本发明专利技术涉及一种半导体器件。提供了一种能够促进移动电话等中使用的RF功率模块的微型化的技术。在其中形成了RF功率模块的放大部分的半导体芯片内，形成定向耦合器。定向耦合器的副线与耦合到LDMOSFET的漏区的漏极导线形成在同一层中，所述LDMOSFET将用作半导体芯片的放大部分。因此，预定的漏极导线用作主线，通过经由绝缘膜与所述主线并行布置的副线以及所述主线来配置定向耦合器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，并且更具体地涉及一种可用于具有功率放大器功能的半导体器件的技术。
技术介绍
在日本专利公开No. 2006-237238(专利文件I)中，描述了一种技术，其中将形成有功率放大器电路的半导体芯片安装在安装衬底上并进一步在安装衬底中形成定向耦合器。
技术实现思路
近来，由诸如GSM系统(全球移动通信系统)、PCS系统(个人通信系统)、PDC (个人数字蜂窝)系统、CDMA(码分多址)系统等通信系统所代表的移动通信装置已经扩展到全世界。通常，这种类型的移动通信装置包括天线，用于发射和接收无线电波；射频功率放大器(RF功率模块)，用于放大功率调制射频信号并将其提供至天线；接收部分，用于处理通过天线接收的射频信号；控制部分，用于控制这些部件；以及电池，用于为这些部件提供电源电压。根据用途和环境，可以使用诸如HBT、HEMT等的复合半导体器件、硅双极晶体管、LDM0SFET(横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)等作为在移动通信装置的RF功率模块内的功率放大电路中所使用的放大器元件。此外，近来随着移动通信装置变得更加多功能化，对于降低RF功率模块尺寸的需求也日益增加。本专利技术人一直在研究RF功率模块微型化的技术。在RF功率模块中，形成有功率放大器电路，并且传输在该功率放大器电路中放大的输出信号。RF功率模块具有放大输出信号的功率的功能，并且要求输出功率是稳定的恒定输出。在RF功率模块中，功率放大器电路对输出功率的放大由控制电路控制。换言之，尽管在RF功率模块中通过控制电路来控制输出功率使其恒定，但是该输出功率并不一定是稳定和恒定的。为此，为RF功率模块设置了检测输出功率并反馈的功能，以使得基于检测到的输出功率使将从RF功率模块输出的输出功率恒定。这种检测输出功率的部分称作定向I禹合器。如图32所示，定向耦合器102和匹配电路等一起与半导体芯片101分离地安装在构成RF功率模块的安装衬底100上。当在安装衬底100上形成定向耦合器102时，定向耦合器102占用了安装衬底100上大约Imm2的区域。结果，定向I禹合器102连同安装衬底100上安装的匹配电路一起成为阻碍安装衬底100微型化的因素。特别地，在近来已经变得更加多功能化的RF功率模块中，安装衬底100上有密集的线路，并且难以预留用于安装定向耦合器102的区域。当定向耦合器102与半导体芯片101分离地安装在安装衬底100上时，需要将定向耦合器102检测到的功率返回到形成在半导体芯片101中的控制电路，因此需要用导线将定向耦合器102和半导体芯片101耦合。为此，需要预留用于导线键合的区域，因此安装衬底100的微型化更加困难。本专利技术的一个目标是提供一种能够促进移动电话等中使用的RF功率模块的微型化的技术。通过该说明书中的下列详细描述以及附图，本专利技术的上述和其他目标以及新颖特征将会更加全面地显现出来。下面将简要概括将会在此处公开的本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的半导体器件包括包含功率放大器电路的半导体芯片，该半导体芯片具有(a)半导体衬底；(b)晶体管，其形成在半导体衬底上，构成功率放大器电路；以及(C)定向耦合器，其检测从功率放大器电路输出的输出功率。然后，该定向耦合器包括(cl)主线，其使用晶体管的输出导线；以及(c2)副线，其第一端子与用于将来自定向耦合器的输出转换成电压或电流的检测器电路电耦合，而其第二端子作为第一端子的另一端，经过无源元件与GND电耦合。此处，主线和副线彼此并行布置，并且在主线和副线之间不存在导体。下面简要描述本专利技术优选实施例所带来的效果。由于定向耦合器形成在半导体芯片内部，因此就可能促进在移动电话等中使用的RF功率模块的微型化。附图说明图I是示出了数字移动电话中信号发射/接收部分的方框图。图2是示出了 RF功率模块中射频放大器电路的电路方框图。图3是示出了定向耦合器的图示。图4是示出了检测器电路的示例的电路图。图5是示出了 RF功率模块的安装配置的平面图。图6是示出了半导体芯片的布局配置的顶视图。图7是示出了末级放大器的布局配置的顶视图。图8是示出了包括定向耦合器的末级放大器局部截面的截面图。图9是示出了输出功率和检测电压之间的关系的图示。图10是示出了本专利技术第一实施例中的半导体器件的制造工艺的截面图。图11是示出了图10之后的半导体器件的制造工艺的截面图。图12是示出了图11之后的半导体器件的制造工艺的截面图。图13是示出了图12之后的半导体器件的制造工艺的截面图。图14是示出了图13之后的半导体器件的制造工艺的截面图。图15是示出了图14之后的半导体器件的制造工艺的截面图。图16是示出了第二实施例中的末级放大器的布局配置的顶视图。图17是示出了包括定向耦合器的末级放大器局部截面的截面图。图18是示出了包括定向耦合器的末级放大器局部截面的截面图。图19是示出了在下层形成的副线和在上层形成的副线之间的连接关系的图示。图20是示出了在下层形成的副线和在上层形成的副线之间的连接关系的图示。图21是示出了在第三实施例中的末级放大器的布局配置的顶视图。图22是示出了在第三实施例中的末级放大器的布局配置的顶视图。·图23是示出了包括定向耦合器的末级放大器局部截面的截面图。图24是示出了在第四实施例中的RF功率模块的安装配置的顶视图。图25是示出了 RF功率模块的安装配置的顶视图。图26是示出了 RF功率模块的安装配置的顶视图。图27是示出了 RF功率模块的安装配置的顶视图。图28是示出了在第五实施例中的末级放大器的布局配置的顶视图。图29是示出了包括定向耦合器和HBT的结构的局部截面的截面透视图。图30是示出了在第五实施例中的半导体器件的制造工艺的截面透视图。图31是示出了图30之后的半导体器件的制造工艺的截面透视图。图32是示出了本专利技术人已经讨论的RF功率模块的安装配置的顶视图。具体实施例方式在下面的实施例中，为了方便起见，在必要时，通过将实施例分成多个部分或者实施例来进行描述，然而，除非明确指出，否则这些部分或者实施例并不是彼此独立，而是其中一个作为修改示例、细节、补充说明等与另一个部分或者整体相关联。此外,在下列实施例中，当涉及到元件的数目等时(包括单元数目、数值、数量、范围等)，除非明确指出或者除该数目原则上明显局限于特定数目的情况之外，否则该数目并不局限于特定数目，而是可以比特定数目更多或者更少。另外，在下面的实施例中，不言而喻，部件(也包括构成步骤等)并非必然是必要的，除非明确指出，或者除它们原则上明显是必要的情况之外。类似地，在下面的实施例中，当涉及到部件等的形状、位置关系等时，除非明确指出，或者除在原则上可以有另外的考虑的情况之外，否则还可以包括与这些形状基本接近或者类似的形状等。这可以适用于上述数值和范围。在示出了本优选实施例的所有附图中，通过相似附图标记来指示相似元件，并且省略了对这种元件的重复描述。为了使得附图更加易于理解，甚至可能对平面图添加阴影线。在下面实施例中描述的MOSFET是MISFET (金属绝缘体半导体场效应晶体管)的一个示例，并且除了使用氧化硅膜作为栅极绝缘膜的情况之外，本专利技术还包括其中使用高介电常数膜的情况，该高介电常数膜具有比氧化硅膜的介电常数更高的高介电常数。(第一实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，包括：包括功率放大器电路的半导体芯片，其中，所述半导体芯片具有：(a)半导体衬底；(b)晶体管，其形成在所述半导体衬底上方，构成所述功率放大器电路；其中所述晶体管包括：(b1)多个漏极导线，其耦合至所述晶体管的漏极区域；以及(b2)多个源极导线，其耦合至所述晶体管的源极区域；以及(c)定向耦合器，其形成在所述半导体衬底上方，并且用于检测从所述功率放大器电路输出的输出功率；其中，所述定向耦合器包括：(c1)主线，其使用所述晶体管的输出导线；以及(c2)副线，其第一端子与用于将来自所述定向耦合器的输出转换成电压或电流的检测器电路电耦合，而其第二端子作为所述第一端子的另一端，经由无源元件与GND电耦合；其中，所述主线和所述副线彼此并行布置，其中，所述副线布置在所述源极导线之一的一部分的上方。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：樱井智，后藤聪，藤冈彻，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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