特許 7658960 半導体装置

(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】2025-03-31

(45)【発行日】2025-04-08

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/04 20060101AFI20250401BHJP

【ＦＩ】

H01L23/04 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022522178

(86)(22)【出願日】2021-05-12

(86)【国際出願番号】 JP2021018059

(87)【国際公開番号】W WO2021230289

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-12-21

(31)【優先権主張番号】P 2020085445

(32)【優先日】2020-05-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(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】中島 郁夫

【審査官】庄司 一隆

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０５１２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２３５６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－００３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３５９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７６１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースと、
前記ベースの上に設けられ、絶縁体を含む矩形の基板と、
前記基板に設けられたグランド層と、
前記基板の第１面に設けられ、前記グランド層から離間する信号線路と、を具備し、
前記基板の第１端側における前記信号線路の幅は、前記基板の幅より小さく、前記基板の第２端側における前記信号線路の幅より大きく、
前記第１端側における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記第２端側における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きい整合回路と、
前記ベースの上に設けられ、複数の第１のボンディングワイヤによって前記整合回路の前記第１端側の前記信号線路に電気的に接続された半導体素子と、
前記ベースの上に設けられ、前記半導体素子および前記整合回路を囲む枠体と、
前記枠体に設けられ、リードを有するフィードスルーと、
前記フィードスルーの前記リードと前記整合回路の前記第２端側の信号線路に電気的に接続する複数の第２のボンディングワイヤと、
を具備し、
前記複数の第１のボンディングワイヤは互いに平行に配置され、
前記複数の第２のボンディングワイヤは互いに平行に配置されてなる、半導体装置。

【請求項2】

前記グランド層は、前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面に設けられている請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記基板の前記第２面は前記基板の前記第１端側から前記基板の前記第２端側に向けて、前記第１面に近づくように傾斜している請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記基板の前記第２面は前記基板の前記第１端側から前記基板の前記第２端側に向けて、前記第１面に近づくような段差を有する請求項２に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記基板は積層された複数の絶縁体層を含み、
前記グランド層は、前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面に設けられた第１金属層、および前記複数の絶縁体層の間に設けられた第２金属層を含み、
前記第２金属層の前記基板の前記第１端側の端部は、前記第１金属層の前記基板の前記第１端側の端部よりも前記基板の前記第２端側に位置する請求項１に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記グランド層は積層された複数の前記第２金属層を含み、
前記複数の第２金属層のうち前記複数の絶縁体層の積層方向において前記信号線路に近いものの前記基板の前記第１端側の端部は、前記複数の第２金属層のうち前記積層方向において前記信号線路から遠いものの前記基板の前記第１端側の端部よりも前記基板の前記第２端側に位置する請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記複数の第１のボンディングワイヤの間隔は、前記複数の第２のボンディングワイヤの間隔より狭い、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記複数の第１のボンディングワイヤの長さは、互いに同じ長さであり、
前記複数の第２のボンディングワイヤの長さは、互いに同じ長さである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項9】

ベースの上に設けられ、
半導体素子と、
枠体に設けられ、信号線路およびグランド層が設けられ、前記信号線路に接続されたリードを有するフィードスルーと、を具備し、
前記半導体素子は前記リードに複数の第１のボンディングワイヤによって電気的に接続され、
前記半導体素子側における前記信号線路の幅は、前記半導体素子とは反対側における前記信号線路の幅より大きく、
前記半導体素子の側における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記半導体素子とは反対側における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きく、
前記複数の第１のボンディングワイヤの長さは、互いに同じ長さである、半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は半導体装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高周波信号を増幅する装置は、トランジスタなどの半導体素子と、高周波信号を伝送する伝送部品を備える（特許文献１）。伝送部品はマイクロストリップラインなどの伝送線路を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】昭６３－８６９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

伝送部品の一端側の特性インピーダンスと、他端側の特性インピーダンスとが異なることがある。インピーダンスが変化すると、高周波信号の損失が増大してしまう。そこで、特性インピーダンスの変化を抑制することが可能な半導体装置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】

【0005】

本開示に係る伝送部品は、絶縁体を含む基板と、前記基板に設けられたグランド層と、前記基板の第１面に設けられ、前記グランド層から離間する信号線路と、を具備し、前記基板の一端側における前記信号線路の幅は、前記基板の他端側における前記信号線路の幅より大きく、前記一端側における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記他端側における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きいものである。

【0006】

本開示に係る半導体装置は、ベースと、前記ベースの上に設けられ、上記の伝送部品と、前記ベースの上に設けられ、ボンディングワイヤによって前記伝送部品の前記信号線路に電気的に接続された半導体素子と、を具備する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば特性インピーダンスの変化を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】図１Ａは第１実施形態に係る半導体装置を例示する平面図である。

【図1B】図１Ｂは図１の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図2A】図２Ａは整合回路部品を拡大した平面図である。

【図2B】図２Ｂは図２Ａの線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

【図3】図３は比較例１に係る半導体装置を例示する断面図である。

【図4A】図４Ａは変形例１に係る整合回路部品を例示する断面図である。

【図4B】図４Ｂは整合回路部品を例示する斜視図である。

【図4C】図４Ｃは変形例２に係る整合回路部品を例示する断面図である。

【図5A】図５Ａは第２実施形態に係る半導体装置を例示する平面図である。

【図5B】図５Ｂは図５Ａの線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。

【図6】図６は比較例２に係る半導体装置を例示する平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

【0010】

本開示の一形態は、（１）絶縁体を含む基板と、前記基板に設けられたグランド層と、前記基板の第１面に設けられ、前記グランド層から離間する信号線路と、を具備し、前記基板の一端側における前記信号線路の幅は、前記基板の他端側における前記信号線路の幅より大きく、前記一端側における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記他端側における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きい伝送部品である。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（２）前記グランド層は、前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面に設けられてもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（３）前記基板の前記第２面は前記基板の一端側から前記基板の他端側に向けて、前記第１面に近づくように傾斜してもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（４）前記基板の前記第２面は前記基板の一端側から前記基板の他端側に向けて、前記第１面に近づくような段差を有してもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（５）前記基板は積層された複数の絶縁体層を含み、前記グランド層は、前記基板の前記第１面とは反対側に位置する第２面に設けられた第１金属層、および前記複数の絶縁体層の間に設けられた第２金属層を含み、前記第２金属層の前記基板の一端側の端部は、前記第１金属層の前記基板の一端側の端部よりも前記基板の他端側に位置してもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（６）前記グランド層は積層された複数の前記第２金属層を含み、前記複数の第２金属層のうち前記複数の絶縁体層の積層方向において前記信号線路に近いものの前記基板の一端側の端部は、前記複数の第２金属層のうち前記積層方向において前記信号線路から遠いものの前記基板の一端側の端部よりも前記基板の他端側に位置してもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（７）ベースと、前記ベースの上に設けられ、上記の伝送部品と、前記ベースの上に設けられ、ボンディングワイヤによって前記伝送部品の前記信号線路に電気的に接続された半導体素子と、を具備する半導体装置である。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（８）前記ベース上に設けられ、前記半導体素子および前記伝送部品を囲む枠体と、前記枠体に設けられ、リードを有するフィードスルーと、を具備し、前記伝送部品は前記半導体素子と前記フィードスルーとの間に位置し、前記伝送部品の前記信号線路は前記リードに電気的に接続され、前記半導体素子側および前記フィードスルー側のうち一方における前記信号線路の幅は、前記半導体素子側および前記フィードスルー側のうち他方における前記信号線路の幅より大きく、前記一方における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記他方における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きくてもよい。一端側における伝送部品の特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このため伝送部品を伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（９）前記ベース上に設けられ、前記半導体素子を囲む枠体を具備し、前記伝送部品は、前記枠体に設けられたフィードスルーであり、前記半導体素子側および前記半導体素子側とは反対側のうち一方における前記信号線路の幅は、前記半導体素子側および前記半導体素子側とは反対側のうち他方における前記信号線路の幅より大きく、前記一方における前記グランド層と前記信号線路との距離は、前記他方における前記グランド層と前記信号線路との距離より大きくてもよい。一端側におけるフィードスルーの特性インピーダンスが、他端側における特性インピーダンスと等しくなる。このためフィードスルーを伝搬する高周波信号の損失が抑制される。
（１０）複数の前記ボンディングワイヤは、前記伝送部品の前記基板の一端側と前記他端側とを結ぶ方向に沿って延伸してもよい。複数のボンディングワイヤの長さが同程度になり、ボンディングワイヤを伝搬する信号の位相のずれが抑制される。

【0011】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る伝送部品および半導体装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0012】

＜第１実施形態＞
（半導体装置）
図１Ａは第１実施形態に係る半導体装置１００を例示する平面図であり、後述のリッド１１は透視している。図１Ｂは図１Ａの線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【0013】

半導体装置１００は、ベース１０、リッド１１、枠体１２、トランジスタ１４（半導体素子）、整合回路部品１６、フィードスルー１８を有する。ベース１０は例えばモリブデン／銅／モリブデン（Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏ）の積層体、および積層体の表面に設けられた金（Ａｕ）メッキ層などの金属で形成され、基準電位（グランド電位）を有する。ベース１０の辺はＸ軸方向およびＹ軸方向に延伸する。Ｚ軸方向はベース１０の上面に対して垂直である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに直交する。

【0014】

枠体１２はリング状の部材であり、セラミックなどの絶縁体で形成されている。ベース１０の上面であって、枠体１２に囲まれた位置に、トランジスタ１４および整合回路部品１６が配置されている。枠体１２のＹ軸方向の両側に開口部が設けられ、当該２つの開口部それぞれにフィードスルー１８が取り付けられている。２つのフィードスルー１８のうち、トランジスタ１４側のものをフィードスルー１８ａとし、整合回路部品１６側のものをフィードスルー１８ｂとする。図１Ａの上側から順に、Ｙ軸方向に沿って、フィードスルー１８ａ、トランジスタ１４、整合回路部品１６およびフィードスルー１８ｂが並ぶ。

【0015】

枠体１２の上面にリッド１１が取り付けられる。リッド１１、枠体１２およびフィードスルー１８により、トランジスタ１４および整合回路部品１６が気密封止される。リッド１１は例えばコバールなどの金属またはセラミックで形成される。トランジスタ１４の耐湿性が高い場合、気密封止をしなくてもよい。この場合、リッド１１は例えばセラミックまたはプラスチックなどの絶縁体で形成される。

【0016】

トランジスタ１４は、例えば窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）などを含む半導体素子である。図１Ｂに示すように、トランジスタ１４はパッド１４ａ、１４ｂおよび１４ｃを有する。パッド１４ａは、例えばソースパッドであり、トランジスタ１４のベース１０側の面に設けられている。パッド１４ｂおよび１４ｃはトランジスタ１４のリッド１１側の面に設けられている。パッド１４ｂは例えばゲートパッドである。パッド１４ｃは例えばドレインパッドである。高出力化のためトランジスタ１４の長手方向の幅は大きいことが好ましく、例えばフィードスルー１８の信号線路３２の幅より大きい。

【0017】

整合回路部品１６（伝送部品）は、基板２０、信号線路２２および金属層２４を有し、キャパシタとして機能し、トランジスタ１４とフィードスルー１８ｂとの間でインピーダンスを整合させる。基板２０は例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）およびチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などのセラミックで形成された絶縁基板などであり、絶縁体を含む基板である。信号線路２２および金属層２４は例えば銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）などの金属、ならびにこれら金属を含む合金などで形成されている。信号線路２２は基板２０の上面に設けられている。金属層２４は基板２０の下面に設けられ、信号線路２２から離間し、ベース１０の上面に電気的に接続されるグランド層である。基板２０、信号線路２２および金属層２４は、高周波信号を伝搬するマイクロストリップラインを形成する。基板２０のトランジスタ１４側の端面を面２０ａとし、フィードスルー１８ｂ側の端面を面２０ｂとする。

【0018】

図２Ａは整合回路部品１６を拡大した平面図である。図２Ａに示すように、信号線路２２の平面形状は台形である。信号線路２２の面２０ａ側の幅Ｗ１は、面２０ｂ側の幅Ｗ２より大きい。幅Ｗ１は例えば４ｍｍであり、幅Ｗ２は例えば２ｍｍである。信号線路２２の幅は面２０ａ側から面２０ｂ側に向けて連続的に小さくなる。幅Ｗ１は例えば幅Ｗ２の１．１倍以上、１．５倍以上、２倍以上、３倍以上などである。

【0019】

図２Ｂは図２Ａの線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。図２Ｂに示すように、信号線路２２および金属層２４は、基板２０の面２０ａから面２０ｂまでＹ軸方向に延伸する。基板２０の上側の面２０ｃ（第１面）および金属層２４の下面は、ベース１０の上面に対して平行であり、ＸＹ平面に広がる。基板２０の下側の面２０ｄ（第２面）は、基板２０の面２０ｃに対して傾斜し、面２０ａ側から面２０ｂ側に向けて面２０ｃに近づく。すなわち基板２０は、面２０ａ側から面２０ｂ側に向けて連続的に薄くなる。基板２０の面２０ａ側の厚さＴ１は、面２０ｂ側の厚さＴ２より大きい。厚さＴ１は例えば０．５ｍｍであり、厚さＴ２は例えば０．２５ｍｍである。厚さＴ１は例えば厚さＴ２の１．１倍以上、１．５倍以上、２倍以上、３倍以上などである。

【0020】

金属層２４の上面は金属層２４の下面に対して傾斜している。金属層２４の面２０ａ側の厚さＴ３は、面２０ｂ側の厚さＴ４より大きい。厚さＴ３は例えば０．１ｍｍであり、厚さＴ４は例えば０．３５ｍｍである。基板２０の厚さと金属層２４の厚さとの合計は、面２０ａ側から面２０ｂ側まで一定である。

【0021】

図１Ｂに示すように、フィードスルー１８は基板３０、信号線路３２、金属層３４、リード３６を有し、高周波信号を伝搬する伝送部品である。基板３０は例えばセラミックで形成された絶縁基板である。基板３０の形状は矩形である。基板３０の上面および下面は、ベース１０の上面に平行であり、ＸＹ平面に延伸する。金属層３４は基板３０の下面に設けられ、ベース１０の上面に電気的に接続されるグランド層である。信号線路３２および金属層３４は例えばＣｕ、Ａｕ、ニッケル（Ｎｉ）およびチタン（Ｔｉ）などの金属、ならびにこれら金属を含む合金などで形成されている。信号線路３２は例えばスパッタリングおよび蒸着などを用いて基板３０の上面に形成される。基板３０、信号線路３２、および金属層３４はマイクロストリップラインを形成する。リード３６は例えば金属で形成され、信号線路３２の上面に設けられ、Ｙ軸方向に延伸し、ベース１０の外側に突出する。

【0022】

トランジスタ１４のパッド１４ａはベース１０の面上に配置され、ベース１０に電気的に接続される。複数のボンディングワイヤ４０により、フィードスルー１８ａのリード３６とトランジスタ１４のパッド１４ｂとが電気的に接続される。複数のボンディングワイヤ４２により、トランジスタ１４のパッド１４ｃと整合回路部品１６の信号線路２２とが電気的に接続される。複数のボンディングワイヤ４４により、信号線路２２とフィードスルー１８ｂのリード３６とが電気的に接続される。複数のボンディングワイヤ４２および４４はＹ軸方向に延伸する。複数のボンディングワイヤ４２の長さは互いに等しい。複数のボンディングワイヤ４４の長さは互いに等しい。ボンディングワイヤ４０、４２および４４は例えばＡｕ、ＡｌおよびＣｕなどの金属で形成される。

【0023】

周波数が例えば２ＧＨｚなどの高周波信号が、フィードスルー１８ａのリード３６から入力され、トランジスタ１４で増幅され、整合回路部品１６を通じてフィードスルー１８ｂに入力し、フィードスルー１８ｂのリード３６を通じて半導体装置１００の外部に出力される。フィードスルー１８ｂを入力側とし、フィードスルー１８ａを出力側としてもよい。

【0024】

高周波信号の損失を抑制するために、フィードスルー１８ａとトランジスタ１４との間でインピーダンス整合を取り、トランジスタ１４とフィードスルー１８ｂとの間でインピーダンス整合を取る。整合回路部品１６は、トランジスタ１４とフィードスルー１８ｂとの間のインピーダンス整合のための部品である。例えば、整合回路部品１６はキャパシタとして機能し、ボンディングワイヤ４４はインダクタとして機能する。

【0025】

整合回路部品１６およびフィードスルー１８にはマイクロストリップラインが形成されている。マイクロストリップラインの特性インピーダンスは、信号線路の幅および基板の厚さ（信号線路とグランド層との距離）によって決まる。信号線路の幅が広いほど特性インピーダンスは低くなり、幅が狭いほど特性インピーダンスは高くなる。基板の厚さが大きいほど特性インピーダンスは高くなり、厚さが小さいほど特性インピーダンスは低くなる。

【0026】

Ｙ軸方向の一端側から他端側にかけて、フィードスルー１８の信号線路３２の幅は一定である。フィードスルー１８の信号線路３２と金属層３４とのＺ軸方向における距離は一定である。したがってフィードスルー１８のトランジスタ１４側の特性インピーダンスは、反対側（リード３６の先端側）の特性インピーダンスに等しい。

【0027】

整合回路部品１６の信号線路２２の幅は、面２０ａ側から面２０ｂ側に向けて小さくなる。信号線路２２と金属層２４との距離は面２０ａ側から面２０ｂ側に向けて小さくなる。したがって整合回路部品１６の面２０ａ側の特性インピーダンスは、面２０ｂ側の特性インピーダンスと同程度である。

【0028】

図３は比較例１に係る半導体装置１００Ｃを例示する断面図である。半導体装置１００と同じ構成については説明を省略する。図３に示すように、整合回路部品１６の基板２０の下面は傾斜しておらず、金属層２４も傾斜していない。基板２０の厚さは面２０ａ側から面２０ｂ側にかけて一定である。一方、信号線路２２の幅は、図２Ａの例と同様に面２０ａ側と面２０ｂ側との間で変化する。信号線路２２の幅の変化によって、整合回路部品１６の特性インピーダンスが変化する。面２０ａ側における特性インピーダンスＺａが、面２０ｂ側における特性インピーダンスＺｂより低くなり、面２０ａ側と面２０ｂ側との間でインピーダンス変換されてしまう。これにより、整合回路部品１６を伝搬する高周波信号の損失が増大する。例えば整合回路部品１６とフィードスルー１８ｂとの間でインピーダンスの不整合が発生し、高周波信号が損失する。

【0029】

第１実施形態によれば、整合回路部品１６の基板２０、信号線路２２および金属層２４はマイクロストリップラインを形成する。図２Ａに示すように、面２０ａ側における信号線路２２の幅Ｗ１は面２０ｂ側における幅Ｗ２より大きい。図２Ｂに示すように、面２０ａ側における信号線路２２と金属層２４との距離（基板２０の厚さ）Ｔ１は、面２０ｂ側における距離Ｔ２より大きい。これにより、面２０ａ側におけるマイクロストリップラインの特性インピーダンスＺａが面２０ｂ側における特性インピーダンスＺｂと同程度になる。面２０ａ側と面２０ｂ側との間でインピーダンス変換が抑制されることにより、高周波信号の損失が抑制される。

【0030】

特性インピーダンスＺａと特性インピーダンスＺｂとは厳密に一致してもよいし、ごく近い値になってもよい。例えば基板２０を、比誘電率が９．８のＡｌ_２Ｏ_３で形成し、幅Ｗ１を４ｍｍ、幅Ｗ２を２ｍｍ、厚さＴ１を０．５ｍｍ、厚さＴ２を０．２５ｍｍとする。特性インピーダンスＺａは１２．１１Ω、特性インピーダンスＺｂは１２．１０Ωである。特性インピーダンスＺａと特性インピーダンスＺｂとの差は、例えば特性インピーダンスＺａの１０％以下、５％以下、１％以下、０．５％以下などである。

【0031】

図２Ａに示すように、信号線路２２の幅は面２０ａ側から面２０ｂ側にかけて連続的に小さくなる。図２Ｂに示すように、基板２０の下側の面２０ｄは、面２０ａ側から面２０ｂに向けて、上側の面２０ｃに徐々に近づくように傾斜している。つまり、信号線路２２と金属層２４との距離（基板２０の厚さ）は面２０ａ側から面２０ｂに向けて連続的に小さくなる。信号線路２２の幅および基板２０の厚さが連続的に変化することで、特性インピーダンスは面２０ａ側から面２０ｂ側まで略一定である。特性インピーダンスを変化させないような伝送線路を形成することができ、高周波信号の損失が抑制される。

【0032】

高出力化のためトランジスタ１４の幅を大きくすることが好ましい。幅の増大に伴い、整合回路部品１６の信号線路２２の幅Ｗ１も大きくする。一方、フィードスルー１８の信号線路３２の幅に合わせて、信号線路２２の幅Ｗ２は幅Ｗ１より小さい。すなわち、信号線路２２は矩形ではなく台形とし、幅Ｗ１と幅Ｗ２とは異ならせる。ボンディングワイヤ４２により信号線路２２とトランジスタ１４とを接続する。ボンディングワイヤ４４により信号線路２２とフィードスルー１８とを接続する。

【0033】

複数のボンディングワイヤ４２および４４はＹ軸方向に延伸する。複数のボンディングワイヤ４２の長さは互いに等しく、複数のボンディングワイヤ４２のインピーダンスが互いに等しい。複数のボンディングワイヤ４４の長さは互いに等しく、複数のボンディングワイヤ４４のインピーダンスが互いに等しい。このため高周波信号の位相のずれが抑制される。

【0034】

整合回路部品１６は、マイクロストリップライン以外の伝送線路を有してもよい。例えばストリップラインが設けられてもよい。整合回路部品１６が、信号線路２２の上に基板および金属層（グランド層）を有する。上下の基板の少なくとも一方の厚さを面２０ａ側と面２０ｂ側とで変化させることで、特性インピーダンスを等しくする。

【0035】

（変形例１）
図４Ａは変形例１に係る整合回路部品１６ａを例示する断面図である。整合回路部品１６ａの信号線路２２は図２Ａと同様に台形状である。整合回路部品１６ａの基板２０は、複数の絶縁体層５０～５３、および金属層５４ａ～５４ｃを有する多層基板である。絶縁体層５０～５３が下から順に積層され、隣り合う絶縁体層は互いに接合されている。絶縁体層５０の下側の面２０ｄに金属層２４が設けられている。絶縁体層５０と絶縁体層５１との間に金属層５４ａが設けられている。絶縁体層５１と絶縁体層５２との間に金属層５４ｂが設けられている。絶縁体層５２と絶縁体層５３との間に金属層５４ｃが設けられている。絶縁体層５３の上側の面２０ｃに信号線路２２が設けられている。

【0036】

信号線路２２から金属層２４までの距離Ｔ５（基板２０の厚さ）は例えば１ｍｍである。信号線路２２から金属層５４ａまでの距離Ｔ６（絶縁体層５１～５３を合わせた厚さ）は距離Ｔ５より小さく、例えば０．７５ｍｍである。信号線路２２から金属層５４ｂまでの距離Ｔ７（絶縁体層５２～５３を合わせた厚さ）は距離Ｔ６より小さく、例えば０．５ｍｍである。信号線路２２から金属層５４ｃまでの距離Ｔ８（絶縁体層５３の厚さ）は距離Ｔ７より小さく、例えば０．２５ｍｍである。

【0037】

図４Ｂは整合回路部品１６ａを例示する斜視図である。基板２０をＺ軸方向に貫通するビアホール２１が設けられている。ビアホール２１の内壁に金属層２３が設けられている。金属層２４、５４ａ～５４ｃは、金属層２３によって、互いに電気的に接続され、基準電位（グランド電位）を有する。信号線路２２は金属層２４、５４ａ～５４ｃから離間している。

【0038】

図４Ａに示すように、信号線路２２、金属層２４、および金属層５４ａ～５４ｃはＹ軸方向に延伸する。信号線路２２、金属層２４、および金属層５４ａ～５４ｃそれぞれの一端（図４Ａにおける右側端部）は基板２０の面２０ｂに位置する。信号線路２２および金属層２４の他端（図４Ａにおける左側端部）は面２０ａに位置する。金属層５４ａの他端は、面２０ａと面２０ｂとの間に位置する。金属層５４ｂの他端は、金属層５４ａの他端と面２０ｂとの間に位置する。金属層５４ｃの他端は、金属層５４ｂの他端と面２０ｂとの間に位置する。金属層２４、５４ａ、５４ｂ、および５４ｃそれぞれの面２０ａ側の端部は、この順に面２０ｂに近づく。

【0039】

変形例１によれば、第１実施形態と同様に、面２０ａ側におけるマイクロストリップラインの特性インピーダンスＺａが面２０ｂ側における特性インピーダンスＺｂと同程度になる。高周波信号の位相の変化が抑制され、損失が抑制される。基板２０が有する絶縁体層の個数は４つ以上でもよいし、４つ以下でもよい。金属層の個数は３つ以上でもよいし、３つ以下でもよい。絶縁体および金属層に斜面および段差を形成しなくてよいため、整合回路部品１６ａを容易に製造することができる。

【0040】

（変形例２）
図４Ｃは変形例２に係る整合回路部品１６ｂを例示する断面図である。整合回路部品１６ｂの基板２０の面２０ｄがステップ形状であり、面２０ａ側から面２０ｂ側にかけて、面２０ｃに段階的に近づく。金属層２４は面２０ｄに対応したステップ形状を有する。

【0041】

変形例２によれば、第１実施形態と同様に、面２０ａ側におけるマイクロストリップラインの特性インピーダンスＺａが面２０ｂ側における特性インピーダンスＺｂと同程度になる。高周波信号の位相の変化が抑制され、損失が抑制される。基板２０および金属層２４のいずれか一方は斜面を有し、他方はステップ形状を有してもよい。基板２０と金属層２４との間に導電性接着剤を充填することで、基板２０と金属層２４とを接着する。

【0042】

＜第２実施形態＞
（半導体装置）
図５Ａは第２実施形態に係る半導体装置２００を例示する平面図である。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図５Ａに示すように、整合回路部品１６の信号線路２２の平面形状は例えば長方形であり、面２０ａ側から面２０ｂ側まで信号線路２２の幅は一定である。フィードスルー１８の信号線路３２の平面形状は台形である。トランジスタ１４側における信号線路３２の幅は、反対側（リード３６の先端側）における幅よりも大きい。リード３６のうち信号線路３２の上面に接触する部分は、信号線路３２と同様に台形である。

【0043】

ボンディングワイヤ４０、４２および４４はそれぞれＹ軸方向に延伸する。複数のボンディングワイヤ４０の長さは互いに等しい。複数のボンディングワイヤ４２の長さは互いに等しい。複数のボンディングワイヤ４４の長さは互いに等しい。

【0044】

図５Ｂは図５Ａの線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。図５Ｂに示すように、整合回路部品１６の基板２０の上面および下面はベース１０の上面に対して平行であり、基板２０の厚さは一定である。金属層２４の厚さも一定である。フィードスルー１８の基板３０の下面は傾斜しており、トランジスタ１４側からリード３６の先端側にかけて、上面に近づく。金属層３４は基板３０に対応して傾斜している。

【0045】

図６は比較例２に係る半導体装置２００Ｃを例示する平面図である。フィードスルー１８の信号線路３２およびリード３６は矩形であり、これらの幅は一定である。半導体装置２００Ｃの断面は図３に示した半導体装置１００Ｃと同じであり、フィードスルー１８の信号線路３２と金属層３４との距離は一定である。フィードスルー１８のトランジスタ１４側の特性インピーダンスは、反対側の特性インピーダンスに等しい。

【0046】

図６に示すように、ボンディングワイヤ４０および４４のうちＸ軸方向において外側のものは、Ｙ軸方向に対して斜めに延伸する。ボンディングワイヤ４０および４４のうちＸ軸方向において中央のものは、Ｙ軸方向に延伸する。複数のボンディングワイヤ４０のうち外側のものは中央側のものよりも長い。複数のボンディングワイヤ４４のうち外側のものは中央側のものよりも長い。ボンディングワイヤの長さの違いに起因して、Ｘ軸方向において高周波信号の位相にずれが生じ、損失が増大してしまう。

【0047】

比較例２において、図５Ａのように信号線路３２の一部の幅を大きくすることで、複数のボンディングワイヤ４０の長さを一定にし、複数のボンディングワイヤ４４の長さを一定にすることができる。しかし、信号線路３２の幅の変化によって、フィードスルー１８のトランジスタ１４側の特性インピーダンスが、反対側の特性インピーダンスより低くなってしまう。

【0048】

第２実施形態によれば、図５Ａのようにトランジスタ１４側における信号線路３２の幅が、反対側における幅よりも大きい。このため、複数のボンディングワイヤ４０の長さを一定にし、複数のボンディングワイヤ４４の長さを一定にすることができる。高周波信号の損失を抑制することができる。図５Ｂに示すように、フィードスルー１８の基板３０の下面は傾斜している。トランジスタ１４側におけるフィードスルー１８の信号線路３２と金属層３４との距離が、反対側における距離より大きい。このためフィードスルー１８のトランジスタ１４側における特性インピーダンスが、フィードスルー１８の反対側における特性インピーダンスと同程度になる。高周波信号の損失が抑制される。

【0049】

フィードスルー１８の基板３０を図４Ａおよび図４Ｂに示したような多層基板にしてもよい。基板３０および金属層３４に図４Ｃに示したような段差を設けてもよい。

【0050】

以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は係る特定の実施形態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開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ ベース
１１ リッド
１２ 枠体
１４ トランジスタ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ パッド
１６、１６ａ、１６ｂ 整合回路部品
１８、１８ａ、１８ｂ フィードスルー
２０、３０ 基板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 面
２１ ビアホール
２２、３２ 信号線路
２３、２４、３４、５４ａ～５４ｃ 金属層
３６ リード
４０、４２、４４ ボンディングワイヤ
５０、５１、５２、５３ 絶縁体層
１００、１００Ｃ、２００、２００Ｃ 半導体装置

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】