(57)【要約】【課題】所定の回路が構成された小型の半導体装置を実現する。【解決手段】本発明に係る半導体装置１００は、絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１上に形成された絶縁膜１０３ａ〜１０３ｃと、絶縁膜１０３ａ上に島状に形成され、トランジスタＴｒが形成されたシリコン層であるシリコン島領域１０３と、シリコン島領域１０３外に形成されたキャパシターＣを有する受動回路領域と、シリコン島領域１０３外かつ受動回路領域外に形成された電極パッドＰ１〜Ｐ５と、電極パッドＰ１〜Ｐ５上に搭載されたＳＡＷフィルターＳＡＷと、トランジスタＴｒ、キャパシターＣ及び電極パッドＰ１〜Ｐ５を接続するための第２配線層１０４とを備え、トランジスタＴｒ、キャパシターＣ、ＳＡＷフィルターＳＡＷ及び第２配線層１０４は、所定の回路を構成する。【選択図】図１
2011176061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に島状に形成され、第１能動デバイスが形成されたシリコン層である第１シリコン島領域と、
前記第１シリコン島領域外に形成された受動回路を有する受動回路領域と、
前記第１シリコン島領域外かつ前記受動回路領域外に形成された電極と、
前記電極上に搭載された電子部品と、
前記第１能動デバイス、前記受動回路及び前記電極を接続するための配線とを備え、
前記第１能動デバイス、前記受動回路、前記電子部品及び前記配線は、所定の回路を構成する
半導体装置。
【請求項２】
前記所定の回路は高周波回路である
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１シリコン島領域の下方の前記絶縁膜と、前記受動回路の下方の前記絶縁膜と、前記電子部品の下方の前記絶縁膜とは、離間している
請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記絶縁基板上の全面に形成されている
請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体装置は、さらに、
前記絶縁膜上に島状に形成され、第２能動デバイスが形成されたシリコン層である第２シリコン島領域を有し、
前記第２能動デバイスは、前記半導体装置に接続されたアンテナと、前記所定の回路との接続及び非接続を選択的に切り替えるスイッチである
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体装置は、さらに、
前記絶縁膜上に島状に形成され、第３能動デバイスが形成されたシリコン層である第３シリコン島領域を有し、
前記第３能動デバイスは、前記所定の回路を制御するためのマイコンである
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１能動デバイスは、トランジスタであり、
前記マイコンは、前記トランジスタのバイアス電圧を制御するバイアス制御回路を有する
請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記マイコンは、前記半導体装置に接続された外部機器とのインタ−フェース回路を有する
請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】
前記電極は、前記絶縁基板の前記絶縁膜が形成された面と反対の面に形成され、
前記半導体装置は、さらに、
前記絶縁基板を貫通し、前記配線と前記電極とを接続する貫通電極を備える
請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記絶縁基板はサファイア基板であり、
前記絶縁膜は二酸化シリコンであり、
前記絶縁基板と前記シリコン島領域とは、前記絶縁膜を介して張り合わされている
請求項１〜９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。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの通信機器は、異なる通信方式と異なる周波数に対応する通信機能を同一機器内に小型に一体化することが求められ、しかも更なる高機能化や小型化への要望が著しく強い。半導体チップ上にデジタル信号処理ブロックと高周波アナログ信号処理ブロックなどの複数の異なる機能を有する信号処理回路ブロックを１チップに集積化することが必要とされている。更には、同じ高周波アナログ信号処理ブロックではあるが、送信用の大信号ブロックと受信用の極めて微弱な小信号ブロックを同一チップ上に集積化する要望も強い。
【０００３】
これらの高集積化への技術要望に対し、シリコン半導体を用いたＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）やＧａＡｓなどに代表される半絶縁性基板を用いたＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）などが高周波ＩＣとして開発され量産されている。しかし、スイッチ回路機能だけ、電力増幅回路機能だけといった、いわゆる単機能ＩＣなどで、その用途は極めて限定的であった。
【０００４】
また、これらのＩＣと、半導体チップには集積化できない電子部品、たとえばフィルターやアンテナ共用器などを組み合わせ、多層セラミック基板や多層樹脂基板上に同時実装して高周波モジュールとして使用されることも多い。
【０００５】
ところで、１９９０年代初頭より携帯電話が世界中で使用されるようになり、送信や受信に用いられるデバイスは化合物半導体であるＧａＡｓが携帯電話では主力であった。近年、上述したように多バンド／多モードの携帯電話が要望されるにつれて、集積化やシリコンのＬＳＩとのインターフェース回路で問題のある化合物半導体としてのＧａＡｓデバイスは敬遠され、シリコンの半導体デバイスを送信や受信に応用する研究が広がりつつある。
【０００６】
さらに最近では、シリコン系の高周波半導体としてサファイア基板上にシリコン層を形成したＳＯＳ（Silicon on Sapphire）デバイスが再び脚光を浴びつつある。その理由として、ＳＯＳデバイスが、ＧａＡｓデバイスにはできない集積度と微細化が実現でき、しかもＧａＡｓデバイスと同等以上の高周波特性を実現できるからである。ＳＯＳデバイスと言っても、３０年前のＳＯＳデバイスが最初に開発された当時とは異なり、その製法は革新をとげてきた。
【０００７】
ＳＯＳ基板の製法としては、数十年前から行われているエピタキシャル法に加え、１０年ほど前からはエピタキシャル法を改善し非晶質シリコン層を横方向に再結晶化する製法が実用化されている。更に、近年はエピタキシャル法とは全く異なり、サファイア基板と表面に酸化膜を形成したシリコン基板とを密着させることで生じる水素結合やファンデルワールス結合などを利用した貼り合わせ法で作った全く新しいＳＯＳ系基板も提案がなされ、一部では発表もされている。この貼り合せ法で作った新しい基板の層構造は、その主面側の最上部から順番に、シリコン層−酸化膜層−サファイア基板の構造であるが、基板がサファイア基板ということで、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板ではなく、通常はＳＯＳ系デバイスとして分類されることが多い。
【０００８】
さて、半導体チップと受動部品を組み合わせた所定の回路が構成された半導体装置として、配線基板上に半導体チップと受動部品とを実装する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図１１は、従来の半導体装置の構造を示す平面図である。また、図１２は、図１１に示した従来の半導体装置において、放熱用部材を省略した状態の構成を示す平面図である。
【００１０】
図１１に示す半導体装置８０１は、いわゆる高周波モジュールであって、具体的には携帯電話のアンテナ直下に位置する送信用の電力増幅機能を有するものである。半導体装置８０１は、配線基板８０２と配線基板８０２に実装された受動部品８０４ａ及び８０４ｂが基板側電極８１２ａと受動部品８０４の電極８０９が電気的に接続されるように搭載される。受動部品８０４ａ及び８０４ｂは、半導体チップ８０３より高背の受動部品８０４ａと半導体チップ８０３より低背の受動部品８０４ｂの２種類が用いられ、このうち図１１に示すように半導体チップ８０３より高背の受動部品８０４ａは放熱用部材８０５の外側に搭載される。
【００１１】
また、図１２に示したように半導体チップ８０３より低背の受動部品８０４ｂは、放熱用部材８０５の内部に配置される。受動部品８０４ａ及び８０４ｂの電極８０９と基板側電極８１２ａは、通常は半田などの接合材８０７を用いて電気的な接合と物理的な固定とが同時に行われる。また、半導体チップ８０３の表面８０３ａは配線基板８０２の主面に向けて、いわゆるフェイスダウンの方向で実装され、半導体チップ８０３の裏面が上面を向いている。
【００１２】
図１３は、図１２に示した従来の半導体装置のＸ−Ｘ’線における断面図である。
図１３において、配線基板８０２は多数の絶縁体層８１１が積層されたもので、その内層には金属電極配線層を有している。配線基板８０２の主面８０２ａ側に位置する半導体チップ８０３の裏面８０３ｂと半導体チップ８０３の上部を覆う天井部８０５ｂは、半導体チップ８０３の放熱用部材との接合部８０５ｄで物理的に固定されており、放熱用部材の天井部の表面８０５ｃには、半導体装置の製品の型番を示すマーキング８０６が記載される。図１３に示すように、半導体チップ８０３の裏面８０３ｂは、半導体チップ８０３の放熱用部材との接合部８０５ｄを介して半導体チップ８０３の上部を覆う天井部８０５ｂに接合される。また、半導体チップ８０３の表面８０３ａ上の電極はバンプ電極８０８を介して基板側電極８１２ａと電気的に接続されている。
【００１３】
このように構成された半導体チップ８０３の表面８０３ａで発生した熱は、半導体チップ８０３の表面８０３ａからも放熱される。
【００１４】
また、半導体チップ８０３の表面８０３ａで発生した熱は、半導体チップ８０３の裏面８０３ｂまで伝導し、半導体チップ８０３の放熱用部材との接合部８０５ｄを介して半導体チップ８０３の上部を覆う天井部８０５ｂに伝わる。そして、天井部８０５ｂから半導体チップ８０３の周囲を囲む側壁部８０５ａに伝わる。側壁部８０５ａは、接合材８０７と、基板側電極８１２ａと、配線基板８０２を貫通し金属電極を埋め込んであるビアホール（スルーホール）８１０とを介して、配線基板８０２の下面８０２ｂに位置し例えば接地電位を与え大きな面積を有する基準電位供給用端子８１２ｃに電気的且つ熱的に接続されている。よって、半導体チップ８０３の表面８０３ａで発生した熱は、基準電位供給用端子８１２ｃに伝わる。
【００１５】
このように、従来の半導体装置８０１は、半導体チップ８０３の発熱問題を解決する構造となっている。
【００１６】
図１４は、従来の半導体装置の半導体チップの回路構成を示す回路ブロック図である。
従来の半導体装置８０１が有する半導体チップ８０３の内部回路は、前述したように送信用の電力増幅機能を有するものである。具体的には、半導体チップ８０３の内部回路は、３段のトランジスタ８１３ａを直列に接続した複数の電力増幅回路（例えばＧＳＭ方式の９００ＭＨｚ帯用とＤＣＳ方式の１８００ＭＨｚ帯用など）が２系統入っている。これら２系統の複数の電力増幅回路は制御回路８１３ｂにつながれており、制御回路８１３ｂはＶｃｏｎｔｒｏｌ端子に入力される信号に応じて、特定系統の複数の電力増幅回路のバイアス回路のオン又はオフの制御を行なう。
【００１７】
このように構成された半導体チップ８０３により、例えば、ＧＳＭ方式の９００ＭＨｚ帯の信号は、ＧＳＭ入力端子Ｐｉｎ（ＧＳＭ）に入力され約３０ｄＢほど増幅されＧＳＭ出力端子Ｐｏｕｔ（ＧＳＭ）から最大約２ワットが出力される。同様に、ＤＣＳ方式の１８００ＭＨｚ帯の信号は、ＧＳＭ入力端子Ｐｉｎ（ＤＣＳ）に入力され約３０ｄＢほど増幅されＤＣＳ出力端子Ｐｏｕｔ（ＤＣＳ）から約１ワット以下で出力される。この２つの系統のいずれを動作させるかは、Ｖｃｏｎｔｒｏｌ端子により制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第２００６／００１０８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、以上説明した従来の半導体装置では、部品点数が多くその外形寸法は非常に大きく、マルチバンドなどに対応する携帯電話に従来の半導体装置を並べた場合には内蔵できないほどの大きさになってしまう。即ち、配線基板８０２や半導体チップ８０３や受動部品８０４の大きさとその数が多いからである。
【００２０】
更には、半導体チップ８０３の放熱を改善するために、放熱用部材８０５をわざわざ別途設ける必要があるので、半導体装置の小型化がより困難である。半導体チップ８０３の裏面８０３ｂと放熱用部材８０５とを接合させる必要があるので、より工数的にも多いだけでなく、高さ合わせ等で厳しい管理基準をクリアーしながら生産をする必要があるなど、スループットを向上させることができなかった。
【００２１】
そこで、本発明は、所定の回路が構成された小型の半導体装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に島状に形成され、第１能動デバイスが形成されたシリコン層である第１シリコン島領域と、前記第１シリコン島領域外に形成された受動回路を有する受動回路領域と、前記第１シリコン島領域外かつ前記受動回路領域外に形成された電極と、前記電極上に搭載された電子部品と、前記第１能動デバイス、前記受動回路及び前記電極を接続するための配線とを備え、前記第１能動デバイス、前記受動回路、前記電子部品及び前記配線は、所定の回路を構成する。
【００２３】
これにより、所定の回路が構成された極めて小型な半導体装置を実現できる。また、その構成も簡略化できる。即ち、本発明に係る半導体装置では、絶縁基板上の所定の場所に位置する絶縁膜上にシリコン島領域があり、またシリコン島領域外に受動回路領域がある。これらのシリコン島領域及び受動回路領域は、絶縁基板上に形成された一体物であり、半導体のプロセス技術で加工できるので、受動回路として構成される抵抗や容量などは極めて小さく数十ミクロンの単位で作りこむことができる。更には、電極上には電子部品が搭載されるが、本発明の半導体装置では抵抗や容量やインダクターなどの受動部品は絶縁基板上に能動デバイスと同時に形成できるので、受動部品を新たに電子部品として載せる必要はなく、その代わり携帯電話のセットでよく使われるバンドパスフィルターやアンテナ共用器やアイソレーターなど、従来は携帯電話のセットのプリント基板に搭載していたような電子部品をも半導体装置に搭載できるので、例えば携帯機器として更なる小型化が実現できるのである。
【００２４】
つまり、上述したように受動回路を半導体のプロセス技術で製造できるので、従来はプリント基板に搭載していた部品をシリコン島領域及び受動回路領域が形成された絶縁基板に搭載でき、例えば携帯電話の１つの通信モジュールとして実現できる。したがって、所定の回路が構成された小型の半導体装置を実現できる。その結果、本発明に係る半導体装置を用いた携帯機器の小型化を可能とする。
【００２５】
また、前記所定の回路は高周波回路であってもよい。
これにより、高周波回路の半導体装置を実現できる。高周波回路とは、取り扱う信号の周波数が高周波の回路である。高周波とは、例えば、無線通信に用いられる周波数であり、特定的には携帯電話端末の通信に用いられる周波数であり、さらに特定的には１９２０ＭＨｚ−１９８０ＭＨｚのＢａｎｄＩ、１８５０ＭＨｚ−１９１０ＭＨｚのＢａｎｄII、１７１０ＭＨｚ−１７８５ＭＨｚのＢａｎｄIII、１７１０ＭＨｚ−１７５５ＭＨｚのＢａｎｄIV、８２４ＭＨｚ−８４９ＭＨｚのＢａｎｄＶ、８３０ＭＨｚ−８４０ＭＨｚのＢａｎｄVI、８８０ＭＨｚ−９１５ＭＨｚのＢａｎｄVIIIおよび１７４９．９ＭＨｚ−１７８４．９ＭＨｚのＢａｎｄIXである。
【００２６】
また、前記第１シリコン島領域の下方の前記絶縁膜と、前記受動回路の下方の前記絶縁膜と、前記電子部品の下方の前記絶縁膜とは、離間してもよい。
【００２７】
これにより、第１能動デバイスと受動回路と電子部品との分離度（いわゆる、アイソレーション特性）を高めることができ、半導体装置の高周波特性が向上する。
【００２８】
また、前記絶縁膜は、前記絶縁基板上の全面に形成されていてもよい。
これにより、絶縁基板と絶縁膜との密着力を極めて強くすることができるので、絶縁膜の剥がれ等の問題が発生せず、量産時に安定な半導体装置を製造することができる。言い換えると、製造工程の歩留まりが向上する。更に、この絶縁膜を厚く形成することによって、受動回路を構成する受動部品の高周波性能の１つの目安であるＱ値を大きくすることができる。
【００２９】
また、前記半導体装置は、さらに、前記絶縁膜上に島状に形成され、第２能動デバイスが形成されたシリコン層である第２シリコン島領域を有し、前記第２能動デバイスは、前記半導体装置に接続されたアンテナと、前記所定の回路との接続及び非接続を選択的に切り替えるスイッチであってもよい。
【００３０】
これにより、アンテナと接続されるスイッチを含む１つのモジュールとして実現できる。
【００３１】
また、前記半導体装置は、さらに、前記絶縁膜上に島状に形成され、第３能動デバイスが形成されたシリコン層である第３シリコン島領域を有し、前記第３能動デバイスは、前記所定の回路を制御するためのマイコンであってもよい。
【００３２】
これにより、所定の回路を制御する制御回路を実現できる。例えば、制御回路としては、所定の回路の動作モード（例えば、通常モードと消費電力削減モード）を切り替える回路が挙げられる。また、半導体装置に実装される高周波スイッチの接続を切り替える回路や、送受信周波数の切り替える回路が挙げられる。
【００３３】
また、前記第１能動デバイスは、トランジスタであり、前記マイコンは、前記トランジスタのバイアス電圧を制御するバイアス制御回路を有してもよい。
【００３４】
また、前記マイコンは、前記半導体装置に接続された外部機器とのインタ−フェース回路を有してもよい。
【００３５】
また、前記電極は、前記絶縁基板の前記絶縁膜が形成された面と反対の面に形成され、前記半導体装置は、さらに、前記絶縁基板を貫通し、前記配線と前記電極とを接続する貫通電極を備えてもよい。
【００３６】
これにより、一層小型化できる。
また、前記絶縁基板はサファイア基板であり、前記絶縁膜は二酸化シリコンであり、前記絶縁基板と前記シリコン島領域とは、前記絶縁膜を介して張り合わされていてもよい。
【００３７】
これにより、接着剤等を用いることなく、絶縁基板とシリコン島領域とが絶縁膜を介して張り合わされているので、例えば、図１１〜図１３の放熱用部材８０５のような放熱用部材が不要となり、より一層小型化できる。なお、シリコン島領域からの発熱は効率的に絶縁基板としてのサファイア基板に発散され、従来の半導体装置で必要であった放熱用部材を省略しても、何ら問題とはない。
【００３８】
また、絶縁基板とシリコン島領域とが絶縁膜を介して、密着させることで生ずるファンデルワールス結合や水素結合などを利用して貼り合せられているので、前述したようにその小型化と構成の簡略化が図れると共に、絶縁膜の剥がれなどがなく、半導体装置の量産時の安定性を増すことが可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、所定の回路が構成された小型の半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示した半導体装置のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図３】図１に示した半導体装置の等価回路を示す回路図である。
【図４】実施の形態２に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図５】図４に示した半導体装置のＢ−Ｂ’線での断面構造図である。
【図６】実施の形態３に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図７】実施の形態４に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図８】実施の形態５に係る半導体装置の構成の一例を示す断面図である。
【図９】実施の形態６に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【図１０】図９に示した半導体装置の等価回路を示す回路図である。
【図１１】従来の半導体装置の構造を示す平面図である。
【図１２】図１１に示した従来の半導体装置において、放熱用部材を省略した状態の構成を示す平面図である。
【図１３】図１２に示した従来の半導体装置のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図１４】従来の半導体装置の半導体チップの回路構成を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、共通する構成要素については、同一の参照番号又は記号を付して示す。また、図面の層や領域の厚さについては、明細書における説明を明確にするために誇張且つ簡略化されて表示されている。また、構造を分かりやすくするため透視図的に表記した場合もある。
【００４２】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る半導体装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に島状に形成され、第１能動デバイスが形成されたシリコン層である第１シリコン島領域と、前記第１シリコン島領域外に形成された受動回路を有する受動回路領域と、前記第１シリコン島領域外かつ前記受動回路領域外に形成された電極と、前記電極上に搭載された電子部品と、前記第１能動デバイス、前記受動回路及び前記電極を接続するための配線とを備え、前記第１能動デバイス、前記受動回路、前記電子部品及び前記配線は、所定の回路を構成する。
【００４３】
これにより、所定の回路が構成された小型の半導体装置を実現できる。
以下、本発明の実施の形態１の半導体装置について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、実施の形態１に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図であり、図２は図１に示した半導体装置のＡ−Ａ’線での断面図であり、図３は図１に示した半導体装置の等価回路を示す回路図である。
【００４５】
図１及び図２に示す半導体装置１００は、高周波回路が構成され、例えば携帯電話に用いられる受信用の半導体装置であって、絶縁基板１０１と、絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃと、シリコン島領域１０３と、第１配線層１０８と、ゲート酸化膜１０５と、層間絶縁膜１０７と、第２配線層１０４と、接合材１０９と、電極パッドＰ１〜Ｐ５、Ｐ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３、ＲＦｉｎ、Ｐ＿Ｖｄｄ、ＲＦｏｕｔ１及びＲＦｏｕｔ２、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルターＳＡＷとを有し、図３に示すような、トランジスタＴｒと、キャパシターＣと、ＳＡＷフィルターＳＡＷとを含む高周波回路を実現する。なお、トランジスタＴｒは本発明の第１能動デバイスであり、キャパシターＣは本発明の受動回路であり、ＳＡＷフィルターＳＡＷは本発明の電子部品である。また、図１において、ＳＡＷフィルターＳＡＷは下に位置する電極構成が見やすくなるように半透視図的に表記されている。
【００４６】
絶縁基板１０１は、例えば、平面サイズが１×２ｍｍ程度のサファイア基板である。
絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、絶縁基板１０１上に島状に形成されている。具体的には、絶縁基板１０１としてのサファイア基板の主面側の所定の位置に形成された、例えば、二酸化シリコン膜である。
【００４７】
シリコン島領域１０３は、本発明の第１シリコン島領域であって、絶縁膜１０２ａ上に形成され、上面側にトランジスタＴｒが形成されている。つまり、一部の絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃの上部にはシリコン島領域１０３が残され、例えばＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）型のトランジスタＴｒが形成されている。
【００４８】
第１配線層１０８の一部は、ＭＯＳ型のトランジスタＴｒのソース電極Ｓやドレイン電極Ｄやゲート電極Ｇとして用いられ、材料としては低抵抗のポリシリコンなどが用いられる。具体的には、ゲート酸化膜１０５の上部に配置された第１配線層１０８は、ＭＯＳ型のトランジスタＴｒのゲート電極Ｇとなる。また、第１配線層１０８の他の一部は、キャパシターＣの一方の電極として用いられる。
【００４９】
ゲート酸化膜１０５は、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ2）であり、ゲート電極Ｇとシリコン島領域１０３との間に介在する。
【００５０】
層間絶縁膜１０７は、例えばＳｉＯ2であり、絶縁膜１０２ｂ上の第１配線層１０８と、絶縁膜１０２ｂ上方の第２配線層１０４との間に介在する。これにより、絶縁膜１０２ｂ上の第１配線層１０８と、層間絶縁膜１０７と、絶縁膜１０２ｂ上方の第２配線層１０４とにより、キャパシターＣが実現される。つまり、このキャパシターＣは、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）キャパシターである。
【００５１】
第２配線層１０４は、ＭＯＳ型のトランジスタＴｒから外部への引き出し電極やそれぞれの回路要素を相互に接続し、所定の回路を形成するための、例えばアルミニウム材料が用いられる。本発明の実施の形態１において、回路要素とは、前述したＭＯＳ型のトランジスタＴｒとＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）キャパシターＣと、絶縁基板１０１の上部に設けられた所定の電極Ｐ１〜Ｐ５に搭載される電子部品であるＳＡＷフィルターＳＡＷとである。つまり、第２配線層１０４は、本発明の配線であって、トランジスタＴｒと、キャパシターＣと、ＳＡＷフィルターＳＡＷとを接続する。また、トランジスタＴｒと、キャパシターＣと、ＳＡＷフィルターＳＡＷと、第２配線層１０４とは、例えば携帯電話の受信回路のような所定の回路を構成する。
【００５２】
接合材１０９は、電極パッドＰ１〜Ｐ５に、ＳＡＷフィルターＳＡＷを電気的及び物理的に接続する、例えば半田である。具体的には、接合材１０９は、ＳＡＷフィルターＳＡＷの部品電極１１０と電極パッドＰ１〜Ｐ５とを接続する。
【００５３】
電極パッドＰ１〜Ｐ５は、本発明の電極であって、シリコン島領域１０３外かつ受動回路領域外に形成されている。
【００５４】
ここで、本実施の形態において、受動回路領域とは、コンデンサＣが形成されている領域であり、特定的には、コンデンサＣを構成する層間絶縁膜１０７が形成されている領域である。
【００５５】
電極パッドＰ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３、ＲＦｉｎ、Ｐ＿Ｖｄｄ、ＲＦｏｕｔ１及びＲＦｏｕｔ２は、半導体装置１００の外部接続用の電極パッドである。半導体装置１００とパッケージとの組立工程において、これらの電極パッドＰ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３、ＲＦｉｎ、Ｐ＿Ｖｄｄ、ＲＦｏｕｔ１及びＲＦｏｕｔ２にボンディングワイヤーを打ってパッケージなどに接続する。具体的には、電極パッドＰ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３はグランドに接続されたグランド端子であり、電極パッドＰ＿Ｖｄｄは電圧Ｖｄｄが供給される電源端子であり、電極パッドＲＦｉｎは半導体装置１００と接続されたアンテナで受信された受信信号が入力される半導体装置１００の入力端子であり、電極パッドＲＦｏｕｔ１及び電極パッドＲＦｏｕｔ２は半導体装置１００の出力端子である。
【００５６】
ＳＡＷフィルターＳＡＷは、バランス出力型のＳＡＷフィルターであり、電極パッドＰ１及び接合材１０９を介して入力される不平衡の高周波信号のノイズを除去し、ノイズが除去された平衡な高周波信号を出力する。このＳＡＷフィルターＳＡＷは、半導体装置１００のＳＡＷフィルターＳＡＷ以外の各回路要素が構成された後に、マウンターと呼ばれる電子部品高速実装機により実装される。
【００５７】
以上のように構成された半導体装置１００により、図３に示す受信回路が実現される。ここで、図３に示す受信回路について、簡単に説明する。
【００５８】
トランジスタＴｒは、ゲートが電極パッドＲＦｉｎに接続され、ソースが電極パッドＰ＿Ｇ１に接続され、ドレインがキャパシターＣの一端に接続されている。なお、ドレインは電極パッドＶｄｄにも接続されている。つまり、このトランジスタはソース接地の増幅トランジスタであり、例えばＬＮＡ（Low Noise Amplifier）である。
【００５９】
トランジスタＴｒで増幅された高周波信号は、キャパシターＣで直流成分がカットされ、ＳＡＷフィルターＳＡＷに入力される。
【００６０】
ここで、ＳＡＷフィルターＳＡＷに入力された高周波信号は不平衡であり、ＳＡＷフィルターＳＡＷでノイズが除去され、電極パッドＲＦｏｕｔ１及びＲＦｏｕｔ２から平衡な高周波信号となって出力される。つまり、バランス出力される。
【００６１】
このように、半導体装置１００により実現される受信回路は、入力された高周波信号の増幅及びノイズ除去及を行い、バランス出力する。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１上に形成された絶縁膜１０３ａ〜１０３ｃと、絶縁膜１０３ａ上に島状に形成され、トランジスタＴｒが形成されたシリコン層であるシリコン島領域１０３と、シリコン島領域１０３外に形成されたキャパシターＣを有する受動回路領域と、シリコン島領域１０３外かつ受動回路領域外に形成された電極パッドＰ１〜Ｐ５と、電極パッドＰ１〜Ｐ５上に搭載されたＳＡＷフィルターＳＡＷと、トランジスタＴｒ、キャパシターＣ及び電極パッドＰ１〜Ｐ５を接続するための第２配線層１０４とを備え、トランジスタＴｒ、キャパシターＣ、ＳＡＷフィルターＳＡＷ及び第２配線層１０４は、受信回路を構成する。
【００６３】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置１００は、受信回路が構成された極めて小型化な半導体装置を実現できる。例えば、半導体装置１００の大きさを図１の平面図において１ｍｍ×２ｍｍ程度とできる。
【００６４】
即ち、絶縁基板１０１上の所定の場所に位置する絶縁膜１０２ａ上にシリコン島領域１０３があり、またシリコン島領域１０３外にキャパシターＣが形成されている領域である受動回路領域がある。これらのシリコン島１０３領域及び受動回路領域は、絶縁基板１０１上に形成された一体物であり、半導体のプロセス技術で加工できるので、極めて小さく数十ミクロンの単位で作りこむことができる。つまり、上述したようにキャパシターＣなどを半導体のプロセス技術で製造できるので、従来はプリント基板に搭載していた部品をシリコン島領域及び受動回路領域が形成された絶縁基板１０１に搭載でき、例えば携帯電話の１つの通信モジュールとして実現できる。
【００６５】
言い換えると、半導体装置１００において、ＳＡＷフィルターＳＡＷは、従来のプリント基板上ではなく、絶縁基板１０１上に搭載されている。つまり、半導体装置１００は、従来の半導体装置と同程度の大きさで、従来はプリント基板に搭載していた部品を搭載した通信モジュールを実現できる可能性がある。例えば、プリント基板に搭載していた部品とは、ＳＡＷフィルターＳＡＷ以外に、携帯電話のセットでよく使われるバンドパスフィルターやアンテナ共用器やアイソレーターである。
【００６６】
また、本実施の形態に係る半導体装置１００において、絶縁基板１０１はサファイア基板であり、絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃは二酸化シリコンであり、絶縁基板１０１とシリコン島領域１０３とは、絶縁膜１０２ａを介して張り合わされている。
【００６７】
これにより、接着剤等を用いることなく、絶縁基板１０１とシリコン島領域１０３とが絶縁膜１０２ａを介して張り合わされているので、例えば、図１１〜図１３の放熱用部材８０５のような放熱用部材が不要となり、より一層小型化できる。なお、シリコン島領域１０３からの発熱は効率的に絶縁基板１０１に発散され、従来の半導体装置で必要であった放熱用部材を省略しても、何ら問題とはない。
【００６８】
また、本実施の形態に係る半導体装置１００において、絶縁膜１０２ａと、絶縁膜１０２ｂと、絶縁膜１０２ｃとは、離間している。これにより、トランジスタＴｒとキャパシターＣとＳＡＷフィルターＳＡＷとの分離度を高めることができ、半導体装置１００の高周波特性が向上する。
【００６９】
具体的には、絶縁基板１０１と、表面が酸化されたことにより表面にＳｉＯ2を有するシリコン基板とを貼り合せる方法、いわゆる密着させることで生ずる水素結合やファンデルワールス結合などを利用し結合させ貼り合せた後に、不要な領域のシリコン材料及び不要な領域のＳｉＯ2を除去し、所定の回路を構成するのに必要なＳｉＯ2である絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃとシリコン島領域１０３とを局所的に残す。
【００７０】
このように、絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃを局所的に残す理由は、例えばＭＯＳ型のトランジスタＴｒとＭＩＭのキャパシターＣとの分離度を高めて電磁界による相互作用を極めて少なくして誤動作を少なくする為であり、このように独立した回路要素を第１配線層１０８や第２配線層１０４を用い相互に電気的に接続することで、理想状態に近い状態で高周波回路を動作させることができるようになる。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体装置は、実施の形態１に係る半導体装置１００とほぼ同じであるが、絶縁膜が絶縁基板上の全面に形成されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る半導体装置について、実施の形態１に係る半導体装置１００と異なる点を中心に説明する。
【００７２】
次に、本発明の実施の形態２に係る半導体装置について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、実施の形態２に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図であり、図５は図４に示した半導体装置のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００７３】
図４及び図５に示した本実施の形態に係る半導体装置２００は、図１〜図３に示した実施の形態１に係る半導体装置１００とほぼ同じであるが、絶縁膜１０２ａ〜１０２ｃに代わり、絶縁基板１０１の主面側のほぼ全面に形成された絶縁膜２０２を有し、この絶縁膜２０２上にシリコン島領域１０３が位置している点が異なる。
【００７４】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置２００は、絶縁基板と絶縁膜との密着力を極めて強くすることができるので、絶縁膜の剥がれ等の問題が発生せず、量産時に安定な半導体装置を製造することができる。言い換えると、製造工程の歩留まりが向上する。更に、この絶縁膜を厚く形成することによって、受動回路を構成する受動部品の高周波性能の１つの目安であるＱ値を大きくすることができる。
【００７５】
具体的には、絶縁基板１０１と、表面が酸化されたことにより表面にＳｉＯ2を有するシリコン基板とを貼り合せた後に、不要なシリコン材料を除去し、ＳｉＯ2を絶縁基板１０１のほぼ全面に残すと共にシリコン島領域１０３を局所的に残す。このように全面に残されたＳｉＯ2が絶縁膜２０２となる。
【００７６】
絶縁膜２０２を絶縁基板１０１のほぼ全面に残すことにより、上述した絶縁基板１０１から絶縁膜２０２の剥がれを低減できることに加えて、次のような効果がある。第１配線層１０８及び第２配線層１０４と絶縁基板１０１との密着度より、第１配線層１０８及び第２配線層１０４と絶縁膜２０２との密着度の方が強い。よって、半導体プロセス途中での第１配線層１０８及び第２配線層１０４の剥がれ現象がなくなる。
【００７７】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る半導体装置は、実施の形態１に係る複数の半導体装置１００を有し、さらに、絶縁膜上に島状に形成され、第２能動デバイスが形成されたシリコン層である第２シリコン島領域を有し、第２能動デバイスは、半導体装置に接続されたアンテナと、所定の回路との接続及び非接続とを選択的に切り替えるスイッチである。さらに、本実施の形態に係る半導体装置は、絶縁膜上に島状に形成され、第３能動デバイスが形成されたシリコン層である第３シリコン島領域を有し、第３能動デバイスは、所定の回路を制御するためのマイコンである。
【００７８】
次に、本発明の実施の形態３に係る半導体装置について、図６を参照しながら説明する。
【００７９】
図６は、実施の形態３に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。なお、同図には、半導体装置３００に接続されるアンテナＡＮＴも示されている。
【００８０】
図６に示す半導体装置３００は、図１に示した本発明の実施の形態１に係る半導体装置１００と類似の構成を有する受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３と、高周波スイッチ機能ブロック３１３が形成されたシリコン島領域３１１と、マイコンブロック３１４が形成されたシリコン島領域３１２と、絶縁膜３０２ａと、絶縁膜３０２ｂとを有する。
【００８１】
受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３は、互いに受信周波数が異なる。即ち、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１００と類似の３系統の異なる周波数の受信系である。
【００８２】
高周波スイッチ機能ブロック３１３は、本発明の第２能動デバイスであって、アンテナＡＮＴと、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３のいずれかとを選択的に接続する。つまり、これらの３系統を切り替える。この高周波スイッチ機能ブロック３１３は、絶縁膜３０２ａ上に島状に形成されたシリコン層であるシリコン島領域に形成されている。なお、高周波スイッチ機能ブロック３１３が形成されたシリコン島領域３１１は、本発明の第２シリコン島領域である。
【００８３】
マイコンブロック３１４は、本発明の第３能動デバイスであって、外部とのデーターのやり取りや命令コマンドを受け取り、実行する。具体的には、このマイコンブロック３１４は、本発明のマイコンであって、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３を制御する。具体的には、外部とのデーターのやり取りや命令コマンドを受け取る、本発明のインターフェース回路であるインターフェース回路機能と、高周波スイッチの切り替えや受信周波数の選択などを行なう機能制御回路機能と、回路の動作モード切り替え（例えば消費電力を抑えるモードや動作電圧の昇降圧や電源のオン／オフなど）を行なう、本発明のバイアス制御回路であるバイアス制御回路機能と、コマンドや周波数情報をデーターとして一時的に保存したり呼び出したりできる記憶機能を有している。つまり、マイコンブロック３１４は、半導体装置３００に接続された外部機器とのインターフェース回路と、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路を有する。
【００８４】
このマイコンブロック３１４からは、アンテナ制御信号線３４１が引き出されて高周波スイッチ機能ブロック３１３に接続され、高周波スイッチの切り替えがこのアンテナ制御信号線３４１を介して行われる。このマイコンブロック３１４は、絶縁膜３０２ｂ上に島状に形成されたシリコン層であるシリコン島領域３１２に形成されている。なお、マイコンブロック３１４が形成されたシリコン島領域は、本発明の第３シリコン島領域である。
【００８５】
次に、本実施の形態に係る半導体装置３００の動作について説明する。なお、図６において、アンテナＡＮＴは、例えば第１周波数と第２周波数と第３周波数の３つの周波数を同時に受信できる能力を持つと想定している。
【００８６】
アンテナＡＮＴで受信された高周波信号は、本実施の形態の半導体装置３００のアンテナ端子ＳＷａに入力される。
【００８７】
高周波スイッチ機能ブロック３１３のアンテナ端子ＳＷａは、例えば図６の例では第２周波数のバンドを増幅する受信回路Ｒｘ２と接続されている。よって、アンテナ端子ＳＷａに入力された高周波信号は、高周波第２入力信号線３５２を介して、この場合ソース接地のトランジスタＴｒ２のゲート端子に入力される。
【００８８】
トランジスタＴｒ２のゲート端子に入力された高周波信号は、トランジスタＴｒ２で増幅され、トランジスタＴｒ２のドレイン端子から出力される。トランジスタで増幅された信号はトランジスタのドレイン端子からＤＣ電流を阻止するキャパシターを介して、バランス出力型のＳＡＷフィルターＳＡＷ２に入力される。
【００８９】
ＳＡＷフィルターＳＡＷ２に入力された高周波信号は所定のバンド幅でフィルタリングされ、第２バランス型出力端子ＲＦｏｕｔ２１とＲＦｏｕｔ２２に出力される。
【００９０】
なお、端子ＧＮＤ２１及びＧＮＤ２２は、バランス出力する時の共通接地端子である。また、トランジスタＴｒ２のゲート電極には、第２ゲートバイアス線３２２を介してゲートの直流バイアスが印加される。同様に、トランジスタＴｒ２のドレイン電極にはドレインバイアス線３２０を介してドレインの直流バイアスが印加される。これらのゲート電極とドレイン電極に印加されるＤＣバイアスは、マイコンブロック３１４で制御される。
【００９１】
アンテナＡＮＴと各バンドに対応する受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３との接続の切り替えは、アンテナ制御信号線３４１を介して、マイコンブロック３１４により制御される。
【００９２】
なお、上記では、第２周波数の受信回路Ｒｘ２を動作させる場合の半導体装置３００の動作について説明したが、第１周波数の受信回路Ｒｘ３及び第３周波数の受信回路Ｒｘ３を動作させる場合の動作についても、ほぼ同じである。
【００９３】
具体的には、第１周波数の受信回路Ｒｘ１を動作させる場合には、高周波スイッチ機能ブロック３１３のスイッチを高周波第１入力信号線３５１に繋がるように切り替え、トランジスタＴｒ１のゲートに高周波信号を入力する。この場合も、第１ゲートバイアス線３２１とドレインバイアス線３２０により、トランジスタＴｒ１のバイアス点が設定され増幅動作をする。この場合、ＳＡＷフィルターＳＡＷ２でフィルタリングされた信号は、第１バランス型出力端子ＲＦｏｕｔ１１とＲＦｏｕｔ１２から出力されるのである。端子ＧＮＤ１１及びＧＮＤ１２は、バランス出力する時の共通接地端子である。同様に、第３周波数の受信回路Ｒｘ３を動作させる場合には、高周波スイッチ機能ブロック３１３のスイッチを高周波第３入力信号線３５３に繋がるように切り替え、トランジスタＴｒ３のゲートに高周波信号を入力する。この場合も、第３ゲートバイアス線３２３とドレインバイアス線３２０により、トランジスタＴｒ３のバイアス点が設定され増幅動作をする。この場合、ＳＡＷフィルターＳＡＷ３でフィルタリングされた信号は、第３バランス型出力端子ＲＦｏｕｔ３１とＲＦｏｕｔ３２から出力される。端子ＧＮＤ３１及びＧＮＤ３２は、バランス出力する時の共通接地端子である。
【００９４】
これらの制御は、第１データー端子Ｄ１、第２データー端子Ｄ２、第３データー端子Ｄ３に送られる半導体装置３００が実装されている機器全体を制御するデジタルベースバンドと呼ばれる高機能なマイコンからのデーターとコマンドによって行われる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置３００は、実施の形態１に係る半導体装置１００を３つ有し、さらに、絶縁膜３０２ａ上に島状に形成され、高周波スイッチ機能ブロック３１３が形成されたシリコン層であるシリコン島領域３１１を有し、高周波スイッチ機能ブロック３１３は、半導体装置に接続されたアンテナＡＮＴと、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ２との接続及び非接続とを選択的に切り替えるスイッチである。
【００９６】
これにより、半導体装置３００は、アンテナＡＮＴと接続される高周波スイッチ機能ブロック３１３を含む１つのモジュールとして実現できる。
【００９７】
また、本実施の形態に係る半導体装置３００は、絶縁膜３０２ｂ上に島状に形成され、マイコンブロック３１４が形成されたシリコン層であるシリコン島領域３１２を有し、マイコンブロック３１４は、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３を制御するためのマイコンである。
【００９８】
これにより、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３を制御する制御回路を実現できる。例えば、制御回路としては、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３の動作モード（例えば、通常モードと消費電力削減モード）を切り替える回路が挙げられる。また、半導体装置３００に実装される高周波スイッチ機能ブロック３１３の接続を切り替える回路や、送受信周波数の切り替える回路が挙げられる。
【００９９】
また、本実施の形態において、高周波スイッチ機能ブロック３１３及びマイコンブロック３１４は、増幅回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３に用いたトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３と同様のシリコン島領域構造、即ち、絶縁基板１０１としてのサファイア基板上に絶縁膜３０２ａ及び３０２ｂを介してシリコン島領域がその上に位置した構造である。つまり、高周波スイッチ機能ブロック３１３及びマイコンブロック３１４は、そのシリコン島領域の中に半導体プロセスにより形成された複数のトランジスタを用いて形成された回路ブロックである。受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３に用いたトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のシリコン島領域１０３と、この高周波スイッチ機能ブロック３１３のシリコン島領域３１１及びマイコンブロック３１４のシリコン島領域３１２の違いはその能動トランジスタの数だけで、増幅器と高周波スイッチ機能ブロック３１３とマイコンブロック３１４は同一の半導体プロセスで作られる。前述したように、本実施の形態においても、絶縁基板１０１に、表面が酸化されたシリコン基板を貼り合せる方法、いわゆる密着させることで生ずる水素結合やファンデルワールス結合などを利用し結合させた後に、不要なシリコン材料を除去し、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３の絶縁膜１０２及びシリコン島領域１０３と、絶縁膜３０２ａ及び３０２ｂと、シリコン島領域３１１及び３１２とを、絶縁基板１０１上の所定の場所に残す。
【０１００】
本発明においては、従来の配線基板上ではなく、絶縁基板１０１としてのサファイア基板にＳＡＷフィルターをこの場合３個搭載している。この場合のＳＡＷフィルターは、同様にバランス出力型のＳＡＷフィルターを実施例３では想定している。これだけの機能の半導体装置を実現しても、本発明によれば従来よりも外形寸法は小さくでき、しかも放熱の対応も不要である。しかも、特性のばらつきが少なく、剥がれなどの量産時の課題も少ないのは、前述した通りである。
【０１０１】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る半導体装置は、実施の形態３に係る半導体装置３００とほぼ同じであるが、絶縁膜が絶縁基板上の全面に形成されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る半導体装置について、実施の形態３に係る半導体装置３００と異なる点を中心に説明する。
【０１０２】
実施の形態４に係る半導体装置について、図７を参照しながら説明する。
図７は、実施の形態４に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図である。
【０１０３】
図７に示した実施の形態４に係る半導体装置４００は、図６に示した実施の形態３に係る半導体装置３００と比較して、絶縁基板１０１の主面側のほぼ全面に形成された絶縁膜４０２を有し、この絶縁膜４０２上に、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３のシリコン島領域１０３と、高周波スイッチ機能ブロック３１３が形成されたシリコン島領域３１１と、マイコンブロック３１４が形成されたシリコン島領域３１２とが位置している点が異なる。
【０１０４】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置４００は、絶縁基板１０１と絶縁膜４０２との密着力を極めて強くすることができるので、絶縁膜４０２の剥がれ等の問題が発生せず、量産時に安定な半導体装置を製造することができる。言い換えると、製造工程の歩留まりが向上する。更に、この絶縁膜を厚く形成することによって、受動回路を構成する受動部品の高周波性能の１つの目安であるＱ値を大きくすることができる。よって、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３のキャパシターＣ１〜Ｃ３のＱ値を大きくすることができる。
【０１０５】
具体的には、絶縁基板１０１と、表面が酸化されたことにより表面にＳｉＯ2を有するシリコン基板とを貼り合せた後に、不要なシリコン材料を除去し、ＳｉＯ2を絶縁基板１０１のほぼ全面に残すと共に、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３のシリコン島領域１０３と、シリコン島領域３１１と、シリコン島領域３１２とを局所的に残す。このように全面に残されたＳｉＯ2が絶縁膜４０２となる。
【０１０６】
実施の形態２で述べたように、絶縁膜４０２を絶縁基板１０１のほぼ全面に残すことにより、上述した絶縁基板１０１から絶縁膜２０２の剥がれを低減できることに加えて、半導体プロセス途中において、受信回路Ｒｘ１〜Ｒｘ３の第１配線層１０８及び第２配線層１０４の剥がれ現象がなくなるなどの効果がある。
【０１０７】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る半導体装置は、実施の形態１に係る半導体装置１００と比較して、電極が絶縁基板の絶縁膜が形成された面と反対の面に形成され、さらに、絶縁基板を貫通し、配線と電極とを接続する貫通電極を備える。
【０１０８】
次に、本発明の実施の形態５に係る半導体装置について、図８を参照しながら説明する。
【０１０９】
図８は、実施の形態５に係る半導体装置の構成の一例を示す断面図である。
同図に示す半導体装置５００は、図２に示した半導体装置１００と比較して、ＳＡＷフィルターＳＡＷを搭載するための基板裏面側電極５１３が、絶縁基板１０１の絶縁膜１０２ａ及び１０２ｂが形成された面と反対の面に形成され、さらに、絶縁基板１０１を貫通し、第２配線層１０４と基板裏面側電極５１３とを接続する基板貫通電極５１２を備える。なお、基板裏面側電極５１３は本発明の電極であり、基板貫通電極５１２は本発明の貫通電極である。
【０１１０】
具体的には、ＳＡＷフィルターＳＡＷの部品電極１１０は絶縁基板１０１としてのサファイア基板の反対主面側に設けられた基板裏面側電極５１３と接合材１０９を介し電気的に接続されると共に、物理的にも固定される。この基板裏面側電極５１３に電気的に接続され、絶縁基板１０１の所定の場所に設けられた基板貫通電極５１２が、絶縁基板１０１の主面側あるトランジスタやキャパシターなどの各種の回路要素と、絶縁基板１０１の反対主面側にあるＳＡＷフィルターＳＡＷの部品電極１１０を電気的に相互に接続して、回路を形成する。また、絶縁基板１０１の主面側には保護樹脂５０１が設けられていると共に、表面側柱電極５０２を介して接続用バンプ５０３につながれている。
【０１１１】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置５００は、実施の形態１に係る半導体装置１００と比較して、絶縁基板１０１の反対主面側にもＳＡＷフィルターＳＡＷを搭載することができるようになり、更に小型化した半導体装置を実現できる。
【０１１２】
（実施の形態６）
実施の形態１〜５において、本発明に係る半導体装置を受信用の半導体装置として実現した構成について説明したが、本発明に係る半導体装置は、例えば、例えば携帯電話に用いられる送信用の半導体装置としても実現できる。
【０１１３】
以下、実施の形態６として、本発明に係る半導体装置を送信用の半導体装置として構成する場合について、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、実施の形態６に係る半導体装置の構成の一例を示す平面図、図１０は図９に示した半導体装置の等価回路を示す回路図である。
【０１１４】
図９に示すように、半導体装置６００は、絶縁基板１０１と、絶縁基板上に形成された絶縁膜６０２ａ〜６０２ｆと、絶縁膜６０２ａ上のシリコン島領域６０３ａに形成されたトランジスタＴｒ１と、絶縁膜６０２ｂ上に形成されたキャパシターＣ１と、絶縁膜６０２ｃ上のシリコン島領域６０３ｃに形成されたトランジスタＴｒ２と、絶縁膜６０２ｄ上のシリコン島領域６０３ｄに形成されたトランジスタＴｒ３と、絶縁膜６０２ｅ上に形成されたキャパシターＣ２と、絶縁膜６０２ｆ上に形成されたアイソレーター６５０とを備える。
【０１１５】
図１０は、図９に示した半導体装置１００の等価回路図である。図９に示した電極パッドＰｉｎは入力端子であり、バイアスされた高周波信号Ｖｇ１＋ＲＦｉｎが入力される。また、電極パッドＰ＿Ｖｄｄ１は電源端子であり電圧Ｖｄｄ１が供給される。同様に、電極パッドＰ＿Ｖｄｄ２は電源端子であり電圧Ｖｄｄ２が供給される。電極パッドＰ＿Ｖｇ２はバイアス端子であり、トランジスタＴｒ２及びＴｒ３のバイアス電圧Ｖｇ２が供給される。電極パッドＰ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３はグランドに接続されたグランド端子である。電極パッドＰｏｕｔは出力端子であり、出力信号ＲＦｏｕｔが出力される。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置６００は、絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１上に形成された絶縁膜６０２ａ〜６０２ｆと、絶縁膜６０２ａ上に島状に形成され、トランジスタＴｒ１が形成されたシリコン層であるシリコン島領域６０３ａと、絶縁膜６０２ｃ上に島状に形成され、トランジスタＴｒ２が形成されたシリコン層であるシリコン島領域６０３ｃと、絶縁膜６０２ｄ上に島状に形成され、トランジスタＴｒ３が形成されたシリコン層であるシリコン島領域６０３ｄと、シリコン島領域６０３ａ、６０３ｃ及び６０３ｄ外に形成されたキャパシターＣ１及びキャパシターＣ２を有する受動回路領域と、シリコン島領域６０３ａ、６０３ｃ及び６０３ｄ外かつ受動回路領域外に形成された電極パッドＰ６１〜Ｐ６３と、電極パッドＰ６１〜Ｐ６３上に搭載されたアイソレーター６５０と、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ２とキャパシターＣ１及びＣ２と電極パッドＰ６１〜Ｐ６３とを接続するための第２配線層１０４とを備え、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ２とキャパシターＣ１及びＣ２、アイソレーター６５０及び第２配線層１０４は、例えば携帯電話の送信回路を構成する。
【０１１７】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置６００は、実施の形態１に係る半導体装置１００と同様に極めて小型化できる。つまり、送信回路が構成された小型の半導体装置を実現できる。
【０１１８】
以上、本発明に係る半導体装置について各実施の形態に基づき説明したが、本発明は、これら実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、各実施の形態の組み合わせたものや、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。
【０１１９】
例えば、上記実施の形態において、受動回路としてキャパシターの構成を示したが、インダクターを有する構成であってもよい。具体的には、高周波回路で用いることの多いスパイラルインダクターも第１配線層１０８と第２配線層１０４とを用い半導体プロセスで形成可能であり、小型化が可能となる。
【０１２０】
また、上記した実施の形態では、サファイア基板上に形成されたシリコン島領域、いわゆるＳＯＳ構造を有する基板においてシリコン島領域及び絶縁島領域上に、トランジスタや容量、インダクターなどの素子が形成されているが、ＳＯＳ構造を有する基板上に形成される素子は、その他のものであってもよい。また、電子素子に限らず、光学素子等と組み合わせてもよい。また、例えば、あらかじめ別工程で製造された受動素子、能動素子等をＳＯＳ基板上に配置してもよい。
【０１２１】
また、上記した実施の形態では、絶縁膜は、シリコンを酸化したＳｉＯ2により形成されたが、シリコンを酸化する方法に限らず、別途絶縁膜としてＣＶＤ法などの方法により堆積したものであってもよい。また、ＳｉＯ2に限らずその他の絶縁膜であってもよい。
【０１２２】
また、上記した実施の形態では、サファイア基板上にシリコン基板を貼り合わせ法により貼り合わせて接合したが、その他の方法により接合してもよい。
【０１２３】
また、上記した半導体装置において、シリコン島領域直下を除く他の領域の絶縁膜の膜厚を該直下の膜厚よりも薄く形成してもよい。これにより、シリコン島領域に形成された能動デバイスで発生する熱を効率よく絶縁基板へ逃がすことができ、放熱効率が向上する。
【０１２４】
また、シリコン島領域直下を除く他の領域では、絶縁膜をエッチング等により完全に除去してもよい。また、シリコン島領域だけに限らず、配線層直下を除く他の領域の絶縁膜の膜厚を該直下の膜厚よりも薄く形成してもよい。
【０１２５】
また、第１の配線層、第２の配線層、電極パッドを構成する材料は、上記した材料に限らず導電性を有する材料であればよく、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕであってもよい。
【０１２６】
また、シリコン島領域の形状、大きさは、上記した実施の形態に示した例に限らずどのように変更してもよい。
【０１２７】
また、本発明に係る半導体装置を備えた各種デバイスなども本発明に含まれる。例えば、ＳＯＳ基板上に形成した能動素子や受動素子、これらの素子を備えた送信用及び受信用の高周波集積回路、これらの素子や高周波集積回路を含む高周波無線通信システムも本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明の半導体装置は、携帯電話などの通信機器の受信や送信を行なう、いわゆるフロントエンドのブロック、特にマルチバンド、マルチモードの通信に対応するフロントエンドブロックに適用する半導体装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、８０１      半導体装置
１０１      絶縁基板
１０２ａ〜１０２ｃ、２０２、３０２ａ、３０２ｂ、４０２、６０２ａ〜６０２ｆ      絶縁膜
１０３、３１１、３１２、６０３ａ、６０３ｃ、６０３ｄ      シリコン島領域
１０４      第２配線層
１０５      ゲート酸化膜
１０７      層間絶縁膜
１０８      第１配線層
１０９      接合材
３１３      高周波スイッチ機能ブロック
３１４      マイコンブロック
３２０      ドレインバイアス線
３２１      第１ゲートバイアス線
３２２      第２ゲートバイアス線
３２３      第３ゲートバイアス線
３４１      アンテナ制御信号線
３５１      高周波第１入力信号線
３５２      高周波第２入力信号線
３５３      高周波第３入力信号線
５０１      保護樹脂
５０２      表面側柱電極
５０３      接続用バンプ
５１２      基板貫通電極
５１３      基板裏面側電極
６５０      アイソレーター
８０２      配線基板
８０２ａ      配線基板の主面
８０２ｂ      配線基板の下面
８０３      半導体チップ
８０３ａ      半導体チップの表面
８０３ｂ      半導体チップの裏面
８０４、８０４ａ、８０４ｂ      受動部品
８０５      放熱用部材
８０５ａ      側壁部
８０５ｂ      天井部
８０５ｃ      放熱用部材の天井部の表面
８０５ｄ      放熱用部材との接合部
８０６      マーキング
８０７      接合材
８０８      バンプ電極
８１０      ビアホール
８１１      絶縁体層
８１２ａ      基板側電極
８１２ｃ    基準電位供給用端子
８１３ａ      トランジスタ
８１３ｂ      制御回路
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３      キャパシター
Ｄ      ドレイン電極
Ｄ１      第１データー端子
Ｄ２      第２データー端子
Ｄ３      第３データー端子
Ｇ      ゲート電極
ＧＮＤ１１、ＧＮＤ１２、ＧＮＤ２１、ＧＮＤ２２、ＧＮＤ３１、ＧＮＤ３２  端子
Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ＿６１〜Ｐ＿６３、Ｐ＿Ｇ１〜Ｐ＿Ｇ３、Ｐｉｎ、Ｐｏｕｔ、Ｐ＿Ｖｇ２Ｐ＿Ｖｄｄ、Ｐ＿Ｖｄｄ１、Ｒ＿Ｖｄｄ２、ＲＦｉｎ、ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２      電極パッド
ＲＦｏｕｔ１１、ＲＦｏｕｔ１２      第１バランス型出力端子
ＲＦｏｕｔ２１、ＲＦｏｕｔ２２      第２バランス型出力端子
ＲＦｏｕｔ３１、ＲＦｏｕｔ３２      第３バランス型出力端子
Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３      受信回路
Ｓ      ソース電極
ＳＡＷ、ＳＡＷ１、ＳＡＷ２、ＳＡＷ３      ＳＡＷフィルター
ＳＷａ      アンテナ端子
Ｔｒ、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３      トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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