump electrode 23b, one end of the columnar conductor 23a is joined to the electrode 22 formed on the main surface of the second base material 20, and the other end is connected to the bump electrode 23b. It is joined.
  • the bump electrode 23b is connected to an electrode formed on the main surface 80a.
  • the power amplifier circuit 21 of the second base material 20 can directly exchange signals with the module board 80, so that the signal transmission loss can be reduced.
  • the power amplifier circuit 21 of the second base material 20 may receive a digital control signal, a DC signal, or the like from the PA control circuit 11 of the first base material 10 via the via wiring 16.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the power amplifier circuit 21 according to the embodiment.
  • the power amplification circuit 21 includes an amplifier transistor 210, capacitors 213 and 214, a bias circuit 215, a collector terminal 212, an emitter terminal 211, an input terminal 230, and an output terminal 220. Be prepared.
  • the amplification transistor 210 is, for example, a bipolar transistor having a collector, an emitter and a base, and is a grounded emitter type, and is an amplification element that amplifies a high frequency current input to the base and outputs it from the collector.
  • the amplification transistor 210 may be a field-effect transistor having a drain (corresponding to a collector), a source (corresponding to an emitter), and a gate (corresponding to a base).
  • the capacitor 214 is a capacitance element for DC cut, and has a function of preventing a DC current from leaking to the input terminal 230 due to a DC bias voltage applied to the base from the bias circuit 215.
  • the capacitor 213 is a capacitive element for DC cut, has a function of removing the DC component of the high frequency amplification signal on which the DC bias voltage is superimposed, and outputs the high frequency amplification signal from which the DC component is removed from the output terminal 220. Will be done.
  • the bias circuit 215 is connected to the base of the amplification transistor 210 and has a function of optimizing the operating point of the amplification transistor 210 by applying a bias voltage to the base.
  • the emitter terminal 211 is connected to the electrode 23 (first metal member) and is connected to the ground.
  • the high frequency signal RFin input from the input terminal 230 becomes the base current Ib flowing from the base of the amplifier transistor 210 to the emitter.
  • the base current Ib is amplified by the amplification transistor 210 to become the collector current Icc, and the high frequency signal RFout corresponding to the collector current Icc is output from the output terminal 220.
  • a large current which is the sum of the base current Ib and the collector current Icc, flows from the emitter terminal 211 to the ground. Therefore, in order to improve the heat dissipation of the power amplifier circuit 21, it is necessary to improve the heat dissipation from the emitter terminal 211 which needs to function as the heat dissipation part of the amplifier transistor 210.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the semiconductor IC 70 according to the embodiment. Note that, in FIG. 7, of the main surfaces 80a and 80b of the module substrate 80 facing each other, the first base material 10, the second base material 20, and PA control when the main surface 80a is viewed from the positive direction side of the z-axis are shown. A perspective view of the arrangement of the circuit 11 and the electrodes 23 to 26 is shown. Note that FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 7.
  • the electrode 26 is an example of a second metal member, and connects the second base material 20 and the main surface 80a.
  • the electrode 26 is, for example, an input terminal 230 or an output terminal 220 of the power amplifier circuit 21, and is a signal electrode through which a high frequency signal flows.
  • the electrode 23 is an example of the first metal member, and connects the second base material 20 and the main surface 80a.
  • the electrode 23 is, for example, a ground electrode connected to the emitter terminal 211 of the power amplifier circuit 21.
  • the electrode 24 is an example of the second metal member, and connects the first base material 10 and the main surface 80a.
  • the electrode 24 is, for example, an input terminal or an output terminal of the PA control circuit 11, or is a ground electrode.
  • the electrode 25 is an example of a third metal member, and connects the first base material 10 and the main surface 80a.
  • the electrode 25 is, for example, a ground electrode of an electronic component formed on the first base material 10.
  • the area of the electrode 23 is larger than the area of the electrode 26. Further, the area of the electrode 23 is larger than the area of the electrode 24.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 is promoted to be transferred to the first base material 10 having a higher thermal conductivity than the second base material 20.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 is dissipated from the second base material 20 to the module substrate 80 via the electrode 23 having a large heat dissipation area.
  • the heat generated by the power amplifier circuit 21 can be dissipated with high efficiency.
  • the first base material 10 and the second base material 20 are laminated in the vertical direction of the main surface 80a, the high frequency module 1A can be miniaturized and the heat dissipation can be improved.
  • the electrode 23 has a long shape when the module substrate 80 is viewed in a plan view. According to this, the electrode density can be increased as compared with the case where a plurality of electrodes having a circular shape such as the electrode 26 are arranged discretely to secure a large area, and thus the second element. The area on the material 20 can be effectively used.
  • the long shape is a shape that is long in one direction, and the long direction refers to the one direction. More specifically, the long shape is a shape in which the length in one direction is longer than the length in the other direction intersecting with one direction.
  • the area of the electrode 25 is larger than the area of the electrode 26. Further, the area of the electrode 25 is larger than the area of the electrode 24.
  • the heat of the power amplifier circuit 21 transferred to the first base material 10 is dissipated to the module substrate 80 via the electrode 25 having a large heat dissipation area.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 can be dissipated with higher efficiency.
  • the electrode 25 has a long shape when the module substrate 80 is viewed in a plan view. According to this, the electrode density can be increased as compared with the case where a plurality of electrodes having a circular shape such as the electrode 24 are arranged discretely to secure a large area, and thus the first unit. The area on the material 10 can be effectively utilized.
  • the amplification transistor 210 and the electrode 23 may overlap each other.
  • the thermal conductance of the heat dissipation path can be increased and the heat dissipation can be improved.
  • the amplifier transistor 210 of the power amplifier circuit 21 has, for example, a collector layer 21C, a base layer 21B, and an emitter layer 21E.
  • the collector layer 21C, the base layer 21B, and the emitter layer 21E are laminated on the epitaxial layer 20d in this order. That is, in the amplification transistor, the collector layer 21C, the base layer 21B, and the emitter layer 21E are laminated in this order from the first base material 10 side.
  • the second base material 20 may be thinner than the first base material 10.
  • the thickness of the second base material 20 in the thickness direction (z-axis direction) may be smaller than the thickness of the first base material 10 in the thickness direction (z-axis direction).
  • the second base material 20 having a low thermal conductivity is relatively thin and the first base material 10 having a high thermal conductivity is relatively thick, the second base material 20 is changed to the first base material 10. Heat conduction is promoted and heat dissipation is improved.
  • the low noise amplifier circuit 31 and the switches 52 to 54 may be included in the semiconductor IC 75.
  • the high frequency module 1A can be miniaturized.
  • the low noise amplifier circuit 31 and the first base material 10 and the second base material 20 do not overlap.
  • Electrode arrangement configuration of semiconductor IC according to Modifications 1 and 2 Next, the arrangement configuration of the electrodes 23 and 25 will be described.
  • FIG. 8A is a schematic plan view of the semiconductor IC 70A according to the first modification.
  • the semiconductor IC 70A according to the first modification differs from the semiconductor IC 70 according to the embodiment only in the arrangement configuration of the electrodes 23 and 25.
  • the semiconductor IC 70A according to the present modification will be described by omitting the description of the same configuration as the semiconductor IC 70 according to the embodiment and focusing on different configurations.
  • the electrode 23 is an example of the first metal member, and connects the second base material 20A and the main surface 80a.
  • the electrode 25 is an example of a third metal member, and connects the first base material 10A and the main surface 80a.
  • the second base material 20A is included in the first base material 10A, and the first base material 10A is the central region C and the central region C. It has an outer peripheral region P located on the outer periphery of the above.
  • the electrode 23 is a region where the second base material 20A and the outer peripheral region P overlap, and the elongated direction of the electrode 23 is parallel to the outer side L2 which is closest to the electrode 23 among the outer sides of the first base material 10A. It is arranged so as to be.
  • the electrode 25 is an outer peripheral region P, and is arranged so that the longitudinal direction of the electrode 25 is parallel to the outer side L1 which is in close contact with the electrode 25 among the outer sides of the first base material 10A.
  • A is included in B in a predetermined plane view
  • A is the projection area of B. It overlaps with.
  • the semiconductor IC 70A In the manufacturing process of mounting the semiconductor IC 70A on the module substrate 80, if the areas of the electrodes 23, 24, and 25 are different, the amount of solder bonded to the electrodes is different. Therefore, the distance between these electrodes and the main surface 80a is the electrode. The larger the area, the larger the size. Therefore, if the electrodes 23 and 25 having a large electrode area are arranged in the central region C of the semiconductor IC 70A, the semiconductor IC 70A cannot be stably arranged on the module substrate 80.
  • the electrodes 23 and 25 are arranged in the outer peripheral region P and are arranged along the outer side which is in close contact with each other, so that the semiconductor IC 70A is placed on the module substrate 80.
  • the semiconductor IC 70A can be stably arranged on the module substrate 80.
  • the outer side that the electrodes 23 and 25 are in close contact with is not limited to the combination of the outer sides L2 and L1.
  • the outer side in which the electrodes 23 and 25 are in close contact may be a combination of outer sides L2 and L4 facing each other, or a combination of L1 and L3.
  • FIG. 8B is a schematic plan view of the semiconductor IC 70B according to the second modification.
  • the semiconductor IC 70B according to the second modification differs from the semiconductor IC 70 according to the embodiment only in the arrangement configuration of the electrodes 23 and 25.
  • the semiconductor IC 70B according to the present modification will be described by omitting the description of the same configuration as the semiconductor IC 70 according to the embodiment and focusing on different configurations.
  • the electrode 23 is an example of the first metal member, and connects the second base material 20B and the main surface 80a.
  • the electrode 25 is an example of a third metal member, and connects the first base material 10B and the main surface 80a.
  • the second base material 20B is included in the first base material 10B, and the first base material 10B is the central region C and the central region C. It has an outer peripheral region P located on the outer periphery of the above.
  • the electrode 23 is a region where the second base material 20B and the outer peripheral region P overlap, and the elongated direction of the electrode 23 is parallel to the outer side L3 which is closest to the electrode 23 among the outer sides of the first base material 10B. It is arranged so as to be.
  • the electrode 25 is an outer peripheral region P, and is arranged so that the longitudinal direction of the electrode 25 is parallel to the outer side L3 which is in close contact with the electrode 25 among the outer sides of the first base material 10A.
  • the electrodes 23 and 25 are arranged along the same outer side L3. Even in this configuration, the electrodes 23 and 25 are arranged in the outer peripheral region P and are arranged along the outer side that is in close contact with each other. Therefore, in the manufacturing process for mounting the semiconductor IC 70B on the module substrate 80, the electrodes 23 and 25 are arranged on the module substrate 80.
  • the semiconductor IC 70B can be stably arranged in the above.
  • the electrode arrangement when the electrodes 23 and 25 have a long shape has been described, but only the electrode 23 has a long shape and the electrode 25 has the same size as the electrode 24.
  • the following arrangement configuration may be used.
  • the second substrate 20 is included in the first substrate 10, and the first substrate 10 is the central region C and the outer peripheral region P located on the outer periphery of the central region C.
  • the electrode 23 material is a region where the second base material 20 and the outer peripheral region P overlap, and the long direction of the electrode 23 is the outer side of the outer side of the first base material 10 which is in close contact with the electrode 23. It is arranged so as to be parallel to the sides.
  • the electrodes 23 are arranged in the outer peripheral region P and along the outer side that is in close contact with each other, the electrodes 23 are arranged on the module substrate 80 in the manufacturing process of mounting the semiconductor IC 70 on the module substrate 80.
  • the semiconductor IC 70 can be stably arranged.
  • the power amplifier circuit 21 may have a plurality of amplifier transistors connected in cascade to each other.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the power amplifier circuit 21M according to the modified example 3.
  • the power amplifier circuit 21M according to this modification has a configuration including two stages of amplifier transistors connected in series to each other. As shown in FIG. 9, the power amplifier circuit 21M includes a power amplifier 21P and a power amplifier 21D.
  • the power amplifier 21P includes an amplification transistor 210P, capacitors 214P and 213P, a bias circuit 215P, a collector terminal 212P, an emitter terminal 211P, a terminal 225, and an output terminal 220.
  • the amplification transistor 210P is a first amplification transistor arranged in the final stage (power stage) of a plurality of amplification transistors, and is, for example, a grounded-emitter bipolar transistor having a collector, an emitter and a base, and is input to the base.
  • the high-frequency current generated is amplified and output from the collector.
  • the amplification transistor 210P may be a field-effect transistor having a drain (corresponding to a collector), a source (corresponding to an emitter), and a gate (corresponding to a base).
  • the power amplifier 21D includes an amplification transistor 210D, capacitors 214D and 213D, a bias circuit 215D, a collector terminal 212D, an emitter terminal 211D, an input terminal 230, and a terminal 225.
  • the amplification transistor 210D is a second amplification transistor arranged in a stage (drive stage) before the amplification transistor 210P arranged in the last stage, and is, for example, a grounded-emitter bipolar transistor having a collector, an emitter and a base. Yes, it amplifies the high frequency current input to the base and outputs it from the collector.
  • the amplification transistor 210D may be a field-effect transistor having a drain (corresponding to a collector), a source (corresponding to an emitter), and a gate (corresponding to a base).
  • Capacitors 214P and 214D have the same functions as capacitors 214.
  • Capacitors 213P and 213D have the same function as capacitors 213.
  • the bias circuits 215P and 215D are connected to the bases of the amplification transistors 210P and 210D, respectively, and have the same function as the bias circuit 215.
  • the emitter terminal 211P is connected to the electrode 23P (first metal member) and is connected to the ground. Further, the emitter terminal 211D is connected to the electrode 23D (second metal member) and is connected to the ground.
  • the high frequency signal RFin input from the input terminal 230 becomes the base current Ib1 flowing from the base of the amplification transistor 210D to the emitter.
  • the base current Ib1 is amplified by the amplification transistor 210D to become the collector current Icc1, and the high frequency signal corresponding to the collector current Icc1 is output from the terminal 225.
  • the high frequency signal amplified by the amplification transistor 210D becomes a base current Ib2 flowing from the base of the amplification transistor 210P to the emitter via the terminal 225.
  • the base current Ib2 is amplified by the amplification transistor 210P to become the collector current Icc2, and a high frequency signal corresponding to the collector current Icc2 is output from the output terminal 220.
  • a large current which is the sum of the base current Ib2 and the collector current Icc2, flows from the emitter terminal 211P to the ground. Therefore, in order to improve the heat dissipation of the power amplifier circuit 21M, it is necessary to improve the heat dissipation from the emitter terminal 211P, which needs to function as the heat dissipation portion of the amplifier transistor 210P.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of the semiconductor IC 70C according to the modified example 3.
  • the first base material 10C among the main surfaces 80a and 80b of the module substrate 80 facing each other, the first base material 10C, the second base material 20C, and PA control when the main surface 80a is viewed from the z-axis positive direction side.
  • the electrode 23D is an example of the second metal member, and connects the second base material 20C and the main surface 80a.
  • the electrode 23D is, for example, a ground electrode connected to the emitter terminal 211D of the power amplifier circuit 21M.
  • the electrode 23P is an example of the first metal member, and connects the second base material 20C and the main surface 80a.
  • the electrode 23P is, for example, a ground electrode connected to the emitter terminal 211P of the power amplifier circuit 21M.
  • the electrode 24 is an example of the second metal member, and connects the first base material 10C and the main surface 80a.
  • the electrode 24 is, for example, an input terminal or an output terminal of the PA control circuit 11, or is a ground electrode.
  • the electrode 25 is an example of a third metal member, and connects the first base material 10C and the main surface 80a.
  • the electrode 25 is, for example, a ground electrode of an electronic component formed on the first base material 10C.
  • the area of the electrode 23P is larger than the area of the electrode 24. Further, the area of the electrode 23P is larger than the area of the electrode 23D.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21M is promoted to be transferred to the first base material 10C having a higher thermal conductivity than the second base material 20C.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21M is promoted to be dissipated from the second base material 20C to the module substrate 80 via the electrode 23P having a large heat dissipation area.
  • the heat generated by the power amplifier circuit 21M can be dissipated with high efficiency.
  • the first base material 10C and the second base material 20C are laminated in the vertical direction of the main surface 80a, it is possible to improve the heat dissipation while reducing the size of the high frequency module.
  • the electrode 23P has a long shape when the module substrate 80 is viewed in a plan view. According to this, the electrode density can be increased as compared with the case where a plurality of electrodes having a circular shape such as the electrode 24 are arranged discretely to secure a large area, so that the second electrode 23P can be used as a second electrode.
  • the area on the material 20C can be effectively utilized.
  • the amplification transistor 210P and the electrode 23P may overlap each other, and the amplification transistor 210D and the electrode 23D may overlap each other.
  • the heat dissipation path connecting the amplification transistor 210P and the electrode 23P can be shortened, and the heat dissipation path connecting the amplification transistor 210D and the electrode 23D can be shortened, so that the thermal conductance of these heat dissipation paths can be increased and the heat dissipation can be improved. Can be improved.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the semiconductor IC 70D according to the modified example 4.
  • the semiconductor IC 70D according to the present modification is composed of a third substrate 20D and a fourth substrate 20P in which the second substrate 20 is spaced apart from each other. Is different.
  • the semiconductor IC 70D according to the present modification will be described focusing on a configuration different from that of the semiconductor IC 70C according to the modification 3.
  • the semiconductor IC 70D includes a third base material 20D and a fourth base material 20P.
  • the first base material 10D and the third base material 20D are laminated in the z-axis direction (perpendicular to the main surface 80a). Further, the first base material 10D and the fourth base material 20P are laminated in the z-axis direction (the direction perpendicular to the main surface 80a).
  • At least a part of the third base material 20D is made of a second semiconductor material having a higher thermal conductivity than the first semiconductor material, and a power amplifier 21D is formed.
  • At least a part of the fourth base material 20P is made of a second semiconductor material having a higher thermal conductivity than the first semiconductor material, and a power amplifier 21P is formed.
  • the third base material 20D is arranged between the module substrate 80 and the first base material 10D, is bonded to the first base material 10D, and is connected to the main surface 80a via the electrode 23D (second metal member). ing.
  • the fourth base material 20P is arranged between the module substrate 80 and the first base material 10D, is bonded to the first base material 10D, and is connected to the main surface 80a via the electrode 23P (first metal member). ing.
  • the heat generated in the power amplifier circuit is promoted to be transferred to the first base material 10D having a higher thermal conductivity than the third base material 20D.
  • the heat generated in the power amplifier circuit is promoted to be dissipated from the third base material 20D to the module substrate 80 via the electrode 23P having a large heat dissipation area.
  • the heat generated in the power amplifier circuit can be dissipated with high efficiency.
  • the second base material 20 is composed of the third base material 20D and the fourth base material 20P which are spaced apart from each other, the heat generated by one of the power amplifiers 21D and 21P is transferred to the power amplifiers 21D and 21P. Since heat can be dissipated to the module substrate 80 without being transmitted to the other side, heat dissipation efficiency is improved.
  • the high-frequency module 1A has a module substrate 80 having main surfaces 80a and 80b facing each other, a first base material 10 having at least a part made of a first semiconductor material, and at least a part having a first substrate.
  • a second base material 20 composed of a second semiconductor material having a higher thermal conductivity than one semiconductor material and having a power amplification circuit 21 formed therein is provided, and the first base material 10 and the second base material 20 are main surfaces.
  • the second substrate 20 is disposed between the module substrate 80 and the first substrate 10, bonded to the first substrate 10 and connected to the main surface 80a via the electrode 23.
  • One of the first base material 10 and the second base material 20 is connected to the main surface 80a via the electrode 24, and when the module substrate 80 is viewed in a plan view, the area of the electrode 23 is the area of the electrode 24. Greater than.
  • the high frequency module 1A has a module substrate 80 having main surfaces 80a and 80b facing each other, a first base material 10 having at least a part made of silicon or gallium nitride, and at least a part of gallium.
  • a second base material 20 composed of arsenic or silicon germanium and having a power amplification circuit 21 formed therein is provided, and the first base material 10 and the second base material 20 are arranged on the main surface 80a, and the second base material 20 is arranged.
  • the material 20 is arranged between the module substrate 80 and the first base material 10, is bonded to the first base material 10, is connected to the main surface 80a via the electrode 23, and is connected to the first base material 10 and the second base material 10.
  • One of the base materials 20 is connected to the main surface 80a via the electrode 24, and the area of the electrode 23 is larger than the area of the electrode 24 when the module substrate 80 is viewed in a plan view.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 is promoted to be transferred to the first base material 10 having a higher thermal conductivity than the second base material 20.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 is dissipated from the second substrate 20 to the module substrate 80 via the electrode 23 having a large heat dissipation area.
  • the heat generated by the power amplifier circuit 21 can be dissipated with high efficiency.
  • the first base material 10 and the second base material 20 are laminated in the vertical direction of the main surface 80a, the high frequency module 1A can be miniaturized and the heat dissipation can be improved.
  • the electrode 23 may have a long shape when the module substrate 80 is viewed in a plan view.
  • the electrode density can be increased as compared with the case where a plurality of electrodes having a circular shape such as the electrode 24 are arranged discretely to secure a large area, so that the second electrode 23 can be used.
  • the area on the material 20 can be effectively used.
  • the second base material 20A is included in the first base material 10A, and the first base material 10A is the central region C and the outer peripheral region P.
  • the electrode 23 is a region where the second base material 20A and the outer peripheral region P overlap, and the longitudinal direction of the electrode 23 is the outer side L2 which is in close contact with the electrode among the outer sides of the first base material 10A. It may be arranged so as to be parallel to.
  • the electrode 23 is arranged in the outer peripheral region P and is arranged along the outer side L2 which is in close contact with the electrode 23, the semiconductor on the module substrate 80 is arranged in the manufacturing process of mounting the semiconductor IC 70A on the module substrate 80.
  • the IC70A can be stably arranged.
  • the first base material 10 is connected to the main surface 80a via the electrode 25, and when the module substrate 80 is viewed in a plan view, the area of the electrode 25 is larger than the area of the electrode 24. You may.
  • the heat of the power amplifier circuit 21 transferred to the first base material 10 is dissipated to the module substrate 80 via the electrode 25 having a large heat dissipation area.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21 can be dissipated with higher efficiency.
  • the electrodes 23 and 25 may have a long shape.
  • the electrode density can be increased as compared with the case where a plurality of electrodes having a circular shape such as the electrode 24 are discretely arranged to secure a large area for the electrodes 23 and 25. 2
  • the area on the base material 20 can be effectively utilized.
  • the second base material 20A (or 20B) is included in the first base material 10A (or 10B).
  • the first base material 10A (or 10B) has a central region C and an outer peripheral region P, and the electrode 23 is a region where the second base material 20A (or 20B) and the outer peripheral region P overlap, and the electrodes are
  • the long direction of the 23 is arranged so as to be parallel to the outer side L2 (or L3) which is in close contact with the electrode 23 of the outer side of the first base material 10A (or 10B), and the electrode 25 is an outer peripheral region. Even if P is arranged so that the longitudinal direction of the electrode 25 is parallel to the outer side L1 (or L3) that is in close contact with the electrode 25 among the outer sides of the first base material 10A (or 10B). good.
  • the module substrate is arranged in the manufacturing process of mounting the semiconductor IC 70A (or 70B) on the module substrate 80.
  • the semiconductor IC 70A (or 70B) on the 80 can be stably arranged.
  • the power amplifier circuit 21 may include an amplifier transistor 210, and the amplifier transistor 210 may be connected to the electrode 23.
  • the heat generated by the amplifier transistor 210 is dissipated from the second base material 20 to the module substrate 80 via the electrode 23 having a large heat dissipation area, so that the heat generated by the power amplification circuit 21 is dissipated with high efficiency. can.
  • the amplification transistor 210 and the electrode 23 may overlap.
  • the thermal conductance of the heat dissipation path can be increased and the heat dissipation can be improved.
  • the amplification transistor 210 has a collector layer 21C, a base layer 21B, and an emitter layer 21E, and the collector layer 21C, the base layer 21B, and the emitter layer 21E are laminated in this order from the first base material 10 side. It may have been done.
  • the power amplification circuit 21M includes a plurality of amplification transistors connected in cascade to each other, and the plurality of amplification transistors include an amplification transistor 210P arranged at the last stage and an amplification transistor 210P. It has an amplification transistor 210D arranged in front of the above stage, and the electrode 23 may be connected to the amplification transistor 210P.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21M is promoted to be transferred to the first base material 10C having a higher thermal conductivity than the second base material 20C.
  • the heat generated in the power amplifier circuit 21M is promoted to be dissipated from the second base material 20C to the module substrate 80 via the electrode 23P having a large heat dissipation area.
  • the heat generated by the power amplifier circuit 21M can be dissipated with high efficiency.
  • the electrode 25 material may be connected to the amplification transistor 210D.
  • the amplification transistor 210P and the electrode 23 may overlap, and the amplification transistor 210D and the electrode 25 may overlap.
  • the heat dissipation path connecting the amplification transistor 210P and the electrode 23P can be shortened, and the heat dissipation path connecting the amplification transistor 210D and the electrode 23D can be shortened, so that the thermal conductance of these heat dissipation paths can be increased and the heat dissipation can be improved. Can be improved.
  • the second base material is composed of the third base material 20D and the fourth base material 20P which are spaced apart from each other, and the amplification transistor 210D is included in the third base material 20D.
  • the amplification transistor 210P may be included in the fourth base material 20P.
  • the second base material 20 is composed of the third base material 20D and the fourth base material 20P which are spaced apart from each other, the heat generated by one of the power amplifiers 21D and 21P is transferred to the power amplifier 21D. Since heat can be dissipated to the module substrate 80 without transmitting to the other of 21P and 21P, heat dissipation efficiency is improved.
  • the first base material 10 may include a PA control circuit 11 that controls the power amplifier circuit 21.
  • control wiring connecting the power amplifier circuit 21 and the PA control circuit 11 can be shortened.
  • the high frequency module 1A may further include a plurality of external connection terminals 150 arranged on the main surface 80b.
  • the high frequency module 1A further includes a low noise amplifier circuit 31 arranged on the main surface 80b, and when the module substrate 80 is viewed in a plan view, the first base material 10 and the second base material 20 and the low noise amplification circuit 31 Does not have to overlap.
  • the communication device 5 includes an RFIC 3 that processes a high frequency signal transmitted and received by the antenna 2, and a high frequency module 1 that transmits a high frequency signal between the antenna 2 and the RFIC 3.
  • the high frequency module and the communication device according to the embodiment of the present invention have been described above with reference to the embodiments, examples and modifications, the high frequency module and the communication device according to the present invention have the above-mentioned embodiments and embodiments. It is not limited to examples and variations. To the extent that the gist of the present invention is not deviated from the other embodiments realized by combining arbitrary components in the above-described embodiments, examples and modifications, and the above-described embodiments, examples and modifications. The present invention also includes various modifications obtained by performing various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and various devices incorporating the high frequency module and the communication device.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as a high-frequency module arranged in a multi-band compatible front end portion.

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Abstract

高周波モジュール（１Ａ）は、互いに対向する主面（８０ａおよび８０ｂ）を有するモジュール基板（８０）と、少なくとも一部が第１半導体材料で構成された第１基材（１０）と、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅回路（２１）が形成された第２基材（２０）と、を備え、第１基材（１０）および第２基材（２０）は主面（８０ａ）に配置されており、第２基材（２０）は、モジュール基板（８０）および第１基材（１０）の間に配置され、第１基材（１０）と接合され、電極（２３）を介して主面（８０ａ）に接続されており、第１基材（１０）および第２基材（２０）の一方は、電極（２４）を介して主面（８０ａ）に接続されており、モジュール基板（８０）を平面視した場合、電極（２３）の面積は、電極（２４）の面積よりも大きい。

Description

高周波モジュールおよび通信装置
　本発明は、高周波モジュールおよび通信装置に関する。
　携帯電話などの移動体通信機器では、特に、マルチバンド化の進展に伴い、高周波フロントエンド回路を構成する回路素子の配置構成が複雑化されている。
　特許文献１には、パッケージ基板上に配置された電力増幅器およびコントローラを備える高周波モジュールが開示されている。特許文献１の高周波モジュールでは、電力増幅器とコントローラとを積層配置することで高周波モジュールの小型化を図っている。
米国特許出願公開第２０１７／０３３８８４７号明細書
　しかしながら、特許文献１に開示された高周波モジュールにおいて、電力増幅器の発熱を、モジュール基板（パッケージ基板）を介して放熱する必要があるが、十分な放熱性を確保することが困難な場合がある。
　そこで、本発明は、放熱性が向上した高周波モジュールおよび通信装置を提供する。
　本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、少なくとも一部が第１半導体材料で構成された第１基材と、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅回路が形成された第２基材と、を備え、第１基材および第２基材は、第１主面に配置されており、第２基材は、モジュール基板および第１基材の間に配置され、第１基材と接合され、第１金属部材を介して第１主面に接続されており、第１基材および第２基材の一方は、第２金属部材を介して第１主面に接続されており、モジュール基板を平面視した場合、第１金属部材の面積は、第２金属部材の面積よりも大きい。
　本発明によれば、放熱性が向上した高周波モジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
図１は、実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 図２は、実施例に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 図３は、実施例に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 図４は、実施例に係る半導体ＩＣの断面構成図である。 図５は、実施例に係る第２基材の断面構成図である。 図６は、実施例に係る電力増幅回路の回路構成図である。 図７は、実施例に係る半導体ＩＣの平面構成概略図である。 図８Ａは、変形例１に係る半導体ＩＣの平面構成概略図である。 図８Ｂは、変形例２に係る半導体ＩＣの平面構成概略図である。 図９は、変形例３に係る電力増幅回路の回路構成図である。 図１０は、変形例３に係る半導体ＩＣの平面構成概略図である。 図１１は、変形例４に係る半導体ＩＣの平面構成概略図である。
　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。
　また、以下において、平行および垂直等の要素間の関係性を示す用語、矩形状等の要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。
　また、以下の実施の形態において、「Ａが基板の第１主面に配置されている」とは、Ａが第１主面上に直接実装されているだけでなく、基板で隔された第１主面側の空間および第２主面側の空間のうち、Ａが第１主面側の空間に配置されていることを意味する。つまり、Ａが第１主面上に、その他の回路素子や電極などを介して実装されていることを含む。
　また、以下の実施の形態において、「ＡとＢとが接続されている」とは、ＡとＢとが接触していることを指すだけでなく、ＡとＢとが導体電極、導体端子、配線、または他の回路部品などを介して電気的に接続されていることを含むものと定義される。また、「ＡおよびＢの間に接続される」とは、ＡおよびＢの間でＡおよびＢの両方に接続されることを意味する。
　また、以下の実施の形態において、「ＡとＢとが接合されている」とは、ＡとＢとが機械的（物理的）に接着されている状態であり、特に、Ａが有する一面とＢが有する一面とが接着されていることを含むものと定義される。
　以下の各図において、ｘ軸およびｙ軸は、モジュール基板の主面と平行な平面上で互いに直交する軸である。また、ｚ軸は、モジュール基板の主面に垂直な軸であり、その正方向は上方向を示し、その負方向は下方向を示す。
　また、本開示のモジュール構成において、「平面視」とは、ｚ軸正側からｘｙ平面に物体を正投影して見ることを意味する。「部品が基板の主面に配置される」とは、部品が基板の主面と接触した状態で主面上に配置されることに加えて、部品が主面と接触せずに主面の上方に配置されること、および、部品の一部が主面側から基板内に埋め込まれて配置されることを含む。
　また、以下において、基板に実装されたＡ、ＢおよびＣにおいて、「基板（または基板の主面）の平面視において、ＡとＢとの間にＣが配置されている」とは、基板の平面視においてＡ内の任意の点とＢ内の任意の点とを結ぶ複数の線分の少なくとも１つがＣの領域を通ることを意味する。また、基板の平面視とは、基板および基板に実装された回路素子を基板の主面に平行な平面に正投影して見ることを意味する。
　また、以下において、「送信経路」とは、高周波送信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。
　（実施の形態）
　［１．高周波モジュール１および通信装置５の回路構成］
　図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１および通信装置５の回路構成図である。同図に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、を備える。
　ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１の受信経路を介して入力された受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をＢＢＩＣ４へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された送信信号を、高周波モジュール１の送信経路に出力する。
　ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１を伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理する回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、または、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
　また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンド（周波数帯域）に基づいて、高周波モジュール１が有するスイッチ５２、５３および５４の接続を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、制御信号（図示せず）により高周波モジュール１が有するスイッチ５２～５４の接続を切り替える。具体的には、ＲＦＩＣ３は、スイッチ５２～５４を制御するためのディジタル制御信号をＰＡ制御回路１１に出力する。ＰＡ制御回路１１は、ＲＦＩＣ３から入力されたディジタル制御信号によって、スイッチ５２～５４にディジタル制御信号を出力することで、スイッチ５２～５４の接続および非接続を制御する。
　また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有する電力増幅回路２１の利得、電力増幅回路２１に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３はディジタル制御信号を高周波モジュール１の制御信号端子１１０に出力する。ＰＡ制御回路１１は、制御信号端子１１０を介して入力されたディジタル制御信号によって、電力増幅回路２１に制御信号、電源電圧Ｖｃｃまたはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを出力することで、電力増幅回路２１の利得を調整する。なお、電力増幅回路２１の利得を制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子と、電力増幅回路２１に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子とは、異なっていてもよい。なお、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４に設けられていてもよい。
　アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１００に接続され、高周波モジュール１から出力された高周波信号を放射し、また、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。
　なお、本実施の形態に係る通信装置５において、アンテナ２およびＢＢＩＣ４は、必須の構成要素ではない。
　次に、高周波モジュール１の詳細な構成について説明する。
　図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００と、電力増幅回路２１と、ＰＡ制御回路１１と、低雑音増幅回路３１と、デュプレクサ６１および６２と、整合回路４２、４３、４４および４５と、スイッチ５２、５３および５４と、ダイプレクサ７３と、制御信号端子１１０と、送信入力端子１２０と、受信出力端子１３０と、を備える。
　アンテナ接続端子１００は、入出力端子の一例であり、アンテナ２に接続されるアンテナ共通端子である。
　電力増幅回路２１は、送信入力端子１２０から入力された第１通信バンドおよび第２通信バンドの高周波信号を増幅する増幅回路である。電力増幅回路２１は、第２基材２０に含まれている。第２基材２０は、例えば、少なくとも一部がＧａＡｓで構成されている。電力増幅回路２１は、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
　低雑音増幅回路３１は、第１通信バンドおよび第２通信バンドの高周波信号を低雑音で増幅し、受信出力端子１３０へ出力する増幅回路である。
　ＰＡ制御回路１１は、制御信号端子１１０を介して入力されたディジタル制御信号などによって、電力増幅回路２１の利得を調整する制御回路の一例である。ＰＡ制御回路１１は、第１基材１０に含まれており、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＰＡ制御回路１１は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより形成されている。これにより、ＰＡ制御回路１１を安価に製造することが可能となる。なお、第１基材１０は、例えば、少なくとも一部がＳｉで構成されている。
　デュプレクサ６１は、送信フィルタ６１Ｔおよび受信フィルタ６１Ｒで構成されている。デュプレクサ６２は、送信フィルタ６２Ｔおよび受信フィルタ６２Ｒで構成されている。
　送信フィルタ６１Ｔは、スイッチ５２および整合回路４２を介して電力増幅回路２１の出力端子に接続され、第１通信バンドの送信信号を通過させる。送信フィルタ６１Ｔは、送信入力端子１２０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路に配置されている。また、送信フィルタ６２Ｔは、スイッチ５２および整合回路４２を介して電力増幅回路２１の出力端子に接続され、第２通信バンドの送信信号を通過させる。送信フィルタ６２Ｔは、送信入力端子１２０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路に接続されている。
　受信フィルタ６１Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路に接続され、第１通信バンドの受信信号を通過させる。また、受信フィルタ６２Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路に接続され、第２通信バンドの受信信号を通過させる。
　なお、デュプレクサ６１および６２のそれぞれは、時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。この場合には、上記１つのフィルタの前段および後段の少なくとも一方に、送信および受信を切り替えるスイッチが配置される。
　スイッチ５２は、共通端子、および２つの選択端子を有する。スイッチ５２の共通端子は、整合回路４２を介して電力増幅回路２１の出力端子に接続されている。スイッチ５２の一方の選択端子は送信フィルタ６１Ｔに接続され、スイッチ５２の他方の選択端子は送信フィルタ６２Ｔに接続されている。この接続構成において、スイッチ５２は、電力増幅回路２１と送信フィルタ６１Ｔとの接続、および、電力増幅回路２１と送信フィルタ６２Ｔとの接続、を切り替える。スイッチ５２は、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｏｌｅ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
　スイッチ５３は、共通端子および２つの選択端子を有する。スイッチ５３の共通端子は、整合回路４３を介して低雑音増幅回路３１の入力端子に接続されている。スイッチ５３の一方の選択端子は受信フィルタ６１Ｒに接続され、スイッチ５３の他方の選択端子は受信フィルタ６２Ｒに接続されている。この接続構成において、スイッチ５３は、低雑音増幅回路３１と受信フィルタ６１Ｒとの接続および非接続を切り替え、低雑音増幅回路３１と受信フィルタ６２Ｒとの接続および非接続を切り替える。スイッチ５３は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路で構成される。
　スイッチ５４は、アンテナスイッチの一例であり、ダイプレクサ７３を介してアンテナ接続端子１００に接続され、（１）アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６１との接続および非接続、ならびに、（２）アンテナ接続端子１００とデュプレクサ６２との接続および非接続を切り替える。
　整合回路４２は、電力増幅回路２１と送信フィルタ６１Ｔおよび６２Ｔとの間に接続され、電力増幅回路２１と送信フィルタ６１Ｔとのインピーダンス整合、および、電力増幅回路２１と送信フィルタ６２Ｔとのインピーダンス整合をとる。
　整合回路４３は、低雑音増幅回路３１と受信フィルタ６１Ｒおよび６２Ｒとの間に接続され、低雑音増幅回路３１と受信フィルタ６１Ｒとのインピーダンス整合、および、低雑音増幅回路３１と受信フィルタ６２Ｒとのインピーダンス整合をとる。
　整合回路４４は、スイッチ５４とデュプレクサ６１とを結ぶ経路に配置され、アンテナ２およびスイッチ５４と、デュプレクサ６１とのインピーダンス整合をとる。整合回路４５は、スイッチ５４とデュプレクサ６２とを結ぶ経路に配置され、アンテナ２およびスイッチ５４と、デュプレクサ６２とのインピーダンス整合をとる。
　ダイプレクサ７３は、マルチプレクサの一例であり、フィルタ７３Ｌおよび７３Ｈで構成されている。フィルタ７３Ｌは、第１通信バンドおよび第２通信バンドを含む第１周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とするフィルタであり、フィルタ７３Ｈは、第１周波数帯域群と周波数が異なる他の周波数帯域群の周波数範囲を通過帯域とするフィルタである。フィルタ７３Ｌの一方の端子とフィルタ７３Ｈの一方の端子とは、アンテナ接続端子１００に共通接続されている。フィルタ７３Ｌおよび７３Ｈのそれぞれは、例えば、チップ状のインダクタおよびキャパシタの少なくとも一方で構成されたＬＣフィルタである。
　なお、本実施の形態に係る高周波モジュール１では、図１に示された回路部品のうち、電力増幅回路２１を有していればよい。
　また、低雑音増幅回路３１およびスイッチ５２～５４は、１つの半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）に形成されていてもよい。上記半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳで構成されている。具体的には、ＳＯＩプロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
　ここで、上記回路構成を有する高周波モジュールでは、電力増幅回路の発熱を放熱する必要があるが、十分な放熱性を確保することが困難となる。
　これに対して、以下では、十分な放熱性を確保できる高周波モジュール１の構成について説明する。
　［２．実施例に係る高周波モジュール１Ａの回路素子配置構成］
　図２は、実施例に係る高周波モジュール１Ａの平面構成概略図である。また、図３は、実施例に係る高周波モジュール１Ａの断面構成概略図であり、具体的には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。なお、図２の（ａ）には、モジュール基板８０の互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂのうち、主面８０ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路部品の配置図が示されている。一方、図２の（ｂ）には、主面８０ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路部品の配置を透視した図が示されている。また、図２では、各回路部品の配置関係が容易に理解されるよう各回路部品にはその機能を表すマークが付されているが、実際の高周波モジュール１Ａには、当該マークは付されていない。
　実施例に係る高周波モジュール１Ａは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
　図２および図３に示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路構成に加えて、さらに、モジュール基板８０と、樹脂部材８１および８２と、外部接続端子１５０と、金属シールド層８５と、半導体ＩＣ７０と、を有している。
　半導体ＩＣ７０には、図１に示された電力増幅回路２１およびＰＡ制御回路１１が含まれる。
　モジュール基板８０は、互いに対向する主面８０ａおよび主面８０ｂを有し、高周波モジュール１Ａを構成する回路部品を実装する基板である。モジュール基板８０としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、高温同時焼成セラミックス（Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＨＴＣＣ）基板、部品内蔵基板、再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｌａｙｅｒ：ＲＤＬ）を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
　なお、本実施例では、主面８０ａは第１主面に相当し、主面８０ｂは第２主面に相当する。
　なお、図２の（ｂ）に示すように、主面８０ｂ上に、アンテナ接続端子１００、制御信号端子１１０、送信入力端子１２０、および受信出力端子１３０が形成されていてもよい。
　樹脂部材８１は、主面８０ａに配置され、高周波モジュール１Ａを構成する回路部品の一部および主面８０ａを覆っている。樹脂部材８２は、主面８０ｂに配置され、高周波モジュール１Ａを構成する回路部品の一部および主面８０ｂを覆っている。樹脂部材８１および８２は、高周波モジュール１Ａを構成する回路部品の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。なお、樹脂部材８１および８２は、本実施の形態に係る高周波モジュール１に必須の構成要素ではない。
　金属シールド層８５は、樹脂部材８１の表面に形成され、グランド電位に設定されている。金属シールド層８５は、例えば、スパッタ法により形成された金属薄膜であり、銅、銅を含む合金、または、銅を含む積層体である。
　図２および図３に示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、半導体ＩＣ７０、デュプレクサ６１および６２、整合回路４２、４３、４４および４５は、主面８０ａに配置されている。一方、低雑音増幅回路３１およびスイッチ５２～５４は、主面８０ｂに配置されている。
　なお、図２には図示していないが、図１に示された、各回路部品を接続する配線は、モジュール基板８０の内部、主面８０ａおよび８０ｂに形成されている。また、上記配線は、両端が主面８０ａ、８０ｂおよび高周波モジュール１Ａを構成する回路部品のいずれかに接合されたボンディングワイヤであってもよく、また、高周波モジュール１Ａを構成する回路部品の表面に形成された端子、電極または配線であってもよい。
　また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、主面８０ｂに複数の外部接続端子１５０が配置されている。高周波モジュール１Ａは、高周波モジュール１Ａのｚ軸負方向側に配置される外部基板と、複数の外部接続端子１５０を経由して、電気信号のやりとりを行う。また、複数の外部接続端子１５０のいくつかは、外部基板のグランド電位に設定される。主面８０ａおよび８０ｂのうち、外部基板と対向する主面８０ｂには、低背化が困難な回路部品が配置されず、低背化が容易な低雑音増幅回路３１およびスイッチ５２～５４が配置されている。
　なお、外部接続端子１５０は、図２および図３に示すように、樹脂部材８２をｚ軸方向に貫通する柱状電極であってもよいし、また、外部接続端子１５０は、主面８０ｂ上に形成されたバンプ電極であってもよい。この場合には、主面８０ｂ上の樹脂部材８２はなくてもよい。
　また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａにおいて、半導体ＩＣ７０が主面８０ａおよび８０ｂのいずれかに配置されていることは必須であり、その他の回路部品は、主面８０ａおよび８０ｂのいずれに配置されていてもよい。
　また、ダイプレクサ７３は、図２および図３には図示されていないが、主面８０ａおよび８０ｂのいずれに表面実装されていてもよいし、またモジュール基板８０に内蔵されていてもよい。
　半導体ＩＣ７０は、第１基材１０および第２基材２０を含む。
　第１基材１０は、少なくとも一部が第１半導体材料で構成されている。第１半導体材料の一例としては、単体半導体が挙げられ、特にシリコン（Ｓｉ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）が挙げられる。つまり、本実施例では、第１基材１０は、少なくとも一部がＳｉまたはＧａＮで構成されている。なお、第１半導体材料は、シリコンまたは窒化ガリウムに限定されない。例えば、第１半導体材料としては、ガリウムヒ素、ヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ガリウム、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、および、酸化ガリウム（III）（Ｇａ２Ｏ３）のいずれかを含む材料またはこれら材料のうち複数の材料からなる多元系混晶材料を用いることができ、これらに限定されない。なお、本実施例では、第１基材１０には、ＰＡ制御回路１１が形成されている。
　第２基材２０は、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅回路２１が形成されている。第２半導体材料の一例としては、化合物半導体が挙げられ、特にガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）が挙げられる。つまり、本実施例では、第２基材２０は、少なくとも一部がＧａＡｓまたはＳｉＧｅで構成され、電力増幅回路２１が形成されている。なお、第２半導体材料は、ガリウムヒ素またはシリコンゲルマニウムに限定されない。例えば、第２半導体材料としては、ガリウムヒ素、ヒ化アルミニウム、ヒ化インジウム、リン化インジウム、リン化ガリウム、アンチモン化インジウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、酸化ガリウム（III）、および、ガリウムビスマス（ＧａＢｉ）のいずれかを含む材料またはこれら材料のうち複数の材料からなる多元系混晶材料を用いることができ、これらに限定されない。
　図３に示すように、第２基材２０は、モジュール基板８０および第１基材１０の間に配置され、第１基材１０と接合されており、電極２３（第１金属部材）を介して主面８０ａに接続されている。
　以下、半導体ＩＣ７０について詳細に説明する。上述したように、半導体ＩＣ７０は、第１基材１０および第２基材２０を含む。
　図４は、実施例に係る半導体ＩＣ７０の断面構成図である。また、図５は、実施例に係る第２基材２０の断面構成図である。
　図４に示すように、第１基材１０と第２基材２０とは、ｚ軸方向（主面８０ａの垂直方向）に積層されている。
　第１基材１０は、例えば、Ｓｉ基板１２と、絶縁層１３と、Ｓｉ層１４と、配線層１５と、ＳｉＮ層１７と、を備え、ＳｉＮ層１７、配線層１５、Ｓｉ層１４、絶縁層１３、およびＳｉ基板１２が、主面８０ａからこの順で積層されている。
　Ｓｉ基板１２は、例えば、シリコン単結晶で構成されている。
　Ｓｉ層１４は、例えば、シリコンからなる層であり、ＰＡ制御回路１１を構成する回路素子が形成されている層である。
　配線層１５は、例えば、酸化シリコンからなる層の内部に、ＰＡ制御回路１１からの制御信号を第２基材２０およびモジュール基板８０に伝達するためのビア配線１６が形成されている層である。
　ＳｉＮ層１７は、例えば、窒化シリコンからなる保護層であり、第１基材１０の耐湿性などの信頼性を確保するための層である。
　第１基材１０は、第１基材１０から主面８０ａに向かって延びる電極２４（第２金属部材）を介して主面８０ａに接続されている。電極２４は、例えば、柱状導体２４ａおよびバンプ電極２４ｂで構成されており、柱状導体２４ａの一端がＳｉＮ層１７に形成された電極１８に接合され、他端がバンプ電極２４ｂに接合されている。バンプ電極２４ｂは、主面８０ａに形成された電極と接続される。
　これによれば、第１基材１０のＰＡ制御回路１１は、モジュール基板８０と高周波信号およびディジタル信号を直接やりとりできるので、信号の伝送損失を低減できる。
　なお、第１基材１０は、Ｓｉ基板１２を備えていればよく、その他の各層はなくてもよい。また、スイッチ５３および５４は、第１基材１０に含まれていてもよい。
　また、図４に示すように、第１基材１０は、互いに対向する主面１０ａおよび１０ｂを有する。なお、主面１０ｂは、金属シールド層８５と接触していてもよい。
　これによれば、第２基材２０の電力増幅回路２１で発生した熱を、第１基材１０および金属シールド層８５を介して外部へ放熱できる。よって、高周波モジュール１Ａの放熱性が向上する。
　また、第１基材１０の主面１０ａ上には、樹脂部材７１が配置されている。また、樹脂部材７１は、第２基材２０を覆っている。
　次に、図５に示すように、第２基材２０は、例えば、ＧａＡｓ基材層２０ｎと、エピタキシャル層２０ｄとを備える。
　ＧａＡｓ基材層２０ｎは、例えば、ガリウムヒ素からなる単結晶基板である。
　エピタキシャル層２０ｄは、例えば、ＧａＡｓ基材層２０ｎ上に、ＧａＡｓがエピタキシャル成長した層である。
　電力増幅回路２１は、例えば、エピタキシャル層２０ｄ上に形成されている。
　ＧａＡｓ基材層２０ｎは、第１基材１０のＳｉＮ層１７と接合されている。つまり、第２基材２０は、第１基材１０と接合されている。
　第２基材２０は、第２基材２０から主面８０ａに向かって延びる電極２３（第１金属部材）を介して主面８０ａと接続されている。電極２３は、例えば、柱状導体２３ａおよびバンプ電極２３ｂで構成されており、柱状導体２３ａの一端が第２基材２０の主面に形成された電極２２に接合され、他端がバンプ電極２３ｂに接合されている。バンプ電極２３ｂは、主面８０ａに形成された電極と接続される。
　これによれば、第２基材２０の電力増幅回路２１は、モジュール基板８０と直接、信号のやりとりができるので、信号の伝送損失を低減できる。
　また、第２基材２０の電力増幅回路２１は、第１基材１０のＰＡ制御回路１１からビア配線１６を介してディジタル制御信号および直流信号などを受けてもよい。
　図６は、実施例に係る電力増幅回路２１の回路構成図である。同図に示すように、電力増幅回路２１は、増幅トランジスタ２１０と、キャパシタ２１３および２１４と、バイアス回路２１５と、コレクタ端子２１２と、エミッタ端子２１１と、入力端子２３０と、出力端子２２０と、を備える。
　増幅トランジスタ２１０は、例えば、コレクタ、エミッタおよびベースを有し、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであり、ベースに入力された高周波電流を増幅してコレクタから出力する増幅素子である。なお、増幅トランジスタ２１０は、ドレイン（コレクタに対応）、ソース（エミッタに対応）およびゲート（ベースに対応）を有する電界効果型のトランジスタであってもよい。
　キャパシタ２１４は、ＤＣカット用の容量素子であり、バイアス回路２１５からベースに印加される直流バイアス電圧により、入力端子２３０に直流電流が漏洩するのを防止する機能を有する。
　キャパシタ２１３は、ＤＣカット用の容量素子であり、直流バイアス電圧が重畳された高周波増幅信号の直流成分を除去する機能を有し、当該直流成分が除去された高周波増幅信号が出力端子２２０から出力される。
　バイアス回路２１５は、増幅トランジスタ２１０のベースに接続され、当該ベースにバイアス電圧を印加することで、増幅トランジスタ２１０の動作点を最適化する機能を有する。
　エミッタ端子２１１は、電極２３（第１金属部材）に接続され、グランドと接続されている。
　電力増幅回路２１の上記回路構成によれば、入力端子２３０から入力された高周波信号ＲＦｉｎは、増幅トランジスタ２１０のベースからエミッタに流れるベース電流Ｉｂとなる。増幅トランジスタ２１０によりベース電流Ｉｂが増幅されてコレクタ電流Ｉｃｃとなり、当該コレクタ電流Ｉｃｃに対応した高周波信号ＲＦｏｕｔが出力端子２２０から出力される。このとき、エミッタ端子２１１からグランドには、ベース電流Ｉｂおよびコレクタ電流Ｉｃｃが合算された大電流が流れる。よって、電力増幅回路２１の放熱性を向上させるには、増幅トランジスタ２１０の放熱部として機能する必要があるエミッタ端子２１１からの放熱性を向上させる必要がある。
　図７は、実施例に係る半導体ＩＣ７０の平面構成概略図である。なお、図７には、モジュール基板８０の互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂのうち、主面８０ａをｚ軸正方向側から見た場合の第１基材１０、第２基材２０、ＰＡ制御回路１１、電極２３～２６の配置を透視した図が示されている。なお、図４は、図７のＩＶ－ＩＶ線における断面図となっている。
　電極２６は、第２金属部材の一例であり、第２基材２０と主面８０ａとを接続する。電極２６は、例えば、電力増幅回路２１の入力端子２３０または出力端子２２０であり、高周波信号が流れる信号電極である。
　電極２３は、第１金属部材の一例であり、第２基材２０と主面８０ａとを接続する。電極２３は、例えば、電力増幅回路２１のエミッタ端子２１１に接続されたグランド電極である。
　電極２４は、第２金属部材の一例であり、第１基材１０と主面８０ａとを接続する。電極２４は、例えば、ＰＡ制御回路１１の入力端子または出力端子であり、または、グランド電極である。
　電極２５は、第３金属部材の一例であり、第１基材１０と主面８０ａとを接続する。電極２５は、例えば、第１基材１０に形成された電子部品のグランド電極である。
　ここで、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２３の面積は、電極２６の面積よりも大きい。また、電極２３の面積は、電極２４の面積よりも大きい。
　上記構成によれば、電力増幅回路２１で発生した熱は、第２基材２０よりも熱伝導率の高い第１基材１０へと伝熱することが促進される。これととともに、電力増幅回路２１で発生した熱は、放熱面積の大きい電極２３を介して第２基材２０からモジュール基板８０へ放熱される。これにより、電力増幅回路２１で発生した熱を高効率に放熱できる。さらには、第１基材１０と第２基材２０とは、主面８０ａの垂直方向に積層されているので、高周波モジュール１Ａを小型化しつつ放熱性を向上できる。
　また、図７に示すように、電極２３は、モジュール基板８０を平面視した場合に長尺形状を有する。これによれば、電極２３を、例えば、電極２６のような円形状を有する電極を複数離散的に配置して大面積を確保する場合と比較して、電極密度を高くできるので、第２基材２０上の領域を有効活用できる。
　なお、長尺形状とは、一方向に長い形状であり、長尺方向とは、当該一方向を指す。より具体的には、長尺形状とは、一方向と交差する他方向の長さよりも当該一方向の長さの方が長い形状である。
　また、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２５の面積は、電極２６の面積よりも大きい。また、電極２５の面積は、電極２４の面積よりも大きい。
　上記構成によれば、第１基材１０へと伝熱した電力増幅回路２１の熱が、放熱面積の大きい電極２５を介して、モジュール基板８０へ放熱される。これにより、電力増幅回路２１で発生した熱を、より高効率に放熱できる。
　また、図７に示すように、電極２５は、モジュール基板８０を平面視した場合に長尺形状を有する。これによれば、電極２５を、例えば、電極２４のような円形状を有する電極を複数離散的に配置して大面積を確保する場合と比較して、電極密度を高くできるので、第１基材１０上の領域を有効活用できる。
　また、図７には示していないが、モジュール基板８０を平面視した場合、増幅トランジスタ２１０と電極２３とは、重なっていてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ２１０と電極２３とを結ぶ放熱経路を短くできるので、当該放熱経路の熱コンダクタンスを高くでき、放熱性を向上できる。
　また、図５に示すように、電力増幅回路２１の増幅トランジスタ２１０は、例えば、コレクタ層２１Ｃ、ベース層２１Ｂおよびエミッタ層２１Ｅを有する。コレクタ層２１Ｃ、ベース層２１Ｂおよびエミッタ層２１Ｅは、エピタキシャル層２０ｄ上にこの順で積層されている。つまり、増幅トランジスタにおいて、コレクタ層２１Ｃ、ベース層２１Ｂおよびエミッタ層２１Ｅが、第１基材１０側からこの順で積層されている。
　また、図４に示すように、第２基材２０は、第１基材１０よりも薄くてもよい。言い換えると、第２基材２０の厚み方向（ｚ軸方向）の厚みは、第１基材１０の厚み方向（ｚ軸方向）の厚みよりも小さくてもよい。
　これによれば、熱伝導率が低い第２基材２０が相対的に薄く、熱伝導率が高い第１基材１０が相対的に厚いので、第２基材２０から第１基材１０への熱伝導が促進され、放熱性が向上する。
　また、実施例に係る高周波モジュール１Ａにおいて、低雑音増幅回路３１、スイッチ５２～５４は、半導体ＩＣ７５に含まれてもよい。
　これによれば、高周波モジュール１Ａを小型化できる。
　また、実施例１に係る高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、低雑音増幅回路３１と第１基材１０および第２基材２０とは、重ならない。
　これによれば、電力増幅回路２１と低雑音増幅回路３１とがモジュール基板８０を挟んで両面に振り分けられていることに加えて、電力増幅回路２１と低雑音増幅回路３１との距離を大きく確保できる。よって、送受信間のアイソレーションを向上できる。
　［３．変形例１および２に係る半導体ＩＣの電極配置構成］
　次に、電極２３および２５の配置構成について説明する。
　図８Ａは、変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ａの平面構成概略図である。なお、図８Ａには、モジュール基板８０の互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂのうち、主面８０ａをｚ軸正方向側から見た場合の第１基材１０Ａ、第２基材２０Ａ、電極２３～２５の配置を透視した図が示されている。変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ａは、実施例に係る半導体ＩＣ７０と比較して、電極２３および２５の配置構成のみが異なる。以下、本変形例に係る半導体ＩＣ７０Ａについて、実施例に係る半導体ＩＣ７０と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
　電極２３は、第１金属部材の一例であり、第２基材２０Ａと主面８０ａとを接続する。
　電極２５は、第３金属部材の一例であり、第１基材１０Ａと主面８０ａとを接続する。
　ここで、図８Ａに示すように、モジュール基板８０を平面視した場合、第２基材２０Ａは第１基材１０Ａに包含されており、第１基材１０Ａは中央領域Ｃおよび当該中央領域Ｃの外周に位置する外周領域Ｐを有する。電極２３は、第２基材２０Ａと外周領域Ｐとが重なる領域であって、電極２３の長尺方向が第１基材１０Ａの外辺のうちの電極２３に最近接する外辺Ｌ２と平行となるように配置されている。また、電極２５は、外周領域Ｐであって、電極２５の長尺方向が第１基材１０Ａの外辺のうちの電極２５に最近接する外辺Ｌ１と平行となるように配置されている。
　なお、本実施の形態において、「所定の平面視においてＡがＢに包含されている」とは、所定の平面の垂直方向に物体を投影した場合、Ａの投影領域の全てがＢの投影領域に重なることである。
　半導体ＩＣ７０Ａをモジュール基板８０に実装する製造工程において、電極２３、２４および２５の面積が異なると、当該電極に接合される半田の量が異なるためこれらの電極と主面８０ａとの距離は、電極面積が大きいほど大きくなる。このため、電極面積の大きい電極２３および２５が半導体ＩＣ７０Ａの中央領域Ｃに配置されると、モジュール基板８０上において半導体ＩＣ７０Ａを安定配置できなくなる。
　これに対して、電極２３および２５の上記配置構成によれば、電極２３および２５が外周領域Ｐに配置され、かつ、最近接する外辺に沿って配置されるので、半導体ＩＣ７０Ａをモジュール基板８０に実装する製造工程において、モジュール基板８０上での半導体ＩＣ７０Ａを安定配置することができる。
　なお、電極２３および２５が最近接する外辺は、外辺Ｌ２およびＬ１の組み合わせに限られない。電極２３および２５が最近接する外辺は、互いに対向する外辺Ｌ２およびＬ４の組み合わせ、または、Ｌ１およびＬ３の組み合わせであってもよい。
　図８Ｂは、変形例２に係る半導体ＩＣ７０Ｂの平面構成概略図である。なお、図８Ｂには、モジュール基板８０の互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂのうち、主面８０ａをｚ軸正方向側から見た場合の第１基材１０Ｂ、第２基材２０Ｂ、電極２３～２５の配置を透視した図が示されている。変形例２に係る半導体ＩＣ７０Ｂは、実施例に係る半導体ＩＣ７０と比較して、電極２３および２５の配置構成のみが異なる。以下、本変形例に係る半導体ＩＣ７０Ｂについて、実施例に係る半導体ＩＣ７０と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
　電極２３は、第１金属部材の一例であり、第２基材２０Ｂと主面８０ａとを接続する。
　電極２５は、第３金属部材の一例であり、第１基材１０Ｂと主面８０ａとを接続する。
　ここで、図８Ｂに示すように、モジュール基板８０を平面視した場合、第２基材２０Ｂは第１基材１０Ｂに包含されており、第１基材１０Ｂは中央領域Ｃおよび当該中央領域Ｃの外周に位置する外周領域Ｐを有する。電極２３は、第２基材２０Ｂと外周領域Ｐとが重なる領域であって、電極２３の長尺方向が第１基材１０Ｂの外辺のうちの電極２３に最近接する外辺Ｌ３と平行となるように配置されている。また、電極２５は、外周領域Ｐであって、電極２５の長尺方向が第１基材１０Ａの外辺のうちの電極２５に最近接する外辺Ｌ３と平行となるように配置されている。
　本変形例に係る半導体ＩＣ７０Ｂでは、変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ａと異なり、電極２３および２５が、同じ外辺Ｌ３に沿って配置されている。この構成であっても、電極２３および２５が外周領域Ｐに配置され、かつ、最近接する外辺に沿って配置されるので、半導体ＩＣ７０Ｂをモジュール基板８０に実装する製造工程において、モジュール基板８０上での半導体ＩＣ７０Ｂを安定配置することができる。
　なお、変形例１および変形例２では、電極２３および２５が長尺形状を有する場合の電極配置について説明したが、電極２３のみが長尺形状であって、電極２５が電極２４と同じ大きさの円形状である場合には、以下の配置構成であってもよい。
　すなわち、モジュール基板８０を平面視した場合、第２基材２０は第１基材１０に包含されており、第１基材１０は中央領域Ｃおよび当該中央領域Ｃの外周に位置する外周領域Ｐを有し、電極２３材は、第２基材２０と外周領域Ｐとが重なる領域であって、電極２３の長尺方向が第１基材１０の外辺のうちの電極２３に最近接する外辺と平行となるように配置されている。
　この構成であっても、電極２３が外周領域Ｐに配置され、かつ、最近接する外辺に沿って配置されるので、半導体ＩＣ７０をモジュール基板８０に実装する製造工程において、モジュール基板８０上での半導体ＩＣ７０を安定配置することができる。
　［４．変形例３および４に係る半導体ＩＣの電極配置構成］
　なお、電力増幅回路２１は、互いに縦続接続された複数の増幅トランジスタを有していてもよい。
　図９は、変形例３に係る電力増幅回路２１Ｍの回路構成図である。本変形例に係る電力増幅回路２１Ｍは、互いに縦続接続された２段の増幅トランジスタを含む構成となっている。図９に示すように、電力増幅回路２１Ｍは、電力増幅器２１Ｐと、電力増幅器２１Ｄと、を有している。
　電力増幅器２１Ｐは、増幅トランジスタ２１０Ｐと、キャパシタ２１４Ｐおよび２１３Ｐと、バイアス回路２１５Ｐと、コレクタ端子２１２Ｐと、エミッタ端子２１１Ｐと、端子２２５と、出力端子２２０と、を備える。
　増幅トランジスタ２１０Ｐは、複数の増幅トランジスタの最後段（パワー段）に配置された第１増幅トランジスタであり、例えば、コレクタ、エミッタおよびベースを有し、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであり、ベースに入力された高周波電流を増幅してコレクタから出力する。なお、増幅トランジスタ２１０Ｐは、ドレイン（コレクタに対応）、ソース（エミッタに対応）およびゲート（ベースに対応）を有する電界効果型のトランジスタであってもよい。
　電力増幅器２１Ｄは、増幅トランジスタ２１０Ｄと、キャパシタ２１４Ｄおよび２１３Ｄと、バイアス回路２１５Ｄと、コレクタ端子２１２Ｄと、エミッタ端子２１１Ｄと、入力端子２３０と、端子２２５と、を備える。
　増幅トランジスタ２１０Ｄは、最後段に配置された増幅トランジスタ２１０Ｐよりも前段（ドライブ段）に配置された第２増幅トランジスタであり、例えば、コレクタ、エミッタおよびベースを有し、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであり、ベースに入力された高周波電流を増幅してコレクタから出力する。なお、増幅トランジスタ２１０Ｄは、ドレイン（コレクタに対応）、ソース（エミッタに対応）およびゲート（ベースに対応）を有する電界効果型のトランジスタであってもよい。
　キャパシタ２１４Ｐおよび２１４Ｄは、キャパシタ２１４と同様の機能を有する。キャパシタ２１３Ｐおよび２１３Ｄは、キャパシタ２１３と同様の機能を有する。バイアス回路２１５Ｐおよび２１５Ｄは、それぞれ、増幅トランジスタ２１０Ｐおよび２１０Ｄのベースに接続され、バイアス回路２１５と同様の機能を有する。
　エミッタ端子２１１Ｐは、電極２３Ｐ（第１金属部材）に接続され、グランドと接続されている。また、エミッタ端子２１１Ｄは、電極２３Ｄ（第２金属部材）に接続され、グランドと接続されている。
　本変形例に係る電力増幅回路２１Ｍの上記回路構成によれば、入力端子２３０から入力された高周波信号ＲＦｉｎは、増幅トランジスタ２１０Ｄのベースからエミッタに流れるベース電流Ｉｂ１となる。増幅トランジスタ２１０Ｄによりベース電流Ｉｂ１が増幅されてコレクタ電流Ｉｃｃ１となり、当該コレクタ電流Ｉｃｃ１に対応した高周波信号が端子２２５から出力される。さらに、増幅トランジスタ２１０Ｄで増幅された高周波信号は、端子２２５を経由して増幅トランジスタ２１０Ｐのベースからエミッタに流れるベース電流Ｉｂ２となる。増幅トランジスタ２１０Ｐによりベース電流Ｉｂ２が増幅されてコレクタ電流Ｉｃｃ２となり、当該コレクタ電流Ｉｃｃ２に対応した高周波信号が出力端子２２０から出力される。このとき、エミッタ端子２１１Ｐからグランドには、ベース電流Ｉｂ２およびコレクタ電流Ｉｃｃ２が合算された大電流が流れる。よって、電力増幅回路２１Ｍの放熱性を向上させるには、増幅トランジスタ２１０Ｐの放熱部として機能する必要があるエミッタ端子２１１Ｐからの放熱性を向上させる必要がある。
　図１０は、変形例３に係る半導体ＩＣ７０Ｃの平面構成概略図である。なお、図１０には、モジュール基板８０の互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂのうち、主面８０ａをｚ軸正方向側から見た場合の第１基材１０Ｃ、第２基材２０Ｃ、ＰＡ制御回路１１、電極２３Ｄ、２３Ｐ、２４および２５の配置を透視した図が示されている。
　電極２３Ｄは、第２金属部材の一例であり、第２基材２０Ｃと主面８０ａとを接続する。電極２３Ｄは、例えば、電力増幅回路２１Ｍのエミッタ端子２１１Ｄに接続されたグランド電極である。
　電極２３Ｐは、第１金属部材の一例であり、第２基材２０Ｃと主面８０ａとを接続する。電極２３Ｐは、例えば、電力増幅回路２１Ｍのエミッタ端子２１１Ｐに接続されたグランド電極である。
　電極２４は、第２金属部材の一例であり、第１基材１０Ｃと主面８０ａとを接続する。電極２４は、例えば、ＰＡ制御回路１１の入力端子または出力端子であり、または、グランド電極である。
　電極２５は、第３金属部材の一例であり、第１基材１０Ｃと主面８０ａとを接続する。電極２５は、例えば、第１基材１０Ｃに形成された電子部品のグランド電極である。
　ここで、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２３Ｐの面積は、電極２４の面積よりも大きい。また、電極２３Ｐの面積は、電極２３Ｄの面積よりも大きい。
　上記構成によれば、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱は、第２基材２０Ｃよりも熱伝導率の高い第１基材１０Ｃへと伝熱することが促進される。これととともに、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱は、放熱面積の大きい電極２３Ｐを介した、第２基材２０Ｃからモジュール基板８０へ放熱が促進される。これにより、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱を高効率に放熱できる。さらには、第１基材１０Ｃと第２基材２０Ｃとは、主面８０ａの垂直方向に積層されているので、高周波モジュールを小型化しつつ放熱性を向上できる。
　また、図１０に示すように、電極２３Ｐは、モジュール基板８０を平面視した場合に長尺形状を有する。これによれば、電極２３Ｐを、例えば、電極２４のような円形状を有する電極を複数離散的に配置して大面積を確保する場合と比較して、電極密度を高くできるので、第２基材２０Ｃ上の領域を有効活用できる。
　また、図１０に示すように、モジュール基板８０を平面視した場合、増幅トランジスタ２１０Ｐと電極２３Ｐとは重なっており、増幅トランジスタ２１０Ｄと電極２３Ｄとは重なっていてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ２１０Ｐと電極２３Ｐとを結ぶ放熱経路を短くでき、増幅トランジスタ２１０Ｄと電極２３Ｄとを結ぶ放熱経路を短くできるので、これらの放熱経路の熱コンダクタンスを高くでき、放熱性を向上できる。
　図１１は、変形例４に係る半導体ＩＣ７０Ｄの平面構成概略図である。本変形例に係る半導体ＩＣ７０Ｄは、変形例３に係る半導体ＩＣ７０Ｃと比較して、第２基材２０が２つの離間配置された第３基材２０Ｄおよび第４基材２０Ｐで構成されている点が異なる。以下、本変形例に係る半導体ＩＣ７０Ｄについて、変形例３に係る半導体ＩＣ７０Ｃと異なる構成を中心に説明する。
　半導体ＩＣ７０Ｄは、第３基材２０Ｄおよび第４基材２０Ｐを含む。第１基材１０Ｄと第３基材２０Ｄとは、ｚ軸方向（主面８０ａの垂直方向）に積層されている。また、第１基材１０Ｄと第４基材２０Ｐとは、ｚ軸方向（主面８０ａの垂直方向）に積層されている。
　第３基材２０Ｄは、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅器２１Ｄが形成されている。第４基材２０Ｐは、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅器２１Ｐが形成されている。
　第３基材２０Ｄは、モジュール基板８０および第１基材１０Ｄの間に配置され、第１基材１０Ｄと接合されており、電極２３Ｄ（第２金属部材）を介して主面８０ａに接続されている。
　第４基材２０Ｐは、モジュール基板８０および第１基材１０Ｄの間に配置され、第１基材１０Ｄと接合されており、電極２３Ｐ（第１金属部材）を介して主面８０ａに接続されている。
　上記構成によれば、電力増幅回路で発生した熱は、第３基材２０Ｄよりも熱伝導率の高い第１基材１０Ｄへと伝熱することが促進される。これととともに、電力増幅回路で発生した熱は、放熱面積の大きい電極２３Ｐを介した、第３基材２０Ｄからモジュール基板８０へ放熱が促進される。これにより、電力増幅回路で発生した熱を高効率に放熱できる。さらには、第２基材２０が、離間配置された第３基材２０Ｄおよび第４基材２０Ｐで構成されているので、電力増幅器２１Ｄおよび２１Ｐの一方で発生した熱を、電力増幅器２１Ｄおよび２１Ｐの他方に伝えることなく、モジュール基板８０に放熱できるので、放熱効率が向上する。
　［５．効果など］
　以上、実施例に係る高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂを有するモジュール基板８０と、少なくとも一部が第１半導体材料で構成された第１基材１０と、少なくとも一部が第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅回路２１が形成された第２基材２０と、を備え、第１基材１０および第２基材２０は主面８０ａに配置されており、第２基材２０は、モジュール基板８０および第１基材１０の間に配置され、第１基材１０と接合され、電極２３を介して主面８０ａに接続されており、第１基材１０および第２基材２０の一方は、電極２４を介して主面８０ａに接続されており、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２３の面積は、電極２４の面積よりも大きい。
　また、実施例に係る高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面８０ａおよび８０ｂを有するモジュール基板８０と、少なくとも一部がシリコンまたは窒化ガリウムで構成された第１基材１０と、少なくとも一部がガリウムヒ素またはシリコンゲルマニウムで構成され、電力増幅回路２１が形成された第２基材２０と、を備え、第１基材１０および第２基材２０は主面８０ａに配置されており、第２基材２０は、モジュール基板８０および第１基材１０の間に配置され、第１基材１０と接合され、電極２３を介して主面８０ａに接続されており、第１基材１０および第２基材２０の一方は、電極２４を介して主面８０ａに接続されており、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２３の面積は、電極２４の面積よりも大きい。
　これによれば、電力増幅回路２１で発生した熱は、第２基材２０よりも熱伝導率の高い第１基材１０へと伝熱することが促進される。これとともに、電力増幅回路２１で発生した熱は、放熱面積の大きい電極２３を介して第２基材２０からモジュール基板８０へ放熱される。これにより、電力増幅回路２１で発生した熱を高効率に放熱できる。さらには、第１基材１０と第２基材２０とは、主面８０ａの垂直方向に積層されているので、高周波モジュール１Ａを小型化しつつ放熱性を向上できる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、電極２３は、モジュール基板８０を平面視した場合に長尺形状を有していてもよい。
　これによれば、電極２３を、例えば、電極２４のような円形状を有する電極を複数離散的に配置して大面積を確保する場合と比較して、電極密度を高くできるので、第２基材２０上の領域を有効活用できる。
　また、変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ａにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、第２基材２０Ａは第１基材１０Ａに包含されており、第１基材１０Ａは中央領域Ｃおよび外周領域Ｐを有し、電極２３は、第２基材２０Ａと外周領域Ｐとが重なる領域であって、電極２３の長尺方向が第１基材１０Ａの外辺のうちの電極に最近接する外辺Ｌ２と平行となるように配置されていてもよい。
　これによれば、電極２３が外周領域Ｐに配置され、かつ、最近接する外辺Ｌ２に沿って配置されるので、半導体ＩＣ７０Ａをモジュール基板８０に実装する製造工程において、モジュール基板８０上での半導体ＩＣ７０Ａを安定配置することができる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、第１基材１０は、電極２５を介して主面８０ａに接続されており、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２５の面積は、電極２４の面積よりも大きくてもよい。
　これによれば、第１基材１０へと伝熱した電力増幅回路２１の熱が、放熱面積の大きい電極２５を介してモジュール基板８０へ放熱される。これにより、電力増幅回路２１で発生した熱を、より高効率に放熱できる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、電極２３および２５は長尺形状を有していてもよい。
　これによれば、電極２３および２５を、例えば、電極２４のような円形状を有する電極を複数離散的に配置して大面積を確保する場合と比較して、電極密度を高くできるので、第２基材２０上の領域を有効活用できる。
　また、変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ａまたは変形例１に係る半導体ＩＣ７０Ｂにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、第２基材２０Ａ（または２０Ｂ）は第１基材１０Ａ（または１０Ｂ）に包含されており、第１基材１０Ａ（または１０Ｂ）は中央領域Ｃおよび外周領域Ｐを有し、電極２３は、第２基材２０Ａ（または２０Ｂ）と外周領域Ｐとが重なる領域であって、電極２３の長尺方向が第１基材１０Ａ（または１０Ｂ）の外辺のうちの電極２３に最近接する外辺Ｌ２（またはＬ３）と平行となるように配置されており、電極２５は、外周領域Ｐであって、電極２５の長尺方向が第１基材１０Ａ（または１０Ｂ）の外辺のうちの電極２５に最近接する外辺Ｌ１（またはＬ３）と平行となるように配置されていてもよい。
　これによれば、電極２３および２５が外周領域Ｐに配置され、かつ、最近接する外辺に沿って配置されるので、半導体ＩＣ７０Ａ（または７０Ｂ）をモジュール基板８０に実装する製造工程において、モジュール基板８０上での半導体ＩＣ７０Ａ（または７０Ｂ）を安定配置することができる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、電力増幅回路２１は、増幅トランジスタ２１０を含み、増幅トランジスタ２１０は、電極２３と接続されていてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ２１０で発生した熱が放熱面積の大きい電極２３を介して第２基材２０からモジュール基板８０へ放熱されるので、電力増幅回路２１で発生した熱を高効率に放熱できる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、増幅トランジスタ２１０と電極２３とは重なっていてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ２１０と電極２３とを結ぶ放熱経路を短くできるので、当該放熱経路の熱コンダクタンスを高くでき、放熱性を向上できる。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、増幅トランジスタ２１０は、コレクタ層２１Ｃ、ベース層２１Ｂおよびエミッタ層２１Ｅを有し、第１基材１０側から、コレクタ層２１Ｃ、ベース層２１Ｂ、エミッタ層２１Ｅの順で積層されていてもよい。
　また、変形例３に係る高周波モジュールにおいて、電力増幅回路２１Ｍは、互いに縦続接続された複数の増幅トランジスタを含み、当該複数の増幅トランジスタは、最後段に配置された増幅トランジスタ２１０Ｐと、増幅トランジスタ２１０Ｐよりも前段に配置された増幅トランジスタ２１０Ｄと、を有し、電極２３は、増幅トランジスタ２１０Ｐに接続されていてもよい。
　これによれば、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱は、第２基材２０Ｃよりも熱伝導率の高い第１基材１０Ｃへと伝熱することが促進される。これととともに、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱は、放熱面積の大きい電極２３Ｐを介した、第２基材２０Ｃからモジュール基板８０へ放熱が促進される。これにより、電力増幅回路２１Ｍで発生した熱を高効率に放熱できる。
　また、変形例３に係る高周波モジュールにおいて、電極２５材は、増幅トランジスタ２１０Ｄに接続されていてもよい。
　また、変形例３に係る高周波モジュールにおいて、モジュール基板８０を平面視した場合、増幅トランジスタ２１０Ｐと電極２３とは重なっており、増幅トランジスタ２１０Ｄと電極２５とは重なっていてもよい。
　これによれば、増幅トランジスタ２１０Ｐと電極２３Ｐとを結ぶ放熱経路を短くでき、増幅トランジスタ２１０Ｄと電極２３Ｄとを結ぶ放熱経路を短くできるので、これらの放熱経路の熱コンダクタンスを高くでき、放熱性を向上できる。
　また、変形例４に係る半導体ＩＣ７０Ｄにおいて、第２基材は、互いに離間配置された第３基材２０Ｄおよび第４基材２０Ｐで構成され、増幅トランジスタ２１０Ｄは第３基材２０Ｄに含まれ、増幅トランジスタ２１０Ｐは第４基材２０Ｐに含まれていてもよい。
　これによれば、第２基材２０が、離間配置された第３基材２０Ｄおよび第４基材２０Ｐで構成されているので、電力増幅器２１Ｄおよび２１Ｐの一方で発生した熱を、電力増幅器２１Ｄおよび２１Ｐの他方に伝えることなく、モジュール基板８０に放熱できるので、放熱効率が向上する。
　また、高周波モジュール１Ａにおいて、第１基材１０は電力増幅回路２１を制御するＰＡ制御回路１１を含んでもよい。
　これによれば、電力増幅回路２１とＰＡ制御回路１１とを接続する制御配線を短くできる。
　また、高周波モジュール１Ａは、さらに、主面８０ｂに配置された複数の外部接続端子１５０を備えてもよい。
　また、高周波モジュール１Ａは、さらに、主面８０ｂに配置された低雑音増幅回路３１を備え、モジュール基板８０を平面視した場合、第１基材１０および第２基材２０と低雑音増幅回路３１とは、重ならなくてもよい。
　これによれば、電力増幅回路２１と低雑音増幅回路３１とがモジュール基板８０を挟んで両面に振り分けられていることに加えて、電力増幅回路２１と低雑音増幅回路３１との距離を大きく確保できる。よって、送受信間のアイソレーションを向上できる。
　また、通信装置５は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１と、を備える。
　これによれば、放熱性が向上した通信装置５を提供することが可能となる。
　（その他の実施の形態など）
　以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールおよび通信装置は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態、実施例および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
　例えば、上記実施の形態、実施例および変形例に係る高周波モジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
　本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
　１、１Ａ　　高周波モジュール
　２　　アンテナ
　３　　ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
　４　　ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
　５　　通信装置
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ　　第１基材
　１０ａ、１０ｂ、８０ａ、８０ｂ　　主面
　１１　　ＰＡ制御回路
　１２　　Ｓｉ基板
　１３　　絶縁層
　１４　　Ｓｉ層
　１５　　配線層
　１６　　ビア配線
　１７　　ＳｉＮ層
　１８、２２、２３、２３Ｄ、２３Ｐ、２４、２５、２６　　電極
　２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　　第２基材
　２０ｄ　　エピタキシャル層
　２０Ｄ　　第３基材
　２０ｎ　　ＧａＡｓ基材層
　２０Ｐ　　第４基材
　２１、２１Ｍ　　電力増幅回路
　２１Ｂ　　ベース層
　２１Ｃ　　コレクタ層
　２１Ｄ、２１Ｐ　　電力増幅器
　２１Ｅ　　エミッタ層
　２３ａ、２４ａ　　柱状導体
　２３ｂ、２４ｂ　　バンプ電極
　３１　　低雑音増幅回路
　４２、４３、４４、４５　　整合回路
　５２、５３、５４　　スイッチ
　６１、６２　　デュプレクサ
　６１Ｒ、６２Ｒ　　受信フィルタ
　６１Ｔ、６２Ｔ　　送信フィルタ
　７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ、７５　　半導体ＩＣ
　７１、８１、８２　　樹脂部材
　７３　　ダイプレクサ
　７３Ｈ、７３Ｌ　　フィルタ
　８０　　モジュール基板
　８５　　金属シールド層
　１００　　アンテナ接続端子
　１１０　　制御信号端子
　１２０　　送信入力端子
　１３０　　受信出力端子
　１５０　　外部接続端子
　２１０、２１０Ｄ、２１０Ｐ　　増幅トランジスタ
　２１１、２１１Ｄ、２１１Ｐ　　エミッタ端子
　２１２、２１２Ｄ、２１２Ｐ　　コレクタ端子
　２１３、２１３Ｄ、２１３Ｐ、２１４、２１４Ｄ、２１４Ｐ　　キャパシタ
　２１５、２１５Ｄ、２１５Ｐ　　バイアス回路
　２２０　　出力端子
　２２５　　端子
　２３０　　入力端子

Claims (18)

  1. 　互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
    　少なくとも一部が第１半導体材料で構成された第１基材と、
    　少なくとも一部が前記第１半導体材料よりも熱伝導率が高い第２半導体材料で構成され、電力増幅回路が形成された第２基材と、を備え、
    　前記第１基材および前記第２基材は、前記第１主面に配置されており、
    　前記第２基材は、前記モジュール基板および前記第１基材の間に配置され、前記第１基材と接合され、第１金属部材を介して前記第１主面に接続されており、
    　前記第１基材および前記第２基材の一方は、第２金属部材を介して前記第１主面に接続されており、
    　前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１金属部材の面積は、前記第２金属部材の面積よりも大きい、
    　高周波モジュール。
  2. 　互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
    　少なくとも一部がシリコンまたは窒化ガリウムで構成された第１基材と、
    　少なくとも一部がガリウムヒ素またはシリコンゲルマニウムで構成され、電力増幅回路が形成された第２基材と、を備え、
    　前記第１基材および前記第２基材は、前記第１主面に配置されており、
    　前記第２基材は、前記モジュール基板および前記第１基材の間に配置され、前記第１基材と接合されており、第１金属部材を介して前記第１主面に接続されており、
    　前記第１基材および前記第２基材の一方は、第２金属部材を介して前記第１主面に接続されており、
    　前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１金属部材の面積は、前記第２金属部材の面積よりも大きい、
    　高周波モジュール。
  3. 　前記第１金属部材は、前記モジュール基板を平面視した場合に長尺形状を有する、
    　請求項１または２に記載の高周波モジュール。
  4. 　前記モジュール基板を平面視した場合、
    　前記第２基材は前記第１基材に包含されており、前記第１基材は中央領域および当該中央領域の外周に位置する外周領域を有し、
    　前記第１金属部材は、前記第２基材と前記外周領域とが重なる領域であって、前記第１金属部材の長尺方向が前記第１基材の外辺のうちの前記第１金属部材に最近接する外辺と平行となるように配置されている、
    　請求項３に記載の高周波モジュール。
  5. 　前記第１基材は、第３金属部材を介して前記第１主面に接続されており、
    　前記モジュール基板を平面視した場合、前記第３金属部材の面積は、前記第２金属部材の面積よりも大きい、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  6. 　前記モジュール基板を平面視した場合、
    　前記第１金属部材および前記第３金属部材は、長尺形状を有している、
    　請求項５に記載の高周波モジュール。
  7. 　前記モジュール基板を平面視した場合、
    　前記第２基材は前記第１基材に包含されており、前記第１基材は中央領域および当該中央領域の外周に位置する外周領域を有し、
    　前記第１金属部材は、前記第２基材と前記外周領域とが重なる領域であって、前記第１金属部材の長尺方向が前記第１基材の外辺のうちの前記第１金属部材に最近接する外辺と平行となるように配置されており、
    　前記第３金属部材は、前記外周領域であって、前記第３金属部材の長尺方向が前記第１基材の外辺のうちの前記第３金属部材に最近接する外辺と平行となるように配置されている、
    　請求項６に記載の高周波モジュール。
  8. 　前記電力増幅回路は、増幅トランジスタを含み、
    　前記増幅トランジスタは、前記第１金属部材と接続されている、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  9. 　前記モジュール基板を平面視した場合、前記増幅トランジスタと前記第１金属部材とは重なっている、
    　請求項８に記載の高周波モジュール。
  10. 　前記増幅トランジスタは、コレクタ層、ベース層およびエミッタ層を有し、
    　前記コレクタ層、前記ベース層および前記エミッタ層は、前記第１基材側から、前記コレクタ層、前記ベース層、前記エミッタ層という順で積層されている、
    　請求項８または９に記載の高周波モジュール。
  11. 　前記電力増幅回路は、互いに縦続接続された複数の増幅トランジスタを含み、
    　前記複数の増幅トランジスタは、
    　前記複数の増幅トランジスタの最後段に配置された第１増幅トランジスタと、
    　前記第１増幅トランジスタよりも前段に配置された第２増幅トランジスタと、を有し、
    　前記第１金属部材は、前記第１増幅トランジスタに接続されている、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  12. 　前記第２金属部材は、前記第２増幅トランジスタに接続されている、
    　請求項１１に記載の高周波モジュール。
  13. 　前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１増幅トランジスタと前記第１金属部材とは重なっており、前記第２増幅トランジスタと前記第２金属部材とは重なっている、
    　請求項１２に記載の高周波モジュール。
  14. 　前記第２基材は、互いに離間配置された第３基材および第４基材で構成され、
    　前記第１増幅トランジスタは、前記第４基材に含まれ、
    　前記第２増幅トランジスタは、前記第３基材に含まれている、
    　請求項１１～１３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  15. 　前記第１基材は、前記電力増幅回路を制御する制御回路を含む、
    　請求項１～１４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  16. 　さらに、
    　前記第２主面に配置された複数の外部接続端子を備える、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  17. 　さらに、前記第２主面に配置された低雑音増幅回路を備え、
    　前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１基材および前記第２基材と前記低雑音増幅回路とは、重ならない、
    　請求項１～１６のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  18. 　アンテナで送信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    　前記アンテナと前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１～１７のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    　通信装置。
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