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JP3674780B2 - 高周波半導体装置 - Google Patents

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JP3674780B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波半導体装置に関するものであり、例えば、HEMT(高電子移動度トランジスタ)等を含む高周波半導体装置におけるチップ上の配線と接地電位とで構成される高周波伝送路の特性インピーダンスのバラツキを低減するための構造に特徴のある高周波半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、HEMT等を含むGaAsからなる高周波半導体装置を配線基板に実装する際に、配線層を設けた面を下向きにしてフェイスダウンボンディングするフェイスダウン実装が知られている。
【0003】
ここで、図6を参照して、従来のフェイスダウン実装を説明する。
図6参照
図6は、従来のフェイスダウン実装構造を示す概略的断面図であり、高周波半導体チップ91に形成した配線92を覆うように保護膜93を設けるとともに、周辺部に入力側パッド94及び出力側パッド95を設け、この配線92を設けた側が下になるように接地電極97、入力側パッド98、及び、出力側パッド99を形成した配線基板96と対向させ、入力側パッド同士及び出力側パッド同士をバンプ100で接続するように位置合わせしたのち、加熱処理することによってフェイスダウンボンディングを行う。
【0004】
この様なフェイスダウン実装においては、ボンディングワイヤが不要になるため電極の引き出しを短くすることができ、また、高周波半導体チップの発熱部分である活性領域が配線基板96側に位置しているので、配線基板を介した放熱を容易に行うことができるという利点がある。
【0005】
この様な高周波半導体チップのフェイスダウン実装においては、高周波半導体チップと対向する実装基板96の表面は接地電位となった接地電極97が設けられており、この接地電極97と高周波半導体チップ91に設けた配線92とによって高周波伝送路が構成され、高周波半導体チップ91における信号の出入力の高速伝送を実現している。
【0006】
図7参照
図7は、従来の配線基板の表面配線パターンの一例を示す図であり、例えば、配線基板101の一端に入力側パッド103が設けられるとともに、他端に複数の出力側パッド104〜106が設けられ、中央部にほぼベタパターンの接地電極102が設けられており、この接地電極102と高周波半導体チップに設けた配線によってMSL(マイクロストリップライン)型の高周波伝送路が構成される。
なお、電源接続用の電源パッド107,108は、適当な箇所に設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様なフェイスダウン実装においては、接続バンプの大きさが不均一であったり、或いは、配線基板の平坦性が悪い場合、高周波半導体チップに設けた配線と配線基板との距離、即ち、配線と接地電極との間隔が一定でなくなり、特性インピーダンスがバラツクという問題がある。
【0008】
したがって、本発明は、接地電極と高周波半導体チップに設けた配線とによって構成される高周波伝送路の特性インピーダンスのバラツキを低減することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
図1は本発明の原理的構成の説明図であり、図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
(1)上述の課題を解決するために、本発明は、高周波半導体装置において、高周波半導体チップ2の表面側に設けられた活性領域と、活性領域上に設けられ接地電位に接続される被覆電極8と、高周波半導体チップ2の裏面側に設けられ、被覆電極8を高周波的な接地面として高周波伝送路を構成する裏面配線3を備えたことを特徴とする。
【0010】
この様に、活性領域上に被覆電極8を設けることによって、即ち、半導体プロセスを用いて接地電位となる被覆電極8を設けることによって、配線との間の間隔を実装状態によらず一定にすることができる。
なお、被覆電極8はロウ材10を介して接地電極9と電気的に接続されて接地電位となる。
【0011】
この場合、活性領域と被覆電極8との間は、半導体プロセスで形成された保護膜7を設けることになるが、この保護膜7を厚く成膜することは困難であるので、被覆電極8と表面配線との間隔が狭いと静電容量が大きくなり、所定のインピーダンス、例えば、50Ωを得るためには、配線幅を狭くする必要があり、そうすると、配線を通過する電力量が小さくなってしまう。
【0012】
そこで、裏面配線3を利用して高周波伝送路を構成することによって、裏面配線3と被覆電極8とは高周波半導体チップ2を介して容量結合することになり、その間隔は広くなるので静電容量を小さくすることができ、その結果、所定の特性インピーダンスに必要は配線幅を広くすることができる。
【0013】
(2)また、本発明は、上記(1)において、高周波半導体チップ2の表面側に設けられ、被覆電極8を高周波的な接地面として高周波伝送路を構成する表面配線5を備えたことを特徴とする。
【0014】
この様に、表面側に設けた配線を利用して高周波伝送路を構成しても良く、配線の設計自由度を高めることができる。
【0015】
(3)また、本発明は、上記(2)において、裏面配線3或いは表面配線5の少なくとも一方の少なくとも一部がインダクタ素子を構成することを特徴とする。
【0016】
この様に、裏面配線3或いは表面配線5の少なくとも一方の少なくとも一部を利用して、段間或いは入出力間のインピーダンス整合や、バイアス部のフィルタとなるインダクタンス素子等の受動素子用導電体パターン6を形成しても良い。
【0017】
(4)また、本発明は、上記(3)において、インダクタ素子が、スパイラル形状或いはメアンダ形状のインダクタ素子のいずれかであることを特徴とする。
【0018】
この様に、裏面配線3或いは表面配線5の少なくとも一方の少なくとも一部を利用して、段間或いは入出力間のインピーダンス整合や、バイアス部のフィルタとなるインダクタンス素子、特に、スパイラル形状或いはメアンダ形状のインダクタ素子を形成しても良い。
【0019】
(5)また、本発明は、上記(1)乃至(4)のいずれかにおいて、被覆電極8を、保護膜7を介して設けたことを特徴とする。
【0020】
この様に、被覆電極8を保護膜7を介して設けることによって、高周波半導体チップ2の表面と被覆電極8との間隔は、保護膜7の厚さで決定されるため、間隔が実装状態によらず一定になる。
【0021】
(6)また、本発明は、上記(5)において、高周波半導体チップ2の表面側或いは裏面側の少なくとも一方に容量電極を設け、この容量電極が被覆電極8との間で容量素子を構成することを特徴とする。
【0022】
この様に、裏面配線3或いは表面配線5の少なくとも一方の少なくとも一部を利用して形成した容量電極と、被覆電極8との間で段間或いは入出力間のインピーダンス整合や、バイアス部のフィルタとなる容量素子を形成しても良く、容量電極のパターニングだけで良いので、容量素子の形成が容易になる。
【0023】
(7)また、本発明は、上記(5)または(6)において、保護膜7が、窒化シリコンからなることを特徴とする。
【0024】
この様に、保護膜7を誘電率の大きな窒化シリコンで構成することによって、小さな面積の容量電極によって大きな容量を得ることができる。
【0025】
(8)また、本発明は、上記(1)乃至(7)のいずれかにおいて、高周波半導体チップ2の裏面側に、高周波半導体チップ2に対する入出力裏面電極4を設けたことを特徴とする。
【0026】
(9)また、本発明は、上記(8)において裏面電極4が、ワイヤボンディングパッドであることを特徴とする。
【0027】
(10)また、本発明は、上記(8)において、裏面電極4が、他の半導体チップを実装するためのバンプ用接続パッドであることを特徴とする。
【0028】
この様に、高周波半導体チップ2の裏面側に、高周波半導体チップ2内の電位を引き出すとともにワイヤボンディングパッド或いは他の半導体チップを実装するためのバンプ用接続パッドとなる裏面電極4を設けても良い。
【0029】
(11)また、本発明は、上記(1)乃至(7)のいずれかにおいて、高周波半導体チップ2の表面側の被覆電極8の存在しない領域に、高周波半導体チップ2に対する入出力表面電極を設けたことを特徴とする。
【0030】
(12)また、本発明は、上記(11)において、表面電極が、接続バンプと接続するバンプ用接続パッドであることを特徴とする。
【0031】
この様に、高周波半導体チップ2の表面側に、高周波半導体チップ2に対する入出力用であるとともにバンプ用接続パッドとなる表面電極を設けても良い。
【0032】
(13)また、本発明は、上記(1)乃至(12)において、高周波半導体チップ2の被覆電極8が設けられた面が実装面であることを特徴とする。
【0033】
この様に、被覆電極8を設けた場合には、被覆電極8が設けられた面を実装面とすることによって、ワイヤボンディングが不要なフェイスダウンボンディングとすることができる。
【0034】
(14)また、本発明は、上記(13)において、高周波半導体チップ2が、配線基板からなる実装基板1に実装されることを特徴とする。
【0035】
(15)また、本発明は、上記(13)において、高周波半導体チップ2が、半導体チップからなる実装基板1に実装されることを特徴とする。
【0036】
この場合、高周波半導体チップ2は、配線基板上に実装しても良いし、或いは、他の半導体チップに実装しても良い。
この場合の他の半導体チップは、能動領域を備えた半導体チップでも良いし、単なる実装基板として半導体チップでも良い。
【0037】
(16)また、本発明は、高周波半導体装置において、半導体チップの表面側に設けられた活性領域と、活性領域上に設けられ接地電位に接続される被覆電極8と、高周波半導体チップ2の裏面側に設けられ、被覆電極8を高周波的な接地面とする裏面側受動素子とを備えることを特徴とする。
【0038】
この様に、高周波半導体チップ2の裏面側に、被覆電極8を高周波的な接地面とする裏面側受動素子を設けても良く、それによって、受動素子に対して接地面の安定化が図られる。
【0039】
(17)また、本発明は、上記(16)において、活性領域と裏面側受動素子とが平面的にオーバーラップしないように配置することを特徴とする。
【0040】
この様に、活性領域と裏面側受動素子とが平面的にオーバーラップしないように配置することによって、相互の電気的干渉による悪影響を防止することができる。
【0041】
【発明の実施の形態】
ここで、図2を参照して、本発明の第1の実施の形態の高周波半導体装置の実装構造を説明する。
図2参照
図2は、本発明の第1の実施の形態の高周波半導体装置の実装構造の概略的断面図であり、高周波半導体チップ側の構成としては、例えば、GaAs基板21上に、HEMT等の能動素子を形成するエピタキシャル層22を形成し、所定の素子を形成したのち、層間絶縁膜(図示を省略)を介して、表面配線23や容量電極24等を形成する。
【0042】
次いで、表面配線23及び容量電極24を含む表面側にSiN膜を堆積させて保護膜25としたのち、保護膜25上にAu等を蒸着して、被覆電極26とする。
【0043】
一方、裏面側に、裏面配線27と、高周波半導体チップ内に信号を入力する裏面入力側パッド28及び高周波半導体チップ内の電位を引き出す裏面出力側パッド29となる裏面電極を形成する。
なお、裏面配線27、裏面入力側パッド28、或いは、裏面出力側パッド29は、ビア(図示を省略)を介して表面側の能動素子或いは表面配線23等と接続されている。
【0044】
この場合、表面電極23の少なくとも一部は高周波伝送路として機能しないバイアス回路等を構成するものであるが、表面配線23の一部は、被覆電極26とMSL型の高周波伝送路を構成しても良い。
また、容量電極24と被覆電極26とによって、容量素子が形成される。
一方、裏面配線27は、被覆電極26とMSL型の高周波伝送路を構成する。
【0045】
なお、図示を省略しているが、必要に応じて、この高周波半導体チップの表面側或いは裏面側に、容量素子とともに、段間や入出力のインピーダンス整合を取ったり、或いは、バイアス部のフィルタとなるインダクタ素子、例えば、スパイラルインダクタンス素子或いはメアンダインダクタンス素子を形成しても良いものである。
【0046】
この様な構成の高周波半導体チップの被覆電極26をAgペースト等のロウ材15を用いて、配線基板11の中央側に設けたベタパターンの接地電極14に接続して、被覆電極26を接地電位とする。
【0047】
また、配線基板11に設けた入力側パッド12と裏面入力側パッド28とを、配線基板11に設けた出力側パッド13と裏面出力側パッド29とを夫々ボンディングワイヤ30で接続することによって、フェイスダウン実装構造が完成する。
【0048】
この様に、本発明の第1の実施の形態においては、被覆電極26と高周波半導体チップの表面との間の間隔は、半導体プロセスによって成膜された保護膜25の厚さとなるので、実装状態に依存せず一定の間隔とすることができる。
【0049】
また、高周波伝送路の少なくとも主要部は、高周波半導体チップの裏面に形成された裏面配線27との間に形成されるので、高周波半導体チップを介しての容量結合となり、それによって、静電容量は小さくなるので、裏面配線27の配線幅を広くして、電流容量を大きくすることができる。
【0050】
また、保護膜25として誘電率の高いSiN膜を用いているので、容量電極2の面積を小さくしても大きな容量を形成することができる。
【0051】
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態の高周波半導体装置の実装構造を説明する。
図3参照
図3は、本発明の第2の実施の形態の高周波半導体装置の実装構造の概略的断面図であり、上記第1の実施の形態における高周波半導体チップ内の電位を引き出す裏面電極を表面側に設けて入力側パッド31及び出力側パッド32とするとともに、配線基板11に設けた入力側パッド16と出力側パッド17との間をバンプによって接続したものであり、高周波半導体チップの基本的構成自体は上記の第1の実施の形態の高周波半導体チップと同様である。
【0052】
なお、この場合、保護膜25が存在しない領域にも被覆電極26が延在しており、この被覆電極26の延在部と裏面配線27との間でも高周波伝送路が形成される。
この場合、誘電体膜厚が小さくなるので、同じインピーダンスを取るのに伝送線路幅を小さくすることができる。
【0053】
本発明の第2の実施の形態においては、ワイヤボンディングを用いることなく、完全にフェイスダウンボンディングによって実装しているので、電極の引き出しを短くすることができる。
【0054】
次に、図4及び図5を参照して、本発明の第3の実施の形態の高周波半導体装置の実装構造を説明する。
なお、図4は本発明の第3の実施の形態の実装構造の概略的断面図であり、また、図5は図4に示した本発明の第3の実施の形態の実装構造の概略的平面図である。
図4及び図5参照
まず、裏面に形成した接地電極41と、ビア42を介して接地電極41と接続する表面側に設けられた複数の接地用パッド43、及び、両端に入力側パッド44及び出力側パッド45を設けた配線基板40上に、半導体チップ50をバンプ46を用いて実装する。
【0055】
この半導体チップ50の裏面には、接地電極51、裏面入力側パッド52、及び、裏面出力側パッド53が形成されており、上述のバンプ46を介して接地用パッド、入力側パッド44、及び、出力側パッド45と電気的に接続されている。
【0056】
また、この半導体チップ50の表面側には、図5に示すように、FET等を設けた能動領域57の他、接地電極81〜83、FET等の入出力部となるコンタクト領域84,85、このコンタクト領域84,85と部分的にコンタクトする内部入力パッド59、表面側出力パッド56が形成されるとともに、反対側には、表面側入力パッド55及び内部出力パッド58が形成され、さらに、必要に応じて容量素子86,87等が形成されている。
なお、図示を簡単にするためにコンタクト領域84,85を矩形で示しているが、実際には、各種の能動素子の外部引き出し端子が互いに電気的に独立に形成されているものである。
【0057】
この様な半導体チップを実装基板と見なして、上記の第2の実施の形態において説明した被覆電極64を有する高周波半導体チップ60,70をバンプ67,74を用いてフェイスダウン実装する。
なお、図においては、高周波伝送路を構成する裏面配線については図示を省略している。
【0058】
なお、この場合の高周波半導体チップ60,70の構成は単なる一例であり、高周波半導体チップ60の裏面側には、表面側に設けた活性領域と平面的にオーバーラップしないようにスパイラルインダクタ素子61が形成され、半導体チップ50に設けた接地電極81と対向するように配置されている。
【0059】
また、高周波半導体チップ70の裏面側には、表面側に設けた活性領域と平面的にオーバーラップしないようにメアンダインダクタ素子71が形成され、半導体チップ50に設けた接地電極82と対向するように配置されている。
【0060】
この第3の実施の形態の構成によって、特性インピーダンスのバラツキの小さな高周波伝送路を備えたマルチチップ実装構造を実現することができる。
【0061】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は上記の各実施の形態で説明した構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、高周波半導体チップをGaAs基板上に形成した高周波半導体チップとして説明しているが、GaAs基板に限られるものではなく、InP基板等の他のIII-V族化合物半導体基板を用いた高周波半導体チップを用いても良いことは言うまでもない。
【0062】
また、上記の各実施の形態においては、HEMT等の通常のデバイスからなる高周波半導体チップとして説明してるが、半導体レーザやアバラッシェフォトダイオード等の高周波領域で使用する光デバイスを組み込んだ高周波半導体チップを用いても良い。
さらには、能動素子を有していない単なる実装基板としても半導体チップを用いても良いものである。
【0063】
また、上記の各実施の形態においては、容量素子の容量を大きくするために、保護膜としてSiN膜を用いているが、必ずしも、SiN膜に限られるものではなく、SiO2 膜等の他の半導体成膜プロセスで形成できる絶縁膜を用いても良いものである。
【0064】
また、上記の第3の実施の形態においては、最上段の半導体チップのみ高周波半導体チップとしているが、中間の半導体チップも被覆電極を設けた高周波半導体チップとしても良く、その場合には、中間の半導体チップをフェイスダウン実装するとともに、中間の半導体チップの裏面に設けた裏面電極を利用して上段の高周波半導体チップをフェイスダウン実装しても良いものである。
【0065】
さらには、中間の半導体チップのみを被覆電極を設けた高周波半導体チップとし、中間の半導体チップをフェイスダウン実装するとともに、中間の半導体チップの裏面に設けた裏面電極を利用して上段の被覆電極を有さない半導体チップをフェイスダウン実装しても良いものである。
【0066】
また、この様なマルチチップ実装構造は2段実装構造に限られるものではなく、3段以上の多段実装構造としても良いものである。
【0067】
【発明の効果】
本発明によれば、高周波半導体チップの表面側に設けた被覆電極と裏面側に設けた裏面配線とによって高周波伝送路を構成しているので、静電容量が小さく、且つ、実装状態に依存せず特性インピーダンスのバラツキの小さな高周波半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の実装構造の概略的断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の実装構造の概略的断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の実装構造の概略的断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の実装構造の概略的平面図である。
【図6】従来のフェイスダウン実装構造の概略的断面図である。
【図7】従来の配線基板の表面配線パターンの一例の説明図である。
【符号の説明】
1 実装基板
2 高周波半導体チップ
3 裏面配線
4 裏面電極
5 表面配線
6 受動素子用導電体パターン
7 保護膜
8 被覆電極
9 接地電極
10 ロウ材
11 配線基板
12 入力側パッド
13 出力側パッド
14 接地電極
15 ロウ材
16 入力側配線
17 出力側配線
21 GaAs基板
22 エピタキシャル層
23 表面配線
24 容量電極
25 保護膜
26 被覆電極
27 裏面配線
28 裏面入力側パッド
29 裏面出力側パッド
30 ボンディングワイヤ
31 入力側パッド
32 出力側パッド
33 バンプ
40 配線基板
41 接地電極
42 ビア
43 接地用パッド
44 入力側パッド
45 出力側パッド
46 バンプ
50 半導体チップ
51 接地電極
52 裏面入力側パッド
53 裏面出力側パッド
54 ビア
55 表面側入力パッド
56 表面側出力パッド
57 能動領域
58 内部出力パッド
59 内部入力パッド
60 高周波半導体チップ
61 スパイラルインダクタ素子
62 容量電極
63 保護膜
64 被覆電極
65 入力側パッド
66 出力側パッド
67 バンプ
70 高周波半導体チップ
71 メアンダインダクタ素子
72 入力側パッド
73 出力側パッド
74 バンプ
75 容量電極
81 接地電極
82 接地電極
83 接地電極
84 コンタクト領域
85 コンタクト領域
86 容量素子
87 容量素子
91 高周波半導体チップ
92 配線
93 保護膜
94 入力側パッド
95 出力側パッド
96 配線基板
97 接地電極
98 入力側パッド
99 出力側パッド
100 バンプ
101 配線基板
102 接地電極
103 入力側パッド
104 出力側パッド
105 出力側パッド
106 出力側パッド
107 電源パッド
108 電源パッド

Claims (17)

  1. 高周波半導体チップの表面側に設けられた活性領域と、前記活性領域上に設けられ接地電位に接続される被覆電極と、前記高周波半導体チップの裏面側に設けられ、前記被覆電極を高周波的な接地面として高周波伝送路を構成する裏面配線を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
  2. 上記高周波半導体チップの表面側に設けられ、上記被覆電極を高周波的な接地面として高周波伝送路を構成する表面配線を備えたことを特徴とする請求項1記載の高周波半導体装置。
  3. 上記裏面配線或いは表面配線の少なくとも一方の少なくとも一部が、インダクタ素子を構成することを特徴とする請求項2記載の高周波半導体装置。
  4. 上記インダクタ素子が、スパイラル形状或いはメアンダ形状のインダクタ素子のいずれかであることを特徴とする請求項3記載の高周波半導体装置。
  5. 上記被覆電極を、保護膜を介して設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高周波半導体装置。
  6. 上記高周波半導体チップの表面側或いは裏面側の少なくとも一方に容量電極を設け、前記容量電極が上記被覆電極との間で容量素子を構成することを特徴とする請求項5記載の高周波半導体装置。
  7. 上記保護膜が、窒化シリコンからなることを特徴とする請求項5または6に記載の高周波半導体装置。
  8. 上記高周波半導体チップの裏面側に、前記高周波半導体チップに対する入出力裏面電極を設けたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高周波半導体装置。
  9. 上記裏面電極が、ワイヤボンディングパッドであることを特徴とする請求項8記載の高周波半導体装置。
  10. 上記裏面電極が、他の半導体チップを実装するためのバンプ用接続パッドであることを特徴とする請求項8記載の高周波半導体装置。
  11. 上記高周波半導体チップの表面側の被覆電極の存在しない領域に、前記高周波半導体チップに対する入出力表面電極を設けたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高周波半導体装置。
  12. 上記表面電極が、接続バンプと接続するバンプ用接続パッドであることを特徴とする請求項11記載の高周波半導体装置。
  13. 上記高周波半導体チップの被覆電極が設けられた面が、実装面であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の高周波半導体装置。
  14. 上記高周波半導体チップが、配線基板からなる実装基板に実装されることを特徴とする請求項13記載の高周波半導体装置。
  15. 上記高周波半導体チップが、半導体チップからなる実装基板に実装されることを特徴とする請求項13記載の高周波半導体装置。
  16. 半導体チップの表面側に設けられた活性領域と、前記活性領域上に設けられ接地電位に接続される被覆電極と、前記高周波半導体チップの裏面側に設けられ、前記被覆電極を高周波的な接地面とする裏面側受動素子とを備えることを特徴とする高周波半導体装置。
  17. 上記活性領域と裏面側受動素子とが、平面的にオーバーラップしないように配置することを特徴とする請求項16記載の高周波半導体装置。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7053466B2 (en) * 2002-12-17 2006-05-30 Intel Corporation High-speed signaling interface with broadside dynamic wave coupling
JP2004214258A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Renesas Technology Corp 半導体モジュール
JP4185499B2 (ja) * 2005-02-18 2008-11-26 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2007227596A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体モジュール及びその製造方法
EP2127016A4 (en) * 2007-02-23 2012-08-15 Skyworks Solutions Inc HIGH FREQUENCY SWITCH WITH LOW LOSS, LOW HARMONIC AND OPTIMIZED LINEARITY PERFORMANCE
US7911066B2 (en) 2007-08-29 2011-03-22 Agilent Technologies, Inc. Through-chip via interconnects for stacked integrated circuit structures
US8889995B2 (en) 2011-03-03 2014-11-18 Skyworks Solutions, Inc. Wire bond pad system and method
US8686537B2 (en) * 2011-03-03 2014-04-01 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for reducing impact of high RF loss plating
US9679869B2 (en) 2011-09-02 2017-06-13 Skyworks Solutions, Inc. Transmission line for high performance radio frequency applications
US9013041B2 (en) * 2011-12-28 2015-04-21 Broadcom Corporation Semiconductor package with ultra-thin interposer without through-semiconductor vias
US8866291B2 (en) * 2012-02-10 2014-10-21 Raytheon Company Flip-chip mounted microstrip monolithic microwave integrated circuits (MMICs)
CN103597742A (zh) 2012-06-14 2014-02-19 西凯渥资讯处理科技公司 包含相关系统、装置及方法的功率放大器模块
JP2015069999A (ja) * 2013-09-26 2015-04-13 住友電気工業株式会社 半導体装置
MY184096A (en) * 2014-08-07 2021-03-17 Intel Corp Method and apparatus for forming backside die planar devices and saw filter
US10535635B2 (en) * 2018-06-15 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Second semiconductor wafer attached to a first semiconductor wafer with a through hole connected to an inductor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992764A (en) * 1989-02-21 1991-02-12 Hittite Microwave Corporation High-power FET circuit
US5202752A (en) * 1990-05-16 1993-04-13 Nec Corporation Monolithic integrated circuit device
US5635762A (en) * 1993-05-18 1997-06-03 U.S. Philips Corporation Flip chip semiconductor device with dual purpose metallized ground conductor
US6028348A (en) * 1993-11-30 2000-02-22 Texas Instruments Incorporated Low thermal impedance integrated circuit
US5521406A (en) * 1994-08-31 1996-05-28 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit with improved thermal impedance
US5528209A (en) * 1995-04-27 1996-06-18 Hughes Aircraft Company Monolithic microwave integrated circuit and method
EP1113497A3 (en) * 1999-12-29 2006-01-25 Texas Instruments Incorporated Semiconductor package with conductor impedance selected during assembly
WO2002003499A1 (en) * 2000-06-30 2002-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Radio communication device with integrated antenna, transmitter, and receiver
US6678540B2 (en) * 2001-08-22 2004-01-13 Northrop Grumman Corporation Transmission line single flux quantum chip-to -chip communication with flip-chip bump transitions

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