(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の面を有し、上記第１の面上に形成された第１の高周波入出力用伝送線路と、
上記第２の面上に形成された第１の接地導体とを備えた高周波半導体チップと、
第３と第４の面を有し、上記第３の面に形成された第２の接地導体と、上記第４の面に形成された第２の高周波入出力用伝送線路とを備えた半導体パッケージとを備え、
上記第２の面が上記第３の面に対面するように上記高周波半導体チップを上記半導体パッケージ上に搭載してなる半導体装置であって、
互いに対向しかつ上記第１と第２の高周波入出力用伝送線路に対向するように形成され、上記第１の高周波入出力用伝送線路と上記第２の高周波入出力用伝送線路とを電磁的に結合するための第１と第２のスロットを備え、
上記第１のスロットは上記高周波半導体チップの第１の接地導体に形成され、
上記第２のスロットは上記半導体パッケージの第２の接地導体に形成され、
上記第１のスロットの周辺部に位置する上記第１の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、上記第２のスロットの周辺部に位置する上記第２の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体装置において、上記第１の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続したことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の半導体装置において、上記第２の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁結合型半導体パッケージ上に高周波半導体チップが搭載されてなり、例えば、１ＧＨｚ以上のいわゆるマイクロ波帯、準ミリ波帯、ミリ波帯で使用する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来技術である、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａと高周波半導体チップ１０５とを備えた半導体装置の構成を示す断面図であり、図１３は、図１２の電磁結合型半導体パッケージ１０１ａの表面を示す平面図であり、図１４は、図１２の電磁結合型半導体パッケージ１０１ａの裏面を示す底面図である。図１２に示すように、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａ上に高周波半導体チップ１０５が搭載される。
【０００３】
図１３において、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａのセラミック層１２２の長手方向の両端付近にそれぞれマイクロストリップ導体１０２ａ，１０２ｂが形成され、図１２に示すように、セラミック層１２２を挟設するマイクロストリップ導体１０２ａ，１０２ｂと接地導体１０８とによってそれぞれ高周波信号入出力用伝送線路であるマイクロストリップ線路Ｌ１０２ａ，Ｌ１０２ｂが構成される。また、図１２に示すように、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａの裏面に形成されたマイクロストリップ線路Ｌ１０６ａ，Ｌ１０６ｂと、上記マイクロストリップ線路Ｌ１０２ａ，Ｌ１０２ｂとを電磁的に結合するために接地導体１０８の一部が除去された矩形スロット１０３ａ，１０３ｂが、セラミック層１２１とセラミック層１２２との間の中間層である接地導体１０８に、マイクロストリップ導体１０２ａ，１０２ｂ及びマイクロストリップ線路Ｌ１０６ａ，Ｌ１０６ｂのマイクロストリップ導体１０６ａ，１０６ｂと直交しかつ対向するように形成される。ここで、マイクロストリップ線路Ｌ１０６ａ，Ｌ１０６ｂは、図１２に示すように、セラミック層１２１を挟設するマイクロストリップ導体１０６ａ，１０６ｂと接地導体１０８によって構成される。
【０００４】
さらに、マイクロストリップ導体１０２ａはボンディグワイヤ１１０ａによって高周波半導体チップ１０５の１つの端子に電気的に接続される一方、マイクロストリップ導体１０２ｂはボンディグワイヤ１１０ｂによって高周波半導体チップ１０５の他の端子に電気的に接続される。ここで、ボンディグワイヤ１１０ａ，１１０ｂは、例えば、直径２５μｍ程度のＡｕ線にてなる。なお、１０４は、高周波半導体チップ１０５に直流バイアス電圧を供給するためのバイアス導体であり、１１１は接地導体１０８と、セラミック層１２１の裏面の中央部に形成された接地導体１０７とを接続するためのスルーホール導体である。
【０００５】
一般に、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａは、アルミナ等のセラミックス材料を用いて、厚膜形成、積層、同時焼成プロセスを含む公知の方法により作成される。高周波半導体チップ１０５は、ＡｕＳｎ半田等の半田材料又は導電性接着材料などを用いて、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａ上にダイボンディングされる。
【０００６】
以上のように構成された従来技術の半導体装置において、マイクロストリップ線路Ｌ１０６ａは、矩形スロット１０３ａを介してマイクロストリップ線路Ｌ１０２ａに電磁的に接続され、さらに、マイクロストリップ線路Ｌ１０２ａは、ボンディグワイヤ１１０ａを介して高周波半導体チップ１０５に電気的に接続される。一方、マイクロストリップ線路Ｌ１０６ｂは、矩形スロット１０３ｂを介してマイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂに電磁的に接続され、さらに、マイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂは、ボンディグワイヤ１１０ｂを介して高周波半導体チップ１０５に電気的に接続される。従って、例えば、マイクロストリップ線路Ｌ１０６ａに入力された高周波信号は、矩形スロット１０３ａ、マイクロストリップ線路Ｌ１０２ａ及びボンディグワイヤ１１０ａを介して高周波半導体チップ１０５に入力され、そして、入力された高周波信号は増幅などの処理が行われた後、出力される高周波信号は、高周波半導体チップ１０５から、ボンディグワイヤ１１０ｂ、マイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂ及び矩形スロット１０３ｂを介してマイクロストリップ線路Ｌ１０６ｂに出力される。
【０００７】
図１５は、図１２乃至図１４の半導体装置の高周波伝送特性を示すグラフである。図１５から明らかなように、当該半導体装置では、４０ＧＨｚから６０ＧＨｚまでの帯域で通過損失３ｄＢ以下となっていて、この帯域で使用が可能である。当該半導体装置の高周波伝送帯域においては、上述の矩形スロット１０３ａ，１０３ｂの幅や長さ、又はスタブの長さなどを調整することにより所望の帯域を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来技術の電磁結合型半導体パッケージ１０１ａを用いた半導体装置の場合、高周波半導体チップ１と半導体パッケージ１０１ａとの間の接続はボンディングワイヤ１１０ａ，１１０ｂを用いているために、ボンディングワイヤ１１０ａ，１１０ｂのインダクタンス成分が、準ミリ波やミリ波帯など高周波領域では抵抗成分として動作するようになり、高周波伝送信号の損失が増加する。また、ボンディングワイヤ１１０ａ，１１０ｂでは、高周波信号伝送線路として、線路インピーダンスが制御できないため、高周波半導体チップ１と半導体パッケージ１０１ａとの間で、高周波伝送線路とのインピーダンス不整合による反射損失が増加するという問題点があった。また、矩形スロット１０３ａ，１０３ｂの電磁結合部では、ある所望の周波数帯域のみ通過し、高周波半導体チップ１の出力側ではそれ以外の周波数帯域は全反射となって、高周波半導体チップ１側に戻ってくるために、寄生発振が引き起こされるという問題点があった。
【０００９】
本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、インピーダンス不整合による反射損失の増大することを防止することができる半導体装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、さらに上述の寄生発振を防止することができる半導体装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置は、第１と第２の面を有し、上記第１の面上に形成された第１の高周波入出力用伝送線路と、上記第２の面上に形成された第１の接地導体とを備えた高周波半導体チップと、
第３と第４の面を有し、上記第３の面に形成された第２の接地導体と、上記第４の面に形成された第２の高周波入出力用伝送線路とを備えた半導体パッケージとを備え、
上記第２の面が上記第３の面に対面するように上記高周波半導体チップを上記半導体パッケージ上に搭載してなる半導体装置であって、
互いに対向しかつ上記第１と第２の高周波入出力用伝送線路に対向するように上記第１と第２の接地導体にそれぞれ形成され、上記第１の高周波入出力用伝送線路と上記第２の高周波入出力用伝送線路とを電磁的に結合するための第１と第２のスロットを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記半導体装置において、上記第１のスロットの周辺部に位置する上記第１の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記半導体装置において、上記第２のスロットの周辺部に位置する上記第２の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成したことを特徴とする。
【００１４】
また、上記半導体装置において、上記第１の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続したことを特徴とする。
【００１５】
さらに、上記半導体装置において、上記第２の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態について説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１である、高周波半導体チップ１と電磁結合型半導体パッケージ８とを備えた半導体装置の構成を示す断面図であり、図２は、図１の高周波半導体チップ１の裏面を示す底面図であり、図３は、図１の高周波半導体チップ１におけるＡ−Ａ’線についての断面図であり、図４は、図１の高周波半導体チップ１の表面を示す平面図である。
【００１８】
この実施の形態に係る半導体装置は、図１に示すように、１層のセラミック層２３を備えた電磁結合型半導体パッケージ８上に、高周波半導体チップ１が搭載してなり、電磁結合型半導体パッケージ８の裏面に形成されたマイクロストリップ線路Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂと、高周波半導体チップ１の表面に形成されたマイクロストリップ線路Ｌ７ａ，Ｌ７ｂとをそれぞれ電磁的に接続するために、互いに対向する矩形スロット４ａ，１０ａと、互いに対向する矩形スロット４ｂ，１０ｂとを形成したことを特徴とする。ここで、矩形スロット４ａ，４ｂは、電磁結合型半導体パッケージ８の表面に形成された接地導体９の一部を除去することにより形成される一方、矩形スロット１０ａ，１０ｂは、電磁結合型半導体パッケージ８の表面に形成された接地導体５の一部を除去することにより形成される。さらに、複数のスルーホール導体１１は、接地導体９と接地導体１２とを電気的に接続するために、セラミック層２３を貫通した複数のスルーホール１１ｈに金属材料を充填することにより形成される。
【００１９】
図２及び図３において、高周波半導体チップ１の半導体基板１ａの裏面３の全面に、半導体パッケージ８上に半田付けを行いかつ接地電位を形成するために、Ａｕを用いてメッキ法により接地導体５が形成された後、高周波半導体チップ１の長手方向の両端付近にそれぞれ、接地導体５の一部を除去することにより矩形スロット４ａ，４ｂが形成される。なお、矩形スロット４ａ，４ｂを有する接地導体５の形成は、例えば、公知の写真製版技術により、矩形スロット４ａ，４ｂのみの部分がＡｕなどを形成しないような１回のプロセスにより行ってもよい。一方、図４において、高周波半導体チップ１の半導体基板１ａの表面２上の中央部に、ＩＣパターン６が形成され、また、その半導体基板１ａの長手方向の両端付近にそれぞれ、マイクロストリップ導体７ａ，７ｂがそれぞれ、矩形スロット４ａ，４ｂと直交するようにかつＩＣパターン６の各端子に電気的に接続されるように形成される。
【００２０】
図５は、図１の電磁結合型半導体パッケージ８の表面を示す平面図である。図５において、電磁結合型半導体パッケージ８のセラミック層２３は、アルミナ等のセラミックス材料を用いて、厚膜形成、焼成プロセスを含む公知の方法により作成される。セラミック層２３の表面の概略中央部に、高周波半導体チップ１を半田を用いてボンディングするための接地導体９が形成された後、高周波半導体チップ１を、接地導体５の面が接地導体９の面に対面して接触するように電磁結合型半導体パッケージ８上に搭載したときに矩形スロット１０ａ，１０ｂがそれぞれ矩形スロット４ａ，４ｂと対向するように、接地導体９の一部を除去することにより矩形スロット１０ａ，１０ｂが形成される。なお、矩形スロット１０ａ，１０ｂを有する接地導体９の形成は、例えば、公知の写真製版技術により、矩形スロット１０ａ，１０ｂのみの部分がＡｕなどを形成しないような１回のプロセスにより行ってもよい。なお、１８は、高周波半導体チップ１に対して直流バイアス電圧を供給するためのバイアス導体であり、フィールドスルー型線路を形成している。
【００２１】
図６は、図１の電磁結合型半導体パッケージ８の裏面を示す底面図である。図６において、セラミック層２３の裏面の全面に、接地導体１２が形成された後、セラミック層２３の長手方向の両端付近にそれぞれ、接地導体１２の一部を除去することにより、アイソレーション部１４ａ，１４ｂが形成される。ここで、アイソレーション部１４ａ，１４ｂの各略中央部はそれぞれ矩形スロット１０ａ，１０ｂに対向する。なお、アイソレーション部１４ａ，１４ｂを有する接地導体１２の形成は、例えば、公知の写真製版技術により、アイソレーション部１４ａ，１４ｂのみの部分が導体を形成しないような１回のプロセスにより行ってもよい。そして、アイソレーション部１４ａ，１４ｂの端部にそれぞれ、矩形スロット１０ａ，１０ｂと直交するように、マイクロストリップ導体１３ａ，１３ｂが形成される。
【００２２】
図１から明らかなように、電磁結合型半導体パッケージ８のセラミック層２３を挟設するマイクロストリップ導体１３ａと接地導体９とにより、マイクロストリップ線路Ｌ１３ａを構成する一方、セラミック層２３を挟設するマイクロストリップ導体１３ｂと接地導体９とにより、マイクロストリップ線路Ｌ１３ｂを構成する。また、高周波半導体チップ１の半導体基板１ａを挟設するマイクロストリップ導体７ａと接地導体５とにより、マイクロストリップ線路Ｌ７ａを構成する一方、半導体基板１ａを挟設するマイクロストリップ導体７ｂと接地導体５とにより、マイクロストリップ線路Ｌ７ｂを構成する。これらのマイクロストリップ線路Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂ，Ｌ７ａ，Ｌ７ｂは、高周波半導体チップ１のＩＣパターン６の回路に入出力する高周波信号を伝送するための高周波伝送線路である。
【００２３】
本実施の形態においては、好ましくは、矩形スロット４ａ，１０ａ，４ｂ，１０ｂは互いに同一の大きさの矩形形状を有し、高周波半導体チップ１を電磁結合型半導体パッケージ８上に搭載したときに、矩形スロット４ａが矩形スロット１０ａに実質的に完全に対向するように、すなわち、各矩形スロット４ａ，１０ａの長手方向が平行となりそれらの位置が一致するように矩形スロット４ａ，１０ａが形成され、また、矩形スロット４ｂが矩形スロット１０ｂに実質的に完全に対向するように、すなわち、各矩形スロット４ｂ，１０ｂの長手方向が平行となりそれらの位置が一致するように矩形スロット４ｂ，１０ｂが形成される。ここで、矩形スロット４ａ，１０ａ，４ｂ，１０ｂの矩形形状の大きさは、公知の方法により、マイクロストリップ線路Ｌ１３ａとマイクロストリップ線路Ｌ７ａとが互いにインピーダンス整合するように設定され、かつマイクロストリップ線路Ｌ１３ｂとマイクロストリップ線路Ｌ７ｂとが互いにインピーダンス整合するように設定される。
【００２４】
次いで、高周波半導体チップ１を、電磁結合型半導体パッケージ８上に実装する方法について、図１を参照して以下に述べる。図１において、互いに対向する矩形スロット４ａと矩形スロット１０ａとを位置合わせし、かつ互いに対向する矩形スロット４ｂと矩形スロット１０ｂとを位置合わせした後、ＡｕＳｎにてなる半田などを用いて高周波半導体チップ１を、電磁結合型半導体パッケージ８の接地導体９に、ＡｕＳｎの半田をなじませるため、電磁結合型半導体パッケージ８の長手方向及びそれに直交する方向に高周波半導体チップ１を半導体パッケージ８上でこすりながら（以下、この工程をスクラブ処理という。）、ダイボンディングする。このときのダイボンディングの位置合わせ精度は、市販の自動ダイボンダを用いれば、±３０μｍないし±５０μｍであり、また、市販のフリップチップボンダを用いれば、±１０μｍ程度であり、問題無しにダイボンディングの位置合わせを行うことができる。
【００２５】
そして、高周波半導体チップ１を電磁結合型半導体パッケージ８上に搭載した後の半導体装置においては、マイクロストリップ導体１３ａは矩形スロット１０ａ及び４ａを介してマイクロストリップ導体７ａに対向しているので、マイクロストリップ線路Ｌ１３ａは矩形スロット１０ａ及び４ａを介してマイクロストリップ線路Ｌ７ａに電磁的に接続される。一方、マイクロストリップ導体１３ｂは矩形スロット１０ｂ及び４ｂを介してマイクロストリップ導体７ｂに対向しているので、マイクロストリップ線路Ｌ１３ｂは矩形スロット１０ｂ及び４ｂを介してマイクロストリップ線路Ｌ７ｂに電磁的に接続される。従って、例えば、マイクロストリップ線路Ｌ１３ａに入力された高周波信号は、矩形スロット１０ａ及び４ａ、並びにマイクロストリップ線路Ｌ７ａを介して高周波半導体チップ１のＩＣパターン６に入力され、そして、入力された高周波信号は増幅などの処理が行われた後、出力される高周波信号は、ＩＣパターン６から、マイクロストリップ線路Ｌ７ｂ、並びに矩形スロット４ｂ及び１０ｂを介してマイクロストリップ線路Ｌ１３ｂに出力される。
【００２６】
従来技術では、図１２に示すように、高周波半導体チップ１と、電磁結合型半導体パッケージ８との間の高周波信号の電気的接続をワイヤボンディング１１０ａ，１１０ｂで行っていたが、本実施の形態１で開示した方法を用いることにより、高周波信号は、例えば、電磁結合型半導体パッケージ８のマイクロストリップ線路Ｌ１３ａから矩形スロット１０ａ及び４ａを介して高周波半導体チップ１のマイクロストリップ線路Ｌ７ａに伝送される一方、高周波半導体チップ１により処理後の高周波信号は、高周波半導体チップ１のマイクロストリップ線路Ｌ７ｂから矩形スロット４ｂ及び１０ｂを介してマイクロストリップ線路Ｌ１３ｂに伝送される。従って、ワイヤボンディングでの接続が不要となり、ワイヤボンディング部分での高周波特性の性能劣化を解消できる。それ故、より高い周波数における使用を可能にすることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図７は、本発明に係る実施の形態２である高周波半導体チップ１の裏面を示す底面図である。本実施の形態２は、実施の形態１において、高周波信号を伝送するための矩形スロット４ａ，４ｂの周辺部に位置する接地導体５上にそれぞれ、さらに写真製版技術により幅数十μｍから数百μｍを有するＮｉ導体１５ａ，１５ｂを形成したことを特徴とする。Ｎｉは非常に酸化されやすいため、Ｎｉ導体１５ａ，１５ｂは、ＡｕＳｎ半田材料となじみにくい。従って、高周波半導体チップ１を電磁結合型半導体パッケージ８の接地導体９上にダイボンディングするとき、矩形スロット４ａ，４ｂに、ダイボンディング時のスクラブ処理による半田ブリッジが形成されるのを防止することができ、これによって、高周波信号の周波数特性の劣化を防止できる。
【００２８】
なお、上記実施の形態２では、ＡｕＳｎ半田ブリッジの防止のために、Ｎｉを用いたが、Ｍｏ、Ａｌなどの金属を用いてもよい。
【００２９】
実施の形態３．
図８は、本発明に係る実施の形態３である電磁結合型半導体パッケージ８の表面を示す平面図である。本実施の形態３は、実施の形態１において、高周波信号を伝送するための矩形スロット１０ａ，１０ｂの周辺部に位置する接地導体９上にそれぞれ、さらに写真製版技術により幅数十μｍから数百μｍを有するＮｉ導体１６ａ，１６ｂを形成したことを特徴とする。Ｎｉは非常に酸化されやすいため、Ｎｉ導体１６ａ，１６ｂは、ＡｕＳｎ半田材料となじみにくい。従って、高周波半導体チップ１を電磁結合型半導体パッケージ８の接地導体９上にダイボンディングするとき、矩形スロット１０ａ，１０ｂに、ダイボンディング時のスクラブ処理による半田ブリッジが形成されるのを防止することができ、これによって、高周波信号の周波数特性の劣化を防止できる。
【００３０】
なお、上記実施の形態３では、ＡｕＳｎ半田ブリッジの防止のために、Ｎｉを用いたが、本発明はこれに限らず、Ｍｏ、Ａｌなどの酸化されやすい金属を用いてもよい。
【００３１】
実施の形態４．
図９は、本発明に係る実施の形態４である高周波半導体チップ１の表面を示す平面図である。本実施の形態４の高周波半導体チップ１は、図９に示すように、高周波信号を出力するためのマイクロストリップ線路Ｌ７ｂのマイクロストリップ導体７ｂに、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分、特に低周波成分を通過させて接地するための低域通過フィルタを備えたフィルタ回路１７を接続したことを特徴としている。当該フィルタ回路１７は、例えば、マイクロストリップ導体７ｂから低域通過させたい所望周波数の１／４波長の長さのマイクロストリップ導体１７ａで引き出され、そのマイクロストリップ導体１７ａの端部をキャパシタと抵抗の並列回路を介して接地導体５（図１参照。）に接続することにより構成される。もしくは、当該フィルタ回路１７は、例えば、マイクロストリップ導体７ｂから低域通過させたい所望周波数の１／４波長の長さのマイクロストリップ導体１７ａで引き出され、そのマイクロストリップ導体１７ａの端部に抵抗を介してラジアルスタブを接続することにより構成してもよい。上記マイクロストリップ導体１７ａ及びフィルタ回路１７のパターニングは通常のＩＣ形成技術で形成することができる。
【００３２】
以上説明したように、高周波信号の出力線路部に電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分、特に低周波成分を通過させるフィルタ回路１７を設け、フィルタ回路１７で高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を吸収させることにより、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分が全反射となって高周波半導体チップ１側に戻ってきて引き起こす寄生発振を防止することができる。
【００３３】
以上の実施の形態４においては、高周波信号の出力側のマイクロストリップ線路Ｌ７ｂにフィルタ回路１７を設けているが、本発明はこれに限らず、高周波信号の入力側のマイクロストリップ線路Ｌ７ａにフィルタ回路１７を設けてもよい。
【００３４】
実施の形態５．
図１０は、本発明に係る実施の形態５である電磁結合型半導体パッケージ１０１の表面を示す平面図である。本実施の形態５の電磁結合型半導体パッケージ１０１は、図１０に示すように、図１３の従来例に比較して、高周波信号を出力するためのマイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂのマイクロストリップ導体１０２ｂに、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分、特に低周波成分を通過させて接地するための低域通過フィルタを備えたフィルタ回路１７を接続したことを特徴としている。当該フィルタ回路１７は、例えば、マイクロストリップ導体１０２ｂから低域通過させたい所望周波数の１／４波長の長さのマイクロストリップ導体１７ａで引き出され、そのマイクロストリップ導体１７ａの端部をキャパシタと抵抗の並列回路を介して接地導体１０８（図１２参照。）に接地することにより構成される。もしくは、当該フィルタ回路１７は、例えば、マイクロストリップ導体１０２ｂから低域通過させたい所望周波数の１／４波長の長さのマイクロストリップ導体１７ａで引き出され、そのマイクロストリップ導体１７ａの端部に抵抗を介してラジアルスタブを接続することにより構成してもよい。上記マイクロストリップ導体１７ａ及びフィルタ回路１７における導体及びスタブの形成は、従来のパッケージ製造技術で作製可能であり、キャパシタ、抵抗などのパターンは薄膜技術で作製し、電磁結合型半導体パッケージ１０１に後で付加することで作製可能である。
【００３５】
以上説明したように、高周波信号の出力線路部に電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分、特に低周波成分を通過させるフィルタ回路１７を設け、フィルタ回路１７で高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を吸収させることにより、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分が全反射となって高周波半導体チップ１側に戻ってきて引き起こす寄生発振を防止することができる。
【００３６】
以上の実施の形態５においては、高周波信号の出力側のマイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂにフィルタ回路１７を設けているが、本発明はこれに限らず、高周波信号の入力側のマイクロストリップ線路Ｌ１０２ａにフィルタ回路１７を設けてもよい。
【００３７】
以上の実施の形態５においては、従来例の図１３の電磁結合型半導体パッケージ１０１のマイクロストリップ線路Ｌ１０２ｂに、マイクロストリップ導体１７ａを介してフィルタ回路１７を接続しているが、本発明はこれに限らず、図１１の変形例に示すように、図６に示す実施の形態１の電磁結合型半導体パッケージ８のアイソレーション部１４ｂに形成された出力側のマイクロストリップ線路Ｌ１３ｂに、マイクロストリップ導体１７ａを介してフィルタ回路１７を接続してもよい。もしくは、図１１に示す変形例の電磁結合型半導体パッケージ８のアイソレーション部１４ａに形成された入力側のマイクロストリップ線路Ｌ１３ａにマイクロストリップ導体１７ａを介してフィルタ回路１７を接続してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る半導体装置によれば、第１と第２の面を有し、上記第１の面上に形成された第１の高周波入出力用伝送線路と、上記第２の面上に形成された第１の接地導体とを備えた高周波半導体チップと、第３と第４の面を有し、上記第３の面に形成された第２の接地導体と、上記第４の面に形成された第２の高周波入出力用伝送線路とを備えた半導体パッケージとを備え、上記第２の面が上記第３の面に対面するように上記高周波半導体チップを上記半導体パッケージ上に搭載してなる半導体装置であって、互いに対向しかつ上記第１と第２の高周波入出力用伝送線路に対向するように上記第１と第２の接地導体にそれぞれ形成され、上記第１の高周波入出力用伝送線路と上記第２の高周波入出力用伝送線路とを電磁的に結合するための第１と第２のスロットを備える。例えば、上記第２の高周波入出力用伝送線路に入力された高周波信号は、上記第２のスロット及び上記第１のスロットを介して上記第１の高周波入出力用伝送線路に入力された後、上記高周波半導体チップに入力される。従って、従来例のようなワイヤボンディングでの接続が不要となり、ワイヤボンディング部分での高周波特性の性能劣化を解消できる。それ故、より高い周波数における使用を可能にすることができる。
【００３９】
また、上記半導体装置において、上記第１のスロットの周辺部に位置する上記第１の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成する。従って、上記高周波半導体チップを上記半導体パッケージの第２の接地導体上に例えばダイボンディングするとき、上記第１の矩形スロットに、ダイボンディング時のスクラブ処理による半田ブリッジが形成されるのを防止することができ、これによって、高周波信号の周波数特性の劣化を防止できる。
【００４０】
さらに、上記半導体装置において、上記第２のスロットの周辺部に位置する上記第２の接地導体上に、Ｎｉ導体を形成したことを特徴とする。従って、上記高周波半導体チップを上記半導体パッケージの第２の接地導体上に例えばダイボンディングするとき、上記第２の矩形スロットに、ダイボンディング時のスクラブ処理による半田ブリッジが形成されるのを防止することができ、これによって、高周波信号の周波数特性の劣化を防止できる。
【００４１】
また、上記半導体装置において、上記第１の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続する。従って、例えば、出力側の高周波入出力用伝送線路に電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を通過させるフィルタ回路を設け、上記フィルタ回路で高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を吸収させることにより、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分が全反射となって高周波半導体チップ側に戻ってきて引き起こす寄生発振を防止することができる。
【００４２】
さらに、上記半導体装置において、上記第２の高周波入出力用伝送線路に、上記高周波半導体チップを介して伝送すべき周波数成分以外の成分を除去するためのフィルタ回路をさらに接続する。従って、例えば、出力側の高周波入出力用伝送線路に電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を通過させるフィルタ回路を設け、上記フィルタ回路で高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分を吸収させることにより、電磁結合方式による高周波信号の伝送帯域以外の周波数成分が全反射となって高周波半導体チップ側に戻ってきて引き起こす寄生発振を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施の形態１である、高周波半導体チップ１と電磁結合型半導体パッケージ８とを備えた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】  図１の高周波半導体チップ１の裏面を示す底面図である。
【図３】  図１の高周波半導体チップ１におけるＡ−Ａ’線についての断面図である。
【図４】  図１の高周波半導体チップ１の表面を示す平面図である。
【図５】  図１の電磁結合型半導体パッケージ８の表面を示す平面図である。
【図６】  図１の電磁結合型半導体パッケージ８の裏面を示す底面図である。
【図７】  本発明に係る実施の形態２である高周波半導体チップ１の裏面を示す底面図である。
【図８】  本発明に係る実施の形態３である電磁結合型半導体パッケージ８の表面を示す平面図である。
【図９】  本発明に係る実施の形態４である高周波半導体チップ１の表面を示す平面図である。
【図１０】  本発明に係る実施の形態５である電磁結合型半導体パッケージ１０１の表面を示す平面図である。
【図１１】  本発明に係る変形例である電磁結合型半導体パッケージ８の裏面を示す底面図である。
【図１２】  従来技術である、電磁結合型半導体パッケージ１０１ａと高周波半導体チップ１０５とを備えた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１３】  図１２の電磁結合型半導体パッケージ１０１ａの表面を示す平面図である。
【図１４】  図１２の電磁結合型半導体パッケージ１０１ａの裏面を示す底面図である。
【図１５】  図１２の半導体装置の高周波伝送特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  高周波半導体チップ、１ａ  半導体基板、２  半導体基板の表面、３  半導体基板の裏面、４ａ，４ｂ  矩形スロット、５  接地導体、６  ＩＣパターン、７ａ，７ｂ  マイクロストリップ導体、８  電磁結合型半導体パッケージ、９接地導体、１０ａ，１０ｂ  矩形スロット、１１  スルーホール導体、１２  接地導体、１３ａ，１３ｂ  マイクロストリップ導体、１４ａ，１４ｂ  アイソレーション部、１５ａ，１５ｂ  Ｎｉ導体、１６ａ，１６ｂ  Ｎｉ導体、１７  フィルタ回路、１７ａ  マイクロストリップ導体、１８  バイアス導体、２３  セラミック層、１０２ａ，１０２ｂ  マイクロストリップ導体、１０４  バイアス導体、１２２  セラミック層、Ｌ７ａ，Ｌ７ｂ  マイクロストリップ線路、Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂ  マイクロストリップ線路、Ｌ１０２ａ，Ｌ１０２ｂ  マイクロストリップ線路。
【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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【図１５】
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