(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）多層配線構造を有する配線基板と、
（ｂ）前記配線基板上に搭載された、信号の電力増幅を制御する電力制御部を含む第１半導体チップと、
（ｃ）前記配線基板上に搭載された、アンテナスイッチを含む第２半導体チップとを備え、
前記第１半導体チップの前記電力制御部と前記第２半導体チップの前記アンテナスイッチとの間の電気的接続は、
（ｄ１）前記第１半導体チップに形成されている複数の第１パッドと、前記複数の第１パッドにそれぞれ電気的に接続される複数の第１ワイヤと、前記複数の第１ワイヤにそれぞれ電気的に一方端が接続され、前記配線基板に形成される複数のボンディング配線と、
（ｄ２）前記複数のボンディング配線の他端にそれぞれ電気的に接続される複数の第２ワイヤと、前記複数の第２ワイヤにそれぞれ電気的に接続され、前記第２半導体チップに形成されている複数の第２パッドとにより行なわれている半導体装置であって、
前記複数のボンディング配線は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの間に挟まれるように前記配線基板に形成され、
前記複数のボンディング配線は、前記配線基板の表面に形成された複数の第１ボンディング配線と、前記配線基板の内部に形成された複数の第２ボンディング配線とを有し、
前記複数の第２ボンディング配線のそれぞれは、
前記配線基板の内部に形成された配線と、
前記配線基板の内部と表面とを接続するプラグと、
前記プラグと電気的に接続され、前記配線基板の表面に形成されている引き出し領域と、を有し、
前記複数の第１ワイヤの一部と前記複数の第２ワイヤの一部の少なくとも一方は、前記引き出し領域と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記複数の第１パッドは、前記第１半導体チップの第１辺に配列され、
前記複数の第２パッドは、前記第２半導体チップの第２辺に配列され、
前記複数の第１パッドの配列と前記複数の第２パッドの配列が、前記複数のボンディング配線を挟むように並んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第１半導体チップから前記第２半導体チップへ向う信号を伝達する配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置であって、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第２半導体チップに形成されている前記アンテナスイッチの切り替えを制御する切り替え制御信号を伝達する配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置であって、
前記アンテナスイッチは、電界効果トランジスタを含み、
前記切り替え制御信号は、前記電界効果トランジスタのゲート電極に印加することにより、前記電界効果トランジスタのオンオフを制御する信号であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置であって、
前記電界効果トランジスタは、高電子移動度トランジスタであることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項３記載の半導体装置であって、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第２半導体チップに形成されている前記アンテナスイッチに電力を供給する電源配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第２半導体チップから前記第１半導体チップへ向う信号を伝達する配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１半導体チップは、信号の電力増幅を制御する前記電力制御部の他に、信号の電力を増幅する電力増幅部を備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置であって、
前記第２半導体チップは、前記電力増幅部で増幅された信号の電力を検出する検出部を有し、
前記第１半導体チップに形成されている前記電力制御部は、前記第２半導体チップに形成されている前記検出部からの検出信号に基づいて信号の電力増幅を制御し、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記検出信号を伝達する配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９記載の半導体装置であって、
前記第１半導体チップは、前記電力制御部の他に、異なる周波数帯の信号の電力を増幅する複数の電力増幅部を備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置であって、
前記複数の電力増幅部は、第１周波数帯の第１信号を増幅する第１電力増幅部と、前記第１周波数帯とは異なる帯域の第２信号を増幅する第２電力増幅部とを有し、
前記アンテナスイッチは、増幅された前記第１信号と増幅された前記第２信号のいずれかの信号をアンテナから送信するための第１切り替えスイッチと、前記アンテナで受信した信号を受信回路に入力するための第２切り替えスイッチとを有し、
前記第１切り替えスイッチは前記電力制御部から出力される第１切り替え制御信号によって制御され、かつ、前記第２切り替えスイッチは前記電力制御部から出力される第２切り替え制御信号によって制御され、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第１切り替え制御信号を伝達する配線を含む一方、前記複数の第１ボンディング配線は、前記第２切り替え制御信号を伝達する配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項９記載の半導体装置であって、
前記配線基板には、
（ｅ）インピーダンス整合をとる整合回路と、
（ｆ）複数の周波数帯の信号から特定範囲の周波数帯の信号を通過させる選別回路を有し、
前記第１半導体チップに形成されている前記電力増幅部の出力を前記整合回路に入力し、前記整合回路の出力を前記選別回路に入力し、前記選別回路の出力を前記第２半導体チップに形成されている前記アンテナスイッチに入力し、前記アンテナスイッチからの出力をアンテナから送信することを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体装置であって、
前記選別回路は、前記配線基板の表面に形成されている第１配線と、前記配線基板の内部に形成されている第２配線とを使用して構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の半導体装置であって、
前記複数の第１パッドが配列されている前記第１半導体チップの第１辺と、前記複数の第２パッドが配列されており、前記第１辺と並んだ前記第２半導体チップの第２辺との間に、前記複数のボンディング配線が前記第１辺および前記第２辺と並行する方向に並んで配置されており、前記複数のボンディング配線が並んで配置されている幅は、前記第１辺の幅あるいは前記第２辺の幅のいずれかよりも小さく、
前記第１半導体チップの前記第１辺と交差する第３辺に前記電力増幅部からの電力を出力する複数の第３パッドが形成され、前記複数の第３パッドと前記配線基板上に形成されている前記整合回路とはそれぞれ複数の第３ワイヤにより接続され、
前記第２半導体チップの前記第２辺と交差する第４辺に前記アンテナスイッチに接続する複数の第４パッドが形成され、前記複数の第４パッドと前記配線基板上に形成されている前記選別回路とはそれぞれ複数の第４ワイヤにより接続され、
前記複数の第１ワイヤと前記複数の第３ワイヤとは、互いに接触はしないが延長すると平面的に交差する配置関係にあり、前記複数の第２ワイヤと前記複数の第４ワイヤとは、互いに接触はしないが延長すると平面的に交差する配置関係にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置であって、
前記複数の第１ワイヤと前記複数の第３ワイヤとのなす角は、４５°以上１３５°以下であり、
前記複数の第２ワイヤと前記複数の第４ワイヤとのなす角は、４５°以上１３５°以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記複数の第１パッドが配列されている前記第１半導体チップの第１辺と、前記複数の第２パッドが配列されており、前記第１辺と並行する前記第２半導体チップの第２辺との間に、前記複数のボンディング配線が前記第１辺および前記第２辺と並行する方向に並んで配置されており、前記複数のボンディング配線が並んで配置されている幅は、前記第１辺の幅あるいは前記第２辺の幅のいずれかよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置であって、
前記複数のボンディング配線には、前記複数の第１ボンディング配線が含まれ、前記複数の第１ボンディング配線のうち、前記第１辺あるいは前記第２辺の端部側に配置されている第１ボンディング配線は、前記第１辺あるいは前記第２辺の中央部側に配置されている第１ボンディング配線よりも、配線長が長いことを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置であって、
前記複数の第１ワイヤのうち、前記第１辺の端部側に配置されている第１ボンディング配線と接続する第１ワイヤの長さは、前記第１辺の中央部側に配置されている第１ボンディング配線と接続する第１ワイヤの長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の半導体装置であって、
前記複数の第２ワイヤのうち、前記第２辺の端部側に配置されている第１ボンディング配線と接続する第２ワイヤの長さは、前記第２辺の中央部側に配置されている第１ボンディング配線と接続する第２ワイヤの長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
請求項１７記載の半導体装置であって、
前記複数のボンディング配線には、前記複数の第１ボンディング配線と前記複数の第２ボンディング配線が含まれ、
前記複数の第１ボンディング配線は、前記第１辺あるいは前記第２辺の中央部側から、前記第１辺あるいは前記第２辺の端部側にわたって配置されており、
前記複数の第２ボンディング配線は、前記第１辺あるいは前記第２辺の中央部側に配置され、前記第１辺あるいは前記第２辺の端部側には配置されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項２２】
請求項１７記載の半導体装置であって、
前記複数のボンディング配線が並んで配置されているレイアウトは、前記第１辺の中心を通る中心線あるいは前記第２辺の中心を通る中心線に対して対称ではないことを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の半導体装置であって、
前記配線基板には、第１周波数帯の第１信号の電力を増幅する第１電力増幅部と電気的に接続され、電力を効率よく伝達するためにインピーダンス整合をとる第１整合回路と、前記第１整合回路と電気的に接続され、複数の周波数帯の信号から特定範囲の周波数帯の信号を選別する第１選別回路と、
前記第１周波数帯の第１信号よりも高い第２周波数帯の第２信号の電力を増幅する第２電力増幅部と電気的に接続され、電力を効率よく伝達するためにインピーダンス整合をとる第２整合回路と、前記第２整合回路と電気的に接続され、複数の周波数帯の信号から特定の周波数帯の信号を選別する第２選別回路とを有し、
前記第１整合回路および前記第１選別回路は、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップが並ぶ方向と交差する方向に配置され、かつ、前記第１整合回路および前記第１選別回路は、前記第１半導体チップおよび前記第２半導体チップを介して前記第２整合回路および前記第２選別回路とは反対側に配置されており、
前記複数のボンディング配線が並んで配置されているレイアウトは、前記第２整合回路および前記第２選別回路が形成されている方向にずれて配置され、前記第１整合回路および前記第１選別回路の形成側にスペースが確保されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、携帯電話機などに使用されるＲＦ（Radio Frequency）モジュールに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−１８０１５１号公報（特許文献１）には、電力増幅モジュールにおいて、電力増幅モジュールの一部を構成する１つの半導体チップにＬＤＭＯＳＦＥＴ（Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を形成している。そして、この１つの半導体チップを搭載した配線基板の表面に形成されている接続端子と半導体チップに形成されているパッドとをワイヤで接続する構成が開示されている。
【０００３】
特開平０７−０４５７８２号公報（特許文献２）には、多層基板上に形成されている暗号化データ復元用チップとＣＰＵチップとを接続する複数の配線が多層基板に形成されており、これらの複数の配線と暗号化データ復元用チップ、および、これらの複数の配線とＣＰＵチップがワイヤボンディングで接続されている。この複数の配線には、多層基板の表層に形成されている配線と、多層基板の内部に形成されている配線があるとしている。
【特許文献１】特開２００６−１８０１５１号公報
【特許文献２】特開平０７−０４５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式、ＰＣＳ（Personal Communication Systems）方式、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、およびＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式といった通信方式に代表される移動体通信機器が世界的に普及している。一般に、この種の移動体通信機器は、電波の放射と受信をするアンテナ、アンテナでの送受信を切り替えるアンテナスイッチ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給する高周波電力増幅器（ＲＦモジュール）、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池（バッテリー）で構成される。
【０００５】
移動体通信機器のＲＦモジュールの電力増幅回路に用いられる増幅素子としては、ＨＢＴ、ＨＥＭＴなどの化合物半導体デバイス、シリコンバイポーラトランジスタ、ＬＤＭＯＳＦＥＴ(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散ＭＯＳＦＥＴ)などが、目的や状況に応じて使用されている。
【０００６】
例えば、ＲＦモジュールとして、シリコンよりなる１つの半導体チップに電力を増幅する電力増幅部（電力増幅回路）と、この電力増幅部による増幅を制御する電力制御部とを形成するものがある。このとき、電力増幅部は３段増幅を行なうように構成され、例えば、３段のすべての増幅素子としてＬＤＭＯＳＦＥＴを使用しているものがある。そして、電力制御部としては、通常のＣＭＯＳＦＥＴ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を使用している。
【０００７】
このように構成されている半導体チップを配線基板上に搭載することで、ＲＦモジュールが形成される。ここで、ＲＦモジュールには、電力増幅部や電力制御部を形成した半導体チップの他に、電力を効率よく伝達するためにインピーダンス整合をとる整合回路も搭載されている。この整合回路は、容量素子やインダクタンス素子あるいは抵抗素子といった受動部品から構成され、ＲＦモジュールを構成する配線基板上に搭載されている。さらに近年では、ＲＦモジュールにアンテナスイッチを搭載するものも登場している。アンテナスイッチは、例えば、ｐチャネル型高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility transistor;ＨＥＭＴ）をスイッチ素子として使用している化合物半導体チップから構成されている。このようなＲＦモジュールでは、電力増幅部や電力制御部を構成するシリコンよりなる半導体チップと受動部品よりなる整合回路の他にアンテナスイッチを構成する化合物半導体チップも配線基板上に搭載されることになる。
【０００８】
そして、電力増幅部や電力制御部を構成する半導体チップ、整合回路、および、アンテナスイッチを構成する化合物半導体チップは、配線基板に形成されている配線で接続されている。具体的には、半導体チップを構成する電力増幅部は、半導体チップの外部に形成されている整合回路と電気的に接続されており、整合回路はＲＦモジュールに外付けされたローパスフィルタに接続されている。ローパスフィルタは、ＲＦモジュールの内部に搭載されているアンテナスイッチに接続されている。このように構成することにより、電力増幅部で電力を増幅された信号が整合回路を経由することにより効率よく伝達される。そして、整合回路から出力された信号に含まれる高調波ノイズがローパスフィルタで除去された後、アンテナスイッチを介してアンテナから送信される。このようにして、増幅された信号の送信が行なわれる。
【０００９】
このとき、アンテナスイッチの制御は、電力制御部からの制御で行なわれる。すなわち、アンテナスイッチを構成するスイッチを切り替えることで信号の送受信を行なわれるが、この制御は電力制御部からの制御で行なわれる。したがって、半導体チップに含まれる電力制御部と化合物半導体チップに含まれるアンテナスイッチとは、電気的に接続されることになる。具体的に、この接続は、配線基板上に半導体チップと化合物半導体チップとを並べて搭載し、その半導体チップと化合物半導体チップとをワイヤとボンディング配線で接続している。つまり、電力制御部に接続する第１パッドが半導体チップに形成され、この第１パッドと配線基板の表面に形成されているボンディング配線の一端がワイヤによって接続されている。一方、このボンディング配線の他端が、化合物半導体チップに形成されている第２パッドとワイヤによって接続される。この化合物半導体チップに形成されている第２パッドは、アンテナスイッチに接続されている。このようにして、半導体チップの電力制御部と化合物半導体チップのアンテナスイッチが電気的に接続されている。この電気的な接続は、複数のボンディング配線と複数の第１パッドとをそれぞれ複数のワイヤで接続するとともに、複数のボンディング配線と複数の第２パッドとをそれぞれ複数のワイヤで接続することにより行なわれる。
【００１０】
ここで、従来のＲＦモジュールでは、半導体チップの電力制御部と化合物半導体チップのアンテナスイッチとを接続する複数のボンディング配線の形成領域幅が半導体チップの一辺あるいは化合物半導体チップの一辺よりも大きくなっていたが、ＲＦモジュールに搭載する部品数が少なく、配線基板の設計自由度を制約する要因とはなっていなかった。
【００１１】
ところが、近年、携帯電話機の多機能化および小型化が進んでいる。携帯電話機の多機能化の一例として異なる複数の周波数帯の信号や送受信方式の異なる信号を送受信できるようにすることが挙げられる。このため、アンテナスイッチで切り替えるチャネル数が増加しており、それに伴って、電力制御部とアンテナスイッチとを接続するボンディング配線の数も増加することになる。このため、ＲＦモジュールに占めるボンディング配線を形成する面積が無視できなくなってきている。さらに、携帯電話機の小型化に伴い、ＲＦモジュールの小型化も要求されることになり、電力制御部とアンテナスイッチとを接続する複数のボンディング配線が占める面積が整合回路の形成領域を圧迫しており、整合回路の配線自由度が低下してきている。すなわち、電力増幅部を構成する半導体チップとアンテナスイッチを構成する化合物半導体チップとの間に複数のボンディング配線が形成される。このとき、複数のボンディング配線を配置する領域幅は、半導体チップの一辺あるいは化合物半導体基板の一辺よりも大きくなっているが、このことがＲＦモジュールの整合回路形成領域を圧迫する要因として顕在化しつつある。
【００１２】
さらに、従来はＲＦモジュールの外部に形成されていたローパスフィルタをＲＦモジュール内に搭載することが行なわれている。したがって、ＲＦモジュールにローパスフィルタを形成する領域を確保する必要があり、電力制御部とアンテナスイッチとを接続する複数のボンディング配線が占める面積が増大することは、この点からも問題となる。
【００１３】
本発明の目的は、ＲＦモジュールを構成する半導体装置において、半導体チップの電力制御部と化合物半導体チップのアンテナスイッチとを接続する配線基板上のボンディング配線の占有面積を低減できる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１６】
本発明による半導体装置は、（ａ）多層配線構造を有する配線基板と、（ｂ）前記配線基板上に搭載された、電力増幅を制御する電力制御部として機能する第１半導体チップと、（ｃ）前記配線基板上に搭載された、アンテナスイッチとして機能する第２半導体チップとを備える。そして、前記第１半導体チップの前記電力制御部と前記第２半導体チップの前記アンテナスイッチとの間の電気的接続は、以下のように実施される。すなわち、（ｄ１）前記第１半導体チップに形成されている複数の第１パッドと、前記配線基板に形成されている複数のボンディング配線とをそれぞれ電気的に接続する複数の第１ワイヤと、（ｄ２）前記複数のボンディング配線と、前記第２半導体チップに形成されている複数の第２パッドとをそれぞれ電気的に接続する複数の第２ワイヤとにより行なわれている。ここで、前記複数のボンディング配線は、前記配線基板の表面に形成された複数の第１ボンディング配線と、前記配線基板の内部に形成された複数の第２ボンディング配線とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
代表的な実施の形態によれば、複数のボンディング配線を、配線基板の表面に形成された複数の第１ボンディング配線と、配線基板の内部に形成された複数の第２ボンディング配線から構成することにより、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の本数を低減することができる。このため、配線基板の表面における複数のボンディング配線の占有面積を低減することができる。このことから、例えば、配線基板上に形成される整合回路やローパスフィルタなどの配置領域を充分に確保することができ、配線基板の設計自由度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１９】
ＲＦモジュールを構成する半導体装置において、半導体チップの電力制御部と化合物半導体チップのアンテナスイッチとを接続する配線基板上のボンディング配線の占有面積を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２１】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２２】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２３】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２４】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２５】
以下に示す実施の形態で記載されているＭＯＳＦＥＴは、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）の一例であり、本発明はゲート絶縁膜に酸化シリコン膜を使用する場合のほか、酸化シリコン膜よりも誘電率の高い高誘電率膜を使用する場合なども含まれる。
【００２６】
（実施の形態１）
＜デジタル携帯電話機における送受信部の構成および動作＞
図１は、例えばデジタル携帯電話機における信号送受信部のブロック図を示したものである。図１において、携帯電話機における信号送受信部は、デジタル信号処理部１、ＩＦ（Intermediate Frequency）部２、変調信号源３、ミキサ４、ＲＦモジュール５、アンテナスイッチ６、アンテナ７、低雑音増幅器８を有している。
【００２７】
デジタル信号処理部１は、音声信号などのアナログ信号をデジタル処理してベースバンド信号を生成できるようになっており、ＩＦ部２は、デジタル信号処理部１で生成されたベースバンド信号を中間周波数の信号に変換することができるようになっている。
【００２８】
変調信号源３は、周波数が安定な水晶発振器などの基準発振器を使用して変調信号を得るようにした回路であり、ミキサ４は、周波数を変換する周波数変換器である。
【００２９】
ＲＦモジュール５は、微弱な入力信号と相似な大電力の信号を電源から供給される電力で新たに生成して出力する回路である。
【００３０】
アンテナスイッチ６は、デジタル携帯電話機に入力される入力信号とデジタル携帯電話機から出力される出力信号とを分離するためのものである。
【００３１】
アンテナ７は、電波を送受信するためのものであり、低雑音増幅器８は、アンテナ７で受信した信号を増幅するためのものである。
【００３２】
デジタル携帯電話機は、上記のように構成されており、以下に、その動作について簡単に説明する。まず、信号を送信する場合について説明する。デジタル信号処理部１で音声信号などのアナログ信号をデジタル処理することにより生成されたベースバンド信号は、ＩＦ部２において、中間周波数の信号に変換される。続いて、この中間周波数の信号は、変調信号源３およびミキサ４によって、無線周波数（ＲＦ（Radio  Frequency）周波数）の信号に変換される。無線周波数に変換された信号は、ＲＦモジュール５に入力される。ＲＦモジュール５に入力した無線周波数の信号は、ＲＦモジュール５で増幅された後、アンテナスイッチ６を介してアンテナ７より送信される。
【００３３】
次に、信号を受信する場合について説明する。アンテナ７により受信された無線周波数の信号は、低雑音増幅器８で増幅される。続いて、低雑音増幅器８で増幅された信号は、変調信号源３およびミキサ４によって、中間周波数の信号に変換された後、ＩＦ部２に入力される。ＩＦ部２では、中間周波数の信号の検波が行なわれ、ベースバンド信号が抽出される。その後、このベースバンド信号は、デジタル信号処理部１で処理され、音声信号が出力される。
【００３４】
＜ＲＦモジュールの構成＞
上述したように、デジタル携帯電話機から信号を送信する際、ＲＦモジュール５によって信号は増幅される。次に、このＲＦモジュール５の回路ブロック構成について説明する。図２は、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５の回路ブロック構成を示す図である。図２において、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５は、増幅部１０、出力整合回路１４ａ、１４ｂ、検波回路１５ａ、１５ｂ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６ａ、１６ｂおよびアンテナスイッチ６を有している。
【００３５】
増幅部１０は、整合回路１１ａ、１２ａ、増幅回路１１ｂ、１２ｂおよび制御回路１３から構成されている。整合回路１１ａは、ＲＦモジュール５に入力する入力信号（ＲＦ入力）の反射を抑制して効率良く増幅回路１１ｂに出力できようになっている。この整合回路１１ａは、例えば、インダクタ、容量素子および抵抗素子などの受動部品から形成されており、入力信号に対するインピーダンス整合をとることができるように組み合わされている。整合回路１１ａに入力される入力信号は、第１周波数帯の信号である。例えば、第１周波数帯の信号としては、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）方式を利用した信号が挙げられ、周波数帯としては、ＧＳＭ低周波帯域の８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚを使用している信号である。
【００３６】
増幅回路１１ｂは、整合回路１１ａに接続されており、整合回路１１ａから出力された入力信号を増幅するように構成されている。すなわち、増幅回路１１ｂは、ＧＳＭ低周波帯域の入力信号を増幅するアンプであり、例えば、３つの増幅段から構成されている。増幅回路１１ｂでは、整合回路１１ａから出力されたＧＳＭ低周波帯域の入力信号がまず、初段の増幅段で増幅される。そして、初段の増幅段で増幅された入力信号は、中段の増幅段で増幅された後、さらに、終段の増幅段で増幅されるようになっている。この増幅回路１１ｂによって、微弱な入力信号と相似の大電力の増幅信号を得ることができる。
【００３７】
このように、増幅部１０には、ＧＳＭ低周波帯域の入力信号を増幅するための整合回路１１ａと増幅回路１１ｂを有しているが、さらに、増幅部１０には、ＧＳＭ高周波帯域の入力信号も増幅できるようになっている。具体的には、増幅部１０は、さらに、整合回路１２ａと増幅回路１２ｂを有している。
【００３８】
整合回路１２ａは、ＲＦモジュール５に入力する入力信号（ＲＦ入力）の反射を抑制して効率良く増幅回路１２ｂに出力できようになっている。この整合回路１２ａは、例えば、インダクタ、容量素子および抵抗素子などの受動部品から形成されており、入力信号に対するインピーダンス整合をとることができるように組み合わされている。整合回路１２ａに入力される入力信号は、第２周波数帯の信号である。例えば、第２周波数帯の信号としては、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）方式を利用した信号が挙げられ、周波数帯としては、ＧＳＭ高周波帯域の１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚを使用している信号である。この整合回路１２ａは、ＧＳＭ高周波帯域の信号用の整合回路であり、上述したＧＳＭ低周波帯域の信号用の整合回路とは異なる数値の受動部品から構成されている。
【００３９】
増幅回路１２ｂは、整合回路１２ａに接続されており、整合回路１２ａから出力された入力信号を増幅するように構成されている。すなわち、増幅回路１２ｂは、ＧＳＭ高周波帯域の入力信号を増幅するアンプであり、例えば、３つの増幅段から構成されている。増幅回路１２ｂでは、整合回路１２ａから出力されたＧＳＭ高周波帯域の入力信号がまず、初段の増幅段で増幅される。そして、初段の増幅段で増幅された入力信号は、中段の増幅段で増幅された後、さらに、終段の増幅段で増幅されるようになっている。この増幅回路１２ｂによって、微弱な入力信号と相似の大電力の増幅信号を得ることができる。
【００４０】
以上のように本実施の形態１における増幅部１０は、ＧＳＭ低周波帯域の信号とＧＳＭ高周波帯域の信号という異なる周波数帯域の信号を増幅できるように構成されている。そして、増幅部１０には、ＧＳＭ低周波帯域の信号を増幅する増幅回路１１ｂと、ＧＳＭ高周波帯域の信号を増幅する増幅回路１２ｂとを制御する制御回路１３を有している。制御回路１３は、ＲＦモジュール５に入力される電源（電源電圧）と制御信号（パワー制御電圧）にしたがって、それぞれ、増幅回路１１ｂと増幅回路１２ｂにバイアス電圧を印加して増幅度を制御するように構成されている。
【００４１】
このように、制御回路１３は、増幅回路１１ｂと増幅回路１２ｂとの制御を行なうが、増幅回路１１ｂの増幅度や増幅回路１２ｂの増幅度が一定になるようにフィードバック制御を行なっている。このフィードバック制御の構成について説明する。
【００４２】
フィードバック制御を実現するために、ＧＳＭ低周波帯の信号を増幅する増幅回路１１ｂの出力には、方向性結合器（カプラ）（図示せず）が設けられている。方向性結合器は、増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号の電力を検出できるように構成されている。具体的に方向性結合器は、主線路を構成する配線と副線路を構成する配線から形成されており、主線路を進行する増幅信号の電力を電磁界結合によって副線路で検出するものである。
【００４３】
この方向性結合器には、検波回路１５ａが接続されている。検波回路１５ａは、方向性結合器により検出された電力を電圧あるいは電流に変換して制御回路１３に検出信号を出力するように構成されている。このように、フィードバック制御は、方向性結合器と検波回路１５ａにより実現されている。制御回路１３では、検波回路１５ａから入力した検出信号と制御信号（パワー制御電圧）の差分を算出し、算出した差分がなくなるように増幅回路１１ｂに印加するバイアス電圧を調整するように構成されている。このようにして、制御回路１３は、増幅回路１１ｂの増幅度が一定になるように制御している。同様に、ＧＳＭ高周波帯の信号を増幅する増幅回路１２ｂの出力には、方向性結合器（カプラ）（図示せず）が設けられ、この方向性結合器に検波回路１５ｂが接続されている。検波回路１５ｂで検出された検出信号は、制御回路１３に入力するようになっている。
【００４４】
次に、出力整合回路１４ａは、増幅部１０に含まれる増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号を入力し、この増幅信号のインピーダンス整合をとるように構成されている。すなわち、出力整合回路１４ａは、増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号を効率良く伝達する機能を有し、例えば、インダクタ、容量素子および抵抗素子などの受動部品から構成されている。この出力整合回路１４ａには、増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号が入力されるため、ＧＳＭ低周波帯域の信号用の整合回路である。
【００４５】
ローパスフィルタ１６ａは、出力整合回路１４ａに接続されており、高調波ノイズを除去する機能を有している。例えば、増幅回路１１ｂで入力信号を増幅する場合、ＧＳＭ低周波帯域の信号が増幅されるが、このとき、ＧＳＭ低周波帯域の整数倍の高調波も生成される。この高調波は、ＧＳＭ低周波帯域の信号に含まれることになるが、ＧＳＭ低周波帯域の増幅信号とは周波数の異なるノイズ成分となる。したがって、増幅されたＧＳＭ低周波帯域の増幅信号から高調波成分を除去する必要がある。この機能を有するのが、出力整合回路１４ａの後に接続されたローパスフィルタ１６ａである。このローパスフィルタ１６ａは、複数の周波数帯の信号から特定範囲の周波数帯の信号を通過させる選別回路として機能するものである。すなわち、ローパスフィルタ１６ａは、ＧＳＭ低周波帯域の増幅信号を通過させる一方、ＧＳＭ低周波帯域の増幅信号よりも周波数の高い高調波を減衰させるように構成されている。このローパスフィルタ１６ａにより、ＧＳＭ低周波帯域の増幅信号に含まれる高調波ノイズを低減することができる。
【００４６】
続いて、ＧＳＭ高周波帯域の増幅信号を生成する増幅回路１２ｂの出力にも、出力整合回路１４ｂとローパスフィルタ１６ｂが接続されている。具体的に、出力整合回路１４ｂは、増幅部１０に含まれる増幅回路１２ｂで増幅された増幅信号を入力し、この増幅信号のインピーダンス整合をとるように構成されている。すなわち、出力整合回路１４ｂは、増幅回路１２ｂで増幅された増幅信号を効率良く伝達する機能を有し、例えば、インダクタ、容量素子および抵抗素子などの受動部品から構成されている。この出力整合回路１４ｂには、増幅回路１２ｂで増幅された増幅信号が入力されるため、ＧＳＭ高周波帯域の信号用の整合回路である。
【００４７】
ローパスフィルタ１６ｂは、出力整合回路１４ｂに接続されており、高調波ノイズを除去する機能を有している。例えば、増幅回路１２ｂで入力信号を増幅する場合、ＧＳＭ高周波帯域の信号が増幅されるが、このとき、ＧＳＭ高周波帯域の整数倍の高調波も生成される。この高調波は、ＧＳＭ高周波帯域の信号に含まれることになるが、ＧＳＭ高周波帯域の増幅信号とは周波数の異なるノイズ成分となる。したがって、増幅されたＧＳＭ高周波帯域の増幅信号から高調波成分を除去する必要がある。この機能を有するのが、出力整合回路１４ｂの後に接続されたローパスフィルタ１６ｂである。このローパスフィルタ１６ｂは、複数の周波数帯の信号から特定範囲の周波数帯の信号を通過させる選別回路として機能するものである。すなわち、ローパスフィルタ１６ｂは、ＧＳＭ高周波帯域の増幅信号を通過させる一方、ＧＳＭ高周波帯域の増幅信号よりも周波数の高い高調波を減衰させるように構成されている。このローパスフィルタ１６ｂにより、ＧＳＭ高周波帯域の増幅信号に含まれる高調波ノイズを低減することができる。
【００４８】
次に、アンテナスイッチ６は、アンテナ７に接続する回線を切り替えるように構成されており、この回線の切り替えは、切り替えスイッチによって行なわれる。具体的に、アンテナスイッチ６を構成する切り替えスイッチは、ローパスフィルタ１６ａの出力とローパスフィルタ１６ｂの出力を切り替えて、アンテナ７に接続するように構成されている。つまり、ローパスフィルタ１６ａから出力されるＧＳＭ低周波帯域の増幅信号をアンテナ７から出力する場合には、切り替えスイッチによって、ローパスフィルタ１６ａの出力をアンテナ７に接続するように構成されている。一方、ローパスフィルタ１６ｂから出力されるＧＳＭ高周波帯域の増幅信号をアンテナ７から出力する場合には、切り替えスイッチによって、ローパスフィルタ１６ｂの出力をアンテナ７に接続するようになっている。このようにアンテナスイッチ６は、二系統の出力（送信状態）を切り替えるように構成されているとともに、さらに、受信状態にも切り替えることができるように構成されている。例えば、受信状態では、アンテナで受信した受信信号を受信回路へ出力するように切り替えスイッチを動作させるようになっている。この受信回線も複数存在するため、複数の受信回路へ切り替えることができるように切り替えスイッチが構成されている。
【００４９】
アンテナスイッチ６を構成する切り替えスイッチの制御は、増幅部１０に含まれる制御回路１３によって行なわれる。すなわち、制御回路１３は、増幅回路１１ｂと増幅回路１２ｂの制御を行なうとともに、アンテナスイッチ６の制御も行なうように構成されている。図３は、アンテナスイッチ６を構成する切り替えスイッチの具体的な構成と、この切り替えスイッチを制御回路１３で制御する様子を示す模式図である。図３において、増幅された増幅信号（ＲＦ信号（低周波帯域））は、アンテナスイッチ６内に形成されている切り替えスイッチ２０のオン／オフによってアンテナ（図示せず）への出力／非出力が制御されている。また、アンテナからの受信信号は、アンテナスイッチ６内に形成されている切り替えスイッチ２１のオン／オフによって受信回路（図示せず）への出力／非出力が制御される。同様に、増幅された増幅信号（ＲＦ信号（高周波帯域））も図示していないが、アンテナスイッチ６内の切り替えスイッチのオン／オフによってアンテナへの出力／非出力が制御されている。
【００５０】
アンテナスイッチ６内に形成されているこれらの切り替えスイッチ２０、２１などは、例えば、電界効果トランジスタから構成されている。そして、電界効果トランジスタのソース領域Ｓとドレイン領域Ｄの間を増幅信号（ＲＦ信号）が伝達するように構成している。このとき、電界効果トランジスタのゲート電極Ｇに制御回路１３からのスイッチ切り替え制御信号を印加することにより、電界効果トランジスタのオン／オフを制御するように構成されている。これにより、制御回路１３から電界効果トランジスタのゲート電極Ｇに印加されるスイッチ切り替え制御信号により、電界効果トランジスタのオン／オフを制御できる。したがって、電界効果トランジスタがオンすると、ソース領域Ｓとドレイン領域Ｄが導通し、増幅信号（ＲＦ信号）はアンテナへ出力される。一方、電界効果トランジスタがオフすると、ソース領域Ｓとドレイン領域Ｄが非導通となり、増幅信号（ＲＦ信号）はアンテナへ出力されない。このように、電界効果トランジスタを切り替えスイッチとして使用することができることがわかる。
【００５１】
＜ＲＦモジュールの動作＞
本実施の形態１におけるＲＦモジュール５は上記のように構成されており、以下に、その動作について説明する。図２に示すように、本実施の形態１では、ＧＳＭ低周波帯域の信号およびＧＳＭ高周波帯域の信号を増幅することができるように構成されているが、動作は同様なので、ＧＳＭ低周波帯域の信号を増幅する動作について説明する。なお、通信方式は、ＧＳＭ方式について説明しているが、その他の通信方式であってもよい。
【００５２】
図２に示すように、ＲＦモジュール５に微弱な入力信号（ＲＦ入力）が入力されると、まず、微弱な入力信号は、整合回路１１ａに入力する。整合回路１１ａでは、微弱な入力信号に対して、インピーダンス整合をとっているので、反射することなく効率的に入力信号が増幅回路１１ｂに向って出力される。続いて、増幅回路１１ｂに入力した入力信号は、増幅回路１１ｂを構成する３つの増幅段によって電力が増幅される。このとき、増幅回路１１ｂによる電力の増幅は、制御回路１３によって制御される。具体的には、制御回路１３に入力する電源（電源電圧）と制御信号（パワー制御電圧）に基づいて、制御回路１３は、増幅回路１１ｂにバイアス電圧を印加する。すると、増幅回路１１ｂは、制御回路１３からのバイアス電圧に基づいて入力信号を増幅して増幅信号を出力する。このようにして、増幅部１０で増幅された増幅信号が出力される。
【００５３】
増幅部１０から出力される増幅信号は、一定電力であることが望ましい。しかし、外部からの影響により実際に出力される増幅信号の電力が所望の電力になっているとは限らない。そこで、増幅回路１１ｂを制御する制御回路１３にフィードバックをかけている。このフィードバック回路の動作について説明する。
【００５４】
増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号の電力は、方向性結合器（カプラ）（図示せず）によって検出される。方向性結合器で検出された電力は、方向性結合器に接続されている検波回路１５ａで電圧に変換される。検波回路１５ａで変換された電圧からなる検出信号は、制御回路１３に入力する。一方、制御回路１３には、ＲＦモジュール５の外部から入力した制御信号（パワー制御電圧）も入力している。そして、制御回路１３は、検波回路１５ａで変換された検出信号と、ＲＦモジュール５の外部から入力した制御信号との差分を算出する。次に、制御回路１３は、算出された差分がなくなるように制御回路１３から増幅回路１１ｂへ印加するバイアス電圧を制御する。このようにして、増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号の電力が一定となる。この動作がフィードバック回路の動作である。
【００５５】
続いて、増幅回路１１ｂで増幅された増幅信号は、出力整合回路１４ａに入力する。出力整合回路１４ａでは、増幅された増幅信号に対して、インピーダンス整合をとっているので、反射することなく効率的に増幅信号がローパスフィルタ１６ａに向って出力される。続いて、ローパスフィルタ１６ａに入力した増幅信号は、ローパスフィルタ１６ａで増幅信号に含まれる高調波が除去される。その後、ローパスフィルタ１６ａを通過した増幅信号は、アンテナスイッチ６に入力する。このとき、制御回路１３からのスイッチ切り替え制御信号によってアンテナスイッチ６を構成する切り替えスイッチが制御される。いまの場合には、ローパスフィルタ１６ａとアンテナ７が電気的に接続するように切り替えスイッチを制御する。これにより、ローパスフィルタ１６ａから出力された増幅信号は、オン状態の切り替えスイッチを介してアンテナ７から送信される。以上のようにして、ＲＦモジュール５で増幅された増幅信号をアンテナ７から送信することができる。
【００５６】
次に、アンテナ７で受信した受信信号を取り込む動作につい説明する。制御回路１３からのスイッチ切り替え制御信号により切り替えスイッチを切り替える。具体的には、アンテナ７とＲＦモジュール５の外部に設けられている受信回路（図示せず）とを電気的に接続するように、アンテナスイッチ６に含まれる切り替えスイッチを切り替える。すると、アンテナ７で受信された受信信号は、アンテナスイッチ６を構成する切り替えスイッチを介して受信回路に入力する。そして、受信回路内で信号処理される。このようにして、受信信号を受信することができる。
【００５７】
＜ＲＦモジュールの実装構成＞
次に、ＲＦモジュール５の実装構成について説明する。図４は、ＲＦモジュール５の実装構成の概略を示す図である。図４に示すように、ＲＦモジュール５は、多層配線構造の配線基板２５上に半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が搭載されている。そして、配線基板２５上には、半導体チップＣＨＰ１および半導体チップＣＨＰ２以外にインダクタ、容量素子あるいは抵抗素子などの受動部品が搭載されている。
【００５８】
半導体チップＣＨＰ１は、シリコン基板に半導体素子および配線を形成したものであり、図２に示す増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂ、さらには、制御回路１３が形成されている。増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂは、シリコン基板上に形成されたＬＤＭＯＳＦＥＴから構成され、制御回路１３は、シリコン基板上に形成されたＣＭＯＳＦＥＴから構成される。このように増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂをＬＤＭＯＳＦＥＴから形成し、制御回路１３をＣＭＯＳＦＥＴから形成することにより、１つのシリコン基板からなる半導体チップＣＨＰ１に増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂと制御回路１３を形成できる。このため、低コスト化を実現することができる。さらに、増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂをＬＤＭＯＳＦＥＴから形成することにより、低ノイズ化も実現できる利点もある。すなわち、ＬＤＭＯＳＦＥＴは、低ノイズで信号を増幅できる機能を有している。ＬＤＭＯＳＦＥＴの構成については、本実施の形態１の特徴と直接関係ないため、そのデバイス構造については省略する。ＬＤＭＯＳＦＥＴのデバイス構造についての詳細は、特開２００６−１８０１５１号公報の図６に記載されている。
【００５９】
半導体チップＣＨＰ２は、ＧａＡｓ基板などの化合物半導体基板に半導体素子および配線を形成したものであり、図２に示すアンテナスイッチ６が形成されている。アンテナスイッチ６に形成されている切り替えスイッチは、電界効果トランジスタから構成されている。アンテナスイッチ６に使用される電界効果トランジスタは、例えば、化合物半導体基板上に形成される高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）から形成される。
【００６０】
高電子移動度トランジスタは、半絶縁性ＧａＡｓ基板（化合物半導体基板）上に、高抵抗なＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層を積層して形成し、ＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層とのヘテロ結合界面にできる三角形の井戸型ポテンシャルを利用するものである。この高電子移動度トランジスタは、ＡｌＧａＡｓ層の表面に金属膜を形成してショットキー障壁型のゲート電極を有し、このゲート電極を挟んで、ヘテロ接合面に電流を流すためのオーム性のソース電極とドレイン電極を設けた構造をしている。
【００６１】
高電子移動度トランジスタは、この井戸型ポテンシャルに形成される２次元電子ガスをキャリアとして利用する。ヘテロ接合界面に存在する井戸型ポテンシャルの幅が電子の波長と同程度の幅しかなく、電子は、ほぼ界面に沿った２次元的な運動しかできないため、大きな電子移動度が得られるという特性がある。したがって、２次元電子ガスの高移動度特性により、高周波特性および高速特性に優れ、雑音が非常に少ないことから、高速性を要求されるアンテナスイッチ６に使用される。
【００６２】
ただし、アンテナスイッチ６として使用される半導体素子は、化合物半導体基板に形成された高電子移動度トランジスタに限られるものではなく、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板に形成された電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）なども使用することができる。ＭＯＳＦＥＴをＳＯＩ基板上に形成することで、完全に素子分離することができ、また、ソース領域あるいはドレイン領域の容量を低減することができる。このため、集積密度や動作速度の向上、高耐圧化やラッチアップフリー化を実現できる利点がある。
【００６３】
このようにＲＦモジュール５は、シリコン基板を使用している半導体チップＣＨＰ１と化合物半導体基板を使用している半導体チップＣＨＰ２が搭載されている。そして、半導体チップＣＨＰ１に形成されている制御回路１３は、増幅回路１１ｂや増幅回路１２ｂを制御する機能のほか、半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチ６を制御する機能も有している。このため、半導体チップＣＨＰ１の制御回路１３と半導体チップＣＨＰ２のアンテナスイッチ６とは、電気的に接続されている。制御回路１３のうち、アンテナスイッチ６を制御する機能は、図４に示すように、制御回路１３に含まれるスイッチ制御回路１３ａで実現される。
【００６４】
図４では、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が電気的に接続されていることを模式的に示しているので、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が直接ワイヤによって接続されているようになっている。しかし、実際は、後述するように、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間には、配線基板２５に形成されているボンディング配線を使用して電気的に接続されている。つまり、半導体チップＣＨＰ１のパッドとボンディング配線が接続され、このボンディング配線が半導体チップＣＨＰ２のパッドと接続されている。これにより、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の電気的接続が行なわれている。このように半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを直接ワイヤで接続せずに、配線基板２５に形成されたボンディング配線を使用するのは、できるだけ、ワイヤの長さを短くしたいからである。ワイヤの長さが短くなれば、ワイヤ間のカップリングの影響を低減することができ、ノイズの発生を抑制できるからである。
【００６５】
次に、図４に示すＲＦモジュール５には、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２のほかに、出力整合回路１４ａ、１４ｂおよびローパスフィルタ１６ａ、１６ｂも搭載されている。出力整合回路１４ａとローパスフィルタ１６ａは、ＧＳＭ低周波帯域の信号に使用されるものであり、出力整合回路１４ｂとローパスフィルタ１６ｂは、ＧＳＭ高周波帯域の信号に使用されるものである。
【００６６】
出力整合回路１４ａ、１４ｂおよびローパスフィルタ１６ａ、１６ｂは、インダクタ、容量素子あるいは抵抗素子などの受動部品を使用して形成されている。図４に示すように、ＲＦモジュール５では、配線基板２５の中央部に半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が並んで搭載されている。そして、配線基板２５の上側周辺部（図４参照）にＧＳＭ低周波帯域の信号に使用される出力整合回路１４ａおよびローパスフィルタ１６ａが配置されており、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２を挟んだ反対側の下側周辺部（図４参照）にＧＳＭ高周波帯域の信号に使用される出力整合回路１４ｂおよびローパスフィルタ１６ｂが配置されている。
【００６７】
図４に示すように、半導体チップＣＨＰ１に形成されている増幅回路１１ｂが出力整合回路１４ａとワイヤで接続されており、ローパスフィルタ１６ａと半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチ６がワイヤを使用して接続されている。同様に、半導体チップＣＨＰ１に形成されている増幅回路１２ｂが出力整合回路１４ｂとワイヤで接続されており、ローパスフィルタ１６ｂと半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチ６がワイヤを使用して接続されている。
【００６８】
＜本実施の形態１の特徴的構成＞
ＲＦモジュール５は上記のように実装構成されており、次に、本実施の形態１の特徴的構成について説明する。本実施の形態１におけるＲＦモジュール５の特徴の１つは、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との接続構成である。すなわち、本実施の形態１は、半導体チップＣＨＰ１のスイッチ制御回路１３ａと半導体チップＣＨＰ２のアンテナスイッチとの接続構成に特徴の１つがある。
【００６９】
まず、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５の特徴を説明する前に、本発明者らが検討した従来技術における半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続構成を説明し、その接続構成の問題点について説明する。
【００７０】
図５は、ＲＦモジュール５において、本発明者らが検討した従来技術での半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続関係を示す図である。図５に示すように、矩形形状の半導体チップＣＨＰ１の一辺（半導体チップＣＨＰ２に相対する辺）には、パッドＰＤ１が辺に沿って配置されている。このパッドＰＤ１は、制御回路（スイッチ制御回路）の外部出力端子となっている。一方、矩形形状の半導体チップＣＨＰ２の一辺（半導体チップＣＨＰ１に相対する辺）には、パッドＰＤ２がこの辺に沿って配置されている。パッドＰＤ２は、アンテナスイッチを構成する高電子移動度トランジスタのゲート電極と電気的に接続されている外部出力端子である。
【００７１】
そして、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の間の配線基板２５上には、ボンディング配線（ボンディングランド）ＢＬが形成されている。これら複数のボンディング配線ＢＬは、半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１が配置されている辺、あるいは、半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２が配置されている辺と並行するように配置されている。ボンディング配線ＢＬは、配線基板２５の表面に形成されている。半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１とボンディング配線ＢＬとはワイヤＷ１で接続され、半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２とボンディング配線ＢＬとはワイヤＷ２で接続されている。
【００７２】
近年、携帯電話機で使用される送信回線数および受信回線数は増加する傾向にある。このことは、送信回線および受信回線を切り替えるアンテナスイッチが増加することを意味する。アンテナスイッチが増加すると、アンテナスイッチのオン／オフを制御する制御回路（スイッチ制御回路）との電気的接続も複雑化して増加することになる。したがって、図５に示す半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１と半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２とを接続するボンディング配線ＢＬも増加することになる。特に、半導体チップＣＨＰ１に形成されている制御回路が、半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチをパラレルに制御する場合、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを接続するボンディング配線ＢＬの数も多くなる。ただし、半導体チップＣＨＰ１に形成されている制御回路が、半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチをシリアルに制御する場合であっても、送信回線および受信回線が増加するに伴って、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを接続するボンディング配線ＢＬの数は多くなると考えられる。
【００７３】
半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを接続するボンディング配線ＢＬの数が多くなると図６に示す状態となる。図６は、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の領域を拡大した図である。図６において、半導体チップＣＨＰ１の幅をＬ１、複数のボンディング配線ＢＬを配置する配置幅をＬ２、半導体チップＣＨＰ２の幅をＬ３とする。このとき、ボンディング配線ＢＬの数が多くなると、Ｌ２＞Ｌ１＞Ｌ３となる。つまり、ボンディング配線ＢＬを並んで配置する配置幅Ｌ２が半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１よりも大きくなる。このことは、半導体チップＣＨＰ１の幅を超えて、ボンディング配線ＢＬの配置幅Ｌ２がはみ出すことを意味する。このため、図５に示すＲＦモジュール５を構成する出力整合回路１４ａ、１４ｂの配置領域やローパスフィルタ１６ａ、１６ｂの配置領域を圧迫することになる。つまり、ＲＦモジュール５の小型化を図る上で支障をきたすようになる。しかし、従来は、ＲＦモジュールに搭載する部品数が少なく、配線基板の設計自由度を制約する要因とはなっていなかった。ところが、近年では、送信回線や受信回線の増加とともに、ＲＦモジュール５の多機能化が進んでいる。さらには、今まで、ＲＦモジュールの外部に形成されていたローパスフィルタ１６ａ、１６ｂがＲＦモジュール５に搭載するようになってきている。したがって、複数のボンディング配線ＢＬを配置する配置幅Ｌ２は、半導体チップＣＨＰ１の一辺（Ｌ１）よりも大きくなっていることがＲＦモジュール５の整合回路形成領域およびローパスフィルタ形成領域を圧迫する要因として顕在化してきている。
【００７４】
そこで、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５では、以下に示すような構成をとっている。この点について説明する。図７は、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５の実装構成を示す図である。図７において、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５は、配線基板２５の中央部に並ぶように半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が配置されている。半導体チップＣＨＰ１には、図２に示す制御回路１３が形成されており、この制御回路１３の外部接続端子がパッドＰＤ１である。パッドＰＤ１は、矩形形状の半導体チップＣＨＰ１の一辺（半導体チップＣＨＰ２に相対する辺）に沿って配置されている。一方、半導体チップＣＨＰ２には、図２に示すアンテナスイッチ６が形成されており、このアンテナスイッチ６の外部接続端子がパッドＰＤ２である。具体的に、アンテナスイッチ６は、高電子移動度トランジスタから形成されており、この高電子移動度トランジスタのゲート電極と電気的に接続する外部出力端子がパッドＰＤ２である。
【００７５】
半導体チップＣＨＰ１に形成されている制御回路は、半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチを制御する機能を有しているため、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とは電気的に接続されている。具体的には、半導体チップＣＨＰ１の表面に形成されているパッドＰＤ１と、半導体チップＣＨＰ２の表面に形成されているパッドＰＤ２が接続されている。パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続は、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の間の配線基板２５に設けられた複数のボンディング配線によって行なわれている。すなわち、複数のボンディング配線は、第１半導体チップＣＨＰ１と第２半導体チップＣＨＰ２の間に挟まれるように配線基板２５に形成される。詳しくいうと、複数のパッドＰＤ１（第１パッド）は、第１半導体チップＣＨＰ１の第１辺に配列され、複数のパッドＰＤ２（第２パッド）は、第２半導体チップＣＨＰ２の第２辺に配列され、複数のパッドＰＤ１の配列と複数のパッドＰＤ２の配列が、複数のボンディング配線を挟むように並んでいる。
【００７６】
ここで、本実施の形態１の特徴の１つは、複数のボンディング配線を配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１と、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２によって構成している点にある。例えば、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続の１つの構成として、パッドＰＤ１と配線基板２５の表層に形成されているボンディング配線ＢＬ１とをワイヤＷ１で接続し、パッドＰＤ２と配線基板２５の表層に形成されているボンディング配線ＢＬ１とをワイヤＷ２で接続することにより、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２とを電気的に接続している。
【００７７】
そして、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続のもう１つの構成として、パッドＰＤ１と配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２とをワイヤＷ１で接続し、パッドＰＤ２と配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２とをワイヤＷ２で接続することにより、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２とを電気的に接続している。このとき、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２は、配線基板２５の内部と表面との間に形成されているプラグにより配線基板２５の表面に形成されている引き出し領域に接続されており、この引き出し領域にワイヤＷ１やワイヤＷ２を接続することにより、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２とワイヤＷ１やワイヤＷ２との電気的な接続をとっている。本明細書でボンディング配線ＢＬ２というときには、配線基板２５の内部に形成されている配線と、配線基板２５の内部と表面とを結ぶプラグと、プラグに接続し、配線基板２５の表面に形成されている引き出し領域とを合わせて呼ぶことにする。
【００７８】
このように、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続の一部を、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２を使用することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数を少なくすることができる。つまり、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１だけでパッドＰＤ１とパッドＰＤ２とを接続すると、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数が多くなり、ボンディング配線ＢＬ１による占有面積が大きくなる。これに対し、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との接続の一部を、配線基板２５の内部に形成しているボンディング配線ＢＬ２を利用することで、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の占有面積を低減することができるのである。したがって、ＲＦモジュール５の整合回路形成領域およびローパスフィルタ形成領域を充分に確保することができる。
【００７９】
図８は、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２を使用することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の占有面積を低減できることを説明する図である。図８において、半導体チップの幅（半導体チップＣＨＰ１に形成されているパッドＰＤ１が並ぶ方向の幅）をＬ１、ボンディング配線ＢＬ１を配置する配置幅をＬ２、半導体チップＣＨＰ２の幅（半導体チップＣＨＰ２に形成されているパッドＰＤ２が並ぶ方向の幅）をＬ３とする。このとき、本実施の形態１では、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成立している。つまり、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続の一部を配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２で実施することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数が低減され、Ｌ１＞Ｌ２となっている。このことから、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１を配置する配置幅Ｌ２が半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１以下となり、半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１を超えて、ボンディング配線ＢＬ１の配置幅Ｌ２がはみ出すことがない。このため、ＲＦモジュールを小型化しても、ＲＦモジュールを構成する整合回路の配置領域やローパスフィルタの配置領域を充分に確保することができる。言い換えれば、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の占有面積が小さくなり、ＲＦモジュールを構成する整合回路の配置領域やローパスフィルタの配置領域を圧迫しなくなる効果が得られる。
【００８０】
次に、配線基板２５の多層配線構造を利用して、配線基板２５の内部にボンディング配線ＢＬ２を形成する構成について説明する。図９は、ＲＦモジュールを構成する配線基板２５の一部を示す平面図と断面図である。図９（ｂ）は、配線基板２５のチップ塔載領域を示す平面図であり、図９（ａ）は、図９（ｂ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【００８１】
図９（ｂ）において、本実施の形態１におけるＲＦモジュールは、配線基板２５と、配線基板２５上に並んで搭載された半導体チップＣＨＰ１および半導体チップＣＨＰ２と、配線基板２５上に搭載された受動部品３０とを有している。半導体チップＣＨＰ１は、１層目のダイパッド２６上に形成されており、この１層目のダイパッド２６には導電性のプラグＰＬＧ１が接続されている。同様に、半導体チップＣＨＰ２は、１層目のダイパッド２８上に形成されており、この１層目のダイパッド２８には導電性のプラグＰＬＧ２が接続されている。
【００８２】
半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の一部の接続は、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１とワイヤＷ１およびボンディング配線ＢＬ１とワイヤＷ２により行なわれている。さらに、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の一部の接続は、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２とワイヤＷ１およびボンディング配線ＢＬ２とワイヤＷ２により行なわれている。
【００８３】
図９（ａ）は、図９（ｂ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。図９（ａ）に示すように、配線基板２５は、例えば、複数の絶縁体層と複数の配線層とを積層して一体化した多層配線基板である。図９（ａ）では、３層の絶縁体層が積層されて配線基板２５が形成されているが、積層される絶縁体層の数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。配線基板の絶縁体層を構成する材料としては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）などのようなセラミック材料を使用することができる。この場合、配線基板２５は、セラミック多層基板である。絶縁体層の材料は、セラミック材料に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂などを使用してもよい。
【００８４】
図９（ａ）に示すように、配線基板２５の表面には、１層目のダイパッド２６が形成されており、この１層目のダイパッド２６上にペースト２７を介して半導体チップＣＨＰ１が搭載されている。同様に、配線基板２５の表面には、１層目のダイパッド２８が形成されており、この１層目のダイパッド２８上にペースト２９を介して半導体チップＣＨＰ２が搭載されている。さらに、配線基板２５の表面には、受動部品３０が搭載されている。１層目のダイパッド２６、２８は、例えば、銅膜から構成されている。なお、配線基板２５の表面は、レジン３５によって封止されている。
【００８５】
次に、配線基板２５の内部構成について説明する。図９（ａ）に示すように、配線基板２５の内部には、半導体チップＣＨＰ１の下部（１層目のダイパッド２６）から配線基板２５の裏面に達するプラグＰＬＧ１が形成されるとともに、半導体チップＣＨＰ２の下部（１層目のダイパッド２８）から配線基板２５の裏面に達するプラグＰＬＧ２が形成されている。ここで、配線基板２５の表面を１層目と呼び、配線基板２５の内部に進むにつれて２層目、３層目さらには４層目と呼ぶことにする。
【００８６】
配線基板２５の２層目について説明する。図９（ａ）に示すように、１層目のダイパッド２６の下層には、２層目のダイパッド３１ａが形成されている。この２層目のダイパッド３１ａは、複数のプラグＰＬＧ１によって１層目のダイパッド２６と電気的に接続されている。同様に、１層目のダイパッド２８の下層には、２層目のダイパッド３１ｂが形成されている。この２層目のダイパッド３１ｂは、複数のプラグＰＬＧ２によって１層目のダイパッド２８と電気的に接続されている。さらに、２層目のダイパッド３１ａと２層目のダイパッド３１ｂの間には、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを接続するボンディング配線ＢＬ２が配置されている。このボンディング配線ＢＬ２は、半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１とワイヤＷ１により接続されるとともに、半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２とワイヤＷ２により接続されている。図１０は、配線基板２５の２層目を示す平面図である。図１０に示すように、配線基板２５の２層目には、２層目のダイパッド３１ａおよび２層目のダイパッド３１ｂが形成されており、２層目のダイパッド３１ａと２層目のダイパッド３１ｂの間に複数のボンディング配線ＢＬ２が形成されていることがわかる。そして、２層目のダイパッド３１ａの内部には、複数のプラグＰＬＧ１が貫通し、２層目のダイパッド３１ｂの内部には、複数のプラグＰＬＧ２が貫通していることがわかる。
【００８７】
配線基板２５の３層目について説明する。図９（ａ）に示すように、２層目のダイパッド３１ａの下層には、３層目のダイパッド３２ａが形成されている。この３層目のダイパッド３２ａは、複数のプラグＰＬＧ１によって１層目のダイパッド２６と電気的に接続されている。同様に、２層目のダイパッド３１ｂの下層には、３層目のダイパッド３２ｂが形成されている。この３層目のダイパッド３２ｂは、複数のプラグＰＬＧ２によって１層目のダイパッド２８と電気的に接続されている。
【００８８】
配線基板２５の４層目について説明する。配線基板２５の４層目は、配線基板２５の裏面に相当する。図９（ａ）に示すように、配線基板２５の裏面には、配線３３が形成されている。この配線３３は、複数のプラグＰＬＧ１によって１層目のダイパッド２６と電気的に接続されている。同様に、配線３３は、複数のプラグＰＬＧ２によって１層目のダイパッド２８と電気的に接続されている。なお、プラグＰＬＧ１およびプラグＰＬＧ２は、配線基板２５に形成された多層配線層間の電気的接続をする機能を有するとともに、半導体チップＣＨＰ１および半導体チップＣＨＰ２で生じた熱を配線基板２５の裏面に伝導させて放熱効率を向上させるというサーマルビアとしても機能する。
【００８９】
以上にように、配線基板２５の多層配線構造を利用して、ボンディング配線ＢＬ２を配線基板２５の内部（２層目）に形成することができることがわかる。
【００９０】
図１１は、ＲＦモジュールの配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図１１に示すように、半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１と半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２は、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１や配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２によって接続されている。パッドＰＤ１は、制御回路に接続されている外部接続端子であり、パッドＰＤ２は、アンテナスイッチを構成する高電子移動度トランジスタのゲート電極の接続されている外部接続端子である。したがって、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２とを接続するボンディング配線ＢＬ１およびボンディング配線ＢＬ２は、制御回路からアンテナスイッチを制御する信号やアンテナスイッチに電源電圧を供給する配線として機能する。ここで、ボンディング配線ＢＬ１は、配線基板２５の表面に形成されており、ボンディング配線ＢＬ２は、配線基板２５の内部に形成されている。このことから、例えば、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２にどのような信号を伝達させることがＲＦモジュールの特性を向上させる観点から望ましいかについて説明する。
【００９１】
＜ボンディング配線を使用する信号の種類＞
図１１に示すように、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２間を接続するボンディング配線ＢＬ１やボンディング配線ＢＬ２には、半導体チップＣＨＰ１に形成されている制御回路から半導体チップＣＨＰ２に形成されているアンテナスイッチを制御する信号が伝達される。すなわち、ボンディング配線ＢＬ１およびボンディング配線ＢＬ２は、第１半導体チップＣＨＰ１から第２半導体チップＣＨＰ２へ向う信号を伝達する配線である。具体的には、アンテナスイッチに電源電圧を供給する信号、送信回線を切り替えるスイッチ切り替え制御信号あるいは受信回線を切り替えるスイッチ切り替え制御信号が含まれる。
【００９２】
ここで、半導体チップＣＨＰ１の増幅回路で増幅された増幅信号は、図１１に示すパッドＰＤ３からワイヤＷ３を介して配線基板２５に形成されている整合回路（図示せず）およびローパスフィルタ（図示せず）に出力される。そして、整合回路およびローパスフィルタを通過した増幅信号は、ワイヤＷ４を介してパッドＰＤ４から半導体チップＣＨＰ２に入力する。そして、増幅信号は、半導体チップＣＨＰ２からアンテナへ出力される。
【００９３】
したがって、携帯電話機からの電波を送信する際には、ワイヤＷ３やワイヤＷ４に増幅信号が伝達することになる。このとき、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１を伝達する信号がある場合、ワイヤＷ３やワイヤＷ４とボンディング配線ＢＬ１との間でカップリングが生じ、ボンディング配線ＢＬを伝達する信号にノイズが加わることになる。例えば、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１に、送信回線を切り替える切り替えスイッチを制御するスイッチ切り替え制御信号が伝達すると、ワイヤＷ３やワイヤＷ４には増幅信号が伝達することから、カップリングが生じやすくなり、スイッチ切り替え制御信号にノイズは加わることになる。スイッチ切り替え制御信号にノイズが加わると、ノイズの影響により、正常な切り替えスイッチの切り替えが行なわれなくなるおそれが生じる。すると、増幅信号をアンテナから正常に送信することができなくなるおそれがある。また、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１にアンテナスイッチへ電源電圧を供給する信号を伝達させる場合も、送信時に、ワイヤＷ３やワイヤＷ４とボンディング配線ＢＬ１との間でカップリングが生じやすくなる。つまり、ワイヤＷ３やワイヤＷ４に増幅信号を伝達させる送信時に、ボンディング配線ＢＬ１を伝達する信号がある場合には、ワイヤＷ３やワイヤＷ４とボンディング配線ＢＬ１が同じ配線基板２５の表面に存在するため、カップリングによる影響を受けやすくなり、ＲＦモジュールの信頼性が低下する要因となる。
【００９４】
そこで、本実施の形態１では、ワイヤＷ３やワイヤＷ４に増幅信号を伝達させる送信時に、パッドＰＤ１（制御回路）からパッドＰＤ２（アンテナスイッチ）に出力する信号を、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１ではなく、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２で伝達させるように構成している。このように構成することにより、ワイヤＷ３やワイヤＷ４とボンディング配線ＢＬ２とのカップリングを低減することができる。
【００９５】
図１２は、図１１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１２に示すように、ボンディング配線ＢＬ２は、配線基板２５の内部に形成されている。したがって、ボンディング配線ＢＬ２の周囲は絶縁層で覆われた構造をしている。このため、配線基板２５の表面に形成されているワイヤＷ３やワイヤＷ４とボンディング配線ＢＬ２のカップリングを低減することができる。具体的に、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２には、アンテナスイッチに電源電圧を供給する信号や送信回線を切り替えるスイッチ切り替え制御信号を伝達させることが望ましい。図１３は、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２のパターンを示す平面図である。図１３に示すように、ボンディング配線ＢＬ２を複数形成することにより、アンテナスイッチに電源電圧を供給する信号や送信回線を切り替えるスイッチ切り替え制御信号の両方の伝達にボンディング配線ＢＬ２を使用することができる。
【００９６】
一方、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１は、ワイヤＷ３やワイヤＷ４に増幅信号を伝達させる必要がないときに伝達させる信号に使用することができる。具体的には、電波の送信時ではなく電波の受信時に使用する信号である。例えば、複数の受信回線を切り替えるスイッチ切り替え制御信号などが挙げられる。
【００９７】
なお、本実施の形態１では、半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１から半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２へ向う信号について説明しているが、半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２から半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１へ向う信号についても本発明を適用することができる。
【００９８】
例えば、アンテナスイッチを形成している半導体チップＣＨＰ２に増幅信号の電力を検出する方向性結合器（カプラ）を形成する場合に適用することができる。現状の構成では、方向性結合器は配線基板２５上に形成されているが、ＲＦモジュールのさらなる小型化に対応してアンテナスイッチを形成している半導体チップＣＨＰ２に方向性結合器を設けることが考えられる。この場合、方向性結合器で検出された電力は検波回路で電圧に変換された後、半導体チップＣＨＰ１に設けられている制御回路に入力する。したがって、検波回路を半導体チップＣＨＰ１や半導体チップＣＨＰ２のいずれかに形成する場合、半導体チップＣＨＰ２のパッドＰＤ２から半導体チップＣＨＰ１のパッドＰＤ１へ向う検出信号が存在することになる。特に、この検出信号は、増幅回路で増幅される増幅信号の電力が一定になるように、制御回路でのフィードバック制御に使用されるものである。つまり、この検出信号は、ワイヤＷ３やワイヤＷ４に増幅信号を伝達しているとき（送信時）に利用されるものである。このため、検出信号の伝達を配線基板２５の内部に形成しているボンディング配線ＢＬ２で行なうことにより、カップリングの影響を低減することができる。
【００９９】
以上のように、配線基板２５の内部に形成しているボンディング配線ＢＬ２は、電波の送信時、増幅信号とは別に半導体チップＣＨＰ１から半導体チップＣＨＰ２への出力が必要とされる信号の伝達に使用すると、効果的にカップリングによるノイズの発生を抑制することができることがわかる。
【０１００】
ただし、電波の送信時、増幅信号とは別に半導体チップＣＨＰ１から半導体チップＣＨＰ２への出力が必要とされる信号の伝達をすべてボンディング配線ＢＬ２で行なうことができないことも考えられる。この場合、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１も、電波の送信時、増幅信号とは別に半導体チップＣＨＰ１から半導体チップＣＨＰ２への出力が必要とされる信号の伝達に使用されることになる。この場合、カップリングの影響が懸念されるが、なるべく、カップリングの影響を低減できる構成について説明する。
【０１０１】
＜カップリングの影響を低減できる構成＞
図１４は、ボンディング配線ＢＬ１とパッドＰＤ１とを接続するワイヤＷ１と、増幅信号を伝達するワイヤＷ３とのカップリングの影響を低減できる構成を示す図である。配線間のカップリングのうち、ワイヤＷ３とボンディング配線ＢＬ１との間のカップリングよりも、ワイヤＷ３とワイヤＷ１との間のカップリングの方が重要である。そこで、本実施の形態１では、ワイヤＷ３とワイヤＷ１との間のカップリングを低減できる構成について提案する。
【０１０２】
図１４に示すように、パッドＰＤ１が並んでいる方向である半導体チップＣＨＰ１の第１辺に並行するように、複数のボンディング配線ＢＬ１が配置されている。この半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１と接続するワイヤＷ１の長さＳ１は、半導体チップＣＨＰ１の中央部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１と接続するワイヤＷ１の長さＳ２よりも短くなっている。これにより、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と増幅信号が伝達するワイヤＷ３との間のカップリングを低減することができる。つまり、配線間のカップリングは、配線間の距離が短くなるほど影響が大きくなる。したがって、半導体チップＣＨＰ１の中央部側に配置されているワイヤＷ１よりも、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１のほうがワイヤＷ３に近いことから、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１とワイヤＷ３との間のカップリングが問題となる。ここで、ワイヤ間のカップリングは個々のワイヤの長さが長いほど影響が大きくなるので、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１の長さＳ１を短くすることにより、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１とワイヤＷ３とのカップリングを低減することができるのである。
【０１０３】
半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の距離は変わらないので、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１の長さＳ１を、半導体チップＣＨＰ１の中央部側に配置されているワイヤＷ１の長さＳ２よりも短くすることは、言い換えれば、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１の長さを、半導体チップＣＨＰ１の中央部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１の長さよりも長くすることを意味している。
【０１０４】
続いて、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と増幅信号が伝達するワイヤＷ３との間の角度について説明する。従来技術では、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２を接続するボンディング配線は、配線基板の表面に形成されているボンディング配線だけを使用している。このとき、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２とを接続するボンディング配線ＢＬの数が多くなると図６に示す状態となる。図６は、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の領域を拡大した図である。図６において、半導体チップＣＨＰ１の幅をＬ１、複数のボンディング配線ＢＬを配置する配置幅をＬ２、半導体チップＣＨＰ２の幅をＬ３とする。このとき、ボンディング配線ＢＬの数が多くなると、Ｌ２＞Ｌ１＞Ｌ３となる。つまり、ボンディング配線ＢＬを並んで配置する配置幅Ｌ２が半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１よりも大きくなる。このことは、半導体チップＣＨＰ１の幅を超えて、ボンディング配線ＢＬの配置幅Ｌ２がはみ出すことを意味する。この場合、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と増幅信号が伝達するワイヤとのなす角が小さくなり、平行状態に近くなる。半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１とワイヤが平行状態に近くなるとカップリングの影響が増大する。
【０１０５】
これに対し、本実施の形態１では、図８に示すように、半導体チップの幅（半導体チップＣＨＰ１に形成されているパッドＰＤ１が並ぶ方向の幅）をＬ１、ボンディング配線ＢＬ１を配置する配置幅をＬ２、半導体チップＣＨＰ２の幅（半導体チップＣＨＰ２に形成されているパッドＰＤ２が並ぶ方向の幅）をＬ３とする。このとき、本実施の形態１では、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成立している。つまり、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続の一部を配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２で実施することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数が低減され、Ｌ１＞Ｌ２となっている。このことから、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１を配置する配置幅Ｌ２が半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１以下となり、半導体チップＣＨＰ１の幅Ｌ１を超えて、ボンディング配線ＢＬ１の配置幅Ｌ２がはみ出すことがない。
【０１０６】
このことから、図１４に示すように、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と増幅信号が伝達するワイヤＷ３との間の角度θが大きくなり、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と、増幅信号が伝達するワイヤＷ３との位置関係が平行状態から直交状態に近づくことになる。半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と、増幅信号が伝達するワイヤＷ３とのなす角θが９０度に近づくと、カップリングの影響を大幅に低減する。本実施の形態１によれば、パッドＰＤ１とパッドＰＤ２との電気的な接続の一部を配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２で実施している。これにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数が低減できる結果、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１と、増幅信号が伝達するワイヤＷ３との間のなす角θを４５°以上１３５°以下にすることができ、カップリングの影響を大幅に低減することができる。
【０１０７】
以上は、半導体チップＣＨＰ１とボンディング配線ＢＬ１を接続するワイヤＷ１と、半導体チップＣＨＰ１から整合回路に増幅信号を伝達するワイヤＷ３との間の関係について説明したが、半導体チップＣＨＰ２とボンディング配線ＢＬ１を接続するワイヤＷ２と、整合回路（ローパスフィルタ）から半導体チップＣＨＰ２に増幅信号を伝達するワイヤＷ４との間の関係についても同様のことが言える。すなわち、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されているワイヤＷ２の長さを短くすることにより、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されているワイヤＷ２とワイヤＷ４とのカップリングを低減することができる。さらに、配線基板２５の内部にボンディング配線ＢＬ２を形成することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数が低減できる。この結果、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されているワイヤＷ２と、増幅信号が伝達するワイヤＷ４との間のなす角θを４５°以上１３５°以下にすることができ、カップリングの影響を大幅に低減することができる。
【０１０８】
本実施の形態１では、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１の長さを短くすることにより、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１とワイヤＷ３とのカップリングを低減することができるとしている。配線基板２５の内部にボンディング配線ＢＬ２を形成することにより、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１の本数を低減できる構成を前提として、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているワイヤＷ１の長さを短くするには、以下に示すように、ボンディング配線ＢＬ２とボンディング配線ＢＬ１との配置構成を工夫する必要がある。
【０１０９】
＜ボンディング配線ＢＬ１とボンディング配線ＢＬ２の配置構成＞
図１５は、ＲＦモジュールの配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図１５に示すように、パッドＰＤ２が並んでいる方向である半導体チップＣＨＰ２の第１辺に並行するように、複数のボンディング配線ＢＬ１が配置されている。この半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１と接続するワイヤＷ２の長さＳａは、半導体チップＣＨＰ２の中央部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１と接続するワイヤＷ２の長さよりも短くなっている。そして、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２は、半導体チップＣＨＰ２の中央部側に形成されているが、半導体チップＣＨＰ２の端部側には配置されていない。このように構成することにより、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１と接続するワイヤＷ２の長さＳａを短くすることができるのである。
【０１１０】
例えば、図１６に示すように、半導体チップＣＨＰ２の中央部側だけでなく、半導体チップＣＨＰ２の端部側にもボンディング配線ＢＬ２を形成すると、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されるボンディング配線ＢＬ１の長さを長くとることが困難になる。この結果、半導体チップＣＨＰ２の端部側に配置されるボンディング配線ＢＬ１と、パッドＰＤ２とを接続するワイヤＷ２の長さＳｂが長くなる。このため、カップリングの影響を受けやすい構成となる。
【０１１１】
したがって、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２は、半導体チップＣＨＰ２の中央部側に形成されているが、半導体チップＣＨＰ２の端部側には配置しないように構成することがカップリングを低減する観点から望ましいことがわかる。
【０１１２】
次に、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２を、半導体チップＣＨＰ２の端部側には配置しないように構成するもう１つの理由について説明する。図１７は、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５の構成を示す図である。図１７に示すように、配線基板２５の中央部には、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２が搭載されており、半導体チップＣＨＰ２を挟む配線基板２５の周辺部にそれぞれローパスフィルタ１６ａおよびローパスフィルタ１６ｂが配置されている。従来のＲＦモジュールでは、ローパスフィルタはＲＦモジュールの外部に配置されていたが、本実施の形態１におけるＲＦモジュール５においては、ローパスフィルタ１６ａ、１６ｂを配線基板２５に形成している。
【０１１３】
これらのローパスフィルタ１６ａ、１６ｂは、図１８に示すような回路構成をしている。すなわち、図１８に示すように、ローパスフィルタ１６ａおよびローパスフィルタ１６ｂは、インダクタと容量素子を接続することにより形成されている。容量素子は、配線基板２５の表面上に搭載されるが、インダクタは、配線基板２５の表面に形成されている配線だけでなく、配線基板２５の内部に形成されている配線も使用して形成されている。
【０１１４】
したがって、例えば、配線基板２５の内部に形成するボンディング配線ＢＬ２を半導体チップＣＨＰ１や半導体チップＣＨＰ２の端部側にまで配置すると、ローパスフィルタ１６ａ、１６ｂのインダクタを構成する内部配線とが接近することになる。すると、電気的に悪影響を及ぼすことが懸念されるとともに、物理的に、ボンディング配線ＢＬ２とインダクタを構成する内部配線がぶつかることになる。したがって、配線基板２５の内部に形成するボンディング配線ＢＬ２は、半導体チップＣＨＰ１や半導体チップＣＨＰ２の端部側にまで配置しないことが望ましいのである。
【０１１５】
次に、ボンディング配線ＢＬ１の配置構成について説明する。図１９は、ＲＦモジュール５の配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図１９に示すように、パッドＰＤ１が並んでいる方向である半導体チップＣＨＰ１の第１辺に並行するように、複数のボンディング配線ＢＬ１が配置されている。複数のボンディング配線ＢＬ１は、半導体チップＣＨＰ１および半導体チップＣＨＰ２の中心を通る中心線Ｃに対してほぼ対称になるように配置されている。つまり、中心線Ｃから上側の最外端部に形成されているボンディング配線ＢＬ１までの距離をａとし、中心線Ｃから下側の最外端部に形成されているボンディング配線ＢＬ１までの距離をｂとすると、距離ａと距離ｂがほぼ等しくなるように、ボンディング配線ＢＬ１は配置される。
【０１１６】
図２０は、ＲＦモジュール５の配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図２０に示すように、パッドＰＤ１が並んでいる方向である半導体チップＣＨＰ１の第１辺に並行するように、複数のボンディング配線ＢＬ１が配置されている。複数のボンディング配線ＢＬ１は、半導体チップＣＨＰ１および半導体チップＣＨＰ２の中心を通る中心線Ｃに対して対称とはならないように配置されている。つまり、中心線Ｃから上側の最外端部に形成されているボンディング配線ＢＬ１までの距離をａとし、中心線Ｃから下側の最外端部に形成されているボンディング配線ＢＬ１までの距離をｂとすると、距離ａは距離ｂよりも短くなるように、ボンディング配線ＢＬ１は配置される。つまり、中心線Ｃより上側の領域にスペースが確保されるようにボンディング配線ＢＬ１が配置される。このように配置する利点について説明する。
【０１１７】
上述したように、配線基板２５の周辺部には半導体チップＣＨＰ２を挟むように、ローパスフィルタ１６ａおよびローパスフィルタ１６ｂが配置されている。これらのローパスフィルタ１６ａ、１６ｂの回路構成は、図１８に示すように同様である。しかし、ローパスフィルタ１６ａは、ＧＳＭ低周波帯域の信号を通過させ、かつ、ＧＳＭ低周波帯域の信号に含まれる高調波を減衰させる機能を有している。一方、ローパスフィルタ１６ｂは、ＧＳＭ高周波帯域の信号を通過させ、かつ、ＧＳＭ高周波帯域の信号に含まれる高調波を減衰させる機能を有している。したがって、ローパスフィルタ１６ａとローパスフィルタ１６ｂでは、対称としている信号の周波数が異なることから、回路構成は同様でもインダクタおよび容量素子の値は異なることになる。特に、ローパスフィルタ１６ａは、ＧＳＭ低周波帯域の信号を対象としているので、ＧＳＭ高周波帯域の信号を対象としているローパスフィルタ１６ｂよりもインダクタの線路長が長くなる。つまり、ローパスフィルタ１６ａは、ローパスフィルタ１６ｂに比べて占有面積が大きくなるのである。
【０１１８】
このことから、ローパスフィルタ１６ａが配置される領域、言い換えれば、中心線Ｃより上側の領域に、スペースが確保されるようにボンディング配線ＢＬ１が配置することにより、ローパスフィルタ１６ａとローパスフィルタ１６ｂを効率よく配置することができるのである。
【０１１９】
次に、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の距離が変わる場合の構成について説明する。図２１は、ＲＦモジュール５の配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図２１に示すように、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間には、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１と、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２が配置されている。ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ１およびボンディング配線ＢＬ２と半導体チップＣＨＰ１とはワイヤＷ１で接続されている。また、ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ２およびボンディング配線ＢＬ２と半導体チップＣＨＰ２とはワイヤＷ２で接続されている。このとき、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の距離はＳｃである。
【０１２０】
続いて、図２２は、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の間の距離をＳｄにする場合の図である。この距離Ｓｄは図２１に示す距離Ｓｃに比べて長くなっている。この構成でも、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間には、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１と、配線基板２５の内部に形成されているボンディング配線ＢＬ２が配置されている。ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ１およびボンディング配線ＢＬ２と半導体チップＣＨＰ１とはワイヤＷ１で接続されている。また、ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ２およびボンディング配線ＢＬ２と半導体チップＣＨＰ２とはワイヤＷ２で接続されている。しかし、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間の距離が長くなる分、ボンディング配線ＢＬ１およびボンディング配線ＢＬ２の長さを長くすることで対応している。つまり、図２１に示す距離Ｓｃが図２２に示す距離Ｓｄに長くなる分をワイヤＷ１やワイヤＷ２の長さを長くすることでは対応していない。これは、ワイヤＷ１やワイヤＷ２の長さを長くすると、カップリングの影響が顕著になるからである。このようにＲＦモジュール５に搭載される半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との配置位置の相違については、ワイヤＷ１やワイヤＷ２の長さで対応するのではなく、ボンディング配線ＢＬ１およびボンディング配線ＢＬ２の長さで調整することがカップリングの影響を低減する観点から望ましいことがわかる。このとき、ワイヤＷ１およびワイヤＷ２の長さはできるだけ短くすることが望ましい。
【０１２１】
次に、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１を千鳥状に配置する例について説明する。図２３は、ＲＦモジュール５の配線基板２５上に搭載されている半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２の接続領域を拡大した図である。図２３に示すように、半導体チップＣＨＰ１と半導体チップＣＨＰ２との間には、配線基板２５の表面に形成されているボンディング配線ＢＬ１が配置されている。ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ１とはワイヤＷ１で接続されている。また、ボンディング配線ＢＬ１と半導体チップＣＨＰ２とはワイヤＷ２で接続されている。
【０１２２】
そして、半導体チップＣＨＰ１の第１辺に並行するように、複数のボンディング配線ＢＬ１が配置されている。この半導体チップＣＨＰ１の中央部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１は千鳥状に配置されている。これにより、複数のボンディング配線ＢＬ１の配置幅を小さくすることができる。なお、この場合、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１は千鳥状に配置しない。図２３に示すように、千鳥状に配置すると、ワイヤＷ１とワイヤＷ２のいずれか一方が長くなり、カップリングの影響を受けやすくなるからである。つまり、半導体チップＣＨＰ１の端部側では、ワイヤＷ１あるいはワイヤＷ２の長さが長くなると、カップリングの影響が大きくなる。このため、半導体チップＣＨＰ１の端部側に配置されているボンディング配線ＢＬ１は千鳥状に配置せずに長く形成する。これにより、半導体チップＣＨＰ１の端部側でワイヤＷ１あるいはワイヤＷ２の長さを短くすることができ、カップリングの影響を低減することができる。
【０１２３】
＜ＲＦモジュールの実装工程＞
次に、本実施の形態１におけるＲＦモジュールの実装工程について、図２４を参照しながら簡単に説明する。図２４は、ＲＦモジュールの実装工程を示すフローチャートである。まず、配線基板を用意する。配線基板は多層配線構造をしており、配線基板の表面と内部にボンディング配線が形成されている。この配線基板の表面にはんだペーストを印刷する（Ｓ１０１）。続いて、配線基板の表面に受動部品をマウンタで搭載する（Ｓ１０２）。その後、受動部品を搭載した配線基板をリフローして受動部品をはんだ付けする（Ｓ１０３）。次に、はんだペーストに含まれるフラックスを洗浄で除去する（Ｓ１０４）。続いて、増幅回路および制御回路（スイッチ制御回路を含む）を形成したシリコン基板よりなる半導体チップと、アンテナスイッチを形成した化合物半導体基板からなる半導体チップとを銀ペーストで配線基板のダイパッド上にダイボンディングする（Ｓ１０５）。そして、それぞれの半導体チップと配線基板の配線とをワイヤボンディングする。このとき、それぞれの半導体チップと配線基板の表面あるいは内部に形成されているボンディング配線とはワイヤ（金線）で接続される（Ｓ１０６）。その後、シート状の配線基板を一括してレジン（樹脂）で封止する（Ｓ１０７）。そして、シート状の配線基板を個々の製品単位に分割する（Ｓ１０８）。続いて、個々の製品について選別試験を実施した後（Ｓ１０９）、マーク表示を行なう（Ｓ１１０）。この後、製品を梱包して出荷する（Ｓ１１１）。このようにして、ＲＦモジュールを形成した製品を製造することができる。
【０１２４】
以上、本実施の形態１では複数の特徴を説明している。各特徴は独立して用いることができる。また、任意の複数の特徴を組み合わせてもよい。
【０１２５】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、増幅回路を構成する半導体素子としてＬＤＭＯＳＦＥＴを使用する例について説明したが、本実施の形態２では、増幅回路を構成する半導体素子として
ＨＢＴを使用する例について説明する。
【０１２６】
図２５は、前記実施の形態１におけるＲＦモジュール５の構成を示すブロック図である。図２５に示すように、前記実施の形態１におけるＲＦモジュール５は、増幅部１０とアンテナスイッチ６を有している。増幅部１０は、ＧＳＭ低周波帯域の信号とＧＳＭ高周波帯域の信号とを増幅できるように構成されている。そして、ＲＦモジュール５には、ＧＳＭ低周波帯域の信号用として出力整合回路１４ａが形成され、ＧＳＭ高周波帯域の信号用として出力整合回路１４ｂが形成されている。
【０１２７】
増幅部１０は、ＲＦモジュール５に入力する入力信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の制御を行なう制御回路が形成されている。前記実施の形態１では、増幅回路をＬＤＭＯＳＦＥＴから構成しているので、制御回路を構成するＣＭＯＳＦＥＴと同一の半導体チップに形成することができる。つまり、前記実施の形態１では、シリコン基板からなる１つの半導体チップ上にＬＤＭＯＳＦＥＴとＣＭＯＳＦＥＴが形成されている。このように前記実施の形態１によれば、１つの半導体チップに増幅回路と制御回路とを形成することができるので、コストの低減を図ることができる。さらに、増幅回路をＬＤＭＯＳＦＥＴから構成することで、ノイズの少ない増幅回路を構成することができる。
【０１２８】
増幅部１０を形成した半導体チップと、アンテナスイッチ６を形成した半導体チップとは、電気的に接続されており、この電気的な接続の一部を前記実施の形態１で説明したように、配線基板の内部に形成されているボンディング配線を使用する。これにより、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の本数を少なくすることができる。したがって、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の占有面積が小さくなり、ＲＦモジュール５を構成する出力整合回路１４ａ、１４ｂの配置領域を充分に確保することができる。
【０１２９】
このように前記実施の形態１では、ＲＦモジュール５に含まれる増幅回路としてＬＤＭＯＳＦＥＴを使用しているが、本実施の形態２では、ＲＦモジュール５に含まれる増幅回路にＨＢＴを使用する。
【０１３０】
例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などのIII−Ｖ族化合物半導体を使用した半導体素子がある。化合物半導体はシリコン（Ｓｉ）に比べて移動度が大きく、半絶縁性結晶が得られる特徴を有する。また、化合物半導体は、混晶を作ることが可能であり、ヘテロ接合を形成することができる。
【０１３１】
ヘテロ接合を使用した半導体素子として、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）がある。このＨＢＴは、ガリウム砒素をベース層に用い、インジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）またはアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）などをエミッタ層に用いたバイポーラトランジスタである。すなわち、ＨＢＴは、ベース層とエミッタ層で異なる半導体材料を使用してヘテロ接合を形成したバイポーラトランジスタである。
【０１３２】
このヘテロ接合により、ベースエミッタ接合におけるエミッタの禁制帯幅をベースの禁制帯幅より大きくすることができる。したがって、エミッタからベースへのキャリアの注入をベースからエミッタへの逆電荷のキャリアの注入に比べて極めて大きくすることができるので、ＨＢＴの電流増幅率は極めて大きくなる特徴がある。
【０１３３】
ＨＢＴは、上記したように電流増幅率が極めて大きくなることから、例えば、携帯電話機に搭載されるＲＦモジュール（電力増幅器）に使用されている。
【０１３４】
図２６は、本実施の形態２におけるＲＦモジュール５の構成を示すブロック図である。図２６に示すように、本実施の形態２におけるＲＦモジュール５は、制御回路１０ａ、増幅回路１０ｂおよびアンテナスイッチ６を有している。増幅回路１０ｂは、ＧＳＭ低周波帯域の信号とＧＳＭ高周波帯域の信号とを増幅できるように構成されている。そして、ＲＦモジュール５には、ＧＳＭ低周波帯域の信号用として出力整合回路１４ａが形成され、ＧＳＭ高周波帯域の信号用として出力整合回路１４ｂが形成されている。
【０１３５】
図２６に示すように、本実施の形態２におけるＲＦモジュール５では、制御回路１０ａと増幅回路１０ｂが分離されている。すなわち、制御回路１０ａと増幅回路１０ｂは、異なる半導体チップに形成されている。これは、増幅回路１０ｂを構成する半導体素子としてＨＢＴを使用しているからである。つまり、増幅回路１０ｂを構成するＨＢＴは、例えば、ＧａＡｓ基板などの化合物半導体基板に形成されるのに対し、制御回路１０ａを構成するＭＯＳＦＥＴは、シリコン基板に形成されるからである。このように本実施の形態２によれば、制御回路１０ａと増幅回路１０ｂとを分離しているが、増幅回路１０ｂをＨＢＴから構成することにより、増幅回路１０ｂの増幅率を大きくすることができる。
【０１３６】
本実施の形態２に示すＲＦモジュール５は、増幅回路１０ｂにＨＢＴを使用し、制御回路１０ａと増幅回路１０ｂを異なる半導体チップに形成する点以外の構成は、前記実施の形態１に示すＲＦモジュール５と同様である。したがって、本実施の形態２でも、制御回路１０ａとアンテナスイッチ６とは、電気的に接続されており、この電気的な接続の一部を前記実施の形態１で説明したものと同様に、配線基板の内部に形成されているボンディング配線を使用することができる。これにより、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の本数を少なくすることができる。したがって、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の占有面積が小さくなり、ＲＦモジュール５を構成する出力整合回路１４ａ、１４ｂの配置領域を充分に確保することができる。つまり、前記実施の形態１で説明した本発明の特徴的構成については、本実施の形態２でも適用することができるので、本実施の形態２は、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
以上、本実施の形態２では複数の特徴を説明している。各特徴は独立して用いることができる。また、任意の複数の特徴を組み合わせてもよい。
【０１３８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】例えばデジタル携帯電話機における信号送受信部のブロック図を示したものである。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＲＦモジュールの回路ブロック構成を示す図である。
【図３】アンテナスイッチを構成する切り替えスイッチの具体的な構成と、この切り替えスイッチを制御回路で制御する様子を示す模式図である。
【図４】ＲＦモジュールの実装構成の概略を示す図である。
【図５】ＲＦモジュールにおいて、本発明者らが検討した従来技術での半導体チップ間の接続関係を示す図である。
【図６】半導体チップ間の領域を拡大した図である。
【図７】実施の形態１におけるＲＦモジュールの実装構成を示す図である。
【図８】配線基板の内部に形成されているボンディング配線を使用することにより、配線基板の表面に形成されているボンディング配線の占有面積を低減できることを説明する図である。
【図９】ＲＦモジュールを構成する配線基板の一部を示す平面図と断面図である。（ｂ）は、配線基板のチップ塔載領域を示す平面図であり、（ａ）は、（ｂ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図１０】配線基板の２層目を示す平面図である。
【図１１】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図１３】配線基板の内部に形成されているボンディング配線のパターンを示す平面図である。
【図１４】ボンディング配線とパッドとを接続するワイヤと、増幅信号を伝達するワイヤとのカップリングの影響を低減できる構成を示す図である。
【図１５】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図である。
【図１６】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図である。
【図１７】実施の形態１におけるＲＦモジュールの構成を示す図であり、特に、ローパスフィルタの配置位置を示す図である。
【図１８】ローパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図１９】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図であり、ボンディング配線の配置位置を説明する図である。
【図２０】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図であり、ボンディング配線の配置位置を説明する図である。
【図２１】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図であり、半導体チップ間の距離を言及するための図である。
【図２２】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図であり、半導体チップ間の距離を言及するための図である。
【図２３】ＲＦモジュールの配線基板上に搭載されている半導体チップ間の接続領域を拡大した図であり、ボンディング配線を千鳥配置にする構成を説明する図である。
【図２４】ＲＦモジュールの実装工程を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態１におけるＲＦモジュールの構成を示すブロック図である。
【図２６】実施の形態２におけるＲＦモジュールの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１  デジタル信号処理部
２  ＩＦ部
３  変調信号源
４  ミキサ
５  ＲＦモジュール
６  アンテナスイッチ
７  アンテナ
８  低雑音増幅器
１０  増幅部
１０ａ  制御回路
１０ｂ  増幅回路
１１ａ  整合回路
１１ｂ  増幅回路
１２ａ  整合回路
１２ｂ  増幅回路
１３  制御回路
１４ａ  出力整合回路
１４ｂ  出力整合回路
１５ａ  検波回路
１５ｂ  検波回路
１６ａ  ローパスフィルタ
１６ｂ  ローパスフィルタ
２０  切り替えスイッチ
２１  切り替えスイッチ
２５  配線基板
２６  １層目のダイパッド
２７  ペースト
２８  １層目のダイパッド
２９  ペースト
３０  受動部品
３１ａ  ２層目のダイパッド
３１ｂ  ２層目のダイパッド
３２ａ  ３層目のダイパッド
３２ｂ  ３層目のダイパッド
３３  配線
３５  レジン
ａ  距離
ｂ  距離
ＢＬ  ボンディング配線
ＢＬ１  ボンディング配線
ＢＬ２  ボンディング配線
Ｃ  中心線
ＣＨＰ１  半導体チップ
ＣＨＰ２  半導体チップ
Ｄ  ドレイン領域
Ｇ  ゲート電極
Ｌ１  半導体チップの幅
Ｌ２  配置幅
Ｌ３  半導体チップの幅
ＰＤ１  パッド
ＰＤ２  パッド
ＰＤ３  パッド
ＰＤ４  パッド
ＰＬＧ１  プラグ
ＰＬＧ２  プラグ
Ｓ  ソース領域
Ｓ１  （ワイヤの）長さ
Ｓ２  （ワイヤの）長さ
Ｓａ  （ワイヤの）長さ
Ｓｂ  （ワイヤの）長さ
Ｓｃ  距離
Ｓｄ  距離
Ｗ１  ワイヤ
Ｗ２  ワイヤ
Ｗ３  ワイヤ
Ｗ４  ワイヤ
θ  角度
【図１】
0005239309.tif 000002
【図２】
0005239309.tif 000003
【図３】
0005239309.tif 000004
【図４】
0005239309.tif 000005
【図５】
0005239309.tif 000006
【図６】
0005239309.tif 000007
【図７】
0005239309.tif 000008
【図８】
0005239309.tif 000009
【図９】
0005239309.tif 000010
【図１０】
0005239309.tif 000011
【図１１】
0005239309.tif 000012
【図１２】
0005239309.tif 000013
【図１３】
0005239309.tif 000014
【図１４】
0005239309.tif 000015
【図１５】
0005239309.tif 000016
【図１６】
0005239309.tif 000017
【図１７】
0005239309.tif 000018
【図１８】
0005239309.tif 000019
【図１９】
0005239309.tif 000020
【図２０】
0005239309.tif 000021
【図２１】
0005239309.tif 000022
【図２２】
0005239309.tif 000023
【図２３】
0005239309.tif 000024
【図２４】
0005239309.tif 000025
【図２５】
0005239309.tif 000026
【図２６】
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