WO2023112880A1

WO2023112880A1 - 半導体装置、電磁波装置

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Publication number: WO2023112880A1
Application number: PCT/JP2022/045616
Authority: WO
Inventors: 陽亮西田; 一魁鶴田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2024-06-14
Also published as: CN118382964A; JPWO2023112880A1; US20240332226A1; DE112022005981T5

Abstract

半導体装置は、電磁波を発振および放射する半導体素子と、半導体素子を収容する収容空間を有するベースと、収容空間と連通する第１導波路を有する第１導波管と、を含む。第１導波路は、電磁波が基本モードにて伝送されるように構成されている。収容空間は、電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

Description

半導体装置、電磁波装置

　本発明は、半導体装置、電磁波装置に関する。

　例えばミリ波を超える高周波の信号の伝搬には、通常、低損失の中空導波管が用いられる。高周波の電気信号を生成する半導体チップは、導波管の外に設けられたキャビティに収容され、先端が導波管内に挿入された伝送線路と接続される。高周波の電気信号は、半導体チップから伝送線路を介してその先端のアンテナに伝達され、アンテナから電磁波として送出される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１４３３４７号公報

　ところで、上記のような構成では、伝送線路における信号の減衰が生じ、導波管に対する結合が低くなる場合がある。

　本開示の一態様である半導体装置は、電磁波を発振および放射する半導体素子と、前記半導体素子を収容する収容空間を有するベースと、前記収容空間と連通する第１導波路を有する第１導波管と、を備え、前記第１導波路は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成され、前記収容空間は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

　本開示の一態様である半導体装置、電磁波装置は、導波管に対して電磁波の高い結合を得ることができる。

図１は、第１実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図２は、図１のＦ２－Ｆ２線断面図である。図３は、図１のＦ３－Ｆ３線断面図である。図４は、図１の半導体装置における電磁波の電界強度分布を模式的示す説明図である。図５は、収容空間の長さに対する電磁波の透過率を示す説明図である。図６は、第２実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図７は、図６のＦ７－Ｆ７線断面図である。図８は、図６のＦ８－Ｆ８線断面図である。図９は、第３実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図１０は、図９のＦ１０－Ｆ１０線断面図である。図１１は、図９のＦ１１－Ｆ１１線断面図である。図１２は、図９の半導体装置における電磁波の電界強度分布を模式的示す説明図である。図１３は、第４実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図１４は、図１３のＦ１４－Ｆ１４線断面図である。図１５は、第５実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図１６は、図１５のＦ１６－Ｆ１６線断面図である。図１７は、図１５のＦ１７－Ｆ１７線断面図である。図１８は、第６実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図１９は、図１８のＦ１９－Ｆ１９線断面図である。図２０は、図１８の半導体装置の変更例を示す正面断面図である。図２１は、第７実施形態の半導体装置を示す正面断面図である。図２２は、図２１のＦ２２－Ｆ２２線断面図である。図２３は、図２１のＦ２３－Ｆ２３線断面図である。図２４は、図２１の半導体装置における電磁波の電界強度分布を模式的示す説明図である。図２５は、電磁波の周波数に対する透過率を示す説明図である。図２６は、変更例の半導体素子のアンテナを示す平面図である。図２７は、変更例の半導体素子のアンテナを示す平面図である。図２８は、変更例の半導体素子のアンテナを示す平面図である。図２９は、変更例の半導体素子のアンテナを示す平面図である。図３０は、変更例の半導体素子のアンテナを示す平面図である。

　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするため、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするため、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付図面は、本開示の実施形態を例示するものに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。

　以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は、本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図していない。

　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態を説明する。
　図１～図３は、第１実施形態の半導体装置１Ａを示す。

　本実施形態の半導体装置１Ａは、導波管１０、ベース２０、半導体素子３０を有している。
　半導体素子３０は、電磁波と電気エネルギーとの変換を行う素子である。なお、電磁波とは、光および電波のいずれか一方あるいは両方の概念を含むものとしている。半導体素子３０は、所定の周波数帯、たとえばテラヘルツ帯の電磁波（テラヘルツ波）を発振および放射する機能デバイスである。たとえば、半導体素子３０は、テラヘルツ波を発振および放射するテラヘルツ素子であると言える。また、半導体素子３０は、所定の周波数帯、たとえばテラヘルツ帯の電磁波（テラヘルツ波）を受信および検出する機能デバイスである。たとえば、半導体素子３０は、テラヘルツ波を受信および検波するテラヘルツ素子であると言える。

　半導体素子３０は、供給される電気エネルギーによる発振により、供給される電気エネルギーを電磁波に変換する。これにより、半導体素子３０は、所望の周波数帯の電磁波を放射する。また、半導体素子３０は、電磁波を受信し、その電磁波を電気エネルギーに変換する。これにより、半導体素子３０は、所望の周波数帯の電磁波を検出する。

　半導体素子３０は、ベース２０内に配置されている。開示の半導体装置１Ａは、電磁波を伝送する導波管１０と、電磁波を発振および放射する半導体素子３０とを有する。本実施形態の半導体素子３０は、板状に形成されている。半導体素子３０は、厚さ方向を向く素子表面３０ａと、素子表面３０ａとは反対方向を向く素子裏面３０ｂとを有している。説明の便宜上、半導体素子３０の厚さ方向をＺ方向（第１方向）とする。Ｚ方向に直交し、かつ、互いに直交する方向をＸ方向（第２方向）およびＹ方向（第３方向）とする。

　図３に示すように、本実施形態の半導体素子３０は、Ｚ方向から視て矩形状である。なお、Ｚ方向から視た半導体素子３０の形状は、矩形状に限定されず、円形状、楕円形状、多角形状であってもよい。

　図３に示すように、半導体素子３０は、素子表面３０ａに、能動素子３１、アンテナ３２、第１電極３４ａ、および第２電極３４ｂを有している。
　能動素子３１は、所定の周波数帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う。能動素子３１は、たとえば素子表面３０ａの中心に設けられている。能動素子３１は、アンテナ３２と接続されることにより、供給される電気エネルギーを電磁波に変換する。これにより半導体素子３０は、所定の周波数帯の電磁波を放射する。従って、能動素子３１は、電磁波を発振する発振点Ｐ１ということができ、アンテナ３２は、電磁波を放射する放射点Ｐ２ということができる。そして、本実施形態の半導体素子３０は、素子表面３０ａの中心に放射点Ｐ２を有する。なお、本実施形態において、半導体素子３０は、放射点Ｐ２と発振点Ｐ１とを同一位置に有する。なお、発振点Ｐ１の位置は、放射点Ｐ２の位置と同一に限られず任意とすることができる。また、発振点Ｐ１の位置は、素子表面３０ａにおいて任意の位置とすることができる。

　能動素子３１は、たとえば共鳴トンネルダイオード（RTD：Resonant Tunneling Diode）である。能動素子３１としては、例えば、タンネット（TUNNETT：Tunnel injection Transit Time）ダイオード、インパット（IMPATT：Impact Ionization Avalanche Transit Time）ダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ（HEMT：High Electron Mobility Transistor）、あるいは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HBT：Heterojunction Bipolar Transistor）であってもよい。

　半導体素子３０は、アンテナ３２として機能する第１導電部３３ａおよび第２導電部３３ｂを有している。能動素子３１は、第１導電部３３ａと第２導電部３３ｂとの間に設けられている。本実施形態のアンテナ３２は、ダイポールアンテナである。第１導電部３３ａと第２導電部３３ｂは、能動素子３１から互いに反対方向に延びている。アンテナ３２の長さ、つまり第１導電部３３ａの先端から第２導電部３３ｂまでの長さは、半導体素子３０が放射する電磁波の波長λに対して１／２波長（λ／２）に設定される。

　半導体素子３０の素子表面３０ａには、第１電極３４ａおよび第２電極３４ｂが設けられている。第１電極３４ａは、第１導電部３３ａに接続され、第２電極３４ｂは第２導電部３３ｂに接続されている。

　半導体素子３０は、支持基板４０により支持されている。支持基板４０はベース２０に取着されている。
　支持基板４０は、半導体素子３０が放射する電磁波を透過する材料により形成されている。本実施形態において、支持基板４０は、誘電体で形成されている。誘電体としては、例えば石英ガラス等のガラス、サファイア、エポキシ樹脂等の合成樹脂、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶の真性半導体を用いることができ、本実施形態では石英ガラスが用いられている。

　図１から図３に示すように、支持基板４０は、基板表面４０ａ、基板裏面４０ｂを有している。基板表面４０ａと基板裏面４０ｂは、Ｚ方向において互いに反対側を向く。
　基板表面４０ａには、半導体素子３０に接続される伝送線路としての給電用線路４１を有している。給電用線路４１は、たとえばコプレーナ線路である。なお、給電用線路４１として、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、スロット線路、等とすることもできる。

　図３に示すように、給電用線路４１は、主導体４１ａおよび２つの接地導体４１ｂを備えている。主導体４１ａは、Ｘ方向に延びている。接地導体４１ｂは、主導体４１ａの両側に設けられている。主導体４１ａおよび接地導体４１ｂは、たとえば銅（Ｃｕ）により形成されている。

　図１に示すように、支持基板４０の主導体４１ａはコネクタ５１と接続されている。コネクタ５１は、高周波信号を伝達可能なものであり、たとえばＳＭＡコネクタである。コネクタ５１の芯線は、図３に示す主導体４１ａと接続されている。その主導体４１ａは、ワイヤ５２により、半導体素子３０の第１電極３４ａと接続されている。図１に示すように、コネクタ５１のハウジングは、ベース２０のベース本体２１と接続されている。接地導体４１ｂは、ベース本体２１と接触し、ベース本体２１と電気的に接続されている。図３に示すように、接地導体４１ｂは、ワイヤ５２により半導体素子３０の第２電極３４ｂと接続されている。

　導波管１０およびベース２０は、半導体素子３０が放射する電磁波に対する非透過性を有する導体材料により形成されている。この導体材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。

　導波管１０とベース２０は、Ｚ方向において互いに接続されている。導波管１０とベース２０は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、導波管１０とベース２０は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　導波管１０は、電磁波を伝送させる中空金属管であり、Ｚ方向に延びる導波路１２を有している。本実施形態の導波管１０は、方形導波管である。
　導波管１０は、概略矩形状の外形を有している。導波管１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、外側面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有している。上面１０ａおよび下面１０ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。外側面１０ｃ，１０ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。外側面１０ｅ，１０ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　導波管１０は、貫通孔１１を有している。貫通孔１１は、導波管１０の上面１０ａから下面１０ｂまで導波管１０を貫通するように形成されている。導波管１０は、貫通孔１１を区画する内側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを有している。図１に示すように、内側面１１ｃ，１１ｄは、Ｘ方向において互いに対向する。図２に示すように、内側面１１ｅ，１１ｆは、Ｙ方向において互いに対向する。つまり、貫通孔１１は、Ｚ方向から視て矩形環状に形成されている。この貫通孔１１は、導波管１０における導波路１２を構成する。つまり、導波路１２は、導波管１０の内側面１１ｃ～１１ｆにより規定される。

　導波路１２は、半導体素子３０が放射する電磁波が基本モードとして伝送されるように構成されている。導波路１２の大きさは、基本モード伝搬を維持するために、伝送する電磁波の周波数帯によって決定される。本実施形態において、導波路１２の大きさは、Ｘ方向における導波路１２の寸法ａと、Ｙ方向における導波路１２の寸法ｂにより示される。図１に示すように、寸法ａは、導波路１２を規定する内側面１１ｃと内側面１１ｄとの間の距離である。図２に示すように、寸法ｂは、導波路１２を規定する内側面１１ｅと内側面１１ｆとの間の距離である。本実施形態において、寸法ａは、寸法ｂよりも大きい。つまり、本実施形態の導波路１２は、導波路１２が延びるＺ方向から視て、Ｘ方向を長辺方向、Ｙ方向を短辺方向とする長方形状である。

　ベース２０は、概略矩形状の外形を有している。
　ベース２０は、半導体素子３０を収容する収容空間２３を有している。収容空間２３は、半導体素子３０を収容する。

　本実施形態のベース２０は、ベース本体２１と、閉塞板２５とを有している。
　ベース本体２１は、概略矩形状の外形を有している。ベース本体２１は、上面２１ａ、下面２１ｂ、外側面２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを有している。上面２１ａおよび下面２１ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。図１に示すように、外側面２１ｃ，２１ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。図２に示すように、外側面２１ｅ，２１ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　閉塞板２５は、矩形板状の外形を有している。閉塞板２５は、上面２５ａ、下面２５ｂ、外側面２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆを有している。上面２５ａおよび下面２５ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。図１に示すように、外側面２５ｃ，２５ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。図２に示すように、外側面２５ｅ，２５ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　図１、図２に示すように、ベース本体２１は、導波管１０に接続されている。閉塞板２５は、ベース本体２１に対して導波管１０と反対側に配置されている。ベース本体２１と閉塞板２５とは、互いに接続されている。本実施形態において、ベース本体２１の上面２１ａは、導波管１０の下面１０ｂに接続されている。ベース本体２１の下面２１ｂは、閉塞板２５の上面２５ａに接続されている。ベース本体２１と閉塞板２５は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、ベース本体２１と閉塞板２５は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　本実施形態のベース本体２１は、Ｚ方向から視て、矩形環状に形成されている。ベース本体２１は、上面２１ａから下面２１ｂまで、Ｚ方向にベース本体２１を貫通する貫通孔２２を有している。貫通孔２２は、ベース本体２１の内側面２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｅにより規定される。図１に示すように、内側面２２ｃ，２２ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。図２に示すように、内側面２２ｅ，２２ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。内側面２２ｃ～２２ｆにより囲まれた空間は、半導体素子３０を収容する収容空間２３を構成する。

　本実施形態のベース本体２１は、下面２１ｂから上面２１ａに向けて凹む第１収容凹部２４１および第２収容凹部２４２を有している。第１収容凹部２４１は、支持基板４０を収容するように形成されている。第２収容凹部２４２は、支持基板４０を収容するとともに、支持基板４０の主導体４１ａがベース本体２１と接触しないように形成されている。

　収容空間２３は、Ｘ方向およびＹ方向において、内側面２２ｃ～２２ｆにより規定される。また、収容空間２３は、Ｚ方向において、ベース２０と接続される導波管１０および閉塞板２５により規定される。導波管１０と閉塞板２５は、ベース２０に対して互いに反対側に配置され、ベース２０と接続される。閉塞板２５は、ベース本体２１の貫通孔２２を閉塞する。

　ベース２０の貫通孔２２に露出する導波管１０の下面１０ｂは、収容空間２３を規定する第１内壁面２２ａである。第１内壁面２２ａは、導波管１０の貫通孔１１により、導波路１２と連通する開口２２ａ１を有している。また、ベース２０の貫通孔２２に露出する閉塞板２５の上面２５ａは、収容空間２３を規定する第２内壁面２２ｂである。つまり、Ｚ方向における収容空間２３の長さ寸法Ｌは、Ｚ方向におけるベース本体２１の長さである。また、長さ寸法Ｌは、第１内壁面２２ａと第２内壁面２２ｂとの間の距離でもある。Ｘ方向における収容空間２３の幅寸法Ｗは、Ｘ方向において対向する内側面２２ｃと内側面２２ｄとの間の距離である。Ｙ方向における収容空間２３の奥行寸法Ｄは、Ｙ方向において対向する内側面２２ｅと内側面２２ｆとの間の距離である。

　収容空間２３に対する導波路１２の接続位置は、収容空間２３内に生じる電磁波の電界強度により設定される。導波路１２は、収容空間２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。収容空間２３の大きさを規定する長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、導波路１２が接続される位置を電界強度の腹位置とするように調整されると言える。

　図３では、導波路１２を二点鎖線にて示している。本実施形態において、導波路１２は、収容空間２３の中央にて収容空間２３と接続（連通）されている。半導体素子３０は、その発振点Ｐ１を収容空間２３の中心と一致するように収容空間２３内に配置されている。したがって、Ｚ方向から視て、半導体素子３０の発振点Ｐ１は、導波路１２内に位置している。

　半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きい外形を有している。半導体素子３０は、収容空間２３に収容されている。したがって、収容空間２３の幅寸法Ｗは、導波路１２の寸法ａよりも大きい。また、収容空間２３の奥行寸法Ｄは、導波路１２の寸法ｂよりも大きい。

　収容空間２３の大きさである幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、半導体素子３０を収容するように設定されている。さらに、収容空間２３の大きさである長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、収容空間２３において、半導体素子３０から放射される電磁波が高次モードにて共振するように設定されている。つまり、収容空間２３は、電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

　（作用）
　次に、本実施形態の半導体装置１Ａの作用を説明する。
　図４は、上記の半導体装置１Ａのモデルであり、本実施形態の半導体装置１Ａにおける電磁波の電界強度分布の一例を模式的に示す。

　図４において、導波路３５は、図１～図３に示す半導体素子３０を模擬したものであり、半導体素子３０が放射する電磁波を基本モードにて伝送するように設定されている。この導波路３５は、図１、図２に示す収容空間２３を規定する閉塞板２５の上面２５ａにおいて、収容空間２３と連通している。導波路３５から収容空間２３内に放射された電磁波は、収容空間２３内にて高次モードで共振する。図４に示す二点鎖線は、図１、図２に示す導波管１０の下面１０ｂと導波路１２とを示す。収容空間２３内の電磁波は、この導波路１２から出力される。

　図５は、図４に示す閉塞板２５の上面２５ａから導波管１０の下面１０ｂまでの長さ寸法Ｌを変更したときに、電磁波が入力される導波路３５から、電磁波が出力される導波路１２への透過率Ｓ２１を示す。この透過率Ｓ２１は、図１～図３に示す半導体装置１Ａにおいて、半導体素子３０から放射される電磁波の電界強度に対して、収容空間２３から導波管１０の導波路１２に出力される電磁波の電界強度の損失に相当する。透過率Ｓ２１が高いほど、収容空間２３と導波路１２との結合率が高く、損失が低いことになる。

　たとえば、図５に示す破線ＬＤ１を含む範囲では、透過率Ｓ２１が高く、また透過率Ｓ２１の変動が少ないことが判る。この破線ＬＤ１を含む範囲内の長さ寸法Ｌとするように、図１～図３に示す半導体装置１Ａのベース２０（ベース本体２１）の大きさを設定する。このように設定した長さ寸法Ｌの収容空間２３を有する半導体装置１Ａは、半導体素子３０と導波路１２との高い結合が得られる。また、この半導体装置１Ａは、加工誤差などの寸法誤差の影響を低減することができる。

　本実施形態の半導体装置１Ａは、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きな収容空間２３を有する。この収容空間２３に収容した半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きい。したがって、種々の大きさの半導体素子３０を収容した半導体装置１Ａを得ることができる。そして、半導体装置１Ａは、半導体素子３０から放射される電磁波を、電磁波を基本モードで伝送する導波路１２に高効率で取り出すことができる。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置１Ａは、以下の効果を奏する。
　（１－１）半導体装置１Ａは、電磁波を発振および放射する半導体素子３０と、半導体素子３０を収容する収容空間２３を有するベース２０と、収容空間２３と連通する導波路１２を有する導波管１０と、を備える。導波路１２は、電磁波が基本モードにて伝送されるように構成されている。そして、収容空間２３は、電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

　この半導体装置１Ａの収容空間２３では、電磁波が高次モードの共振が生じる。したがって、基本モードで結合するように導波路１２を配置することにより、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で導波路１２に取り出すことができる。

　（１－２）導波路１２は、半導体素子３０により収容空間２３内に生じた電磁波の電界強度の腹位置にて収容空間２３と連通している。これにより、高次モードの共振が生じる収容空間２３対して、電磁波を基本モードにて伝送する導波路１２を高効率で接続することができる。

　（１－３）半導体装置１Ａは、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きな収容空間２３を有する。この収容空間２３に収容した半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きい。したがって、種々の大きさの半導体素子３０を収容した半導体装置１Ａを得ることができる。

　（１－４）半導体装置１Ａは、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きな収容空間２３を有する。この収容空間２３に収容した半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路１２よりも大きい。したがって、半導体装置１Ａは、種々の大きさの半導体素子３０から放射される電磁波を、電磁波を基本モードで伝送する導波路１２に高効率で取り出すことができる。

　（１－５）本実施形態の半導体装置１Ａは、方形導波管である導波管１０の導波路１２に対して、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で取り出すことができる。
　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態を説明する。

　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
　図６から図８は、本実施形態の半導体装置２Ａを示す。

　本実施形態の半導体装置２Ａは、導波管１１０、ベース１２０、半導体素子３０を有している。
　導波管１１０およびベース１２０は、半導体素子３０が放射する電磁波に対する非透過性を有する導体材料により形成されている。この導体材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。

　導波管１１０とベース１２０は、Ｚ方向において互いに接続されている。導波管１１０とベース１２０は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、導波管１１０とベース１２０は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　導波管１１０は、電磁波を伝送させる中空金属管であり、Ｚ方向に延びる導波路１１２を有している。本実施形態の導波管１１０は、円形導波管である。
　導波管１１０は、円筒状の外形を有している。導波管１１０は、上面１１０ａ、下面１１０ｂ、外周面１１０ｃを有している。上面１１０ａおよび下面１１０ｂは、Ｚ方向において互いに反対側を向く。

　導波管１１０は、貫通孔１１１を有している。貫通孔１１１は、導波管１１０の上面１１０ａから下面１１０ｂまで、導波管１１０を貫通するように形成されている。貫通孔１１１は、Ｚ方向から視て円形に形成されている。導波管１１０は、貫通孔１１１を区画する内周面１１１ｃを有している。この貫通孔１１１は、導波管１１０における導波路１１２を構成する。つまり、導波路１１２は、導波管１１０の内周面１１１ｃにより規定される。

　導波路１１２は、導波管１１０の上面１１０ａから下面１１０ｂまで導波管１１０を貫通するように形成されている。導波路１１２は、導波管１１０の内周面１１１ｃにより規定される。

　導波路１１２は、半導体素子３０が放射する電磁波が基本モードとして伝送されるように構成されている。導波路１１２の大きさは、基本モード伝搬を維持するために、伝送する電磁波の周波数帯によって決定される。本実施形態において、導波路１１２の内径寸法Ｄ１は、Ｚ方向から視た内周面１１１ｃの直径により示される。

　ベース１２０は、概略円柱状の外形を有している。
　ベース１２０は、半導体素子３０を収容する収容空間１２３を有している。本実施形態のベース１２０は、ベース本体１２１と、閉塞板１２５とを有している。

　ベース本体１２１は、概略円柱形状の外形を有している。ベース本体１２１は、上面１２１ａ、下面１２１ｂ、外周面１２１ｃを有している。上面１２１ａおよび下面１２１ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。閉塞板１２５は、概略円板状の外形を有している。閉塞板１２５は、上面１２５ａ、下面１２５ｂ、外周面１２５ｃを有している。上面１２５ａおよび下面１２５ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。

　ベース本体１２１は導波管１１０に接続されている。閉塞板１２５は、ベース本体１２１に対して導波管１１０と反対側に配置されている。ベース本体１２１と閉塞板１２５とは、互いに接続されている。ベース本体１２１と閉塞板１２５は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、ベース本体１２１と閉塞板１２５は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　本実施形態のベース本体１２１は、円筒状に形成されている。ベース本体１２１は、上面１２１ａから下面１２１ｂまで、Ｚ方向にベース本体１２１を貫通する貫通孔１２２を有している。貫通孔１２２は、ベース本体１２１の内周面１２２ｃにより規定される。内周面１２２ｃは、Ｚ方向から視て円形状である。内周面１２２ｃにより囲まれた空間は、半導体素子３０を収容する収容空間１２３を構成する。

　本実施形態のベース本体１２１は、下面１２１ｂから上面１２１ａに向けて凹む第１収容凹部１２４１および第２収容凹部１２４２を有している。第１収容凹部１２４１は、支持基板４０を収容するように形成されている。第２収容凹部１２４２は、支持基板４０を収容するとともに、支持基板４０の主導体４１ａがベース本体１２１と接触しないように形成されている。

　収容空間１２３は、Ｘ方向およびＹ方向において、内周面１２２ｃにより規定される。また、収容空間１２３は、Ｚ方向において、ベース１２０と接続される導波管１１０および閉塞板１２５により規定される。導波管１１０と閉塞板１２５は、ベース１２０に対して互いに反対側に配置され、ベース１２０と接続される。閉塞板１２５は、ベース本体１２１の貫通孔１２２を閉塞する。ベース１２０の貫通孔１２２に露出する導波管１１０の下面１１０ｂは、収容空間１２３を規定する第１内壁面１２２ａである。第１内壁面１２２ａは、導波管１１０の貫通孔１１１により、導波路１１２と連通する開口１２２ａ１を有している。また、ベース１２０の貫通孔１２２に露出する閉塞板１２５の上面１２５ａは、収容空間１２３を規定する第２内壁面１２２ｂである。つまり、Ｚ方向における収容空間１２３の長さ寸法Ｌは、Ｚ方向におけるベース本体１２１の長さである。また、長さ寸法Ｌは、第１内壁面１２２ａと第２内壁面１２２ｂとの間の距離でもある。収容空間１２３の内径寸法Ｄ２は、Ｚ方向から視た内周面１２２ｃの直径である。

　収容空間１２３に対する導波路１１２の接続位置は、収容空間１２３内に生じる電磁波の電界強度により設定される。導波路１１２は、収容空間１２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。収容空間１２３の大きさを規定する長さ寸法Ｌおよび内径寸法Ｄ２は、導波路１１２が接続される位置を電界強度の腹位置とするように調整されると言える。

　図８では、導波路１１２を二点鎖線にて示している。半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路１１２よりも大きい外形を有している。半導体素子３０は、収容空間１２３に収容されている。したがって、収容空間１２３の内径寸法Ｄ２は、導波路１１２の内径寸法Ｄ１よりも大きい。

　収容空間１２３の大きさである内径寸法Ｄ２は、半導体素子３０を収容するように設定されている。さらに、収容空間１２３の大きさである長さ寸法Ｌ、内径寸法Ｄ２は、収容空間１２３において、半導体素子３０から放射される電磁波が高次モードにて共振するように設定されている。つまり、収容空間１２３は、電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置２Ａは、以下の効果を奏する。
　（２－１）第１実施形態の（１－１）～（１－４）と同様の効果を得ることができる。

　（２－２）本実施形態の半導体装置２Ａは、円形導波管である導波管１１０の導波路１１２に対して、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で取り出すことができる。
　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態を説明する。

　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
　図９から図１１は、第３実施形態の半導体装置３Ａを示す。この半導体装置３Ａは、第１実施形態の半導体装置１Ａに対して、導波路２１２の位置が異なる。

　半導体装置３Ａは、導波管２１０、ベース２０、半導体素子３０を有している。導波管２１０は、第１実施形態の導波管１０に対して、配置位置の異なる導波路２１２を有している。つまり、本実施形態の導波路２１２は、第１実施形態の導波路１２とは異なる位置にて収容空間２３と連通している。

　図９、図１１に示すように、導波管２１０は、上面２１０ａ、下面２１０ｂ、外側面２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆを有している。上面２１０ａおよび下面２１０ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。外側面２１０ｃ，２１０ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。外側面２１０ｅ，２１０ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　導波管２１０は、貫通孔２１１を有している。貫通孔２１１は、導波管２１０の上面２１０ａから下面２１０ｂまで導波管２１０を貫通するように形成されている。導波管２１０は、貫通孔２１１を区画する内側面２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆを有している。内側面２１１ｃ，２１１ｄは、Ｘ方向において互いに対向する。内側面２１１ｅ，２１１ｆは、Ｙ方向において互いに対向する。導波路２１２は、内側面２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆにより規定される。

　本実施形態の半導体装置３Ａにおいて、導波路２１２は、Ｘ方向において、収容空間２３の内側面２２ｄ寄りに配置されている。また、図１０、図１１に示すように、導波路２１２は、Ｙ方向において、収容空間２３の内側面２２ｆ寄り配置されている。この導波路２１２の配置位置は、収容空間２３内に高次モードにて共振する電磁波の腹位置に設定されている。つまり、導波管２１０の導波路２１２は、収容空間２３の幅寸法Ｗの方向（Ｘ方向）において、収容空間２３内にて共振する電磁波の電界強度の腹位置にて収容空間２３と連通している。また、導波管２１０の導波路２１２は、収容空間２３の奥行寸法Ｄの方向（Ｙ方向）において、収容空間２３内にて共振する電磁波の電界強度の腹位置にて収容空間２３と連通している。

　（作用）
　次に、本実施形態の半導体装置３Ａの作用を説明する。
　図１２は、上記の半導体装置３Ａのモデルであり、本実施形態の半導体装置３Ａにおける電磁波の電界強度分布を模式的示す。なお、図１２は、半導体素子３０の発振点Ｐ１を含む平面における電界強度分布の一例を示す。

　図１２において、矢印ＡＡは、電界強度の腹位置を示し、矢印ＡＢは、電界強度の節位置を示している。矢印ＡＡ，ＡＢに導波路２１２を接続した場合の透過率Ｓ２１をシミュレーションにより算出した。矢印ＡＡの位置にて接続した導波路２１２における透過率Ｓ２１は、－０．３ｄＢである。一方、矢印ＡＢの位置にて接続した導波路２１２における透過率Ｓ２１は、－１６．５ｄＢである。したがって、図１２において、Ｚ方向から視て、導波路３５に対して導波路２１２がずれていても、導波路２１２が電界強度の腹位置にて収容空間２３と接続されていれば、収容空間２３と導波路２１２との間の結合率が高く、損失が低いこととなる。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置３Ａは、以下の効果を奏する。
　（３－１）第１実施形態の（１－１）～（１－５）と同様の効果を得ることができる。

　（３－２）半導体装置３Ａの導波路２１２は、収容空間２３の中心からずれた位置に配置され、収容空間２３と連通している。この導波路２１２は、収容空間２３内にて共振する電磁波の電界強度の腹位置にて収容空間２３と連通している。このように、収容空間２３の中心からずれた位置に配置された導波路２１２を有する半導体装置３Ａにおいても、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で取り出すことができる。

　（第４実施形態）
　以下、第４実施形態を説明する。
　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

　図１３、図１４は、第４実施形態の半導体装置４Ａを示す。
　本実施形態の半導体装置４Ａは、導波管３１０、ベース３２０、半導体素子３０を有している。

　導波管３１０およびベース３２０は、半導体素子３０が放射する電磁波に対する非透過性を有する導体材料により形成されている。この導体材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。

　導波管３１０とベース３２０は、Ｘ方向において互いに接続されている。導波管３１０とベース３２０は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、導波管３１０とベース３２０は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　導波管３１０は、電磁波を伝送させる中空金属管であり、Ｘ方向に延びる導波路３１２を有している。本実施形態の導波管３１０は、方形導波管である。
　導波管３１０は、概略矩形状の外形を有している。導波管３１０は、Ｘ方向において互いに反対側を向く第１側面３１０ａおよび第２側面３１０ｂを有している。

　導波管３１０は、貫通孔３１１を有している。貫通孔３１１は、導波管３１０の第１側面３１０ａから第２側面３１０ｂまで導波管３１０を貫通するように形成されている。導波管３１０は、貫通孔３１１を区画する内側面３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ，３１１ｄを有している。内側面３１１ａ，３１１ｂは、Ｚ方向において互いに対向する。内側面３１１ｃ，３１１ｄは、Ｙ方向において互いに対向する。つまり、導波管３１０は、Ｘ方向から視て矩形環状に形成されている。導波路３１２は、導波管３１０の内側面３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ，３１１ｄにより規定される。

　導波路３１２は、半導体素子３０が放射する電磁波が基本モードとして伝送されるように構成されている。導波路３１２の大きさは、基本モード伝搬を維持するために、伝送する電磁波の周波数帯によって決定される。図１４に示すように、本実施形態において、導波路３１２の大きさは、Ｙ方向における導波路３１２の寸法ａと、Ｚ方向における導波路３１２の寸法ｂにより示される。寸法ａは、導波路３１２を規定する内側面３１１ｃと内側面３１１ｄとの間の距離である。寸法ｂは、導波路３１２を規定する内側面３１１ａと内側面３１１ｂとの間の距離である。本実施形態において、寸法ａは、寸法ｂよりも大きい。つまり、本実施形態の導波路３１２は、導波路３１２が延びるＸ方向から視て、Ｙ方向を長辺方向、Ｚ方向を短辺方向とする長方形状である。

　ベース３２０は、概略矩形状の外形を有している。
　ベース３２０は、半導体素子３０を収容する収容空間３２３を有している。本実施形態のベース３２０は、ベース本体３２１と、閉塞板３２５とを有している。

　ベース本体３２１は、概略矩形状の外形を有している。ベース本体３２１は、第１側面３２１ａおよび第２側面３２１ｂを有している。第１側面３２１ａおよび第２側面３２１ｂは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。

　閉塞板３２５は、Ｘ方向から視て矩形板状の外形を有している。閉塞板３２５は、第１側面３２５ａおよび第２側面３２５ｂを有している。第１側面３２５ａおよび第２側面３２５ｂは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。

　ベース本体３２１は、導波管３１０に接続されている。閉塞板３２５は、ベース本体３２１に対して導波管３１０と反対側に配置されている。ベース本体３２１と閉塞板３２５とは、互いに接続されている。本実施形態において、ベース本体３２１の第１側面３２１ａは、導波管３１０の第２側面３１０ｂに接続されている。ベース本体３２１の第２側面３２１ｂは、閉塞板３２５の第１側面３２５ａに接続されている。ベース本体３２１と閉塞板３２５は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、ベース本体３２１と閉塞板３２５は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　本実施形態のベース本体３２１は、Ｘ方向から視て、矩形環状に形成されている。ベース本体３２１は、第１側面３２１ａから第２側面３２１ｂまで、Ｘ方向にベース本体３２１を貫通する貫通孔３２２を有している。貫通孔３２２は、ベース本体３２１の内側面３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄにより規定される。内側面３２２ａ，３２２ｂは、Ｚ方向において互いに反対側を向く。内側面３２２ｃ，３２２ｄは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。内側面３２２ａ～３２２ｄにより囲まれた空間は、半導体素子３０を収容する収容空間３２３を構成する。

　本実施形態の閉塞板３２５は、第１側面３２５ａから第２側面３２５ｂまでＸ方向に閉塞板３２５を貫通する収容孔３２５ｃを有している。収容孔３２５ｃは、支持基板４０が閉塞板３２５を貫通するように形成されている。また、収容孔３２５ｃは、支持基板４０の主導体４１ａが閉塞板３２５と接触しないように形成されている。

　収容空間３２３は、Ｚ方向およびＹ方向において、内側面３２２ａ～３２２ｄにより規定される。また、収容空間３２３は、Ｘ方向において、ベース３２０と接続される導波管３１０および閉塞板３２５により規定される。導波管３１０と閉塞板３２５は、ベース３２０に対して互いに反対側に配置され、ベース３２０と接続される。閉塞板３２５は、ベース本体３２１の貫通孔３２２を閉塞する。ベース３２０の貫通孔３２２に露出する導波管３１０の第２側面３１０ｂは、収容空間３２３を規定する第１内壁面３２２ｅである。また、ベース３２０の貫通孔３２２に露出する閉塞板３２５の第１側面３２５ａは、収容空間３２３を規定する第２内壁面３２２ｆである。つまり、Ｚ方向における収容空間３２３の長さ寸法Ｌは、Ｚ方向において対向する内側面３２２ａと内側面３２２ｂとの間の距離である。Ｘ方向における収容空間３２３の幅寸法Ｗは、Ｘ方向におけるベース本体３２１の長さである。また、幅寸法Ｗは、第１内壁面３２２ｅと第２内壁面３２２ｆとの間の距離でもある。図１４に示すように、Ｙ方向における収容空間３２３の奥行寸法Ｄは、Ｙ方向において対向する内側面３２２ｃと内側面３２２ｄとの間の距離である。

　図１３、図１４に示すように、半導体素子３０は、素子表面３０ａがＺ方向を向くように、収容空間３２３に配置されている。したがって、導波路３１２は、半導体素子３０の素子表面３０ａと平行なＸ方向に延びている。

　収容空間３２３に対する導波路３１２の接続位置は、収容空間３２３内に生じる電磁波の電界強度により設定される。導波路３１２は、収容空間３２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。収容空間３２３の大きさを規定する長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、導波路３１２が接続される位置を電界強度の腹位置とするように調整されると言える。一例では、図１３、図１４に示すように、導波路３１２は、Ｘ方向から視て、収容空間３２３の中央にて収容空間３２３と接続（連通）されている。

　半導体素子３０は、Ｚ方向から視て、導波路３１２よりも大きい外形を有している。半導体素子３０は、収容空間３２３に収容されている。したがって、収容空間３２３の長さ寸法Ｌは、導波路３１２の寸法ｂよりも大きい。また、収容空間３２３の奥行寸法Ｄは、導波路３１２の寸法ａよりも大きい。

　収容空間３２３の大きさである幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、半導体素子３０を収容するように設定されている。さらに、収容空間３２３の大きさである長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、収容空間３２３において、半導体素子３０から放射される電磁波が高次モードにて共振するように設定されている。つまり、収容空間３２３は、電磁波が高次モードにて共振する共振空間である。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置４Ａは、以下の効果を奏する。
　（４－１）第１実施形態の（１－１）～（１－５）と同様の効果を得ることができる。

　（４－２）本実施形態の半導体装置４Ａは、半導体素子３０の素子表面３０ａと平行なＸ方向に延びる導波路３１２に対して、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で取り出すことができる。

　（第５実施形態）
　以下、第５実施形態を説明する。
　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

　図１５から図１７は、第５実施形態の半導体装置５Ａを示す。
　本実施形態の半導体装置５Ａは、第１実施形態の半導体装置１Ａに対して、半導体素子３０の配置位置が異なる。

　図１５、図１７に示すように、本実施形態の半導体装置５Ａにおいて、半導体素子３０は、Ｘ方向において、収容空間２３を規定する内側面２２ｄ寄りに配置されている。また、図１６、図１７に示すように、半導体素子３０は、Ｙ方向において、収容空間２３を規定する内側面２２ｆ寄り配置されている。さらに、図１５、図１６に示すように、半導体素子３０が実装された支持基板４０は、Ｚ方向において、閉塞板２５から離れて配置されている。

　本実施形態のベース２０は、ベース本体２１と閉塞板２５とにより構成されている。この場合、ベース２０のベース本体２１は、導波管１０寄りの第１部分２１Ｐ１と、閉塞板２５寄りの第２部分２１Ｐ２とから構成することができる。

　このように、半導体素子３０が配置された収容空間２３であっても、上記各実施形態と同様に、収容空間２３内において、電磁波を高次モードで共振させることができる。
　収容空間２３の長さ寸法Ｌは、たとえば、半導体素子３０の素子裏面３０ｂから導波管１０の下面１０ｂまでの第１長さ寸法Ｌ１と、素子裏面３０ｂから閉塞板２５の上面２５ａまでの第２長さ寸法Ｌ２とにより規定される。なお、収容空間２３の長さ寸法Ｌは、支持基板４０の基板裏面４０ｂから導波管１０の下面１０ｂまでの長さと、基板裏面４０ｂから閉塞板２５の上面２５ａまでの長さとにより規定することもできる。

　収容空間２３は、収容空間２３に対する導波路１２の接続位置を、収容空間２３内に生じた電磁波の電界強度の腹位置となるように設定される。言い換えると、収容空間２３の大きさを規定する第１長さ寸法Ｌ１、第２長さ寸法Ｌ２、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、収容空間２３に対する導波路１２の接続位置を、電磁波の電界強度の腹位置とするように設定される。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置５Ａは、以下の効果を奏する。
　（５－１）第１実施形態の（１－１）～（１－５）と同様の効果を得ることができる。

　（５－２）半導体素子３０は、たとえば実装の制限などによって、Ｚ方向から視て収容空間２３の中央からずれた位置や、Ｚ方向において導波管１０の下面１０ｂから閉塞板２５の上面２５ａまでの任意の位置に配置されることがある。このような場合であっても、収容空間２３を規定する第１長さ寸法Ｌ１、第２長さ寸法Ｌ２、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、収容空間２３に対する導波路１２の接続位置を、電磁波の電界強度の腹位置とすることができる。これにより、導波管１０の導波路１２に対して、半導体素子３０から放射される電磁波を高効率で取り出すことができる。

　（第６実施形態）
　以下、第６実施形態を説明する。
　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

　図１８、図１９は、第６実施形態の半導体装置６Ａを示す。
　本実施形態の半導体装置６Ａは、２つの導波管１０，６０と、２つの導波管１０，６０の間のベース５２０とを有している。２つの導波管１０，６０を区別するため、第１導波管１０、第２導波管６０として説明する。第１導波管１０とベース５２０と第２導波管６０は、Ｚ方向においてこの順番で接続されている。第１導波管１０とベース５２０との間と、ベース５２０と第２導波管６０との間は、たとえば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって互いに接続されている。なお、第１導波管１０とベース５２０、またはベース５２０と第２導波管６０、または第１導波管１０とベース５２０と第２導波管６０は、互いに接続された一体物として形成されてもよい。

　第１導波管１０は、Ｚ方向に延びる第１導波路１２を有している。
　本実施形態のベース５２０は、ベース本体２１により構成されている。ベース５２０は、第１導波管１０寄りの第１部分２１Ｐ１と、第２導波管６０寄りの第２部分２１Ｐ２とから構成することができる。

　第２導波管６０は、電磁波を伝送させる中空金属管であり、Ｚ方向に延びる第２導波路６２を有している。本実施形態の第２導波管６０は、方形導波管である。
　第２導波管６０は、概略矩形状の外形を有している。第２導波管６０は、上面６０ａ、下面６０ｂ、外側面６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆを有している。上面６０ａおよび下面６０ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。外側面６０ｃ，６０ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。外側面６０ｅ，６０ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　第２導波路６２は、第２導波管６０の上面６０ａから下面６０ｂまで第２導波管６０を貫通するように形成されている。第２導波路６２は、第２導波管６０の内側面６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，６１ｆにより規定される。内側面６１ｃ，６１ｄは、Ｘ方向において互いに対向する。内側面６１ｅ，６１ｆは、Ｙ方向において互いに対向する。つまり、第２導波管６０は、Ｚ方向から視て矩形環状に形成されている。

　第２導波路６２は、半導体素子３０が放射する電磁波が基本モードとして伝送されるように構成されている。第２導波路６２の大きさは、基本モード伝搬を維持するために、伝送する電磁波の周波数帯によって決定される。本実施形態において、第２導波路６２の大きさは、第１導波路１２の大きさと同じである。

　収容空間２３は、Ｘ方向およびＹ方向において、内側面２２ｃ～２２ｆにより規定される。また、収容空間２３は、Ｚ方向において、ベース５２０と接続される第１導波管１０および第２導波管６０により規定される。

　第１導波管１０と第２導波管６０は、ベース５２０に対して互いに反対側に配置され、ベース５２０と接続される。ベース５２０の貫通孔２２に露出する第１導波管１０の下面１０ｂは、収容空間２３を規定する第１内壁面２２ａである。第１内壁面２２ａは、導波管１０の貫通孔１１により、導波路１２と連通する第１開口２２ａ１を有している。また、ベース５２０の貫通孔２２に露出する第２導波管６０の上面６０ａは、収容空間２３を規定する第２内壁面２２ｂである。第２内壁面２２ｂは、導波管６０の貫通孔６１により、導波路６２と連通する第２開口２２ｂ１を有している。つまり、Ｚ方向における収容空間２３の長さ寸法Ｌは、Ｚ方向におけるベース本体２１の長さである。また、長さ寸法Ｌは、第１内壁面２２ａと第２内壁面２２ｂとの間の距離でもある。

　長さ寸法Ｌは、たとえば、支持基板４０の基板表面４０ａに実装された半導体素子３０の素子裏面３０ｂから第１導波管１０の下面１０ｂまでの第１長さ寸法Ｌ１と、素子裏面３０ｂから第２導波管６０の上面６０ａまでの第２長さ寸法Ｌ２とにより規定される。Ｘ方向における収容空間２３の幅寸法Ｗは、Ｘ方向において対向する内側面２２ｃと内側面２２ｄとの間の距離である。Ｙ方向における収容空間２３の奥行寸法Ｄは、Ｙ方向において対向する内側面２２ｅと内側面２２ｆとの間の距離である。

　収容空間２３に対する第１導波路１２および第２導波路６２の接続位置は、収容空間２３内に生じる電磁波の電界強度により設定される。第１導波路１２および第２導波路６２は、半導体素子３０から放射され、収容空間２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。収容空間２３の大きさを規定する第１長さ寸法Ｌ１、第２長さ寸法Ｌ２、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、第１導波路１２および第２導波路６２が接続される位置を電界強度の腹位置とするように調整されると言える。

　（作用）
　次に、本実施形態の半導体装置６Ａの作用を説明する。
　本実施形態の半導体装置６Ａは、第１導波路１２と第２導波路６２とを有している。たとえば、第２導波路６２を入力ポートとし、第１導波路１２を出力ポートとする。第２導波路６２により入力した電磁波は、第１導波路１２から出力される。なお、第１導波路１２を入力ポート、第２導波路６２を出力ポートとしてもよい。

　半導体素子３０により放射される電磁波は、収容空間２３にて高次モードにて共振する。そして、第１導波路１２は、共振する電磁波の電界強度における腹位置にて収容空間２３と接続されている。したがって、半導体素子３０から放射される電磁波は、第２導波路６２から入力される電磁波に対して重畳されて第１導波路１２から出力される。したがって、この半導体装置６Ａは、ミキサとして機能する。そして、半導体素子３０は、アンテナ３２（図３参照）を備え、重畳する電磁波を放出する機能デバイスである。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置６Ａは、以下の効果を奏する。
　（６－１）第１実施形態の（１－１）～（１－５）と同様の効果を得ることができる。

　（６－２）本実施形態の半導体装置６Ａは、第１導波路１２と第２導波路６２とを有している。たとえば、第２導波路６２を入力ポートとし、第１導波路１２を出力ポートとする。第２導波路６２により入力した電磁波は、第１導波路１２から出力される。したがって、入力ポートと出力ポートとを備えた半導体装置６Ａを提供できる。

　（６－３）半導体素子３０は、アンテナ３２を備え、重畳する電磁波を放出する機能デバイスである。半導体素子３０から放射される電磁波は、第２導波路６２から入力される電磁波に対して重畳されて第１導波路１２から出力される。したがって、本実施形態は、ミキサとして機能する半導体装置６Ａを提供することができる。

　（第６実施形態の変更例）
　図２０は、第６実施形態の半導体装置６Ａの変更例の半導体装置６Ｂを示す。この半導体装置６Ｂは、半導体素子３０が第２導波管６０の側を向くように配置されている。この半導体装置６Ｂは、第６実施形態の半導体装置６Ａと同様の作用効果を得ることができる。

　（第７実施形態）
　以下、第７実施形態を説明する。
　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

　図２１～図２３は、第７実施形態の半導体装置７Ａを示す。
　本実施形態の半導体装置７Ａは、導波管６１０、ベース２０、半導体素子３０を有している。

　本実施形態の導波管６１０は、２つの導波路６１２，６１４を有している。２つの導波路６１２，６１４は、Ｘ方向に並んで配置されている。なお、導波路６１２，６１４の配置位置は、適宜変更されてもよい。たとえば、Ｙ方向に並んで配置されてもよい。また、収容空間２３の対角方向に並んで配置されてもよい。

　導波管６１０は、概略矩形状の外形を有している。導波管６１０は、上面６１０ａ、下面６１０ｂ、外側面６１０ｃ，６１０ｄ，６１０ｅ，６１０ｆを有している。上面６１０ａおよび下面６１０ｂは、Ｚ方向において、互いに反対側を向く。外側面６１０ｃ，６１０ｄは、Ｘ方向において互いに反対側を向く。外側面６１０ｅ，６１０ｆは、Ｙ方向において互いに反対側を向く。

　導波管６１０は、貫通孔６１１，６１３を有している。貫通孔６１１，６１３は、導波管６１０の上面６１０ａから下面６１０ｂまで導波管６１０を貫通するように形成されている。導波管６１０は、貫通孔６１１を区画する内側面６１１ｃ，６１１ｄ，６１１ｅ，６１１ｆを有している。内側面６１１ｃ，６１１ｄは、Ｘ方向において互いに対向する。内側面６１１ｅ，６１１ｆは、Ｙ方向において互いに対向する。第１導波路６１２は、導波管６１０の内側面６１１ｃ，６１１ｄ，６１１ｅ，６１１ｆにより規定される。また、導波管６１０は、貫通孔６１３を区画する内側面６１３ｃ，６１３ｄ，６１３ｅ，６１３ｆを有している。内側面６１３ｃ，６１３ｄは、Ｘ方向において互いに対向する。内側面６１３ｅ，６１３ｆは、Ｙ方向において互いに対向する。第２導波路６１４は、導波管６１０の内側面６１３ｃ，６１３ｄ，６１３ｅ，６１３ｆにより規定される。

　第１導波路６１２および第２導波路６１４は、半導体素子３０が放射する電磁波が基本モードとして伝送されるように構成されている。第１導波路６１２および第２導波路６１４の大きさは、基本モード伝搬を維持するために、伝送する電磁波の周波数帯によって決定される。本実施形態において、第１導波路６１２および第２導波路６１４の大きさは、Ｘ方向における導波路６１２，６１４の寸法ａと、Ｙ方向における導波路６１２，６１４の寸法ｂにより示される。寸法ａは、導波路６１２，６１４を規定する内側面６１１ｃ，６１３ｃと内側面６１１ｄ，６１３ｄとの間の距離である。寸法ｂは、導波路６１２，６１４を規定する内側面６１１ｅ，６１３ｅと内側面６１１ｅ，６１３ｆとの間の距離である。本実施形態において、寸法ａは、寸法ｂよりも大きい。つまり、本実施形態の導波路６１２，６１４は、導波路６１２，６１４が延びるＺ方向から視て、Ｘ方向を長辺方向、Ｙ方向を短辺方向とする長方形状である。

　収容空間２３に対する第１導波路６１２および第２導波路６１４の接続位置は、収容空間２３内に生じる電磁波の電界強度により設定される。第１導波路６１２および第２導波路６１４はそれぞれ、収容空間２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。収容空間２３の大きさを規定する長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ、および奥行寸法Ｄは、導波路６１２，６１４が接続される位置を電界強度の腹位置とするように調整されると言える。

　（作用）
　次に、本実施形態の半導体装置７Ａの作用を説明する。
　図２４は、上記の半導体装置７Ａのモデルであり、本実施形態の半導体装置７Ａにおける電磁波の電界強度分布の一例を模式的に示す。

　図２４において、導波路３５は、図２１～図２３に示す半導体素子３０を模擬したものであり、半導体素子３０が放射する電磁波を基本モードにて伝送するように設定されている。この導波路３５は、図２１、図２２に示す収容空間２３を規定する閉塞板２５の上面２５ａにおいて、収容空間２３と連通している。導波路３５から収容空間２３内に放射された電磁波は、収容空間２３内にて高次モードで共振する。そして、電磁波は、第１導波路６１２と第２導波路６１４から出力される。

　図２５は、図２４に示すモデルにおいて、導波路３５から入力される電磁波の電界強度と、第１導波路６１２と第２導波路６１４から出力される電磁波の電界強度との透過率の周波数依存線を示す。たとえば、破線ＬＤ２にて示す周波数において、ほぼ１／２（－３ｄＢ）の透過率が得られる。この周波数において、収容空間２３に入力する電磁波、つまり半導体素子３０が放射する電磁波を、第１導波路６１２と第２導波路６１４とにそれぞれ均等な電界強度にて出力することができることが判る。したがって、収容空間２３に対して第１導波路６１２および第２導波路６１４の結合率が高く、損失が低いことになる。

　（効果）
　以上記述したように、本実施形態の半導体装置７Ａは、以下の効果を奏する。
　（７－１）第１実施形態の（１－１）～（１－５）と同様の効果を得ることができる。

　（７－２）本実施形態の半導体装置７Ａにおいて、導波管６１０は、２つの導波路６１２，６１４を有している。２つの導波路６１２，６１４はそれぞれ、収容空間２３内に生じる高次モードの電界強度に対して、電界強度の腹位置となるように設定されている。したがって、この半導体装置７Ａは、半導体素子３０を収容する収容空間２３に対して結合率の高い２つの導波路６１２，６１４を有する。そして、半導体装置７Ａは、低い損失にて２つの導波路６１２，６１４から基本モードの電磁波を出力することができる。

　（変更例）
　上記実施形態は例えば以下のように変更できる。上記実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記実施形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

　・半導体素子３０が有するアンテナ３２は、適宜変更することができる。たとえば、図２６には、スロットアンテナ３２ａを有する半導体素子３０が示されている。図２７には、八木・宇田アンテナ３２ｂを有する半導体素子３０が示されている。図２８には、ボウタイアンテナ３２ｃを有する半導体素子３０が示されている。図２９には、パッチアンテナ３２ｄを有する半導体素子３０が示されている。図３０には、テーパースロットアンテナ３２ｅを有する半導体素子３０が示されている。なお、アンテナ３２として、リングアンテナ、等を用いることもできる。

　・上記各実施形態では、電磁波を放射する半導体素子３０、つまり電磁波を放射する機能を持つデバイスを有する構成としたが、その他の機能を持つデバイスを有する構成としてもよい。

　たとえば、第６実施形態の半導体装置６Ａおよび変更例の半導体装置６Ｂは、電磁波を入力する第２導波路６２と、電磁波を出力する第１導波路１２とを有する。このように入出力する電磁波に対して、たとえば電磁波を透過するとともに、電磁波に対して透過率に周波数特性を有するデバイスを機能デバイスとして、半導体素子３０に代えて搭載する。このように機能デバイスを搭載した電磁波装置は、所謂フィルタである。このように入出力ポートを有する電磁波装置を提供することができる。

　また、半導体素子３０に代えて、機械的な駆動部を持ち、第２導波路６２から第１導波路１２への電磁波の通過と遮断とを制御する機能デバイスを搭載する。機械的な駆動部は、たとえば図１８に示すコネクタ５１から供給する制御信号により動作する。このように機能デバイスを搭載した電磁波装置は、所謂チョッパである。このように入出力ポートを有する電磁波装置を提供することができる。

　・第２実施形態の半導体装置２Ａにおいて、円形導波管である導波管１１０の導波路１１２の位置は、第３実施形態の半導体装置３Ａと同様に、適宜変更されてもよい。
　・第７実施形態の半導体装置７Ａに対して、導波管６１０は、３つ以上の導波路を備える構成としてもよい。

　本開示で使用されるＺ方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造は、本明細書で説明されるＺ方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、Ｘ方向が鉛直方向であってもよく、またはＹ方向が鉛直方向であってもよい。また、「上面」「下面」「側面」などの名称は、図２に示す上下の関係で付した名称であり、様々な姿勢で使用されるから、「上面」や「側面」が下側の面となる場合もある。

　本開示における記述「Ａ及びＢの少なくとも一つ」は、「Ａのみ、または、Ｂのみ、または、ＡとＢの両方」を意味するものとして理解されたい。
　（付記）
　本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。

　（付記１）
　電磁波を発振および放射する半導体素子（３０）と、
　前記半導体素子（３０）を収容する収容空間（２３）を有するベース（２０，１２０，３２０，５２０）と、
　前記収容空間（２３）と連通する第１導波路（１２）を有する第１導波管（１０）と、
　を備え、
　前記第１導波路（１２）は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成され、
　前記収容空間（２３）は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間である、
　半導体装置。

　（付記２）
　前記第１導波路（１２）は、前記半導体素子（３０）により前記収容空間（２３）内に生じた前記電磁波の電界強度の腹位置にて前記収容空間（２３）と連通している、付記１に記載の半導体装置。

　（付記３）
　前記半導体素子（３０）の厚さ方向を第１方向、前記半導体素子（３０）の素子表面（３０ａ）と平行な方向を第２方向とし、
　前記第１導波路（１２）は、前記第１方向に延びるように形成されている、付記１または付記２に記載の半導体装置。

　（付記４）
　前記第１導波路（１２）は、前記第１方向から視て、前記半導体素子（３０）の発振点および放射点に対して重ならない位置にて前記収容空間（２３）と連通している、付記３に記載の半導体装置。

　（付記５）
　前記第１方向から視て、前記第１導波路（１２）は、前記収容空間（２３）の中央にて前記収容空間（２３）と連通しており、
　前記半導体素子（３０）は、前記第１方向から視て、発振点および放射点が前記第１導波路（１２）と重ならない位置に配置されている、
　付記３または付記４に記載の半導体装置。

　（付記６）
　前記第１導波路（１２）は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向における長さ寸法（Ｌ）と、前記第２方向における幅寸法（Ｗ）と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における奥行寸法（Ｄ）と、によって規定され、
　前記幅寸法（Ｗ）および前記奥行寸法（Ｄ）の少なくとも一方は、前記第１導波路（１２）の内径寸法（ａ，ｂ）よりも大きい、
　付記３から付記５のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記７）
　前記第１導波路（１２）は、前記第１方向から視て円形状であり、
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向から視て円形状であり、
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向における長さ寸法（Ｌ）と、前記第２方向における内径寸法（Ｄ２）と、によって規定され、
　前記収容空間（２３）の前記内径寸法（Ｄ２）は、前記第１導波路（１２）の内径寸法（Ｄ１）よりも大きい、
　付記３から付記５のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記８）
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向において互いに対向する第１内壁面および第２内壁面により規定され、
　前記半導体素子（３０）は、前記第１内壁面および前記第２内壁面から離れて配置され、
　前記長さ寸法（Ｌ）は、前記半導体素子（３０）の素子裏面（３０ｂ）から前記第１内壁面までの第１長さ寸法（Ｌ１）と、前記半導体素子（３０）の素子裏面（３０ｂ）から前記第２内壁面までの第２長さ寸法（Ｌ２）とを含む、付記６または付記７に記載の半導体装置。

　（付記９）
　前記半導体素子（３０）が実装された基板表面（４０ａ）と、前記基板表面（４０ａ）とは反対側を向く基板裏面（４０ｂ）と、を有する支持基板（４０）を備えた、付記３から付記８のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記１０）
　前記支持基板（４０）は、前記基板表面（４０ａ）が前記第１導波管（１０）に向くように、前記ベース（２０）に取着されている、付記９に記載の半導体装置。

　（付記１１）
　前記支持基板（４０）は、前記基板裏面（４０ｂ）が前記第１導波管（１０）に向くように、前記ベース（２０）に取着されている、付記９に記載の半導体装置。

　（付記１２）
　前記半導体素子（３０）の厚さ方向を第１方向、前記半導体素子（３０）の素子表面（３０ａ）と平行な方向を第２方向とし、
　前記第１導波路（１２）は、前記第２方向に延びるように形成されている、付記１または付記２に記載の半導体装置。

　（付記１３）
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間（２３）は、前記第１方向における長さ寸法（Ｌ）と、前記第２方向における幅寸法（Ｗ）と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における奥行寸法（Ｄ）と、によって規定され、
　前記長さ寸法（Ｌ）および前記奥行寸法（Ｄ）の少なくとも一方は、前記第１導波路（１２）の内径寸法（ａ，ｂ）よりも大きい、
　付記１２に記載の半導体装置。

　（付記１４）
　前記収容空間（２３）と連通する第２導波路（６２）を有する第２導波管（６０）を備え、
　前記第２導波路（６２）は、前記収容空間（２３）に対して前記第１導波路（１２）とは反対側に設けられ、
　前記第２導波路（６２）は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成されている、
　付記３から付記１１のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記１５）
　前記第１導波管（６１０）は、前記第１導波路（６１２）と並んで配置され、前記第１方向に沿って延びる第２導波路（６１４）を備え、
　前記第２導波路（６１４）は、前記第１方向から視て、前記第１導波路（６１２）と異なる位置に配置され、
　前記第２導波路（６１４）は、前記半導体素子（３０）により前記収容空間（２３）内に生じる前記電磁波の電界強度の腹位置にて前記収容空間（２３）と連通している、
　付記３から付記１１のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記１６）
　前記第１導波路（６１２）と前記第２導波路（６１４）は、前記第２方向に並んで配置されている、付記１５に記載の半導体装置。

　（付記１７）
　前記第１導波路（６１２）と前記第２導波路（６１４）は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に並んで配置されている、付記１５に記載の半導体装置。

　（付記１８）
　前記半導体素子（３０）は、発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子（３１）を有する、付記１から付記１７のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記１９）
　前記半導体素子（３０）は、前記能動素子（３１）に接続され、素子表面（３０ａ）と直交する方向（Ｚ）を前記電磁波の放射方向とするアンテナ（３２）を備えた、付記１８に記載の半導体装置。

　（付記２０）
　前記アンテナ（３２）は、ダイポールアンテナ、ボウタイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである、付記１９に記載の半導体装置。

　（付記２１）
　前記半導体素子（３０）は、前記能動素子（３１）に接続され、素子表面（３０ａ）と平行な方向（Ｘ）を前記電磁波の放射方向とするアンテナ（３２）を備えた、付記１８に記載の半導体装置。

　（付記２２）
　前記アンテナ（３２）は、テーパースロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボウタイアンテナ、ダイポールアンテナ、のいずれかである、付記２１に記載の半導体装置。

　（付記２３）
　前記半導体素子（３０）は、テラヘルツ帯の電磁波を発振するテラヘルツ素子である、付記１８から付記２２のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記２４）
　前記能動素子（３１）は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパットダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである、付記１８から付記２３のいずれか一つに記載の半導体装置。

　（付記２５）
　基本モードの電磁波を伝送する第１導波路（１２）を有する導波管が接続される半導体装置であって、
　電磁波を発および放射する半導体素子（３０）と、
　前記半導体素子（３０）を収容する収容空間（２３）を有するベース（２０）と、
　を備え、
　前記収容空間（２３）は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間であり、
　前記ベース（２０）は、前記収容空間（２３）と前記第１導波路（１２）とを連通するように、前記導波管に接続される、
　半導体装置。

　（付記２６）
　電磁波に対する所定の機能を有する機能デバイス（３０）と、
　前記機能デバイスを収容する収容空間（２３）を有するベース（２０）と、
　前記収容空間（２３）と連通する第１導波路（１２）を有する第１導波管（１０）と、
　前記収容空間（２３）と連通する第２導波路（６２）を有する第２導波管（６０）と、
　を備え、
　前記第１導波路（１２）および前記第２導波路（６２）は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成され、
　前記第２導波路（６２）は、前記収容空間（２３）に対して前記第１導波路（１２）とは反対側に設けられ、
　前記収容空間（２３）は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間である、
　電磁波装置。

　（付記２７）
　前記収容空間（２３）は、互いに対向する第１内壁面（２２ａ）および第２内壁面（２２ｂ）により規定され、
　前記第１内壁面は、前記第１導波路（１２）に連通する第１開口（２２ａ１）を有し、
　前記第２内壁面は、前記第２導波路（６２）に連通する第２開口（２２ｂ１）を有し、
　前記機能デバイス（３０）は、前記第１内壁面（２２ａ）および前記第２内壁面（２２ｂ）から離れて配置されている、
　付記２６に記載の電磁波装置。

　（付記２８）
　前記機能デバイス（３０）は、電磁波を放射するアンテナ（３２）を有する、付記２６または付記２７に記載の電磁波装置。

　（付記２９）
　前記機能デバイス（３０）は、前記電磁波を透過するとともに、前記電磁波に対して透過率に周波数特性を有する、付記２６または付記２７に記載の電磁波装置。

　（付記３０）
　前記機能デバイス（３０）は、機械的な駆動部を持ち、前記第２導波路（６２）から前記第１導波路（１２）への前記電磁波の通過と遮断とを制御する、付記２６または付記２７に記載の電磁波装置。

　以上の説明は単に例示である。本開示の技術を説明する目的のために列挙された構成要素および方法（製造プロセス）以外に、より多くの考えられる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者は認識し得る。本開示は、特許請求の範囲および付記を含む本開示の範囲内に含まれるすべての代替、変形、および変更を包含することが意図される。

　１Ａ～７Ａ，６Ｂ　半導体装置
　１０　導波管（第１導波管）
　１０ａ　上面
　１０ｂ　下面
　１０ｃ～１０ｆ　外側面
　１１　貫通孔
　１１ｃ～１１ｆ　内側面
　１２　導波路（第１導波路）
　２０　ベース
　２１　ベース本体
　２１ａ　上面
　２１ｂ　下面
　２１ｃ～２１ｆ　外側面
　２２　貫通孔
　２２ａ　第１内壁面
　２２ａ１　第１開口
　２２ｂ１　第２開口
　２２ｂ　第２内壁面
　２２ｃ～２２ｆ　内側面
　２３　収容空間
　２５　閉塞板
　２５ａ　上面
　２５ｂ　下面
　２５ｃ～２５ｆ　外側面
　３０　半導体素子
　３０ａ　素子表面
　３０ｂ　素子裏面
　３１　能動素子
　３２　アンテナ
　３２ａ　スロットアンテナ
　３２ｂ　八木・宇田アンテナ
　３２ｃ　ボウタイアンテナ
　３２ｄ　パッチアンテナ
　３２ｅ　テーパースロットアンテナ
　３３ａ　第１導電部
　３３ｂ　第２導電部
　３４ａ　第１電極
　３４ｂ　第２電極
　３５　導波路
　４０　支持基板
　４０ａ　基板表面
　４０ｂ　基板裏面
　４１　給電用線路
　４１ａ　主導体
　４１ｂ　接地導体
　５１　コネクタ
　５２　ワイヤ
　６０　導波管（第２導波管）
　６０ａ　上面
　６０ｂ　下面
　６０ｃ～６０ｆ　外側面
　６１　貫通孔
　６１ｃ～６１ｆ　内側面
　６２　導波路（第２導波路）
　１１０　導波管
　１１０ａ　上面
　１１０ｂ　下面
　１１０ｃ　外周面
　１１１　貫通孔
　１１１ｃ　内周面
　１１２　導波路
　１２０　ベース
　１２１　ベース本体
　１２１ａ　上面
　１２１ｂ　下面
　１２１ｃ　外周面
　１２２　貫通孔
　１２２ａ　第１内壁面
　１２２ａ１　開口
　１２２ｂ　第２内壁面
　１２２ｃ　内周面
　１２３　収容空間
　１２５　閉塞板
　１２５ａ　上面
　２１０　導波管
　２１２　導波路
　２１Ｐ１　第１部分
　２１Ｐ２　第２部分
　２４１　第１収容凹部
　２４２　第２収容凹部
　３１０　導波管
　３１０ａ　第１側面
　３１０ｂ　第２側面
　３１１ａ～３１１ｄ　内側面
　３１２　導波路
　３２０　ベース
　３２１　ベース本体
　３２１ａ　第１側面
　３２１ｂ　第２側面
　３２２　貫通孔
　３２２ａ～３２２ｄ　内側面
　３２２ｅ　第１内壁面
　３２２ｆ　第２内壁面
　３２３　収容空間
　３２５　閉塞板
　３２５ａ　第１側面
　３２５ｂ　第２側面
　３２５ｃ　収容孔
　５２０　ベース
　６１０　導波管
　６１０ａ　上面
　６１０ｂ　下面
　６１０ｃ～６１０ｆ　外側面
　６１１ｃ～６１１ｆ　内側面
　６１２　導波路（第１導波路）
　６１３ｃ～６１３ｆ　内側面
　６１４　導波路（第２導波路）
　１２４１　第１収容凹部
　１２４２　第２収容凹部
　λ　波長
　ＡＡ　矢印
　ＡＢ　矢印
　Ｌ　長さ寸法
　Ｌ１　第１長さ寸法
　Ｌ２　第２長さ寸法
　Ｄ　奥行寸法
　Ｗ　幅寸法
　Ｄ１　内径寸法
　Ｄ２　内径寸法
　ａ　寸法
　ｂ　寸法
　ＬＤ１　破線
　ＬＤ２　破線
　Ｐ１　発振点
　Ｐ２　放射点
　Ｓ２１　透過率

Claims

　電磁波を発振および放射する半導体素子と、
　前記半導体素子を収容する収容空間を有するベースと、
　前記収容空間と連通する第１導波路を有する第１導波管と、
　を備え、
　前記第１導波路は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成され、
　前記収容空間は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間である、
　半導体装置。
　前記第１導波路は、前記半導体素子により前記収容空間内に生じた前記電磁波の電界強度の腹位置にて前記収容空間と連通している、請求項１に記載の半導体装置。
　前記半導体素子の厚さ方向を第１方向、前記半導体素子の素子表面と平行な方向を第２方向とし、
　前記第１導波路は、前記第１方向に延びるように形成されている、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
　前記第１導波路は、前記第１方向から視て、前記半導体素子の発振点および放射点に対して重ならない位置にて前記収容空間と連通している、請求項３に記載の半導体装置。
　前記第１方向から視て、前記第１導波路は、前記収容空間の中央にて前記収容空間と連通しており、
　前記半導体素子は、前記第１方向から視て、発振点および放射点が前記第１導波路と重ならない位置に配置されている、
　請求項３または請求項４に記載の半導体装置。
　前記第１導波路は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間は、前記第１方向における長さ寸法と、前記第２方向における幅寸法と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における奥行寸法と、によって規定され、
　前記幅寸法および前記奥行寸法の少なくとも一方は、前記第１導波路の内径寸法よりも大きい、
　請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
　前記第１導波路は、前記第１方向から視て円形状であり、
　前記収容空間は、前記第１方向から視て円形状であり、
　前記収容空間は、前記第１方向における長さ寸法と、前記第２方向における内径寸法と、によって規定され、
　前記収容空間の前記内径寸法は、前記第１導波路の内径寸法よりも大きい、
　請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
　前記収容空間は、前記第１方向において互いに対向する第１内壁面および第２内壁面により規定され、
　前記半導体素子は、前記第１内壁面および前記第２内壁面から離れて配置され、
　前記長さ寸法は、前記半導体素子の素子裏面から前記第１内壁面までの第１長さ寸法と、前記半導体素子の素子裏面から前記第２内壁面までの第２長さ寸法とを含む、請求項６または請求項７に記載の半導体装置。
　前記半導体素子が実装された基板表面と、前記基板表面とは反対側を向く基板裏面と、を有する支持基板を備えた、請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の半導体装置。
　前記支持基板は、前記基板表面が前記第１導波管に向くように、前記ベースに取着されている、請求項９に記載の半導体装置。
　前記支持基板は、前記基板裏面が前記第１導波管に向くように、前記ベースに取着されている、請求項９に記載の半導体装置。
　前記半導体素子の厚さ方向を第１方向、前記半導体素子の素子表面と平行な方向を第２方向とし、
　前記第１導波路は、前記第２方向に延びるように形成されている、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
　前記収容空間は、前記第１方向から視て矩形状であり、
　前記収容空間は、前記第１方向における長さ寸法と、前記第２方向における幅寸法と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向における奥行寸法と、によって規定され、
　前記長さ寸法および前記奥行寸法の少なくとも一方は、前記第１導波路の内径寸法よりも大きい、
　請求項１２に記載の半導体装置。
　前記収容空間と連通する第２導波路を有する第２導波管を備え、
　前記第２導波路は、前記収容空間に対して前記第１導波路とは反対側に設けられ、
　前記第２導波路は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成されている、
　請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の半導体装置。
　前記第１導波管は、前記第１導波路と並んで配置され、前記第１方向に沿って延びる第２導波路を備え、
　前記第２導波路は、前記第１方向から視て、前記第１導波路と異なる位置に配置され、
　前記第２導波路は、前記半導体素子により前記収容空間内に生じる前記電磁波の電界強度の腹位置にて前記収容空間と連通している、
　請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の半導体装置。
　前記第１導波路と前記第２導波路は、前記第２方向に並んで配置されている、請求項１５に記載の半導体装置。
　前記第１導波路と前記第２導波路は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に並んで配置されている、請求項１５に記載の半導体装置。
　電磁波に対する所定の機能を有する機能デバイスと、
　前記機能デバイスを収容する収容空間を有するベースと、
　前記収容空間と連通する第１導波路を有する第１導波管と、
　前記収容空間と連通する第２導波路を有する第２導波管と、
　を備え、
　前記第１導波路および前記第２導波路は、前記電磁波が基本モードにて伝送されるように構成され、
　前記第２導波路は、前記収容空間に対して前記第１導波路とは反対側に設けられ、
　前記収容空間は、前記電磁波が高次モードにて共振する共振空間である、
　電磁波装置。
　前記収容空間は、互いに対向する第１内壁面および第２内壁面により規定され、
　前記第１内壁面は、前記第１導波路に連通する第１開口を有し、
　前記第２内壁面は、前記第２導波路に連通する第２開口を有し、
　前記機能デバイスは、前記第１内壁面および前記第２内壁面から離れて配置されている、
　請求項１８に記載の電磁波装置。