(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス回路を有する高周波回路を搭載した高周波モジュールにおいて、
前記バイアス回路は、
半導体基板上に形成された下部コンデンサと、
上部コンデンサと、
前記下部コンデンサと前記上部コンデンサとの間に挟まれて形成されたインダクタと
を具備し、
前記上部コンデンサ及び前記下部コンデンサは、
それぞれ下部電極と誘電体と上部電極とを積層した構成を有し、
前記上部コンデンサは、前記上部電極を接地電極とし、
前記下部コンデンサは、前記下部電極を接地電極とし、
前記高周波回路の配線層は、前記バイアス回路上に層間絶縁膜を介して形成されている
ことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記上部コンデンサ及び下部コンデンサは、それぞれ異種材料の薄膜を積層して形成されていることを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波モジュールに関し、特に、小型化を図ることが可能な高周波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）など、様々な移動体携帯通信端末が我々の日常生活に欠かせないものとなっている。
【０００３】
そして、このような端末には、多機能、小型化、低消費電力化などが求められており、また、このような要求に対応するため、これらの端末の主要部品であるパワーアンプなどの高周波モジュールに対しても、さらなる高周波化、小型化、低消費電力化、低価格化などが求められている。
【０００４】
ところで、このような高周波モジュールは、従来、アルミナや樹脂基板上に様々な部品を実装して構成されていた。
【０００５】
これに対して近年、従来は、基板上に実装していた部品を半導体基板に組み込み、高周波モジュールを構成するといったアプローチが試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基板上に実装していた各部品を素子や回路として半導体基板に組み込む方法では、各部品を実装した高周波モジュールに比べて小型化が図れるものの、バイアス回路や高周波回路の配線、素子など、半導体基板に並列に配設されるため、半導体基板の面積を縮小するには限界があった。
【０００７】
また、バイアス回路上に高周波回路の配線や素子などを積層して形成することにより、半導体基板の面積を抑える構成も考えられているが、この構成の場合、バイアス回路のインダクタやコンデンサから生じる電界や磁界が高周波回路の配線に影響を与え、特性の劣化が生じるという問題があった。
【０００８】
このため、バイアス回路と配線層との間に、このような影響を防止するに十分な距離を設ける必要があり、これが高周波モジュールの小型化を妨げていた。
【０００９】
そこで本発明では、高周波回路の面積及び厚みを抑え、小型化を図ることが可能な高周波モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高周波モジュールは、バイアス回路を有する高周波回路を搭載した高周波モジュールにおいて、バイアス回路は、半導体基板上に形成された下部コンデンサと、上部コンデンサと、下部コンデンサと上部コンデンサとの間に挟まれて形成されたインダクタとを具備し、高周波回路の配線層は、バイアス回路上に層間絶縁膜を介して形成される。
【００１１】
このため、高周波回路の配線は、バイアス回路と電磁気的に分離され、高周波回路の特性の劣化を防止すると共に、配線や素子の設計自由度が増し、高周波モジュールの小型化を図ることができる。
【００１２】
また、上部コンデンサ及び下部コンデンサは、それぞれ下部電極と誘電体と上部電極とを積層した構成を有し、上部コンデンサは、上部電極を接地電極とし、下部コンデンサは、下部電極を接地電極とすることにより、π型のフィルタ回路が構成され、バイアス回路のフィルタ特性を向上させることができる。
【００１３】
そして、上部コンデンサ及び下部コンデンサは、それぞれ異種材料の薄膜を積層して形成されることにより、高周波回路を薄く形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる高周波モジュールの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係わる高周波モジュールの一実施の形態の構成を概念的に示した図である。
【００１６】
図１において、高周波モジュール１は、半導体基板(Ｓi基板)２をプラットフォームとして、その上に異種材料の薄膜を利用したバイアス回路３を有し、さらに、バイアス回路３上に高周波回路の配線層４が積層されている。
【００１７】
また、バイアス回路３には、高周波チョークコイル５と、この高周波チョークコイルの上に形成された上部コンデンサ６、及び高周波チョークコイルの下に形成された下部コンデンサ７が設けられている。
【００１８】
そして、配線層４には、ＧＮＤ電極８、及び高周波回路の配線９が設けられている。
【００１９】
ここで、上部コンデンサ６及び下部コンデンサ７は、高周波大容量コンデンサであり、後に詳述するように、下部電極、容量絶縁膜、上部電極、例えば、Ｐt／ＳrＴiＯ3／Ｐtの多層構造からなるＭＩＭキャパシタとして形成され、また、高周波チョークコイル５は、インダクタ配線である。
【００２０】
また、図２に回路図を示すように、バイアス回路を構成する下部コンデンサは、下部電極を接地電極とし、また、上部コンデンサは、上部電極を接地電極としてπ型のフィルタ回路を構成しており、これによりバイアス回路のフィルタ特性を向上させている。
【００２１】
加えて、チョークインダクタの上下が高周波的に接地されているため、バイアス回路の電界、磁界が遮断が可能で、高周波回路の配線や素子の設計自由度が増し、回路特性の向上や高周波モジュールの小型化を図ることができる。
【００２２】
次に、本発明に係る高周波モジュールの製造方法の一例を図３を参照して説明する。
【００２３】
まず、Ｓｉなどの半導体からなる半導体基板２上に、図示しないＳiＯ2膜を成膜する。
【００２４】
そして、ＳiＯ2膜上に、下部電極１０となるＰｔ電極膜を形成し、このＰｔ電極膜上に、強誘電体材料であるＳrＴiＯ3膜１１をゾルゲル法、スパッタ法、ＣＶＤ法等によって形成し、その上に上部電極１２となるＰｔ電極膜を形成して、図３（ａ）に示すように、Ｐｔ電極膜／ＳrＴiＯ3膜／Ｐｔ電極膜の多層構造からなる大容量ＭＩＭキャパシタを下部コンデンサ７として形成する。
【００２５】
また、ＳiＯ2膜及び下部コンデンサ７上に絶縁性材料であるポリイミドを塗布して第１の層間絶縁膜１３を形成し、図３（ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜１３上に、チョークコイル５をパターニングする。
【００２６】
ここで、第１の層間絶縁膜１０及びチョークコイル５上に絶縁性材料であるポリイミドを塗布して第２の層間絶縁膜１４を形成し、図３（ｃ）に示すように、下部電極１５であるＰｔ電極膜、ＳｒＴｉＯ3膜１６、下部電極１７であるＰｔ電極膜を積層して、この多層構造からなる大容量ＭＩＭキャパシタを上部コンデンサ６としてチョークコイル５に対応する位置に形成して、上部コンデンサ６及び下部コンデンサ７との間にチョークコイル７が配設されたバイアス回路３を形成する。
【００２７】
そして、上部コンデンサ６上にポリイミドを塗布して第３の層間絶縁膜１８を形成し、この第３の層間絶縁膜１８上に、図３（ｄ）に示すように、Ａｌからなる高周波回路のＧＮＤ配線９を形成する。
【００２８】
ここで、ＧＮＤ配線９上にポリイミドを塗布して第４の層間絶縁層１９を形成し、この第４の層間絶縁膜１９上に高周波回路の配線９及び図示しない高周波回路の素子を形成して、図３（ｅ）に示すように、ＧＮＤ配線９及び配線９からなる高周波回路の配線層４を形成する。
【００２９】
なお、上部コンデンサは、上部電極を接地電極として形成し、また、下部コンデンサは、下部電極を接地電極として形成する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、搭載する高周波回路の面積及び厚みを抑えた高周波モジュールを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる高周波モジュールの構成を概念的に示す断面図
【図２】  本発明に係わる高周波モジュールのバイアス回路を示す回路図
【図３】  本発明に係わる高周波モジュールの製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１…高周波モジュール
２…半導体基板
３…バイアス回路
４…配線層
５…チョークコイル
６…上部コンデンサ
７…下部コンデンサ
８…ＧＮＤ電極
９…配線
１０、１５…下部電極
１１、１６…ＳrＴiＯ3膜
１２、１７…上部電極
１３…第１の層間絶縁膜
１４…第２の層間絶縁膜
１８…第３の層間絶縁膜
１９…第４の層間絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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