JPH11346130A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
ては、半導体チップと整合回路との間の経路差に基づく
高調波の位相差のため、半導体チップと整合回路との損
失が大きいものであった。 【解決手段】 半導体チップ90に隣接する、または一
体化した高調波整合回路22を設けることにより、経路
差を解消して高調波の位相差をなくして増幅動作の効率
を向上させた。
Description
いて使用される半導体装置に関するもので、パッケージ
内に、複数の半導体素子からなる半導体セルを、複数個
備えた半導体チップからなる半導体装置に関するもので
ある。
置においては、増幅動作そのものの非線型的特性のた
め、出力側において歪み出力である高調波が発生して、
もともとの信号である基本波の出力効率が低下してしま
うことが知られている。
る半導体チップ90の部分上面図である。図において、
1はゲートパッド、2はドレインパッド、3はゲート電
極、4はソース電極、5はドレイン電極、6はゲートパ
ッド1とゲート電極3とを結線するゲート配線、7はド
レインパッド2とドレイン電極5とを結線するドレイン
配線である。ゲート配線6およびドレイン配線7は、普
通AuやAl等の金属からなるものである。8は半導体
基板であり、GaAsやInP等からなるものである。
9は半導体チップ90の一部分である半導体セルであ
る。
用いた従来の半導体装置100の構成を示す上面図であ
り、図11は、図10の半導体装置100の等価回路を
示す図である。図において、図9と同一名称は同一また
は相当部分である。また、10は入力側外部整合回路、
11は出力側外部整合回路、12はパッケージ、13は
入力側内部整合回路であり、14は出力側内部整合回路
である。入力側内部整合回路13および出力側内部整合
回路14は、普通アルミナ等の基板からなるものであ
る。15はワイヤ、16はパッケージ12から延伸した
リードである。半導体チップ90において、17はヴィ
アホールであり、ソース電極4と、半導体チップ90の
裏面にある接地電極(図示しない)とを電気的に接続し
ている。パッケージ12はCuやCuW等の導体よりな
る接地電極となっており、半導体チップ90の裏面にあ
る接地電極と電気的に接続している。
を示す図である。図において、LGはゲート配線6の寄
生インダクタ、CGpd はゲートパッド1の固有キャパシ
タンス、LD はドレイン配線7の寄生インダクタンス、
CDpd はドレインパッド2の固有キャパシタンスを示し
ている。半導体セル9は、半導体チップ90において一
つのゲートパッド1と一つのドレインパッド2とにそれ
ぞれ接続している複数の半導体素子を、半導体チップ9
0の一動作単位とみなしたものである。
1例130を示す回路図である。図において、18はそ
の長さがPである分布定数回路であり、19は抵抗値R
を持つレジスタである。20はインダクタであり、21
はキャパシタである。第1例の出力側整合回路130
は、インダクタ20とキャパシタ21とが並列接続して
一組となった回路を二つ備えたもので、それぞれのイン
ダクタ20はLIおよびL3のインダクタンスを有し、
またそれぞれのキャパシタ21はC1およびC3のキャ
パシタンスを有している。
の第2例140を示す回路図である。図において、図1
3と同一名称は同一または相当部分である。第2例の出
力側外部整合回路140は、インダクタ20とキャパシ
タ21とが直列接続した回路を備えたもので、インダク
タ20はL0のインダクタンスを、またキャパシタ21
はC0のキャパシタンスを有している。
置の動作を以下に説明する。まず、第1例の出力側外部
整合回路130の場合、インダクタ20とキャパシタ2
1とが組になっている二つの回路において、それぞれ
の高周波(基本波)の高調波の周波数nf(n:正の整
数)について、半導体チップ90のドレイン電極5側か
らみたインピーダンスZは
において、基本波に対して偶数倍の高調波である2次高
調波は短絡状態、奇数倍の高調波である3次高調波は開
放状態となっており、いわゆるF級増幅による高効率動
作を実現している("Class-F Power Amplifiers with M
aximally Flat Waveforms" IEEE TRANSCTIONS ON MICRO
WAVE THEORY AND TECHNIQUES, Vol. 45. No.11,Novembe
r 1997)。
第1例130であるときは、F級増幅を行って高調波を
制御することにより、半導体装置の動作効率を向上させ
ることが知られている。
の場合は、インダクタ20とキャパシタ21との間に、
は、出力において歪み出力である2次高調波を短絡して
おいて、基本波を増幅することができるので、半導体チ
ップの動作効率を向上できる効果がある。
40の動作に関して、半導体チップ90には、図12の
等価回路に示すように固有の寄生キャパシタンスCDpd
やインダクタンスLD 等があるため、入力する基本波は
これら寄生キャパシタンスやインダクタンスの影響をう
けるので、高調波の位相は短絡や開放を理想的に満足す
る位置からは外れたものになるのが普通である。
は、シミュレーションを行って、分布定数線路18の長
さPを調節することにより高調波の位相を補正して、理
想的な短絡や開放が得られるようにしている。
体装置においては、入力する高周波の周波数が高くなれ
ばなるほど、半導体チップ90の入出力インピーダンス
が低下するために、外部整合回路10と半導体チップ9
0間の損失が大きくなる問題があった。例えば、f=2
0GHzでは、2f=40GHzである2次高調波の与
える損失は数dBにもなり、半導体装置の効率は著しく
低下してしまう。
を解決するために内部整合回路13および14が設けら
れており、これを半導体チップ90の近傍に設けること
により、入力である基本波fについて整合をとり、半導
体チップ90の負荷インピーダンスの低下を防ぐように
している。
においては、F級動作を行う増幅装置の内部整合回路に
おいて、基本波に加えて2次高調波の整合をとるための
回路をさらに設けることにより動作の効率を向上させる
技術が提案されている。
置においては、外部整合回路および内部整合回路と半導
体チップ90内の個々の半導体セル9とを接続するワイ
ヤの経路長が異なったり、またはワイヤ長そのものの精
度にばらつきがあるために、外部整合回路および内部整
合回路は、基本波あるいは高調波を半導体チップ90を
構成する個々の半導体セル9について最適な位相で処理
することができない。
チップ90に対して最適化された高調波インピーダンス
を得ることができず、増幅効率を改善するのに十分では
なかった。
く、請求項1にかかる本発明は、半導体基板と、複数の
半導体素子からなり、一つのゲートパッドと一つのドレ
インパッドに接続された半導体セルを、複数個、上記半
導体基板上に配置してなる、高周波帯で増幅動作を行う
半導体チップと、内部整合回路と、上記半導体セル毎に
設けられており、上記半導体チップと上記内部整合回路
との間に配置された、キャパシタとインダクタとからな
る高調波整合回路と、上記半導体基板、半導体チップ、
上記内部整合回路および上記高調波整合回路を収納する
パッケージとを備えたものである。
て高調波を個々の半導体セル毎に半導体チップの直前で
処理して、各半導体セルで取り扱われる高周波の位相を
均一に保ち、高周波信号の特性自体による損失を減少さ
せるとともに、高調波整合回路と半導体チップとの経路
差により生じる位相差を減じて良好な高調波負荷インピ
ーダンスを得ることができる。
1の半導体装置において、上記パッケージの外側に配置
された外部整合回路を備えたものである。
1または2の半導体装置において、上記高調波整合回路
は、上記半導体基板上にて上記半導体チップと一体化し
て形成されたものであるとしたものである。この構成に
よれば、半導体チップと高調波整合回路との経路差を著
しく削減したので、位相差のばらつきを殆ど解消して、
最適な高調波負荷インピーダンスを得ることができる。
3に記載の半導体装置において、上記高調波整合回路
は、キャパシタとして上記半導体素子の電極とドレイン
パッドとの間に形成されたMIMキャパシタを有するも
のであるとしたものである。この構成によれば、半導体
チップと高調波整合回路との経路差を著しく削減したの
で、位相差のばらつきを殆ど解消することができる。
3に記載の半導体装置において、上記高調波整合回路の
キャパシタは、上記半導体素子の電極と上記ドレインパ
ッドとの間に形成されたものであるとしたものである。
この構成によれば、キャパシタの配置を半導体チップの
任意の位置に設定することができる。
3に記載の半導体装置において、上記高調波整合回路の
インダクタは、上記ドレインパッドの配線と上記半導体
基板の裏面との間に形成されたものであるとしたもので
ある。この構成によれば、半導体チップの設計上の自由
度を増すことができる。
3に記載の半導体装置において、上記高調波整合回路の
インダクタは、上記ドレインパッドと上記半導体素子の
電極とを接続する配線のインダクタンスであるとしたも
のである。この構成によれば、半導体チップのサイズを
小さくとることができる。
1ないし3のいずれかの半導体装置において、上記高調
波整合回路は、ドレインパッドの電気容量をキャパシタ
とし、ドレインパッドと上記半導体素子の電極とを接続
する配線のインダクタンスをインダクタとしたローパス
フィルタ回路であるとしたものである。この構成によれ
ば、高調波整合回路を構成するためのMIMキャパシタ
やギャップキャパシタを用いる必要なく高調波整合を各
半導体チップ毎に行うことができる。
8の半導体装置において、上記ローパスフィルタ回路の
インダクタは、上記ドレインパッドに設けたワイヤ固有
のインダクタンスであるとしたものである。この構成に
よれば、半導体装置において、半導体チップに新たにイ
ンダクタを設ける必要をなくすことができる。
の等価回路図である。図において、200は半導体装置
であり、22は高調波整合回路であり、図11と同一名
称は同一または相当部分である。
置200は、従来の半導体装置において、個々の半導体
セル毎に、出力側内部整合回路14と半導体チップ90
との間に高調波整合回路22を加えた構成としたことに
より、高調波整合回路22が高調波を半導体チップ90
の近傍で処理して、高調波の位相を均一に保つようにし
たものである。
では、高調波整合回路22が高調波を半導体チップ90
の近傍で処理して、高調波の位相を均一に保つようにし
たことにより、高調波の特性自体による損失を減少させ
るとともに、高調波整合回路と半導体チップとの経路差
により生じる位相差を減じて良好な高調波負荷インピー
ダンスを得て、半導体装置の効率を全体として向上でき
る。
来の半導体装置のように高調波整合回路22と半導体セ
ル9とをワイヤによって接続しているが、実際にはワイ
ヤには精度上数10〜数100μmの不均一があるた
め、このワイヤ長の不均一に基づく経路差が、高調波の
位相差となって現れる恐れがある、という不具合があ
る。
の半導体装置として、高調波整合回路と半導体チップと
が一体化した構成としたものを図3に示す。この第2の
半導体装置300は、個々の半導体セル9内において、
ドレインパッド等に高調波整合回路22を配置して半導
体チップ110を構成するようにしたものである。この
半導体チップ110においては、高調波整合回路22と
半導体セル9との経路差を半導体チップ110のパター
ン精度に依存するようにしたので、経路差は、上記第1
の半導体装置の高調波整合回路22と半導体セル9とを
ワイヤで接続したものに比して一桁以上の割合で改善で
きる。
00では、高調波整合回路と半導体チップとの経路差に
基づく高調波の位相差はほぼ解消されて、最適な高調波
負荷インピーダンスを得ることができ、上記の第1の半
導体装置200よりも動作効率をさらに向上できる。
の形態について説明を行う。 実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1による半導
体装置における半導体チップ110の構成を示す上面図
である。図において、23は接地配線であり、24はM
IMキャパシタであり、図9と同一名称は同一または相
当部分である。なお、ここでは従来例にならって、半導
体チップ110はFETとした。
体基板8上に半導体チップ110を形成する際に、半導
体基板8上に接地配線23を形成し、接地配線23の一
端をソース電極4へ接続し、また、他端はMIMキャパ
シタ24を介してドレイン配線7に接続するようにした
構成を有している。
ダクタ20、MIMキャパシタ24はキャパシタ21に
それぞれ相当するものであり、また、接地配線23とM
IMキャパシタ24との構成は、図14に示した第2例
の出力側外部整合回路140と同等の高調波整合回路2
2を形成している。
体装置によれば、複数の半導体セルからなる半導体チッ
プを有する半導体装置において、接地配線23とMIM
キャパシタ24とを用いて半導体チップ110と一体化
した高調波整合回路を有する構成としたことにより、高
周波信号の特性による損失を減少させるとともに、高調
波整合回路と半導体チップとの経路差により生じる位相
差を減じて最適な高調波負荷インピーダンスを得ること
ができるので、半導体装置の効率を全体として向上する
ことができる効果がある。
2による半導体装置における半導体チップ40の構成を
示す上面図である。図において、25はインダクタ配線
であり、26はギャップキャパシタ配線であり、図9と
同一名称は同一または相当部分である。
体基板8上に半導体チップ40を形成する際に、半導体
チップ40を構成する個々の半導体セル9について、ド
レイン配線7を二本に分岐した構成としており、そのう
ち一方の配線を、ドレインパッド2から延伸し、途中で
一部に間隙を空けてからドレイン電極5へと接続してい
るギャップキャパシタ配線26とするとともに、他方の
配線をドレインパッド2から湾曲して延伸するようにし
た後、ドレイン電極5に接続したインダクタ配線25に
したものである。
配線26は、途中に間隙を設けたことで図13に示した
第1例の出力側外部整合回路130におけるキャパシタ
20(キャパシティC3)に相当するものである。ま
た、インダクタ配線25はインダクタ21(インダクタ
ンスL3)に相当するものである。このギャップキャパ
シタ配線26とインダクタ配線25との構成は、上記イ
ンダクタ20とキャパシタ21とからなる共振回路と同
等の高調波整合回路22を形成しているので、本実施の
形態1と同等の半導体装置として用いることができる。
体装置によれば、複数の半導体セルからなる半導体チッ
プを有する半導体装置において、ギャップキャパシタ配
線26とインダクタ配線25とを用いて半導体チップ4
0と一体化した高調波整合回路22を有する構成とした
ことにより、本実施の形態1と同等の効果を有する高効
率な半導体装置を得ることができる。
よれば、ギャップキャパシタ配線26およびインダクタ
配線25は、半導体基板8のパターン形成のみによって
製造することができ、別途にMIMキャパシタ等の部品
を設ける必要がないので、よりパッケージを小型化でき
るとともに、低コストかつ簡便に半導体装置を得られる
効果がある。
3による半導体装置において用いられる半導体チップ5
0の構成を示す上面図である。図において、図9と同一
名称は同一または相当部分である。
は、半導体基板8上に半導体チップ50を形成する際
に、半導体チップ50を構成する個々の半導体セル9に
ついて、上記ドレイン配線7の近傍にヴィアホール17
を開口し、上記ヴィアホール17から、ドレイン配線7
へ延伸するギャップキャパシタ配線26を設けたもので
ある。
インダクタ、また、ギャップキャパシタ配線26はキャ
パシタに相当するものであり、また、ヴィアホール17
とギャップキャパシタ配線26との構成は、図13に示
した第1例の出力側外部整合回路130と同等の高調波
整合回路22を形成しているので、本実施の形態1と同
等の半導体装置として用いることができる。
体装置によれば、複数の半導体セルからなる半導体チッ
プを有する半導体装置において、ヴィアホール17とギ
ャップキャパシタ配線26とを用いて半導体チップ50
と一体化した高調波整合回路を有する構成としたことに
より、本実施の形態1と同等の効果を有する高効率な半
導体装置を得ることができる。
ば、インダクタはヴィアホール17固有のインダクタタ
ンス(0.02nH〜数nH程度)を利用しているの
で、ヴィアホール17とギャップキャパシタ配線26と
の組み合わせを、半導体セル毎に、半導体基板8の任意
の位置に設定することができるので、半導体チップ50
の設計上の自由度を増すことのできる効果がある。
る半導体装置において用いられる半導体チップ60の構
成を示す上面図である。図において、図1と同一名称は
同一または相当部分である。
施の形態1の半導体装置である、接地配線19およびM
IMキャパシタ20からなる高調波整合回路を、一つの
半導体セル9に対して複数個設けるようにしたものであ
る。
と一体化した高調波整合回路が、半導体セルにおいて複
数設けられているので、半導体セルに含まれる個々の半
導体素子と高調波整合回路との経路がさらに平均化でき
る効果がある。
した実施の形態2および3に対しても援用できるもので
ある。
る半導体装置は、半導体チップと一体化した高調波整合
回路を有する半導体装置において、高調波整合回路をロ
ーパスフィルタ型の回路としたものである。
おいて用いられる半導体チップ70の上面図である。図
において、71はローパスフィルタ回路であり、図9と
同一名称は同一または相当部分である。
は、図6の半導体チップ90の等価回路と同様の構成を
有するものであるが、インダクタ20としてドレイン配
線7固有のインダクタンスLD を、また、キャパシタ2
1としてドレインパッド2と半導体基板8との間のパッ
ド寄生キャパシタンスCDpd をそれぞれ利用することに
よりローパスフィルタ回路71を形成している。上記ロ
ーパスフィルタ回路71は、カットオフ周波数fc とし
て設定した、
ある。図7の上面図において、インダクタンスはドレイ
ン配線7の長短または幅を変化させることによって、ま
た、キャパシタンスはドレインパッド2の面積、または
ドレインパッド2と半導体基板8との間隔を変化させる
ことによって任意の値を得ることができ、これらの値に
よって所望のカットオフ周波数を決定することができ
る。もちろん上記の半導体チップ70上において部品の
規格を変えることは、図6の半導体セル9の等価回路に
おいてインダクタンスLD およびキャパシタンスCDpd
の値を変化させることと同等である。
H、CDpd =0.25pFとすると、式(5)よりカッ
トオフ周波数fC =41GHzが得られる。この場合、
基本波の周波数fをf=25GHzとすれば、2次以上
の高調波は全て短絡することができる。
導体装置によれば、半導体セル9において、ドレイン配
線7と、ドレインパッド2および半導体基板8とがロー
パスフィルタ回路71として動作する構成としたことに
より、各半導体セル毎に高調波整合を行う、半導体チッ
プと一体化した高調波整合回路を有するようにしたの
で、半導体装置の効率を全体として向上することができ
る。
ば、高調波整合回路を構成するためのMIMキャパシタ
やギャップキャパシタを設けることなく、高調波整合を
各半導体セル毎に実施することができるので、より低コ
ストかつ簡便に高調波整合を行う半導体装置を得られる
効果がある。
ば、高調波整合回路としてローパス型整合回路を用いる
ようにしたので、カットオフ周波数fC に関して、半導
体セル9の製造精度にばらつきがある場合でも、fC 以
上の全高調波を短絡できるため、図13および14に示
した従来の高調波整合回路よりも、半導体セル毎の高調
波ばらつきに強いという効果がある。
よれば、キャパシタとして、ドレインパッド2と半導体
基板8の間のキャパシタンスを利用しているので、MI
Mキャパシタやギャップキャパシタを用いるよりキャパ
シタンス誤差を小さくした、高精度な高調波整合回路を
得られる効果がある。
る半導体装置は、本実施の形態5によるローパスフィル
タ型の回路を備えた半導体装置の第2例である。
半導体装置における半導体チップ90の上面図であり、
図8(b) は、ローパスフィルタ回路の等価回路図であ
る。図において、図9と同一名称は同一または相当部分
である。
構成は、図9に示した従来の半導体チップにおいて、ド
レインパッド2に出力側内部整合回路14と接続するた
めのワイヤ15を設けた構成としたものである。
よる半導体装置においては、インダクタ20としてドレ
イン配線7でなく、ワイヤ15のインダクタンスLW を
用いるとともに、コンダクタ21としてドレインパッド
2と半導体基板8との間のキャパシタンスを利用したロ
ーパスフィルタ回路81を形成している。
いては、キャパシタンスCDpd およびインダクタンスL
W は、入力であるカットオフ周波数fC 以上の周波数に
対して
フィルタ型回路81は、本実施の形態5同様に、半導体
チップ80と一体化した高調波整合回路として動作す
る。
半導体装置によれば、半導体セル毎に高調波整合を行う
ローパスフィルタ型の回路を備えるようにしたので、半
導体装置の効率を全体として向上することができる。
フィルタ型整合回路を用いるようにしたので、半導体チ
ップの製造精度にばらつきがある場合でも、使用周波数
以上の全高調波を短絡できる、半導体セル毎の高調波ば
らつきに強い半導体装置が得られるという効果がある。
によれば、インダクタ20としてワイヤ15のインダク
タンスを利用することにより、半導体チップ80内に新
たにインダクタを設ける必要がないので、半導体チップ
のサイズを小さくとることができるので、低コストかつ
簡易に半導体装置を製造できる効果がある。
も、外部整合回路は省略して、パッケージ内の、高調波
整合回路と一体化した半導体チップおよび内部整合回路
からなる構成によっても実現することができる。
体装置として用いることができるので、部品点数やワイ
ヤ数を更に削減して、低コストかつ簡易に半導体装置を
製造することができる。
も、半導体チップはFETからなるものとしたが、これ
はバイポーラトランジスタ等の他のトランジスタに対し
ても同様に適用できるものである。
も、高調波整合回路22はドレイン側に設けたものであ
るが、これはゲート側に設けることも可能である。
置によれば、半導体基板と、複数の半導体素子からな
り、一つのゲートパッドと一つのドレインパッドに接続
された半導体セルを、複数個、上記半導体基板上に配置
してなる、高周波帯で増幅動作を行う半導体チップと、
内部整合回路と、上記半導体セル毎に設けられており、
上記半導体チップと上記内部整合回路との間に配置され
た、キャパシタとインダクタとからなる高調波整合回路
と、上記半導体基板、半導体チップ、上記内部整合回路
および上記高調波整合回路を収納するパッケージとを備
えたことにより、高調波を半導体チップの直前で処理し
て、各半導体セルで取り扱われる高調波の位相を均一に
保つことができるので、高周波信号の特性自体による損
失を減少させるとともに、高調波整合回路と半導体チッ
プとの経路差により生じる位相差を減じて良好な高調波
負荷インピーダンスを得ることができるので、半導体装
置の効率を全体として向上できる効果がある。
ば、請求項1の半導体装置において上記パッケージの外
側に配置された外部整合回路を備えたものあるとしたこ
とにより上記の効果がある。
ば、請求項1または2の半導体装置において、上記高調
波整合回路は、上記半導体基板上にて上記半導体チップ
と一体化して形成されたものであるとしたことにより、
半導体チップと高調波整合回路との経路差を著しく削減
したので、位相差のばらつきを殆ど解消して最適な高調
波負荷インピーダンスを実現した高効率の高調波整合が
得られる効果があるとともに、部品点数、ワイヤ数を削
減することができ、パッケージの小型化および製造コス
トを低減することができる効果がある。
ば、請求項3に記載の半導体装置において、上記高調波
整合回路は、キャパシタとして上記半導体素子の電極と
上記ドレインパッドとの間に形成されたMIMキャパシ
タを有するものであるとしたことにより、高調波整合回
路と半導体チップとの経路差により生じる位相差を減じ
て最適な高調波負荷インピーダンスを得られる効果があ
る。
ば、請求項3に記載の半導体装置において、上記高調波
整合回路のキャパシタは、上記半導体素子の電極と上記
ドレインパッドとの間に形成されたものであるとしたこ
とにより、上記請求項3の半導体装置を得られる効果が
ある。
ば、請求項3に記載の半導体装置において、上記高調波
整合回路のインダクタは、上記ドレインパッドの配線と
上記半導体基板の裏面との間に形成されたものであると
したことにより、半導体チップの設計上の自由度を増し
た、高精度な高調波整合回路を得られる効果がある。
ば、請求項3に記載の半導体装置において、上記高調波
整合回路のインダクタは、上記ドレインパッドと上記半
導体素子の電極とを接続する配線のインダクタンスであ
るとしたことにより、半導体チップのサイズを小さくと
ることができるので、低コストかつ簡易に半導体装置を
製造できる効果がある。
ば、請求項1ないし3のいずれかの半導体装置におい
て、上記高調波整合回路は、ドレインパッドの電気容量
をキャパシタとし、ドレインパッドと上記半導体素子の
電極とを接続する配線のインダクタンスをインダクタと
したローパスフィルタ回路であるものとしたことによ
り、高調波整合回路を構成するためのMIMキャパシタ
やギャップキャパシタを用いる必要なく高調波整合を各
半導体チップ毎に行うことができるので、より低コスト
かつ簡便に高調波整合を行うとともに、半導体チップ毎
の高調波ばらつきに強い半導体装置が得られる効果があ
る。
ば、請求項7の半導体装置において、上記ローパスフィ
ルタ回路のインダクタは、上記ドレインパッドに設けた
ワイヤ固有のインダクタンスであるものとしたことによ
り、半導体チップに新たにインダクタを設ける必要がな
く、低コストかつ簡易に半導体装置を製造できる効果が
ある。
導体チップの構成を示す上面図である。
る。
る。
導体チップの構成を示す上面図である。
導体チップの構成を示す上面図である。
導体チップの構成を示す上面図である。
導体チップの構成を示す上面図である。
置半導体チップの構成を示す上面図であり、(b) は本発
明の実施の形態6による半導体装置におけるローパスフ
ィルタ回路の等価回路図である。
の構成を示す上面図である。
上面図である。
である。
プの構成を示す等価回路図である。
整合回路11の第1例である。
回路11の第2例である。
極、4 ソース電極、5 ドレイン電極、6 ゲート配
線、7 ドレイン配線、8 半導体基板、9 半導体セ
ル、10 入力側外部整合回路、11、130,140
出力側外部整合回路、12 パッケージ、13 入力
側内部整合回路、14 出力側内部整合回路、15 ワ
イヤ、16 リード、17 ヴィアホール、18 分布
定数回路、19 レジスタ、20 インダクタ、21
キャパシタ、22 高調波整合回路、23 接地配線、
24 MIMキャパシタ、25 インダクタ配線、26
ギャップキャパシタ配線、40,50,60,70,
80,90,110半導体チップ、71,81 ローパ
スフィルタ回路、100,200,300半導体装置。
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板と、複数の半導体素子からな
り、一つのゲートパッドと一つのドレインパッドに接続
された半導体セルを、複数個、上記半導体基板上に配置
してなる、高周波帯で増幅動作を行う半導体チップと、 内部整合回路と、 上記半導体セル毎に設けられており、上記半導体チップ
と上記内部整合回路との間に配置された、キャパシタと
インダクタとからなる高調波整合回路と、 上記半導体基板、半導体チップ、上記内部整合回路およ
び上記高調波整合回路を収納するパッケージとを備えた
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1の半導体装置において、 上記パッケージの外側に配置された外部整合回路を備え
たことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体装置に
おいて、 上記高調波整合回路は、上記半導体基板上にて上記半導
体チップと一体化して形成されたものであることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置において、 上記高調波整合回路のキャパシタとして、上記半導体素
子の電極とドレインパッドとの間に形成されたMIMキ
ャパシタを有するものであることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項5】 請求項3に記載の半導体装置において、 上記高調波整合回路のキャパシタは、上記半導体素子の
電極と上記ドレインパッドとの間に形成されたものであ
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 請求項3に記載の半導体装置において、 上記高調波整合回路のインダクタは、上記ドレインパッ
ドの配線と上記半導体基板の裏面との間に形成されたも
のであることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項3に記載の半導体装置において、 上記高調波整合回路のインダクタは、上記ドレインパッ
ドと上記半導体素子の電極とを接続する配線のインダク
タンスであることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】 請求項1ないしは3のいずれかの半導体
装置において、 上記高調波整合回路は、ドレインパッドの電気容量をキ
ャパシタとし、ドレインパッドと上記半導体素子の電極
とを接続する配線のインダクタンスをインダクタとした
ローパスフィルタ回路であることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項9】 請求項8の半導体装置において、 上記ローパスフィルタ回路のインダクタは、上記ドレイ
ンパッドに設けたワイヤ固有のインダクタンスであるこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (4)
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| JP10153027A JPH11346130A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 半導体装置 |
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