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公開番号2022096839
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-30
出願番号2020210055
出願日2020-12-18
発明の名称半導体装置
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人
主分類H01L 21/822 20060101AFI20220623BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】放熱特性を高めることが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】第1面を有する第1部材が、第1面を平面視したとき、第1面の内部の領域に配置された複数の回路ブロックを含む。第2部材が、第1部材の第1面に面接触して接合されている。第2部材は、相互に並列に接続されて第1増幅回路を構成する複数の第1トランジスタを含む。第2部材から、第1部材の側とは反対側に導体突起が突出している。複数の第1トランジスタは、平面視において第1部材の複数の回路ブロックのいずれとも重ならない領域に配置されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
第1面を有し、前記第1面を平面視したとき、前記第1面の内部の領域に配置された複数の回路ブロックを含む第1部材と、
前記第1部材の前記第1面に面接触して接合され、相互に並列に接続されて第1増幅回路を構成する複数の第1トランジスタを含む第2部材と、
前記第2部材から、前記第1部材の側とは反対側に突出する導体突起と
を備え、
前記複数の第1トランジスタは、平面視において前記第1部材の複数の回路ブロックのいずれとも重ならない領域に配置されている半導体装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記第2部材は、平面視において、前記第1部材の複数の回路ブロックの少なくとも1つと重なっている請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第1部材の複数の回路ブロックのうち1つは、前記第1増幅回路から出力された高周波信号が入力される1つの入力接点に入力された高周波信号を複数の出力接点から選択した1つの出力接点に出力させるバンド選択スイッチを構成しており、
前記バンド選択スイッチを構成する回路ブロックは、平面視において前記第2部材の外側に配置されている請求項1または2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第1部材の複数の回路ブロックのうち1つは、複数の入力接点から選択した1つの入力接点に入力された高周波信号を、前記第1増幅回路に入力させる入力スイッチを構成しており、
前記入力スイッチを構成する回路ブロックは、平面視において前記第2部材の外側に配置されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第2部材は、前記第1増幅回路の前段に接続された第2増幅回路を構成する少なくとも1つの第2トランジスタをさらに含み、
前記少なくとも1つの第2トランジスタは、平面視において前記第1部材の複数の回路ブロックのいずれとも重ならない領域に配置されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第1部材の複数の回路ブロックのうち1つは、前記第1増幅回路の前段に接続された第2増幅回路を構成しており、
前記第2部材は、前記第1増幅回路にバイアス電流を供給するバイアス回路を含み、前記バイアス回路は、前記第1部材の複数の回路ブロックの少なくとも1つと重なる請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記第1部材の複数の回路ブロックのうち1つは、前記第1増幅回路にバイアス電流を供給するバイアス回路を構成している請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第2部材は、平面視において前記第1部材の複数の回路ブロックのいずれとも重ならない請求項1に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第1部材は、半導体基板と、前記半導体基板の一方の表面の上に配置された多層配線構造とを含み、
前記第1面は、前記多層配線構造の側の面であり、
前記多層配線構造は、平面視において前記第2部材と重なり、前記複数の回路ブロックのいずれとも電気的に接続されていない金属パターンを含む請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
移動体通信や衛星通信等に用いられる電子機器に、高周波信号の送受信機能を一体化したRFフロントエンドモジュールが組み込まれている。RFフロントエンドモジュールは、高周波増幅機能を持つモノリシックマイクロ波集積回路素子(MMIC)、高周波増幅回路を制御する制御IC、スイッチIC、デュプレクサ等を備えている。
【0003】
MMICの上に制御ICを積み重ねることによって小型化した高周波モジュールが下記の特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された高周波モジュールは、モジュール基板の上に搭載されたMMICと、その上に積み重ねられた制御ICとを含む。MMICの電極、制御ICの電極、及びモジュール基板上の電極が、ワイヤボンディングにより電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
米国特許出願公開第2015/0303971号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
高周波増幅回路に、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)が用いられる。HBTは、動作中にコレクタ損失が発生することによって発熱する。発熱によるHBTの温度上昇は、コレクタ電流をさらに増大させる方向に働く。この正帰還の条件が満たされるとHBTが熱暴走に至る。HBTの熱暴走を回避するために、HBTの出力電力の上限値が制限される。
【0006】
高周波増幅回路の高出力化を図るために、HBT等を含む半導体装置からの放熱特性を向上させることが望まれる。特許文献1に開示された高周波モジュールでは、近年の高周波増幅回路に対する高出力化の要求を満たすことが困難である。
【0007】
本発明の目的は、放熱特性を高めることが可能な半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一観点によると、
第1面を有し、前記第1面を平面視したとき、前記第1面の内部の領域に配置された複数の回路ブロックを含む第1部材と、
前記第1部材の前記第1面に面接触して接合され、相互に並列に接続されて第1増幅回路を構成する複数の第1トランジスタを含む第2部材と、
前記第2部材から、前記第1部材の側とは反対側に突出する導体突起と
を備え、
前記複数の第1トランジスタは、平面視において前記第1部材の複数の回路ブロックのいずれとも重ならない領域に配置されている半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
第1トランジスタで発生した熱が、第1トランジスタから第1部材に至る伝熱経路と、導体突起を経由する伝熱経路との2つの伝熱経路を通って伝導される。このため、第1トランジスタからの放熱特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は、第1実施例による半導体装置を含む高周波モジュールのブロック図である。
図2は、第1実施例による高周波モジュールの回路部品の平面視における位置関係を示す図である。
図3は、第1実施例による半導体装置の概略断面図である。
図4Aは、第1実施例による半導体装置の第1増幅回路を構成する複数のセルの各々の等価回路図であり、図4Bは、第2部材に形成された第1増幅回路を構成する1つのセルの概略断面図である。
図5Aは、第1実施例による半導体装置の第1面を平面視したときの各回路ブロックの面内の配置を示す模式図であり、図5Bは、第1増幅回路を構成する複数のトランジスタの平面視における配置を示す図である。
図6Aから図6Fまでの図面は、製造途中段階における半導体装置の断面図である。
図7Aから図7Cまでの図面は、製造途中段階における半導体装置の断面図であり、図7Dは、完成した半導体装置の断面図である。
図8は、第2実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
図9は、第3実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
図10は、第4実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
図11は、第5実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
図12は、第6実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
図13は、第7実施例による半導体装置の各回路ブロックの面内の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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