特許 6871778 半導体装置、及び通信装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6871778

(24)【登録日】2021年4月20日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】半導体装置、及び通信装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 7/38 20060101AFI20210426BHJP

   H04B 1/44 20060101ALI20210426BHJP

   H01P 5/02 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   H03H7/38 B

   H04B1/44

   H01P5/02 603A

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-62326(P2017-62326)

(22)【出願日】2017年3月28日

(65)【公開番号】特開2018-166245(P2018-166245A)

(43)【公開日】2018年10月25日

【審査請求日】2020年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079119

【弁理士】

【氏名又は名称】藤村 元彦

(74)【代理人】

【識別番号】100147728

【弁理士】

【氏名又は名称】高野 信司

(72)【発明者】

【氏名】太矢 隆士

【審査官】 角張 亜希子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０３０９４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／１５７３５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１４０２９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−３５２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０５７７０６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｈ０１Ｌ２１／３２０５−２１／３２１３

２１／７６８

２１／８２２

２３／５２２

２３／５３２

２７／０４

Ｈ０１Ｐ５／００−５／２２

Ｈ０３Ｈ１／００−７／１３

７／３０−９／７６

Ｈ０４Ｂ１／３８−１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置であって、
アンテナが受信した受信信号を受ける受信部、及び送信信号を前記アンテナに供給する送信部が形成されている半導体基板と、
前記半導体基板上に積層されている複数の絶縁層と、
前記複数の絶縁層のうちの１つの絶縁層内に形成された第１のインダクタを含み、前記アンテナのインピーダンスと前記受信部の入力インピーダンスとを整合させる第１の整合回路と、
前記複数の絶縁層のうち前記１つの絶縁層を除く他の絶縁層内に形成された第２のインダクタを含み、前記アンテナのインピーダンスと前記送信部の出力インピーダンスとを整合させる第２の整合回路と、を有し、
前記第１の整合回路は、前記第１のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第１のコンデンサと、送信モード時にはオフ状態となって前記第１のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定する第１のスイッチ素子と、を含み、
前記第２の整合回路は、前記第２のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第２のコンデンサと、受信モード時にはオフ状態となって前記第２のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定する第２のスイッチ素子と、を含み、
前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタは、前記半導体基板の表面に垂直な方向において互いに重なっていることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記アンテナに一端が接続されているカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサの他端に接続されているアンテナ線と、を含み、
前記第１の整合回路は、
前記第１のインダクタの一端及び前記アンテナ線に自身の一端が接続されている第１のコンデンサと、
前記第１のインダクタの他端に自身の一端が接続されている第２のコンデンサと、
送信モード時にはオフ状態となって前記第１及び第２のコンデンサ各々の他端をハイインピーダンス状態に設定する第１のスイッチ部と、を含み、
前記第２の整合回路は、
前記第２のインダクタの一端及び前記アンテナ線に自身の一端が接続されている第３のコンデンサと、
前記第２のインダクタの他端に自身の一端が接続されている第４のコンデンサと、
受信モード時にはオフ状態となって前記第３及び第４のコンデンサ各々の他端をハイインピーダンス状態に設定する第２のスイッチ部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記半導体基板の表面に垂直な方向において前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタの形成領域の一部同士が互いに重なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタは円形ループ状又は螺旋状に形成された金属配線からなり、
前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタのうちの一方のインダクタの形成領域の中心点から、前記半導体基板の表面に沿った方向において前記一方のインダクタの形成領域の半径よりも大きい距離の分だけ、他方のインダクタの形成領域の中心点が離間するように、前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタのうちの一方のインダクタはループ状に形成された金属配線からなり、他方のインダクタはＳ字状に形成された金属配線からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の半導体装置。

【請求項6】

アンテナが受信した受信信号を受ける受信部、及び送信信号を前記アンテナに供給する送信部が形成されている半導体基板と、
第１のインダクタ及び前記第１のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第１のコンデンサを含む共振回路を含み、前記受信部の入力インピーダンスと前記アンテナのインピーダンスとを整合させる第１のインピーダンス整合回路と、
第２のインダクタ及び前記第２のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第２のコンデンサを含む共振回路を含み、前記送信部の出力インピーダンスと前記アンテナのインピーダンスとを整合させる第２のインピーダンス整合回路と、を有し、前記半導体基板の表面に垂直な方向において前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタが絶縁層を介して互いに重なって配置されている通信装置の制御方法であって、
前記受信部を動作させる受信モード時には前記第２のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定し、
前記送信部を動作させる送信モード時には前記第１のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定することを特徴とする通信装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置が形成されている半導体装置及び通信装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、２．４ＧＨｚ帯のBluetooth（登録商標）、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ帯のワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）、或いは携帯電話通信網等で用いる各種の無線通信装置が製品化されている。

【0003】

このような無線通信装置のフロントエンドには、受信側のＬＮＡ（Low Noise Amplifier）及び送信側のＰＡ（Power Amplifier）と共に、アンテナとのインピーダンス整合を図るインピーダンス変換回路が受信側及び送信側の双方に含まれている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２８４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記したようなワイヤレスＬＡＮ、或いは携帯電話通信網等の周波数領域に適応した通信装置では、インピーダンス変換回路として、インダクタ及びコンデンサからなる共振回路が用いられている。しかしながら、インダクタは比較的大きな占有面積を必要とする為、このようなインダクタを送信側及び受信側の双方に設けると、通信装置が大型化するという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、通信装置の小型化を図ることが可能な半導体装置、及び通信装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る半導体装置は、アンテナが受信した受信信号を受ける受信部、及び送信信号を前記アンテナに供給する送信部が形成されている半導体基板と、複数のインダクタを含み、前記受信部及び前記送信部各々のインピーダンスと前記アンテナのインピーダンスとを整合させるインピーダンス整合回路と、前記半導体基板上に積層されている複数の絶縁層と、を有し、前記複数のインダクタが前記複数の絶縁層に形成されており、前記半導体基板の表面に垂直な方向において前記複数のインダクタの形成領域が互いに重なっている。

【0008】

本発明に係る通信装置の制御方法は、アンテナが受信した受信信号を受ける受信部、及び送信信号を前記アンテナに供給する送信部が形成されている半導体基板と、第１のインダクタ及び前記第１のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第１のコンデンサを含む共振回路を含み、前記受信部の入力インピーダンスと前記アンテナのインピーダンスとを整合させる第１のインピーダンス整合回路と、第２のインダクタ及び前記第２のインダクタの一端に自身の一端が接続されている第２のコンデンサを含む共振回路を含み、前記送信部の出力インピーダンスと前記アンテナのインピーダンスとを整合させる第２のインピーダンス整合回路と、を有し、前記半導体基板の表面に垂直な方向において前記第１のインダクタ及び前記第２のインダクタが絶縁層を介して互いに重なって配置されている通信装置の制御方法であって、前記受信部を動作させる受信モード時には前記第２のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定し、前記送信部を動作させる送信モード時には前記第１のコンデンサの他端をハイインピーダンス状態に設定する。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、アンテナのインピーダンスと送信部及び受信部各々のインピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路に含まれる複数のインダクタを、半導体基板の表面に垂直な方向において、互いに絶縁層を介して重なるように並置している。

【0010】

これにより、複数のインダクタを半導体基板の表面に沿った方向に並べて配置した場合に比べて、当該半導体基板の表面上におけるインダクタ群の占有面積を小さくすることができるので、通信装置の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る半導体装置に形成されている通信装置１００の構成を示すブロック図である。

【図2】インダクタＬ１及びＬ２の形態の一例を示す図である。

【図3】インダクタＬ１のＷ１−Ｗ１線での断面を示す半導体チップの断面図である。

【図4】インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１と、インダクタＬ２の形成領域Ａｒ２との位置関係の一例を表す図である。

【図5】インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１と、インダクタＬ２の形成領域Ａｒ２との位置関係の他の一例を表す図である。

【図6】インダクタＬ１及びＬ２の形態の他の一例を示す図である。

【図7】インダクタＬ１及びＬ２の形態の他の一例を示す図である。

【図8】インダクタＬ１及びＬ２の形態の他の一例を示す図である。

【図9】インダクタＬ１及びＬ２を１つの絶縁層内に形成する際のインダクタＬ１及びＬ２の形態の一例を示す図である。

【図10】通信装置１００の構成の他の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0013】

図１は、本発明に係る半導体装置としての半導体チップに形成されている通信装置１００の構成を示すブロック図である。

【0014】

通信装置１００は、アンテナ１０、インピーダンス整合回路１１、ローノイズアンプ１２、復調部１３、インピーダンス整合回路２１、パワーアンプ２２、変調部２３、及び制御部２０を有する。尚、受信アンプとしてのローノイズアンプ１２、及び復調部１３が通信装置１００の受信部を構成し、送信アンプとしてのパワーアンプ２２、及び変調部２３が通信装置１００の送信部を構成する。

【0015】

インピーダンス整合回路１１は、アンテナ１０で受信した高周波の受信信号ＲＦをアンテナ線ＡＬを介して受ける。インピーダンス整合回路１１は、コンデンサＣ１、Ｃ２、及びインダクタＬ１を含む共振回路と、スイッチ素子ＳＷ１と、を含む。

【0016】

コンデンサＣ１の一端はアンテナ線ＡＬを介してアンテナ１０に接続されており、その他端はノードｎ１を介してインダクタＬ１の一端、コンデンサＣ２の一端、及びローノイズアンプ１２の入力端に夫々接続されている。インダクタＬ１の他端には接地電位ＶＳＳが印加されている。コンデンサＣ２の他端はスイッチ素子ＳＷ１に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１は、制御部２０から送信イネーブル信号ＴＥが供給されている場合にはオフ状態となる。これにより、コンデンサＣ２の他端はハイインピーダンス状態となる。また、スイッチ素子ＳＷ１は、当該送信イネーブル信号ＴＥが供給されていない場合にはオン状態となり、この際、接地電位ＶＳＳをコンデンサＣ２の他端に印加する。

【0017】

かかる構成により、インピーダンス整合回路１１は、アンテナ１０のインピーダンスを受信部（１２、１３）の入力インピーダンスに整合させるインピーダンス変換処理を、アンテナ１０で受信した受信信号ＲＦに施す。尚、受信部（１２、１３）の入力インピーダンスとは、実質的にはローノイズアンプ１２の入力インピーダンスである。インピーダンス整合回路１１は、当該インピーダンス変換処理によって得られた受信信号ＲＸをノードｎ１を介してローノイズアンプ１２に供給する。

【0018】

ローノイズアンプ１２は、制御部２０から受信イネーブル信号ＲＥの供給を受けている場合にイネーブル状態となり、当該受信信号ＲＸを増幅した増幅受信信号ＲＸＡを、復調部１３に供給する。

【0019】

復調部１３は、制御部２０から受信イネーブル信号ＲＥの供給を受けている場合にイネーブル状態となり、増幅受信信号ＲＸＡに対して復調処理を施すことにより、音声、映像又は文字等を表す情報データを復元する。

【0020】

尚、上記したローノイズアンプ１２及び復調部１３は、受信イネーブル信号ＲＥの供給を受けていない場合は共にディスエイブル状態となり、上記した動作を停止する。

【0021】

変調部２３は、制御部２０から送信イネーブル信号ＴＥの供給を受けている場合にイネーブル状態となり、送信対象である情報データに基づき搬送波信号を変調して得られた変調信号ＴＸをパワーアンプ２２に供給する。

【0022】

パワーアンプ２２は、制御部２０から送信イネーブル信号ＴＥの供給を受けている場合にイネーブル状態となり、変調信号ＴＸを増幅して得られた信号を送信信号ＴＸＡとして、インピーダンス整合回路２１に供給する。

【0023】

尚、パワーアンプ２２及び変調部２３は、送信イネーブル信号ＴＥの供給を受けていない場合は共にディスエイブル状態となり、上記した動作を停止する。

【0024】

インピーダンス整合回路２１は、インダクタＬ２、コンデンサＣ３及びＣ４からなるパイ型の共振回路と、スイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ３と、を含む。

【0025】

コンデンサＣ３の一端及びインダクタＬ２の一端はアンテナ線ＡＬを介してアンテナ１０に接続されている。コンデンサＣ３の他端はスイッチ素子ＳＷ２に接続されている。スイッチ素子ＳＷ２は、制御部２０から受信イネーブル信号ＲＥが供給されている場合にはオフ状態となる。これにより、コンデンサＣ３の他端はハイインピーダンス状態となる。また、スイッチ素子ＳＷ２は、当該受信イネーブル信号ＲＥが供給されていない場合にはオン状態となり、この際、接地電位ＶＳＳをコンデンサＣ３の他端に印加する。インダクタＬ２の他端はノードｎ２を介してコンデンサＣ４の一端及びパワーアンプ２２の出力端に接続されている。コンデンサＣ４の他端はスイッチ素子ＳＷ３に接続されている。スイッチ素子ＳＷ３は、制御部２０から受信イネーブル信号ＲＥが供給されている場合にはオフ状態となる。これにより、コンデンサＣ４の他端はハイインピーダンス状態となる。また、スイッチ素子ＳＷ３は、当該受信イネーブル信号ＲＥが供給されていない場合にはオン状態となり、この際、接地電位ＶＳＳをコンデンサＣ４の他端に印加する。

【0026】

かかる構成により、インピーダンス整合回路２１は、送信部（２２、２３）の出力インピーダンスをアンテナ１０のインピーダンスに整合させるインピーダンス変換処理を、送信信号ＴＸＡに施す。尚、送信部（２２、２３）の出力インピーダンスとは、実質的にはパワーアンプ２２の出力インピーダンスである。インピーダンス整合回路２１は、当該インピーダンス変換処理によって得られた送信信号ＴＦをアンテナ線ＡＬを介してアンテナ１０に供給する。

【0027】

制御部２０は、受信部（１２、１３）を動作させる受信モード時には、上記した受信イネーブル信号ＲＥを生成し、これをローノイズアンプ１２、復調部１３及びインピーダンス整合回路２１に供給する。また、制御部２０は、送信部（２２、２３）を動作させる送信モード時には、上記した送信イネーブル信号ＴＥを生成し、これをパワーアンプ２２、変調部２３及びインピーダンス整合回路１１に供給する。尚、制御部２０は、インピーダンス整合回路１１、ローノイズアンプ１２、復調部１３、インピーダンス整合回路２１、パワーアンプ２２及び変調部２３に対して、受信イネーブル信号ＲＥ及び送信イネーブル信号ＴＥを同時に供給することはない。

【0028】

これにより、制御部２０は、受信モード時には、受信部（１２、１３）を動作させ、送信部（２２、２３）の動作を停止させる。更に、当該受信モード時には、インピーダンス整合回路２１に含まれるスイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ３を共にオフ状態にすることにより、コンデンサＣ３及びＣ４各々の他端をハイインピーダンス状態に設定する。

【0029】

また、制御部２０は、送信モード時には、送信部（２２、２３）を動作させ、受信部（１２、１３）の動作を停止させる。更に、当該送信モード時には、インピーダンス整合回路１１に含まれるスイッチ素子ＳＷ１をオフ状態にすることにより、コンデンサＣ２の他端をハイインピーダンス状態に設定する。

【0030】

尚、図１に示すインピーダンス整合回路１１及び２１は、他のモジュール（１２、１３、２０、２２、２３）と共に、単一の半導体チップに形成される。

【0031】

インピーダンス整合回路１１に含まれるインダクタＬ１、及びインピーダンス整合回路２１に含まれるインダクタＬ２は、当該半導体チップの例えば金属配線によって形成される。

【0032】

図２は、半導体チップ内に構築されたインダクタＬ１及びＬ２の形態の一例を示す正面図である。

【0033】

図２に示すように、インダクタＬ１及びＬ２は、例えば円形の螺旋状に形成した金属配線からなる。

【0034】

尚、インダクタＬ１は、半導体チップに積層されている複数の絶縁層のうちの１つに形成されており、インダクタＬ２は、インダクタＬ１が形成されている絶縁層とは異なる絶縁層に形成されている。

【0035】

図３は、図２に示すＷ１−Ｗ１線での半導体チップの断面を示す断面図である。図３に示すように、当該半導体チップは、送信部（２２、２３）の形成領域Ｑ１及び受信部（１２、１３）の形成領域Ｑ２を含む半導体基板ＳＳＢと、絶縁層ＬＹ１〜ＬＹ５と、を有する。絶縁層ＬＹ１〜ＬＹ５は、図３に示すように、半導体基板ＳＳＢ上において、当該半導体基板ＳＳＢの表面に垂直な方向に積層されている。

【0036】

インダクタＬ１は、金属配線層ＭＬ１により図２に示すような螺旋状の形態で絶縁層ＬＹ３内に形成されている。インダクタＬ１の端部ｅ１はビアＶＡを介して、絶縁層ＬＹ２内に形成されている金属配線層ＭＬ２に接続されている。当該金属配線層ＭＬ２には、例えば図１に示すコンデンサＣ１、Ｃ２、及びローノイズアンプ１２の入力端が接続され、インダクタＬ１の端部ｅ２には接地電位ＶＳＳが印加される。

【0037】

インダクタＬ２は、金属配線層ＭＬ３により図２に示すような螺旋状の形態で絶縁層ＬＹ５内に形成されている。インダクタＬ２の端部ｅ３はビアＶＡを介して、絶縁層ＬＹ４内に形成されている金属配線層ＭＬ４に接続されている。当該金属配線層ＭＬ４には、例えば図１に示すコンデンサＣ４及びパワーアンプ２２の出力端が接続され、端部ｅ４にはコンデンサＣ３及びアンテナ線ＡＬが接続される。

【0038】

ここで、インダクタＬ１及びＬ２は、半導体基板ＳＳＢの表面に垂直な方向において、当該インダクタＬ１及びＬ２の形成領域の全て又は一部同士が互いに重なるように、夫々の絶縁層（ＬＹ３、ＬＹ５）内の位置に形成されている。

【0039】

これにより、絶縁層ＬＹ５に形成されているインダクタＬ２の真上から、インダクタＬ１及びＬ２を眺めた場合、図２に示すインダクタＬ１の形成領域Ａｒ１と、図２に示すインダクタＬ２の形成領域Ａｒ２とが、図４或いは図５に示すように重なる。

【0040】

尚、図４は、半導体基板ＳＳＢの表面に垂直な方向において、インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１の全てが、インダクタＬ２の形成領域Ａｒ１と重なるように、インダクタＬ１及びＬ２を絶縁層（ＬＹ３、ＬＹ５）に形成した場合の状態を示す。

【0041】

一方、図５は、半導体基板ＳＳＢの表面に垂直な方向において、インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１、及びインダクタＬ２の形成領域Ａｒ２の一部同士が重なるように、インダクタＬ１及びＬ２を絶縁層（ＬＹ３、ＬＹ５）に形成した場合の状態を示す。尚、図５に示す一例では、インダクタＬ１及びＬ２として、図２に示すような螺旋状又は円形のループ状のものを採用している。更に、図５では、インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１の中心点Ｊ１から、半導体基板ＳＳＢの表面に沿った方向に所定距離ＬＥＧだけ、インダクタＬ２の形成領域Ａｒ２の中心点Ｊ２を離間するように、インダクタＬ１及びＬ２を夫々の絶縁層（ＬＹ３、ＬＹ５）に形成する。尚、所定距離ＬＥＧは、インダクタＬ１の形成領域Ａｒ１の半径ｒよりも大きい。

【0042】

これにより、インダクタＬ１及びＬ２を半導体基板ＳＳＢの表面に沿った方向に並べて配置した場合に比べて、半導体基板ＳＳＢの表面上におけるインダクタＬ１及びＬ２の占有面積を小さくすることができるので、通信装置１００の小型化を図ることが可能となる。

【0043】

尚、図５に示すように、インダクタＬ１及びＬ２各々の形成領域の一部を重ねた場合には、図４に示すように全領域を重ねた場合に比べてインダクタの占有面積は大きくなるが、両者の中心軸がずれた分だけ相互インダクタンスが小さくなり、送信側と受信側の干渉による悪影響、例えばノイズの発生が抑制される。

【0044】

ところで、図１に示す通信装置１００では、アンテナ線ＡＬによって、インピーダンス整合回路１１と、インピーダンス整合回路２１とが電気的に接続されている。

【0045】

これにより、送信モード時には、送信部（２２、２３）で生成された送信信号ＴＦに伴う無効な電流がアンテナ線ＡＬを介して、インピーダンス整合回路１１に供給される。この際、かかる無効電流がインピーダンス整合回路１１内に流れ込むと、当該インピーダンス整合回路１１内で無効な電力が消費される。従って、送信電力及び送信効率の低下を招く虞が生じる。更に、インピーダンス整合回路１１での共振動作に伴い、不要輻射の抑制が困難になる。

【0046】

一方、受信モード時には、受信した受信信号ＲＦに伴う無効な電流がアンテナ線ＡＬを介して、インピーダンス整合回路２１に供給される。よって、かかる無効電流がインピーダンス整合回路２１内に流れ込むと、図１に示すパイ型の共振回路が共振動作する。この際、図４又は図５に示すように、インダクタＬ１及びＬ２の中心軸が同一、又は近接していることから、インダクタＬ１はインダクタＬ２の磁界の影響を受け、それに伴いインピーダンス整合回路１１の周波数特性が変化する。これにより、受信部（１２、１３）の受信感度の低下を招く虞がある。

【0047】

そこで、通信装置１００には、送信モード時にはオフ状態となって、インピーダンス整合回路１１に含まれるコンデンサＣ２の一端をハイインピーダンス状態に設定するスイッチ素子ＳＷ１が設けられている。更に、通信装置１００には、受信モード時にはオフ状態となって、インピーダンス整合回路２１に含まれるコンデンサＣ３及びＣ４各々の一端をハイインピーダンス状態に設定するスイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ３が設けられている。

【0048】

かかる構成により、受信モード時には、インピーダンス整合回路２１に含まれるコンデンサＣ３及びＣ４が無効化される。これにより、アンテナ１０によって受信して得られた受信信号ＲＦに伴う電流が、インピーダンス整合回路２１に含まれるインダクタＬ２に流れ込む量が抑制される。よって、インダクタＬ１はインダクタＬ２からの磁界の影響を受けにくくなり、インピーダンス整合回路１１の周波数特性の変化が抑えられ、受信部（１２、１３）の受信感度の低下が防止される。

【0049】

また、送信モード時には、インピーダンス整合回路１１に含まれるコンデンサＣ２が無効化される。これにより、送信部（２２、２３）によって生成された送信信号ＴＦに伴う電流は、インピーダンス整合回路１１のコンデンサＣ２には流れ込まなくなる。よって、その分だけインピーダンス整合回路１１での電力消費が抑えられるので、送信部（２２、２３）の送信電力及び送信効率、並びに不要輻射を抑制することが可能となる。

【0050】

尚、上記実施例では、インダクタＬ１及びＬ２として、図２に示すような螺旋状の形態を有する金属配線を採用しているが、その形態は螺旋状に限定されない。例えば、インダクタＬ１及びＬ２としては、図６に示すような円形ループ状、又は図７に示すような矩形ループ状の形態を有する金属配線、或いは多角形のループ又は螺旋形態を有する金属配線を採用しても良い。

【0051】

また、インダクタＬ１及びＬ２としては、図８に示すようなＳ字状の形態を有する金属配線を採用しても良い。インダクタとして図８に示すＳ字状の形態を採用することにより、インダクタ内において相互インダクタンスが相殺されることになるので、ノイズ等、送信側と受信側の干渉による悪影響を抑制することが可能となる。

【0052】

また、インダクタＬ１及びＬ２としては、互いに異なる形状を有するものを採用しても良い。例えば、インダクタＬ１及びＬ２の一方を図７に示すような矩形ループ状の形態を有する金属配線層とし、他方を図８に示すようなＳ字状の形態を有する金属配線層としても良い。

【0053】

また、インダクタＬ１及びＬ２のうちの一方のインダクタの形成領域内に、他方のインダクタを形成し、これらインダクタＬ１及びＬ２を同一の絶縁層内に形成するようにしても良い。例えば、図３に示すインダクタＬ１及びＬ２に代えて、図９に示すような、Ｓ字状の形態を有するインダクタＬ１、及び当該インダクタＬ１全体を囲む矩形ループ状の形態を有するインダクタＬ２を、絶縁体層ＬＹ２〜ＬＹ５のうちの１つの絶縁体層に形成する。

【0054】

また、図１に示すインピーダンス整合回路１１では、コンデンサＣ１及びインダクタＬ１を含むハイパスフィルタを採用しているが、インピーダンス整合回路２１と同様にパイ型の共振回路を採用しても良い。

【0055】

図１０は、かかる点に鑑みて為された通信装置１００の構成の他の一例を示すブロック図である。尚、図１０に示す構成では、カップリングコンデンサＣｐを新たに設け、図１に示すインピーダンス整合回路１１に代えてインピーダンス整合回路１１ａを採用している点を除く他の構成は、図１に示されるものと同一である。よって、以下に、カップリングコンデンサＣｐ、及びインピーダンス整合回路１１ａの内部構成の説明を行う。

【0056】

カップリングコンデンサＣｐの一端はアンテナ１０と接続されており、その他端は、アンテナ線ＡＬを介してインピーダンス整合回路１１ａ及びインピーダンス整合回路２１の各々と接続されている。

【0057】

インピーダンス整合回路１１ａは、インダクタＬ１、コンデンサＣ２及びＣ５からなるパイ型の共振回路と、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ４と、を含む。

【0058】

コンデンサＣ２の一端及びインダクタＬ１の一端が共にカップリングコンデンサＣｐの他端と接続されている。コンデンサＣ２の他端はスイッチ素子ＳＷ１に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１は、制御部２０から送信イネーブル信号ＴＥが供給されている場合にはオフ状態となる。これにより、コンデンサＣ２の他端はハイインピーダンス状態となる。また、スイッチ素子ＳＷ１は、当該送信イネーブル信号ＴＥが供給されていない場合にはオン状態となり、この際、接地電位ＶＳＳをコンデンサＣ２の他端に印加する。

【0059】

インダクタＬ１の他端はノードｎ１を介してコンデンサＣ５の一端及びローノイズアンプ１２の入力端に接続されている。コンデンサＣ５の他端はスイッチ素子ＳＷ４に接続されている。スイッチ素子ＳＷ４は、制御部２０から送信イネーブル信号ＴＥが供給されている場合にはオフ状態となる。これにより、コンデンサＣ５の他端はハイインピーダンス状態となる。また、スイッチ素子ＳＷ４は、当該送信イネーブル信号ＴＥが供給されていない場合にはオン状態となり、この際、接地電位ＶＳＳをコンデンサＣ５の他端に印加する。

【0060】

すなわち、制御部２０は、受信モード時には、インピーダンス整合回路１１ａに含まれるスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ４を共にオフ状態にすることにより、コンデンサＣ２及びＣ５各々の他端をハイインピーダンス状態に設定して両コンデンサを無効化する。

【0061】

尚、上記実施例では、インピーダンス整合回路１１（１１ａ）及び１２に含まれる共振回路に用いるインダクタはＬ１とＬ２の２つだけであるが、３つ以上の複数のインダクタを用いて共振回路を構成するようにしても良い。

【0062】

要するに、通信装置１００を含む半導体装置としては、以下の受信部及び送信部が形成されている半導体基板（ＳＳＢ）と、インピーダンス整合回路に含まれる複数のインダクタが形成されている複数の絶縁層（ＬＹ１〜ＬＹ５）と、を有するものであれば良い。受信部（１２、１３）は、アンテナ（１０）が受信した受信信号（ＲＦ、ＲＸ）を受ける。送信部（２２、２３）は、送信信号（ＴＸＡ、ＴＦ）をアンテナに供給する。インピーダンス整合回路（１１、２１）は、受信部及び送信部のインピーダンスとアンテナのインピーダンスとを整合する。ここで、複数の絶縁層に形成されている複数のインダクタの形成領域が、半導体基板の表面に垂直な方向において互いに重なっていれば良いのである。

【符号の説明】

【0063】

１０ アンテナ
１１、１１ａ インピーダンス整合回路
２０ 制御部
２１ インピーダンス整合回路
１００ 通信装置
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】