特許 7269483 半導体装置及び電子機器

(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】

(24)【登録日】2023-04-26

(45)【発行日】2023-05-09

(54)【発明の名称】半導体装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/822 20060101AFI20230427BHJP

   H01L 27/04 20060101ALI20230427BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20230427BHJP

   H01L 23/522 20060101ALI20230427BHJP

   H01L 21/3205 20060101ALI20230427BHJP

【ＦＩ】

H01L27/04 H

H01L21/90 V

H01L21/88 Z

H01L27/04 D

H01L21/88 S

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019146529

(22)【出願日】2019-08-08

(65)【公開番号】P2021027292

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】川野 陽一

【審査官】岩本 勉

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１２－５０４８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００８４７５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１１８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１１８４５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１１２３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１７０２８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２７／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／８２２

Ｈ０１Ｌ ２１／７６８

Ｈ０１Ｌ ２１／３２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、
前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、
前記１又は複数の開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、
前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、
前記１又は複数の開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドが近接する前記第１壁部に配置されている、半導体装置。

【請求項2】

前記１又は複数の開口部は、前記第１壁部における前記信号用パッドに対向する対向領域の両側方に配置されている、請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第１ガードリングは、前記第１壁部における前記１又は複数の開口部を挟んで前記対向領域と反対側に位置する２つの領域の少なくとも一方で前記信号用パッドの側方に配置されたグランドパッドに接続されている、請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記信号用パッドは入力信号用パッドと出力信号用パッドを含み、
前記第１ガードリングの前記第１壁部は前記入力信号用パッドに近接し、前記第１ガードリングの前記第２壁部は前記出力信号用パッドに近接し、
前記１又は複数の開口部は、前記第１壁部における前記入力信号用パッドに対向する第１対向領域の両側方及び前記第２壁部における前記出力信号用パッドに対向する第２対向領域の両側方に配置されている、請求項１記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１ガードリングは、前記第１壁部における前記１又は複数の開口部を挟んで前記第１対向領域と反対側に位置する２つの領域の両方で前記入力信号用パッドの両側方に配置されたグランドパッドに接続され、且つ、前記第２壁部における前記１又は複数の開口部を挟んで前記第２対向領域と反対側に位置する２つの領域の両方で前記出力信号用パッドの両側方に配置されたグランドパッドに接続されている、請求項４記載の半導体装置。

【請求項6】

前記抵抗層は前記第１ガードリングよりも電気抵抗率の高い金属で形成された金属膜である、請求項１から５のいずれか一項記載の半導体装置。

【請求項7】

前記抵抗層はニッケルとクロムを含む合金膜である、請求項１から６のいずれか一項記載の半導体装置。

【請求項8】

前記半導体基板を囲む樹脂層と、
前記半導体基板及び前記樹脂層に積層された再配線層と、を備える、請求項１から７のいずれか一項記載の半導体装置。

【請求項9】

半導体装置と、
前記半導体装置が実装された実装基板と、を備え、
前記半導体装置は、
半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、
前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、
前記１又は複数の開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、
前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、
前記１又は複数の開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドに近接する前記第１壁部に配置されている、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

回路領域の周囲外側に金属製のガードリングを設けることで、回路領域への水分の浸入を抑制することが知られている。例えば、集積回路の周囲を囲み、互いに重ならない位置にギャップを有する２重のガードリングを設けることが知られている（例えば、特許文献１）。これにより、集積回路への水分の浸入を抑制でき、且つガードリングを伝搬するノイズ信号を減少できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２３２６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回路領域の周囲外側に設けられたガードリングに信号用パッドから信号が漏れてガードリングを伝搬することがある。特許文献１に記載のガードリングでは、信号用パッドからガードリングに漏れた信号による回路領域への影響を低減する点で改善の余地が残されている。

【0005】

１つの側面では、ガードリングに漏れた信号による回路領域への影響を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの態様では、半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、前記１又は複数の開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、前記１又は複数の開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドが近接する前記第１壁部に配置されている、半導体装置である。

【0007】

１つの態様では、半導体装置と、前記半導体装置が実装された実装基板と、を備え、前記半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、前記１又は複数の開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、前記１又は複数の開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドに近接する前記第１壁部に配置されている、電子機器である。

【発明の効果】

【0008】

１つの側面として、ガードリングに漏れた信号による回路領域への影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は、実施例１に係る半導体装置の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ間の断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ間の断面図である。

【図2】図２は、実施例１に係る半導体装置の回路領域における断面図である。

【図3】図３は、比較例１に係る半導体装置の平面図である。

【図4】図４は、比較例２に係る半導体装置の平面図である。

【図5】図５は、実施例２に係る半導体装置の断面図である。

【図6】図６は、実施例２に係る半導体装置の平面図である。

【図7】図７は、図６のＡ－Ａ間の断面図である。

【図8】図８は、実施例３に係る半導体装置の平面図である。

【図9】図９は、図８のＡ－Ａ間の断面図である。

【図10】図１０は、実施例４に係る電子機器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0011】

図１（ａ）は、実施例１に係る半導体装置１００の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ間の断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ間の断面図である。なお、図１（ａ）では、図の明瞭化のために、ガードリング４０、５０及び抵抗層６０にクロスハッチングを付している（以下、同様の図においても同様である）。図１（ａ）から図１（ｃ）のように、半導体装置１００は、半導体基板１０と、金属製のガードリング４０と、金属製のガードリング５０と、抵抗層６０と、を備える。半導体基板１０には回路領域２０が形成されている。

【0012】

図２は、実施例１に係る半導体装置１００の回路領域２０における断面図である。図２のように、回路領域２０には、半導体基板１０上にトランジスタ２１等の回路素子が形成されている。半導体基板１０は、窒化ガリウム基板（ＧａＮ基板）又はヒ化ガリウム基板（ＧａＡｓ基板）等の化合物半導体基板でもよいし、シリコン基板（Ｓｉ基板）等でもよい。

【0013】

トランジスタ２１は、半導体基板１０上に形成された多層配線層１１の配線２２及びビア２３に電気的に接続されている。配線２２及びビア２３は、例えば金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等の電気抵抗率の低い金属で形成されている。多層配線層１１は複数の配線層を有し、異なる配線層の配線２２はビア２３によって接続されている。配線２２同士は絶縁膜２４により互いに電気的に分離している。絶縁膜２４は、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等の無機絶縁膜でもよいし、樹脂膜等の有機絶縁膜でもよい。

【0014】

多層配線層１１の最外層の配線２２には、信号が入力する入力信号用パッド２５ａ及び信号が出力する出力信号用パッド２５ｂが形成されている。なお、多層配線層１１の最外層には入力信号用パッド２５ａ及び出力信号用パッド２５ｂ以外の信号が伝搬する配線２２が形成されていてもよい。配線２２は回路領域２０の回路を構成する配線又は電源配線である。このように、回路領域２０は、トランジスタ２１等の回路素子、配線２２、ビア２３、入力信号用パッド２５ａ、及び出力信号用パッド２５ｂ等が形成された領域である。

【0015】

図１（ａ）から図１（ｃ）のように、ガードリング４０は、半導体基板１０の一方の面上で回路領域２０の周囲外側に設けられている。ガードリング４０は、多層配線層１１の各配線層に設けられた金属層４２が積層して壁状に形成されている。金属層４２は、例えば金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）で形成されている。金属層４２は、配線２２及びビア２３と同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。金属層４２が配線２２及びビア２３と同じ材料で形成されている場合、金属層４２を配線２２及びビア２３と同時に形成できるため、製造工数の増加が抑制される。ガードリング４０は、回路領域２０の周囲を完全に囲んではなく、１又は複数の開口部４１で途切れている。開口部４１には絶縁膜２４が埋め込まれている。

【0016】

ガードリング４０は、回路領域２０を挟んで対向する壁部４３ａ及び４３ｂと、回路領域２０を挟んで対向し且つ壁部４３ａと壁部４３ｂに接続する壁部４３ｃ及び４３ｄと、を有する。壁部４３ａ～４３ｄは、半導体基板１０の平面視で直線状に伸びている。壁部４３ａは入力信号用パッド２５ａに近接し、壁部４３ｂは出力信号用パッド２５ｂに近接している。

【0017】

開口部４１は、ガードリング４０の壁部４３ａと壁部４３ｂに設けられている。ガードリング４０は、開口部４１で途切れた箇所での端部間が抵抗層６０を介して接続されている。金属層４２は抵抗層６０にビア４４で接続している。抵抗層６０はガードリング４０よりも電気抵抗率が大きくなっている。

【0018】

抵抗層６０は、例えば半導体基板１０内に形成されている。抵抗層６０は、例えば半導体基板１０に不純物元素がドープされることで抵抗が高くなった領域である。一例として、半導体基板１０が窒化ガリウム基板（ＧａＮ基板）である場合、抵抗層６０は半導体基板１０に鉄（Ｆｅ）がドープされることで抵抗が高くなった領域である。

【0019】

ガードリング５０は、半導体基板１０の一方の面上でガードリング４０の周囲外側に設けられている。ガードリング５０は、例えばガードリング４０の周囲を完全に囲むように一周して設けられている。ガードリング５０は、ガードリング４０と同様に、多層配線層１１の各配線層に設けられた金属層５２が積層されて壁状に形成されている。金属層５２は、例えば金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）で形成されている。金属層５２は、配線２２及びビア２３と同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、金属層５２は、金属層４２と同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。

【0020】

図３は、比較例１に係る半導体装置５００の平面図である。図３のように、半導体装置５００では、半導体基板１０の一方の面上で回路領域２０の周囲外側に、回路領域２０を完全に囲むように一周した金属製のガードリング７０が設けられている。ガードリング７０は、実施例１におけるガードリング４０及び５０と同様に、多層配線層１１の各配線層に設けられた金属層が積層されて壁状に形成されている。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0021】

ガードリング７０が設けられていることで、回路領域２０への水分の浸入が抑制される。しかしながら、入力信号用パッド２５ａ及び／又は出力信号用パッド２５ｂとガードリング７０が電磁界結合をして、入力信号用パッド２５ａ及び／又は出力信号用パッド２５ｂからガードリング７０に信号が漏れることがある。以下において、ガードリングに漏れた信号を漏れ信号と称す場合がある。例えば、出力信号用パッド２５ｂからガードリング７０に漏れた信号が、点線矢印７５のようにガードリング７０を伝搬して入力信号用パッド２５ａに帰還することがある。この場合、トランジスタ２１で漏れ信号に起因する不要な発振が生じて特性が劣化することがある。

【0022】

図４は、比較例２に係る半導体装置６００の平面図である。図４のように、半導体装置６００では、回路領域２０の周囲外側に金属製のガードリング８０が設けられ、ガードリング８０の周囲外側に金属製のガードリング９０が設けられている。ガードリング８０及び９０は、実施例１におけるガードリング４０及び５０と同様に、多層配線層１１の各配線層に設けられた金属層が積層されて壁状に形成されている。ガードリング８０は開口部８１で途切れている。ガードリング８０は、開口部８１で途切れた箇所での端部間が抵抗層６０を介して接続されている。ガードリング９０は、ガードリング８０の周囲外側にガードリング８０を完全に囲むように一周して設けられている。

【0023】

ガードリング８０は、実施例１におけるガードリング４０と同様に、回路領域２０を挟んで対向する壁部８３ａ及び８３ｂと、回路領域２０を挟んで対向し且つ壁部８３ａと壁部８３ｂに接続する壁部８３ｃ及び８３ｄと、を有する。壁部８３ａは入力信号用パッド２５ａに近接し、壁部８３ｂは出力信号用パッド２５ｂに近接している。開口部８１は、ガードリング８０の壁部８３ｃに設けられている。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0024】

比較例２では、ガードリング８０が開口部８１で途切れているが、ガードリング８０の周囲外側にガードリング９０が設けられているため、回路領域２０への水分の浸入が抑制される。また、開口部８１で途切れたガードリング８０の端部間が抵抗層６０を介して接続されていることで、ガードリング８０を伝搬する漏れ信号は抵抗層６０によって減衰される。

【0025】

しかしながら、開口部８１は、ガードリング８０の入力信号用パッド２５ａに近接する壁部８３ａ及び出力信号用パッド２５ｂに近接する壁部８３ｂ以外の壁部である壁部８３ｃに設けられている。このため、入力信号用パッド２５ａ及び／又は出力信号用パッド２５ｂからガードリング８０に漏れた信号は、ガードリング８０を伝搬した後に抵抗層６０で減衰することになる。例えば、出力信号用パッド２５ｂからガードリング８０に漏れた信号は、破線矢印８５のようにガードリング８０を伝搬した後に抵抗層６０で減衰することになる。漏れ信号がガードリング８０を伝搬する距離が長いほど、漏れ信号が回路領域２０に影響を及ぼし易くなる。例えば、漏れ信号が抵抗層６０に到達する前に、漏れ信号がガードリング８０と電磁界結合している配線２２に伝わって特性の劣化が生じることがある。

【0026】

一方、実施例１では、図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、開口部４１で途切れたガードリング４０の端部間が抵抗層６０を介して接続されている。開口部４１は、ガードリング４０の入力信号用パッド２５ａに近接する壁部４３ａとガードリング４０の出力信号用パッド２５ｂに近接する壁部４３ｂに配置されている。これにより、入力信号用パッド２５ａ及び／又は出力信号用パッド２５ｂからガードリング４０に漏れた信号は直ぐに抵抗層６０で減衰されることになる。よって、漏れ信号による回路領域２０への影響を低減することができ、特性の劣化を抑制することができる。また、ガードリング４０の周囲外側にガードリング５０が設けられていることから、ガードリング４０に開口部４１が設けられていても、回路領域２０への水分の浸入を抑制できる。

【0027】

なお、実施例１では、入力信号用パッド２５ａに近接する壁部４３ａ及び出力信号用パッド２５ｂに近接する壁部４３ｂの両方に開口部４１が設けられている場合を例に示したが、いずれか一方の壁部に設けられている場合でもよい。例えば、入力信号用パッド２５ａ及び出力信号用パッド２５ｂのうちのガードリング４０に信号が漏れ易い方のパッドに近接する壁部のみに開口部４１が設けられている場合でもよい。

【実施例2】

【0028】

図５は、実施例２に係る半導体装置２００の断面図である。図５のように、半導体装置２００は、半導体基板１０と、半導体基板１０の側面を囲む樹脂層１２と、半導体基板１０上及び樹脂層１２上に設けられた再配線層１３と、を備えるＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）である。樹脂層１２は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又は紫外線硬化性樹脂等で形成されている。樹脂層１２は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、又は窒化シリコン等のフィラーが含まれていてもよい。

【0029】

再配線層１３は、絶縁膜１４と、絶縁膜１４内に設けられたビア１５と、絶縁膜１４内に設けられた再配線１６と、を備える。絶縁膜１４は、エポキシ、ポリイミド、又はポリベンゾオキサゾール等の樹脂で形成されている。ビア１５及び再配線１６は、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料で形成されている。

【0030】

再配線層１３の最外層の再配線１６には、信号が入力する入力信号用パッド１７ａと信号が出力する出力信号用パッド１７ｂが形成されている。入力信号用パッド１７ａに入力された高周波信号は、ビア１５及び再配線１６を介して、半導体基板１０に形成された入力信号用パッド２５ａに入力する。入力信号用パッド２５ａに入力された高周波信号は、回路領域２０のトランジスタ２１（図２参照）で増幅される。高周波信号は、トランジスタ２１で増幅された後、半導体基板１０に形成された出力信号用パッド２５ｂから出力される。出力信号用パッド２５ｂから出力された高周波信号は、ビア１５及び再配線１６を介して、出力信号用パッド１７ｂから外部に出力される。このように、半導体装置２００は、例えば高周波信号を増幅する増幅器であり、回路領域２０にＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）が形成されている。高周波信号の周波数は、例えば１ＧＨｚ～１００ＧＨｚであり、一例として１０ＧＨｚ～５０ＧＨｚのマイクロ波又はミリ波である。

【0031】

再配線層１３の表面にグランドに接地される金属層であるグランドプレート１８が設けられている。グランドプレート１８は、半導体基板１０の上方に位置し、平面視において半導体基板１０よりも大きな外形を有する。したがって、グランドプレート１８は、半導体基板１０と重なって半導体基板１０を完全に覆っている。グランドプレート１８が設けられていることで、半導体基板１０に形成された回路領域２０の回路が半導体装置２００以外の他の部材と容量性結合することを抑制でき、回路領域２０の回路での利得の周波数特性の変化を抑制できる。

【0032】

半導体基板１０及び樹脂層１２の再配線層１３が設けられた面とは反対側の面に金属層であるヒートスプレッダ１９が設けられている。これにより、トランジスタ２１が例えば高電子移動度トランジスタ等の高出力トランジスタで発熱量が大きい場合でも、ヒートスプレッダ１９を介して放熱板等への放熱が促進されるため、発熱による特性劣化を抑制できる。ヒートスプレッダ１９は例えば銅（Ｃｕ）層である。

【0033】

図６は、実施例２に係る半導体装置２００の平面図である。図７は、図６のＡ－Ａ間の断面図である。図６では、再配線層１３及びグランドプレート１８等を透視して半導体基板１０及び樹脂層１２を図示している。図６及び図７のように、ガードリング４０ａは、壁部４３ａに設けられた２つの開口部４１ａ及び４１ｂと壁部４３ｂに設けられた２つの開口部４１ｃ及び４１ｄとで途切れている。開口部４１ａ及び４１ｂは、壁部４３ａにおける入力信号用パッド２５ａに対向する対向領域４５ａの側方に対向領域４５ａを挟むように配置されている。同様に、開口部４１ｃ及び４１ｄは、壁部４３ｂにおける出力信号用パッド２５ｂに対向する対向領域４５ｂの側方に対向領域４５ｂを挟むように配置されている。

【0034】

ガードリング４０ａは、開口部４１ａ～４１ｄで途切れた箇所での端部間が抵抗層６０ａを介して接続されている。金属層４２は抵抗層６０ａにビア４４で接続している。抵抗層６０ａは、半導体基板１０上に設けられ、ガードリング４０よりも電気抵抗率の高い金属で形成された金属膜である。抵抗層６０ａは、例えばニッケルとクロムを含む合金膜である。

【0035】

ガードリング５０ａは、ガードリング４０ａの開口部４１ａ～４１ｄと重ならないように開口部４１ａ～４１ｄからずれた位置に配置された開口部５１で途切れている。ガードリング５０ａは、開口部５１で途切れた箇所での端部間が、ガードリング４０ａと同様に抵抗層６０ａを介して接続されている。実施例２の半導体装置２００のその他の構成は実施例１の半導体装置１００と同じであるため説明を省略する。

【0036】

実施例２では、図６のように、ガードリング５０ａは開口部５１で途切れているが、開口部５１はガードリング４０ａに設けられた開口部４１ａ～４１ｄからずれて位置しているため、回路領域２０への水分の浸入を抑制できる。また、ガードリング５０ａをリフトオフ法によって形成する場合に、開口部５１があることでリフトオフが行い易くなり、ガードリング５０ａの製造容易性が向上する。

【0037】

図６のように、開口部４１ｃ及び４１ｄは、ガードリング４０ａの壁部４３ｂのうちの出力信号用パッド２５ｂに対向する対向領域４５ｂの両側方に配置されている。これにより、出力信号用パッド２５ｂからガードリング４０ａに漏れた高周波信号は対向領域４５ｂの両側方で抵抗層６０ａによって減衰される。このため、ガードリング４０ａに漏れた高周波信号を効果的に減衰させることができる。よって、漏れ信号による回路領域２０への影響を効果的に低減できる。また、対向領域４５ｂにガードリング４０ａが存在することで、出力信号用パッド２５ｂへの水分の浸入を抑制できる。

【0038】

図６のように、ガードリング４０ａの壁部４３ａのうちの入力信号用パッド２５ａに対向する対向領域４５ａの両側方に開口部４１ａ及び４１ｂが配置されている。これにより、入力信号用パッド２５ａからガードリング４０ａに漏れた高周波信号は対向領域４５ａの両側方で抵抗層６０ａによって減衰されるため、ガードリング４０ａに漏れた高周波信号を効果的に減衰させることができる。よって、漏れ信号による回路領域２０への影響を効果的に低減できる。

【0039】

図７のように、抵抗層６０ａは、半導体基板１０上に設けられ、ニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）を含む合金膜である。実施例１のように、半導体基板１０に不純物元素をドープすることで抵抗が高くなった領域を抵抗層６０としてもよいが、実施例２のように、抵抗層６０ａはＮｉとＣｒを含む合金膜であることが好ましい。これにより、抵抗層６０ａのインピーダンスを高くすることができ、ガードリング４０ａに漏れた高周波信号を効果的に減衰させることができる。例えば、抵抗層６０ａは、ＮｉとＣｒの合金膜でもよいし、ＮｉとＣｒと鉄（Ｆｅ）の合金膜でもよいし、ＮｉとＣｒとＦｅとマンガン（Ｍｎ）の合金膜でもよい。また、抵抗層６０ａは、ＮｉとＣｒを含む合金膜の場合に限られず、ガードリング４０ａよりも電気抵抗率の高い金属で形成された金属膜であってもよい。

【0040】

図６のように、開口部５１でのガードリング５０ａの端部間は抵抗層６０ａを介して接続されている。これにより、ガードリング５０ａに高周波信号が漏れた場合でも、抵抗層６０ａによって高周波信号を減衰させることができる。

【0041】

図５のように、半導体装置２００はＦＯＷＬＰであり、半導体基板１０の側面が樹脂層１２で囲まれ、半導体基板１０及び樹脂層１２に再配線層１３が積層されている。この場合、樹脂層１２と再配線層１３の隙間から水分が浸入して半導体基板１０に到達することがある。したがって、このような場合に、半導体基板１０の再配線層１３側の面上にガードリング４０ａとガードリング５０ａを設けることが好ましい。

【0042】

なお、実施例２では、対向領域４５ａの両側方に開口部４１ａ及び４１ｂが設けられ、且つ、対向領域４５ｂの両側方に開口部４１ｃ及び４１ｄが設けられている場合を例に示した。しかしながら、この場合に限られず、対向領域４５ａの両側方及び対向領域４５ｂの両側方の少なくとも一方に開口部が設けられている場合でもよい。すなわち、開口部４１ａ及び４１ｂが設けられ且つ開口部４１ｃ及び４１ｄは設けられてない、又は、開口部４１ａ及び４１ｂは設けられてなく且つ開口部４１ｃ及び４１ｄは設けられている場合でもよい。なお、ガードリング４０ａに漏れた高周波信号の減衰のためには、開口部４１ａ～４１ｄ全てが設けられている場合が好ましい。

【実施例3】

【0043】

図８は、実施例３に係る半導体装置３００の平面図である。図８では、実施例２の図６と同様に、再配線層１３及びグランドプレート１８等を透視して半導体基板１０及び樹脂層１２を図示している。図９は、図８のＡ－Ａ間の断面図である。なお、図９では、図の明瞭化のために、回路領域２０に形成されるトランジスタ２１及び配線２２等については図示を省略している。図８及び図９のように、半導体装置３００では、入力信号用パッド２５ａの両側方にグランドパッド２６ａ及び２６ｂが設けられ、出力信号用パッド２５ｂの両側方にグランドパッド２６ｃ及び２６ｄが設けられている。ガードリング４０ａは、開口部４１ａを挟んで対向領域４５ａと反対側に位置する領域４６ａが金属層４７ａを介してグランドパッド２６ａに接続している。ガードリング４０ａは、開口部４１ｂを挟んで対向領域４５ａと反対側に位置する領域４６ｂが金属層４７ｂを介してグランドパッド２６ｂに接続されている。ガードリング４０ａは、開口部４１ｃを挟んで対向領域４５ｂと反対側に位置する領域４６ｃが金属層４７ｃを介してグランドパッド２６ｃに接続されている。ガードリング４０ａは、開口部４１ｄを挟んで対向領域４５ｂと反対側に位置する領域４６ｄが金属層４７ｄを介してグランドパッド２６ｄに接続されている。その他の構成は、実施例２と同じであるため説明を省略する。

【0044】

実施例３では、ガードリング４０ａは、開口部４１ｃを挟んで対向領域４５ｂと反対側に位置する領域４６ｃがグランドパッド２６ｃに接続され、開口部４１ｄを挟んで対向領域４５ｂと反対側に位置する領域４６ｄがグランドパッド２６ｄに接続されている。出力信号用パッド２５ｂからガードリング４０ａに漏れた高周波信号は抵抗層６０ａで減衰されるが、抵抗層６０ａを越えてガードリング４０ａを伝搬することがある。しかしながら、領域４６ｃ及び４６ｄがグランドパッド２６ｃ及び２６ｄに接続していることで、抵抗層６０ａを通過した高周波信号をグランドに逃がすことができる。よって、漏れ信号による回路領域２０への影響を効果的に低減することができる。

【0045】

また、ガードリング４０ａは、開口部４１ａを挟んで対向領域４５ａと反対側に位置する領域４６ａがグランドパッド２６ａに接続され、開口部４１ｂを挟んで対向領域４５ａと反対側に位置する領域４６ｂがグランドパッド２６ｂに接続されている。入力信号用パッド２５ａからガードリング４０ａに漏れた高周波信号は抵抗層６０ａで減衰されるが、抵抗層６０ａを越えてガードリング４０ａを伝搬することがある。しかしながら、領域４６ａ及び４６ｂがグランドパッド２６ａ及び２６ｂに接続されていることで、抵抗層６０ａを通過した高周波信号をグランドに逃がすことができる。よって、漏れ信号による回路領域２０への影響を効果的に低減することができる。

【0046】

なお、実施例３では、領域４６ａ～４６ｄの全てがグランドパッド２６ａ～２６ｄに接続されている場合を例に示したが、領域４６ａ～４６ｄのうちの少なくとも１つがグランドパッドに接続されている場合でもよい。

【0047】

実施例２及び実施例３では、ガードリング５０ａに開口部５１が１つだけ設けられている場合を例に示したが、２つ以上の複数の開口部５１が設けられている場合でもよい。複数の開口部５１が設けられる場合、開口部５１は、ガードリング４０ａの壁部４３ｃの外側に位置するガードリング５０ａの壁部とガードリング４０ａの壁部４３ｄの外側に位置するガードリング５０ａの壁部とに設けられていることが好ましい。

【0048】

実施例１から実施例３では、回路領域２０の周囲に２重のガードリングが設けられている場合を例に示したが、３重、４重等の３重以上のガードリングが設けられている場合でもよい。３重以上のガードリングが設けられている場合では、最内側のガードリングがガードリング４０又は４０ａであればよい。

【実施例4】

【0049】

図１０は、実施例４に係る電子機器の断面図である。図１０のように、電子機器４００は、実装基板６５と、実装基板６５にフリップチップ実装された半導体装置２００と、を備える。半導体装置２００は、入力信号用パッド１７ａ及び出力信号用パッド１７ｂが半田６７によって実装基板６５のパッド６６に接合することで、実装基板６５にフリップチップ実装されている。実装基板６５と半導体装置２００の間にはアンダーフィル材６８が充填されていてもよい。アンダーフィル材６８は、例えばエポキシ樹脂を用いて形成され、酸化シリコン等のフィラーを含有していてもよい。

【0050】

半導体装置２００が増幅器である場合、実装基板６５は半導体装置２００が実装される面とは反対側の面に１又は複数の放射素子を備えるアンテナ基板の場合でもよい。例えば、電子機器４００は、第５世代移動通信システムで利用される増幅装置であってもよい。実装基板６５は、例えばＦＲ－４（Flame retardant type 4）規格のガラスエポキシ樹脂と金属箔を積層した基板、又は、セラミックと金属箔を積層した基板であってもよい。

【0051】

実施例４では、実施例２の半導体装置２００が実装基板６５に実装されている場合を例に示したが、実施例１の半導体装置１００又は実施例３の半導体装置３００が実装基板６５に実装されている場合でもよい。

【0052】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0053】

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の第１開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、前記１又は複数の第１開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、前記１又は複数の第１開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドが近接する前記第１壁部に配置されている、半導体装置。
（付記２）前記１又は複数の第１開口部は、前記第１壁部における前記信号用パッドに対向する対向領域の両側方に配置されている、付記１記載の半導体装置。
（付記３）前記第１ガードリングは、前記第１壁部における前記１又は複数の第１開口部を挟んで前記対向領域と反対側に位置する２つの領域の少なくとも一方で前記信号用パッドの側方に配置されたグランドパッドに接続されている、付記２記載の半導体装置。
（付記４）前記信号用パッドは入力信号用パッドと出力信号用パッドを含み、前記第１ガードリングの前記第１壁部は前記入力信号用パッドに近接し、前記第１ガードリングの前記第２壁部は前記出力信号用パッドに近接し、前記１又は複数の第１開口部は、前記第１壁部における前記入力信号用パッドに対向する第１対向領域の両側方及び前記第２壁部における前記出力信号用パッドに対向する第２対向領域の両側方に配置されている、付記１記載の半導体装置。
（付記５）前記第１ガードリングは、前記第１壁部における前記１又は複数の第１開口部を挟んで前記第１対向領域と反対側に位置する２つの領域の両方で前記入力信号用パッドの両側方に配置されたグランドパッドに接続され、且つ、前記第２壁部における前記１又は複数の第１開口部を挟んで前記第２対向領域と反対側に位置する２つの領域の両方で前記出力信号用パッドの両側方に配置されたグランドパッドに接続されている、付記４記載の半導体装置。
（付記６）前記抵抗層は前記第１ガードリングよりも電気抵抗率の高い金属で形成された金属膜である、付記１から５のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記７）前記抵抗層はニッケルとクロムを含む合金膜である、付記１から６のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記８）前記抵抗層は前記半導体基板に不純物元素がドープされた領域で形成されている、付記１から５のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記９）前記半導体基板を囲む樹脂層と、前記半導体基板及び前記樹脂層に積層された再配線層と、を備える、付記１から８のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記１０）前記第２ガードリングは、前記１又は複数の第１開口部からずれて位置する１又は複数の第２開口部で途切れている、付記１から９のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記１１）前記１又は複数の第２開口部での前記第２ガードリングの端部間を接続する抵抗層を備える、付記１から１０のいずれか一項記載の半導体装置。
（付記１２）半導体装置と、前記半導体装置が実装された実装基板と、を備え、前記半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側で信号用パッドを含む回路領域の周囲外側に設けられ、１又は複数の開口部で途切れた金属製の第１ガードリングと、前記半導体基板の前記一方の面側で前記第１ガードリングの周囲外側に設けられた金属製の第２ガードリングと、前記１又は複数の開口部で途切れた前記第１ガードリングの端部間を接続する抵抗層と、を備え、前記第１ガードリングは、前記回路領域を挟む第１壁部及び第２壁部と、前記回路領域を挟み且つ前記第１壁部と前記第２壁部とに接続する第３壁部及び第４壁部と、を有し、前記１又は複数の開口部は、前記第１ガードリングの前記信号用パッドに近接する前記第１壁部に配置されている、電子機器。

【符号の説明】

【0054】

１０ 半導体基板
１１ 多層配線層
１２ 樹脂層
１３ 再配線層
１４ 絶縁膜
１５ ビア
１６ 再配線
１７ａ 入力信号用パッド
１７ｂ 出力信号用パッド
１８ グランドプレート
１９ ヒートスプレッダ
２０ 回路領域
２１ トランジスタ
２２ 配線
２３ ビア
２４ 絶縁膜
２５ａ 入力信号用パッド
２５ｂ 出力信号用パッド
２６ａ～２６ｄ グランドパッド
４０、４０ａ ガードリング
４１、４１ａ～４１ｄ 開口部
４２ 金属層
４３ａ～４３ｄ 壁部
４４ ビア
４５ａ、４５ｂ 対向領域
４６ａ～４６ｄ 領域
４７ａ～４７ｄ 金属層
５０、５０ａ ガードリング
５１ 開口部
５２ 金属層
６０、６０ａ 抵抗層
６５ 実装基板
６６ パッド
６７ 半田
６８ アンダーフィル材
７０、８０、９０ ガードリング
８１ 開口部
８３ａ～８３ｄ 壁部
１００、２００、３００、５００、６００ 半導体装置
４００ 電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】