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JP2007294510A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2007294510A
JP2007294510A JP2006117690A JP2006117690A JP2007294510A JP 2007294510 A JP2007294510 A JP 2007294510A JP 2006117690 A JP2006117690 A JP 2006117690A JP 2006117690 A JP2006117690 A JP 2006117690A JP 2007294510 A JP2007294510 A JP 2007294510A
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JP
Japan
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wiring
input
output
amplifiers
wirings
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Application number
JP2006117690A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Akita
浩伸 秋田
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THine Electronics Inc
Original Assignee
THine Electronics Inc
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Publication date
Application filed by THine Electronics Inc filed Critical THine Electronics Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of making the reduction of a cost and an improvement in a performance coexist in the semiconductor device forming a plurality of amplifiers on the main surface of a semiconductor substrate. <P>SOLUTION: The two amplifiers E1 and E2, two grounding nodes C1 and C2 and wirings A, F, D0, D1, D2, B0, B1, B2 and Cx are formed on the main surface of the semiconductor substrate. In Fig., the two amplifiers E1 and E2 are arrayed in the vertical direction, the grounding node C1 connected to the lower amplifier E1 is arranged to a section lower than the amplifier E1 and the grounding node C2 connected to the upper amplifier E2 is arranged to the section upper than the amplifier E2. An induction wiring F is branched from the intermediate section of the wiring D0 for a common input, and formed asymmetrically to the wiring D0 for the common input. The wiring Cx for a shielding is disposed among the wirings D1 and D2 for an input connected at each input end of the two amplifiers E1 and E2 and the induction wirings F. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板の主面上に増幅器が形成された半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device in which an amplifier is formed on a main surface of a semiconductor substrate.

半導体基板の主面上に増幅器が形成された半導体装置は例えば高周波用パワーアンプとして用いられ、その増幅器はバイポーラ接合型トランジスタ(Bipolar Junction Transistor、以下「BJT」という。)または電界効果型トランジスタ(Field Effective Transistor、以下「FET」という。)を含む。   A semiconductor device in which an amplifier is formed on the main surface of a semiconductor substrate is used as, for example, a high-frequency power amplifier. The amplifier is a bipolar junction transistor (hereinafter referred to as “BJT”) or a field effect transistor (Field). Effective Transistor, hereinafter referred to as “FET”).

一般に、BJTを含む増幅器は、BJTのエミッタ端子が容量素子を介して接地電位に対してAC的に接続され、或いは、エミッタ端子が接地電位に対してAC的にもDC的にも接続される。また、FETを含む増幅器は、FETのソース端子が容量素子を介して接地電位に対してAC的に接続され、或いは、ソース端子が接地電位に対してAC的にもDC的にも接続される。また、半導体基板上の増幅器のエミッタ端子またはソース端子と接続される接地ノードは、ボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。   In general, in an amplifier including a BJT, the emitter terminal of the BJT is AC connected to the ground potential via a capacitive element, or the emitter terminal is connected to the ground potential both AC and DC. . In the amplifier including the FET, the source terminal of the FET is AC connected to the ground potential via the capacitive element, or the source terminal is connected to the ground potential both AC and DC. . In addition, the ground node connected to the emitter terminal or source terminal of the amplifier on the semiconductor substrate is electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bonding wires, bumps, or through electrodes. The

このような半導体基板の主面上に増幅器が形成された半導体装置として、非特許文献1に開示された構成のものが知られている。この文献に開示された半導体装置は、並列的に配置された複数の増幅器を有しており、増幅されるべき電気信号をパワー分岐して複数の増幅器それぞれの入力端に入力し、また、複数の増幅器それぞれにおいて増幅されて出力された電気信号をパワー合成して出力するものである。   As a semiconductor device in which an amplifier is formed on the main surface of such a semiconductor substrate, a configuration disclosed in Non-Patent Document 1 is known. The semiconductor device disclosed in this document has a plurality of amplifiers arranged in parallel, power-divides an electric signal to be amplified, and inputs it to the input terminals of the plurality of amplifiers. The electric signals amplified and output in each of the amplifiers are combined and output.

複数の増幅器が配置される場合、一般に、半導体基板上において複数の増幅器それぞれに対して別個に接地ノードが設けられ、また、その接地ノードとパッケージ等の接地領域とを互いに接続するボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極も別個に設けられる。このようにすることにより、相互インダクタンスが低減され、全体のインピーダンスが低減され得る。   When a plurality of amplifiers are arranged, generally, a ground node is provided separately for each of the plurality of amplifiers on the semiconductor substrate, and bonding wires and bumps that connect the ground node and a ground region such as a package to each other. Alternatively, the through electrode is also provided separately. By doing so, the mutual inductance can be reduced and the overall impedance can be reduced.

また、複数の増幅器が配置される場合、一般に、その配置の対称性や均等性が考慮される。その結果、複数の増幅器それぞれは、共通のレイアウトのものが一定方向に一定間隔で配列され、或いは、互いに鏡像関係にある2種類のレイアウトのものが交互に一定方向に一定間隔で配列される。また、一定方向に配列された複数の増幅器それぞれの入力端は一方の側に有り、複数の増幅器それぞれの出力端は他方の側に有る。   Further, when a plurality of amplifiers are arranged, in general, symmetry and uniformity of the arrangement are taken into consideration. As a result, in each of the plurality of amplifiers, a common layout is arranged at a constant interval in a fixed direction, or two types of layouts that are mirror images of each other are alternately arranged at a fixed interval in a fixed direction. Further, the input ends of the plurality of amplifiers arranged in a fixed direction are on one side, and the output ends of the plurality of amplifiers are on the other side.

図19は、従来の半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図では、2個の増幅器E1,E2、2個の接地ノードC1,C2、および、配線A,F,D0,D1,D2,B1,B2,B0が示されている。この図面上において、上下方向に2個の増幅器E1,E2が配列され、下方の増幅器E1に接続される接地ノードC1が該増幅器E1より更に下方に配置され、上方の増幅器E2に接続される接地ノードC2が該増幅器E2より更に上方に配置されている。また、2個の増幅器E1,E2それぞれの入力端が左方に有り、2個の増幅器E1,E2それぞれの出力端が右方に有る。   FIG. 19 is a diagram schematically showing a layout on a main surface of a semiconductor substrate in a conventional semiconductor device. In this figure, two amplifiers E1, E2, two ground nodes C1, C2, and wirings A, F, D0, D1, D2, B1, B2, B0 are shown. In this drawing, two amplifiers E1 and E2 are arranged in the vertical direction, and a ground node C1 connected to the lower amplifier E1 is arranged further below the amplifier E1 and connected to the upper amplifier E2. A node C2 is arranged further above the amplifier E2. The input terminals of the two amplifiers E1 and E2 are on the left side, and the output terminals of the two amplifiers E1 and E2 are on the right side.

2個の増幅器E1,E2それぞれの入力側(左方)に設けられた共通入力用配線D0は、AC結合用の容量素子を介して配線Aと接続され、該容量素子から分岐位置PIまで延在している。分岐位置PIから増幅器E1の入力端まで入力用配線D1が延在し、分岐位置PIから増幅器E2の入力端まで入力用配線D2が延在している。さらに、増幅器E1及びE2にDCバイアス電圧を供給するための配線Fが、容量素子と分岐位置PIとの間において、共通入力用配線D0と接続されており、当該接続点から上方に延在している。増幅器E1の出力端から分岐位置POまで出力用配線B1が延在し、増幅器E2の出力端から分岐位置POまで出力用配線B2が延在し、また、分岐位置POから更に右方に共通出力用配線B0が延在している。   The common input wiring D0 provided on the input side (left side) of each of the two amplifiers E1 and E2 is connected to the wiring A through an AC coupling capacitive element, and extends from the capacitive element to the branch position PI. Exist. The input wiring D1 extends from the branch position PI to the input end of the amplifier E1, and the input wiring D2 extends from the branch position PI to the input end of the amplifier E2. Further, a wiring F for supplying a DC bias voltage to the amplifiers E1 and E2 is connected to the common input wiring D0 between the capacitive element and the branch position PI, and extends upward from the connection point. ing. The output wiring B1 extends from the output terminal of the amplifier E1 to the branch position PO, the output wiring B2 extends from the output terminal of the amplifier E2 to the branch position PO, and is further output to the right from the branch position PO. The wiring line B0 extends.

このように構成される半導体装置において、配線Aおよび容量素子を経て共通入力用配線D0を伝搬して来たAC信号と、配線Fを伝搬して来たDC信号とは、互いに重畳されて分岐位置PIに至り、その分岐位置PIにおいてパワー分岐されて、入力用配線D1,D2を経て増幅器E1,E2それぞれの入力端に入力される。また、増幅器E1,E2それぞれにおいて増幅されて出力端から出力された電気信号は、出力用配線B1,B2を経て分岐位置POに至り、その分岐位置POにおいてパワー合成されて、共通出力用配線B0を更に伝搬して行く。
Cheng-Chi Yen, et al, “A 0.25-μm 20-dBm 2.4-GHz CMOS Power Amplifier With an IntegratedDiode Linearizer”, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol.13,No.2, pp.45-47 (2003).
In the semiconductor device configured as described above, the AC signal propagated through the common input wiring D0 via the wiring A and the capacitive element and the DC signal propagated through the wiring F are superimposed on each other and branched. The position PI is reached, the power is branched at the branch position PI, and input to the input terminals of the amplifiers E1 and E2 via the input wirings D1 and D2. Further, the electric signals amplified in the amplifiers E1 and E2 and outputted from the output terminal reach the branch position PO through the output wirings B1 and B2, and are combined in power at the branch position PO to be the common output wiring B0. Propagate further.
Cheng-Chi Yen, et al, “A 0.25-μm 20-dBm 2.4-GHz CMOS Power Amplifier With an Integrated Diode Linearizer”, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol.13, No.2, pp.45-47 (2003 ).

ところで、図19に示されたレイアウトのように、半導体基板の主面上において、増幅器E1,E2、接地ノードC1,C2、入力用配線D1,D2、および、出力用配線B1,B2は、対称性よく配置され得る。しかし、分岐位置PIより左方に有る配線A,Fは、対称性よく配置されるとは限らない。図19に示されたレイアウトでは、配線Fは、共通入力用配線D0との接続点から上方に延在しており、共通入力用配線D0に対して非対称である。   By the way, as in the layout shown in FIG. 19, on the main surface of the semiconductor substrate, the amplifiers E1, E2, the ground nodes C1, C2, the input wirings D1, D2, and the output wirings B1, B2 are symmetrical. It can be arranged with good nature. However, the wirings A and F located to the left of the branch position PI are not always arranged with good symmetry. In the layout shown in FIG. 19, the wiring F extends upward from the connection point with the common input wiring D0 and is asymmetric with respect to the common input wiring D0.

このような非対称性が存在する場合、入力用配線D1,D2それぞれは、配線Fとの間の容量結合や誘導結合に因る影響が互いに異なり、それ故、電位や電流が互いに異なってしまう。以下、このように、共通入力用配線もしくは共通出力用配線の途中から分岐した配線であって、この共通入力用配線もしくは共通出力用配線に対して非対称であり、複数の入力配用線もしくは複数の出力用配線に対して、それぞれ容量結合や誘導結合による影響を異なるように及ぼす配線を誘導配線と言う。そして、入力用配線D1,D2それぞれの電位や電流が互いに異なると、増幅器E1,E2において増幅されて出力端から出力される電気信号の振幅や位相が互いに異なってしまう。その結果、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号のパワーは、増幅器E1,E2それぞれの出力端から出力された電気信号のパワーの和より小さくなる。   When such an asymmetry exists, the input wirings D1 and D2 have different influences due to capacitive coupling and inductive coupling with the wiring F, and therefore have different potentials and currents. Hereinafter, as described above, the wiring is branched from the middle of the common input wiring or the common output wiring, and is asymmetric with respect to the common input wiring or the common output wiring. Wirings that have different effects due to capacitive coupling and inductive coupling to the output wirings are called induction wirings. If the potentials and currents of the input wirings D1 and D2 are different from each other, the amplitudes and phases of the electrical signals that are amplified by the amplifiers E1 and E2 and output from the output terminal are different from each other. As a result, the power of the electrical signal after power synthesis at the branch position PO is smaller than the sum of the powers of the electrical signals output from the output terminals of the amplifiers E1 and E2.

図20は、図19にレイアウトが示された従来の半導体装置における増幅器E1の出力電気信号、増幅器E2の出力電気信号、および、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号、それぞれの波形の一例を示す図である。図20(a)は増幅器E1の出力電気信号を示し、同図(b)は増幅器E2の出力電気信号を示し、同図(c)は分岐位置POでパワー合成された後の電気信号を示す。このように、パワー合成の際にロスが生じてしまい、増幅性能劣化が生じる。更なる高集積化を意図して誘導配線Fと入力用配線D1,D2との間の距離を小さくしようとすると、上記のような性能劣化は顕著となる。このことから、コスト低減および高性能化の両立は困難である。   20 shows an output electric signal of the amplifier E1, an output electric signal of the amplifier E2, and an electric signal after power combining at the branch position PO in the conventional semiconductor device whose layout is shown in FIG. It is a figure which shows an example. FIG. 20A shows the output electric signal of the amplifier E1, FIG. 20B shows the output electric signal of the amplifier E2, and FIG. 20C shows the electric signal after power combining at the branch position PO. . Thus, a loss occurs during power combining, and amplification performance is degraded. When the distance between the guide wiring F and the input wirings D1 and D2 is intended to be reduced with the aim of further high integration, the above performance deterioration becomes remarkable. For this reason, it is difficult to achieve both cost reduction and high performance.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、半導体基板の主面上に複数の増幅器が形成された半導体装置であってコスト低減および高性能化の両立が可能な半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a semiconductor device in which a plurality of amplifiers are formed on the main surface of a semiconductor substrate, and can achieve both cost reduction and high performance. The purpose is to provide.

本発明に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、(1) 各々入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する複数の増幅器と、(2) 複数の増幅器それぞれの入力端に入力されるべき電気信号を分岐位置まで伝搬させる共通入力用配線と、(3) 分岐位置から複数の増幅器それぞれの入力端まで電気信号を伝搬させる複数の入力用配線と、(4) 共通入力用配線の途中から分岐した配線であって、共通入力用配線に対して非対称である誘導配線と、(5) 入力用配線と誘導配線との間に配設され、誘導配線から入力用配線へ及ぶ影響をシールドするシールド用配線と、を備えることを特徴とする。   A semiconductor device according to the present invention includes, on a main surface of a semiconductor substrate, (1) a plurality of amplifiers each amplifying an electric signal input to an input end and outputting from the output end, and (2) an input of each of the plurality of amplifiers Common input wiring that propagates electrical signals to be input to the end to the branch position, (3) Multiple input wirings that propagate electrical signals from the branch position to the input ends of each of the amplifiers, and (4) Common Inductive wiring that branches off from the middle of the input wiring and is asymmetric with respect to the common input wiring. (5) Arranged between the input wiring and the induction wiring. And shielding wiring that shields the influence on the area.

また、本発明に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、(1) 各々入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する複数の増幅器と、(2) 複数の増幅器それぞれの出力端から出力される電気信号を分岐位置まで伝搬させる複数の出力用配線と、(3) 分岐位置から電気信号を更に伝搬させる共通出力用配線と、(4) 共通出力用配線の途中から分岐した配線であって、共通出力用配線に対して非対称である誘導配線と、(5) 出力用配線と誘導配線との間に配設され、誘導配線から出力用配線へ及ぶ影響をシールドするシールド用配線と、を備えることを特徴とする。   Further, the semiconductor device according to the present invention includes (1) a plurality of amplifiers that amplify electric signals input to the input terminals and output from the output terminals, and (2) a plurality of amplifiers, respectively, on the main surface of the semiconductor substrate. Multiple output wirings that propagate the electrical signal output from the output terminal to the branch position, (3) common output wiring that further propagates the electrical signal from the branch position, and (4) from the middle of the common output wiring Branch wiring that is asymmetric with respect to the common output wiring, and (5) is arranged between the output wiring and the induction wiring to shield the influence from the induction wiring to the output wiring. And a shield wiring.

また、シールド用配線は、複数の増幅器の入力端側および出力端側の双方に設けられていてもよい。   Further, the shield wiring may be provided on both the input end side and the output end side of the plurality of amplifiers.

本発明に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に複数の増幅器が形成された半導体装置であって、コスト低減および高性能化の両立が可能である。   The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a plurality of amplifiers are formed on the main surface of a semiconductor substrate, and can achieve both cost reduction and high performance.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
先ず、本発明に係る半導体装置の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第1実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、2個の接地ノードC1,C2、および、配線A,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cxが形成されている。
(First embodiment)
First, a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of a semiconductor substrate in the semiconductor device according to the first embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the first embodiment includes two amplifiers E1, E2, two ground nodes C1, C2, and wirings A, F, on the main surface of the semiconductor substrate. D0, D1, D2, B0, B1, B2, and Cx are formed.

この図面上において、上下方向に2個の増幅器E1,E2が配列され、下方の増幅器E1に接続される接地ノードC1が該増幅器E1より更に下方に配置され、上方の増幅器E2に接続される接地ノードC2が該増幅器E2より更に上方に配置されている。また、2個の増幅器E1,E2それぞれの入力端が左方に有り、2個の増幅器E1,E2それぞれの出力端が右方に有る。   In this drawing, two amplifiers E1 and E2 are arranged in the vertical direction, and a ground node C1 connected to the lower amplifier E1 is arranged further below the amplifier E1 and connected to the upper amplifier E2. A node C2 is arranged further above the amplifier E2. The input terminals of the two amplifiers E1 and E2 are on the left side, and the output terminals of the two amplifiers E1 and E2 are on the right side.

2個の増幅器E1,E2それぞれは、エミッタ接地のBJTまたはソース接地のFETを含み、入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する。エミッタ接地のBJTを含む増幅器では、BJTのエミッタ端子が接地ノードに対して少なくともAC的に接続され、BJTのベース端子が増幅器の入力端に接続され、BJTのコレクタ端子が増幅器の出力端に接続されている。一方、ソース接地のFETを含む増幅器では、FETのソース端子が接地ノードに対して少なくともAC的に接続され、FETのゲート端子が増幅器の入力端に接続され、FETのドレイン端子が増幅器の出力端に接続されている。   Each of the two amplifiers E1 and E2 includes a grounded-emitter BJT or a common-source FET, and amplifies an electrical signal input to the input terminal and outputs the amplified signal from the output terminal. In an amplifier including a grounded emitter BJT, the emitter terminal of the BJT is connected to the ground node at least in an AC manner, the base terminal of the BJT is connected to the input terminal of the amplifier, and the collector terminal of the BJT is connected to the output terminal of the amplifier. Has been. On the other hand, in an amplifier including a grounded-source FET, the source terminal of the FET is at least AC-connected to the ground node, the gate terminal of the FET is connected to the input terminal of the amplifier, and the drain terminal of the FET is the output terminal of the amplifier. It is connected to the.

2個の増幅器E1,E2それぞれの入力側(左方)に設けられた共通入力用配線D0は、AC結合用の容量素子を介して配線Aと接続され、該容量素子から分岐位置PIまで延在している。分岐位置PIから増幅器E1の入力端まで入力用配線D1が延在し、分岐位置PIから増幅器E2の入力端まで入力用配線D2が延在している。さらに、増幅器E1及びE2にDCバイアス電圧を供給するための誘導配線Fは、容量素子と分岐位置PIとの間において共通入力用配線D0と接続されており、当該接続点から上方に延在しており、共通入力用配線D0に対して非対称である。ここで、誘導配線とは、共通入力用配線もしくは共通出力用配線の途中から分岐した配線であって、この共通入力用配線もしくは共通出力用配線に対して非対称であり、複数の入力配用線もしくは複数の出力用配線に対して、それぞれ容量結合や誘導結合による影響を異なるように及ぼす配線を誘導配線と言う。また、増幅器E1の出力端から分岐位置POまで出力用配線B1が延在し、増幅器E2の出力端から分岐位置POまで出力用配線B2が延在し、また、分岐位置POから更に右方に共通出力用配線B0が延在している。   The common input wiring D0 provided on the input side (left side) of each of the two amplifiers E1 and E2 is connected to the wiring A through an AC coupling capacitive element, and extends from the capacitive element to the branch position PI. Exist. The input wiring D1 extends from the branch position PI to the input end of the amplifier E1, and the input wiring D2 extends from the branch position PI to the input end of the amplifier E2. Further, the induction wiring F for supplying the DC bias voltage to the amplifiers E1 and E2 is connected to the common input wiring D0 between the capacitive element and the branch position PI, and extends upward from the connection point. And is asymmetric with respect to the common input wiring D0. Here, the induction wiring is a wiring branched from the middle of the common input wiring or the common output wiring, and is asymmetric with respect to the common input wiring or the common output wiring. Alternatively, wirings that affect the influence of capacitive coupling and inductive coupling on a plurality of output wirings are called induction wirings. Further, the output wiring B1 extends from the output end of the amplifier E1 to the branch position PO, the output wiring B2 extends from the output end of the amplifier E2 to the branch position PO, and further to the right from the branch position PO. The common output wiring B0 extends.

シールド用配線Cxは、2個の増幅器E1,E2それぞれの入力端に接続される入力用配線D1,D2を挟んで、2個の増幅器E1,E2の反対側に設けられている。換言すれば、シールド用配線Cxの右方に入力用配線D1,D2および分岐位置PIが存在し、シールド用配線Cxの左方に誘導配線Fが存在する。平面的に見ればシールド用配線Cxと共通入力用配線DOとは互いに交差するが、当該交差部は多層配線構造となっていて、シールド用配線Cxと共通入力用配線DOとは互いに電気的に接続されてはいない。また、シールド用配線Cxは、一端が接地ノードC1に接続され、他端が接地ノードC2に接続されている。   The shield wiring Cx is provided on the opposite side of the two amplifiers E1 and E2 across the input wirings D1 and D2 connected to the input ends of the two amplifiers E1 and E2. In other words, the input wirings D1 and D2 and the branch position PI exist on the right side of the shielding wiring Cx, and the guidance wiring F exists on the left side of the shielding wiring Cx. In a plan view, the shield wiring Cx and the common input wiring DO intersect each other, but the intersection has a multilayer wiring structure, and the shield wiring Cx and the common input wiring DO are electrically connected to each other. Not connected. The shield wiring Cx has one end connected to the ground node C1 and the other end connected to the ground node C2.

半導体基板上の増幅器E1,E2のエミッタ端子またはソース端子と接続される接地ノードC1,C2は、ボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。これにより、シールド用配線Cxは接地電位とされる。   The ground nodes C1 and C2 connected to the emitter terminals or the source terminals of the amplifiers E1 and E2 on the semiconductor substrate are electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bonding wires, bumps, or through electrodes. Connected. As a result, the shield wiring Cx is set to the ground potential.

このように構成される半導体装置において、配線Aには、同一半導体基板上の他の回路から出力されたAC信号が伝搬され、或いは、外部の信号源からのAC信号が伝搬される。また、誘導配線Fには、同一半導体基板上の他の回路から出力されたDC信号が伝搬され、或いは、外部の信号源からのDC信号が伝搬される。配線Aおよび容量素子を経て共通入力用配線D0を伝搬して来たAC信号と、誘導配線Fを伝搬して来たDC信号とは、互いに重畳されて分岐位置PIに至り、その分岐位置PIにおいてパワー分岐されて、入力用配線D1,D2を経て増幅器E1,E2それぞれの入力端に入力される。また、増幅器E1,E2それぞれにおいて増幅されて出力端から出力された電気信号は、出力用配線B1,B2を経て分岐位置POに至り、その分岐位置POにおいてパワー合成されて、共通出力用配線B0を更に伝搬して行く。誘導配線Fは、AC信号が伝搬する共通入力用配線D0から分岐された配線であるから、誘導配線Fの電位は、このAC信号に応じて変動する。この誘導配線Fの電位変動により、誘導配線Fと容量結合や誘導結合を持つ配線等の電位は影響を受ける。   In the semiconductor device configured as described above, an AC signal output from another circuit on the same semiconductor substrate is propagated to the wiring A, or an AC signal from an external signal source is propagated. In addition, a DC signal output from another circuit on the same semiconductor substrate is propagated to the guide wiring F, or a DC signal from an external signal source is propagated. The AC signal propagated through the common input wiring D0 via the wiring A and the capacitive element and the DC signal propagated through the induction wiring F are superimposed on each other to reach the branch position PI. The branch position PI The power is branched and input to the input terminals of the amplifiers E1 and E2 via the input wirings D1 and D2. Further, the electric signals amplified in the amplifiers E1 and E2 and outputted from the output terminal reach the branch position PO through the output wirings B1 and B2, and are combined in power at the branch position PO to be the common output wiring B0. Propagate further. Since the induction wiring F is a wiring branched from the common input wiring D0 through which the AC signal propagates, the potential of the induction wiring F varies according to the AC signal. Due to the potential fluctuation of the induction wiring F, the potential of the induction wiring F and the wiring having capacitive coupling or inductive coupling is affected.

本実施形態に係る半導体装置では、入力用配線D1,D2と誘導配線Fとの間にシールド用配線Cxが設けられていることにより、入力用配線D1,D2それぞれは、誘導配線Fとの間の容量結合や誘導結合に因る影響が低減され、それ故、電位や電流の差が小さくなる。そして、入力用配線D1,D2それぞれの電位や電流の差が小さくなることから、増幅器E1,E2において増幅されて出力端から出力される電気信号の振幅や位相の差も互いに小さくなる。その結果、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号のパワーは、増幅器E1,E2それぞれの出力端から出力された電気信号のパワーの和と略等しくなる。   In the semiconductor device according to the present embodiment, since the shielding wiring Cx is provided between the input wirings D1 and D2 and the induction wiring F, each of the input wirings D1 and D2 is connected to the induction wiring F. The influence due to the capacitive coupling and inductive coupling of is reduced, and therefore the difference in potential and current is reduced. Since the difference between the potentials and currents of the input wirings D1 and D2 is reduced, the difference between the amplitude and phase of the electric signals amplified by the amplifiers E1 and E2 and output from the output end is also reduced. As a result, the power of the electrical signal after power synthesis at the branch position PO is substantially equal to the sum of the powers of the electrical signals output from the output ends of the amplifiers E1 and E2.

図2は、図1にレイアウトが示された第1実施形態に係る半導体装置における増幅器E1の出力電気信号、増幅器E2の出力電気信号、および、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号、それぞれの波形の一例を示す図である。図2(a)は増幅器E1の出力電気信号を示し、同図(b)は増幅器E2の出力電気信号を示し、同図(c)は分岐位置POでパワー合成された後の電気信号を示す。このように、パワー合成の際のロスが低減され、増幅性能劣化が抑制される。コスト低減の為に高集積化を意図して誘導配線Fと入力用配線D1,D2との間の距離を小さくしようとした際にも、上記のような性能劣化が抑制される。このことから、コスト低減および高性能化の両立が可能となる。   FIG. 2 shows an output electric signal of the amplifier E1, an output electric signal of the amplifier E2, and an electric signal after power synthesis at the branch position PO in the semiconductor device according to the first embodiment whose layout is shown in FIG. It is a figure which shows an example of each waveform. 2A shows the output electric signal of the amplifier E1, FIG. 2B shows the output electric signal of the amplifier E2, and FIG. 2C shows the electric signal after the power synthesis at the branch position PO. . In this way, loss during power combining is reduced, and deterioration in amplification performance is suppressed. Even when an attempt is made to reduce the distance between the guide wiring F and the input wirings D1 and D2 in order to achieve high integration in order to reduce costs, the above performance deterioration is suppressed. Thus, both cost reduction and high performance can be achieved.

次に、シールド用配線Cxを設けたことに因る効果を確かめる為に行ったシミュレーションの結果を、図3〜図7を用いて説明する。図3は、シミュレーションの際に想定した3つのタイプの配線レイアウトを示す図である。同図(a)に示されるタイプ1の配線レイアウトは、共通入力用配線D0および入力用配線D1,D2を有する。同図(b)に示されるタイプ1の配線レイアウトは、共通入力用配線D0および入力用配線D1,D2に加えて誘導配線Fを更に有しており、図19に示された従来の配線レイアウトに相当する。また、同図(c)に示されるタイプ1の配線レイアウトは、共通入力用配線D0,入力用配線D1,D2および誘導配線Fに加えてシールド用配線Cxを更に有しており、図1に示された本実施形態の配線レイアウトに相当する。   Next, the results of the simulation performed to confirm the effect due to the provision of the shield wiring Cx will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing three types of wiring layout assumed in the simulation. The type 1 wiring layout shown in FIG. 5A includes a common input wiring D0 and input wirings D1 and D2. The type 1 wiring layout shown in FIG. 6B further includes a guide wiring F in addition to the common input wiring D0 and the input wirings D1 and D2, and the conventional wiring layout shown in FIG. It corresponds to. Further, the type 1 wiring layout shown in FIG. 5C further includes a shielding wiring Cx in addition to the common input wiring D0, the input wirings D1 and D2, and the induction wiring F. FIG. This corresponds to the wiring layout of the present embodiment shown.

各配線の幅は10μmである。入力用配線D1,D2の上下方向の長さは200μmであり、シールド用配線Cxの上下方向の長さも200μmである。入力用配線D2と誘導配線Fとの中心間距離は50μmであり、入力用配線D1,D2とシールド用配線Cxとの中心間距離は25μmであり、シールド用配線Cxと誘導配線Fとの中心間距離は25μmである。   The width of each wiring is 10 μm. The length of the input wirings D1 and D2 in the vertical direction is 200 μm, and the length of the shield wiring Cx in the vertical direction is also 200 μm. The distance between the centers of the input wiring D2 and the induction wiring F is 50 μm, the distance between the centers of the input wirings D1 and D2 and the shielding wiring Cx is 25 μm, and the center between the shielding wiring Cx and the induction wiring F The distance is 25 μm.

図4は、シミュレーションの際に想定したシールド用配線Cxと共通入力用配線DOとの交差部の近傍位置における多層配線構造を示す図である。一般に、配線層は、半導体基板表面を形成するのが好ましく、このようにすることにより、層厚を大きくすることができ、インピーダンスを低減することができる。ただし、シールド用配線Cxと共通入力用配線DOとの交差部では、両配線が電気的に接続されないようにする為に、例えば、シールド用配線Cxは埋め込まれる。図4は、シールド用配線Cxが第1メタル層と第2メタル層との間でビアホールにより接続されている様子を示すものである。   FIG. 4 is a diagram showing a multilayer wiring structure in the vicinity of the intersection between the shield wiring Cx and the common input wiring DO assumed in the simulation. In general, the wiring layer is preferably formed on the surface of the semiconductor substrate. By doing so, the layer thickness can be increased and the impedance can be reduced. However, at the intersection of the shield wiring Cx and the common input wiring DO, for example, the shield wiring Cx is embedded in order to prevent the two wirings from being electrically connected. FIG. 4 shows a state in which the shield wiring Cx is connected by a via hole between the first metal layer and the second metal layer.

半導体基板は、Si基板であって、厚み200μmであり、抵抗率10Ω・cmである。半導体基板の下面には、電極が形成されており、半導体基板の上面には、順に、第1SiO層(1.5μm厚、比誘電率4.0)、第1Alメタル層(0.7μm厚)、第2SiO層(1.5μm厚、比誘電率4.0)および第2Alメタル層(3μm厚)が設けられている。第2SiO層にはビアホールが形成され、このビアホールを介して第1Alメタル層と第2Alメタル層とが互いに電気的に接続されていて、これにより、シールド用配線Cxが形成されている。 The semiconductor substrate is a Si substrate having a thickness of 200 μm and a resistivity of 10 Ω · cm. An electrode is formed on the lower surface of the semiconductor substrate. A first SiO 2 layer (1.5 μm thickness, relative dielectric constant 4.0) and a first Al metal layer (0.7 μm thickness) are sequentially formed on the upper surface of the semiconductor substrate. ), A second SiO 2 layer (1.5 μm thick, relative dielectric constant 4.0) and a second Al metal layer (3 μm thick). The first 2SiO 2 layer via hole is formed, the by the 1Al metal layer through a via hole and a second 2Al metal layer are electrically connected to each other, thereby, the shielding wiring Cx are formed.

図5は、図3(a)に示されるタイプ1の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図6は、図3(b)に示されるタイプ2の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。また、図7は、図3(c)に示されるタイプ3の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。各図(a)は、入力用配線D1,D2の電気信号の電力比の周波数依存性を示す。各図(b)は、入力用配線D1,D2の電気信号の位相差の周波数依存性を示す。入力用配線D1,D2の電気信号の電力比および位相差それぞれの周波数依存性は、入力用配線D1,D2の終端抵抗値Rtermを5Ωおよび50kΩそれぞれとした場合について示している。   FIG. 5 is a graph showing a simulation result in the case of the type 1 wiring layout shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing a simulation result in the case of the type 2 wiring layout shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing a simulation result in the case of the type 3 wiring layout shown in FIG. Each figure (a) shows the frequency dependence of the power ratio of the electric signal of input wiring D1, D2. Each figure (b) shows the frequency dependence of the phase difference of the electric signal of input wiring D1, D2. The frequency dependence of the power ratio and phase difference of the electrical signals of the input wirings D1 and D2 is shown when the termination resistance values Rterm of the input wirings D1 and D2 are 5Ω and 50 kΩ, respectively.

図3(a)に示されるタイプ1の配線レイアウトの場合には、図5に示されるように、入力用配線D1,D2の終端抵抗値が5Ωおよび50kΩの何れのときにも、周波数10MHz〜10GHzの範囲において、入力用配線D1,D2の電気信号の電力比は0dBであり、入力用配線D1,D2の電気信号の位相差は0degであった。   In the case of the type 1 wiring layout shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 5, when the termination resistance values of the input wirings D1 and D2 are both 5Ω and 50 kΩ, a frequency of 10 MHz to In the 10 GHz range, the power ratio of the electrical signals of the input wirings D1 and D2 was 0 dB, and the phase difference of the electrical signals of the input wirings D1 and D2 was 0 deg.

図3(b)に示されるタイプ2の配線レイアウトの場合には、図6に示されるように、入力用配線D1,D2の終端抵抗値が5Ωおよび50kΩの何れのときにも、入力用配線D1,D2の電気信号の電力比は、周波数10MHz〜1GHzの範囲において略0dBであるが、周波数1GHzを越えると急激に大きくなる。また、入力用配線D1,D2の電気信号の位相差は、周波数10MHz〜100MHzの範囲において略0degであるが、周波数100MHzを越えると急激に大きくなる。   In the case of the type 2 wiring layout shown in FIG. 3B, as shown in FIG. 6, the input wiring is used when the termination resistance values of the input wirings D1 and D2 are both 5Ω and 50 kΩ. The power ratio of the electrical signals D1 and D2 is approximately 0 dB in the frequency range of 10 MHz to 1 GHz, but increases rapidly when the frequency exceeds 1 GHz. Further, the phase difference between the electrical signals of the input wirings D1 and D2 is substantially 0 deg in the frequency range of 10 MHz to 100 MHz, but increases rapidly when the frequency exceeds 100 MHz.

図3(c)に示されるタイプ3の配線レイアウトの場合には、図7に示されるように、入力用配線D1,D2の終端抵抗値が5Ωおよび50kΩの何れのときにも、入力用配線D1,D2の電気信号の電力比は、周波数10MHz〜100MHzの範囲において略0dBであるが、周波数1GHzで0.2dB程度であり、周波数1GHzを越えると更に大きくなる。また、入力用配線D1,D2の電気信号の位相差は、周波数10MHz〜100MHzの範囲において略0degであるが、周波数1GHzで4deg程度であり、周波数1GHzを越えると更に大きくなる。   In the case of the type 3 wiring layout shown in FIG. 3 (c), as shown in FIG. 7, when the termination resistance values of the input wirings D1 and D2 are both 5Ω and 50kΩ, the input wiring The power ratio of the electric signals D1 and D2 is approximately 0 dB in the frequency range of 10 MHz to 100 MHz, but is approximately 0.2 dB at the frequency of 1 GHz, and further increases when the frequency exceeds 1 GHz. Further, the phase difference between the electrical signals of the input wirings D1 and D2 is approximately 0 deg in the frequency range of 10 MHz to 100 MHz, but is approximately 4 deg at the frequency of 1 GHz, and becomes larger when the frequency exceeds 1 GHz.

図6と図7とを対比して判るように、シールド用配線が設けられていないタイプ2の配線レイアウトに対して、シールド用配線Cxが設けられているタイプ3の配線レイアウトでは、周波数1GHzを越える高周波領域において、入力用配線D1,D2の電気信号の位相差が小さくなっている。このように、シールド用配線Cxを設けることにより、入力用配線D1,D2の電気信号の電力比や位相差が小さくなることから、増幅器E1,E2において増幅されて出力端から出力される電気信号の振幅や位相の差も互いに小さくなる。その結果、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号のパワーは、増幅器E1,E2それぞれの出力端から出力された電気信号のパワーの和と略等しくなる。   As can be seen by comparing FIG. 6 and FIG. 7, in the type 3 wiring layout in which the shielding wiring Cx is provided in contrast to the type 2 wiring layout in which the shielding wiring is not provided, the frequency of 1 GHz is set. In the high frequency region that exceeds, the phase difference between the electrical signals of the input wirings D1 and D2 is small. Thus, by providing the shield wiring Cx, the power ratio and phase difference of the electrical signals of the input wirings D1 and D2 are reduced. Therefore, the electrical signal amplified by the amplifiers E1 and E2 and output from the output terminal Differences in amplitude and phase are also reduced. As a result, the power of the electrical signal after power synthesis at the branch position PO is substantially equal to the sum of the powers of the electrical signals output from the output ends of the amplifiers E1 and E2.

(第2実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第2実施形態について説明する。図8は、第2実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第2実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、4個の接地ノードC1,C2,G1,G2、および、配線A,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cxが形成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the second embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the second embodiment includes two amplifiers E1, E2, four ground nodes C1, C2, G1, G2, and wiring on the main surface of the semiconductor substrate. A, F, D0, D1, D2, B0, B1, B2, and Cx are formed.

図1に示した第1実施形態のレイアウトと比較すると、この図8に示す第2実施形態のレイアウトは、接地ノードC1,C2とは別個に接地ノードG1,G2が設けられている点で相違し、また、これら接地ノードG1と接地ノードG2との間にシールド用配線Cxが延在している点で相違する。追加された接地ノードG1,G2は、ボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。これにより、シールド用配線Cxは接地電位とされる。このようなレイアウトを有する第2実施形態に係る半導体装置も、第1実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる。   Compared with the layout of the first embodiment shown in FIG. 1, the layout of the second embodiment shown in FIG. 8 is different in that ground nodes G1 and G2 are provided separately from the ground nodes C1 and C2. In addition, the difference is that a shield wiring Cx extends between the ground node G1 and the ground node G2. The added ground nodes G1 and G2 are electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bonding wires, bumps or through electrodes. As a result, the shield wiring Cx is set to the ground potential. The semiconductor device according to the second embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the first embodiment.

さらに、第2実施形態に係る半導体装置によれば、接地ノードG1,G2に接続するワイヤーボンドも増幅器用接地ノードC1,C2と独立できるので、シールド用配線Cxのインピーダンスを低減することができ、シールド効果を向上することができる。また、シールド用配線Cxの電位が、増幅器の接地電位と独立するため、増幅器の動作による増幅器の接地電位の変動がシールド用配線Cxに及びことによる影響を排除することができる。また、シールド用配線Cxのレイアウト自由度が増し、さらなる高集積化が可能となる。   Furthermore, according to the semiconductor device according to the second embodiment, since the wire bonds connected to the ground nodes G1 and G2 can be independent of the amplifier ground nodes C1 and C2, the impedance of the shield wiring Cx can be reduced. The shield effect can be improved. In addition, since the potential of the shield wiring Cx is independent of the ground potential of the amplifier, it is possible to eliminate the influence of fluctuations in the ground potential of the amplifier due to the operation of the amplifier on the shield wiring Cx. Further, the degree of freedom in layout of the shield wiring Cx is increased, and further high integration is possible.

(第3実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第3実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、2個の接地ノードC1,C2、および、配線A,F,D0,D1,D2,B1,B2,Cxが形成されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the third embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the third embodiment includes two amplifiers E1, E2, two ground nodes C1, C2, and wirings A, F, on the main surface of the semiconductor substrate. D0, D1, D2, B1, B2, and Cx are formed.

図1に示した第1実施形態のレイアウトと比較すると、この図9に示す第3実施形態のレイアウトは、半導体基板上において出力用配線B1,B2が互いに接続されておらず共通出力用配線B0が設けられていない点で相違する。この場合、この半導体基板上の出力用配線B1,B2は半導体基板の外部で接続されて、増幅器E1,E2から出力された電気信号は半導体基板の外部で電力合成される。このようなレイアウトを有する第3実施形態に係る半導体装置も、第1実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる。   Compared with the layout of the first embodiment shown in FIG. 1, the layout of the third embodiment shown in FIG. 9 is such that the output wirings B1 and B2 are not connected to each other on the semiconductor substrate and the common output wiring B0. It is different in that is not provided. In this case, the output wirings B1 and B2 on the semiconductor substrate are connected to the outside of the semiconductor substrate, and electric signals output from the amplifiers E1 and E2 are combined with power outside the semiconductor substrate. The semiconductor device according to the third embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the first embodiment.

(第4実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第4実施形態について説明する。図10は、第4実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第4実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、2個の接地ノードC1,C2、および、配線A,G,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cyが形成されている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 10 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the fourth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the fourth embodiment includes two amplifiers E1, E2, two ground nodes C1, C2, and wirings A, G, F, D0, D1, D2, B0, B1, B2, and Cy are formed.

図1に示した第1実施形態のレイアウトと比較すると、この図10に示す第4実施形態のレイアウトは、シールド用配線Cxに替えてシールド用配線Cyが設けられている点で相違し、また、出力側に誘導配線Gが更に設けられている点で相違する。   Compared with the layout of the first embodiment shown in FIG. 1, the layout of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is different in that a shield wiring Cy is provided instead of the shield wiring Cx. The difference is that an induction wiring G is further provided on the output side.

追加されたシールド用配線Cyは、2個の増幅器E1,E2それぞれの出力端に接続される出力用配線B1,B2を挟んで、2個の増幅器E1,E2の反対側に設けられている。換言すれば、シールド用配線Cyの左方に出力用配線B1,B2および分岐位置POが存在し、シールド用配線Cyの右方に誘導配線Gが存在する。平面的に見ればシールド用配線Cyと共通出力用配線BOとは互いに交差するが、当該交差部は多層配線構造となっていて、シールド用配線Cyと共通出力用配線BOとは互いに電気的に接続されてはいない。また、シールド用配線Cyは、一端が接地ノードC1に接続され、他端が接地ノードC2に接続されている。誘導配線Gは、共通出力用配線B0と接続されており、当該接続点から上方に延在しており、共通出力用配線B0に対して非対称である。   The added shield wiring Cy is provided on the opposite side of the two amplifiers E1 and E2 with the output wirings B1 and B2 connected to the output ends of the two amplifiers E1 and E2 interposed therebetween. In other words, the output wirings B1 and B2 and the branch position PO exist on the left side of the shielding wiring Cy, and the guidance wiring G exists on the right side of the shielding wiring Cy. In a plan view, the shield wiring Cy and the common output wiring BO intersect each other, but the intersection has a multilayer wiring structure, and the shield wiring Cy and the common output wiring BO are electrically connected to each other. Not connected. The shield wiring Cy has one end connected to the ground node C1 and the other end connected to the ground node C2. The induction wiring G is connected to the common output wiring B0, extends upward from the connection point, and is asymmetric with respect to the common output wiring B0.

半導体基板上の増幅器E1,E2のエミッタ端子またはソース端子と接続される接地ノードC1,C2は、ボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。これにより、シールド用配線Cyは接地電位とされる。   The ground nodes C1 and C2 connected to the emitter terminals or the source terminals of the amplifiers E1 and E2 on the semiconductor substrate are electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bonding wires, bumps, or through electrodes. Connected. As a result, the shield wiring Cy is set to the ground potential.

本実施形態に係る半導体装置では、出力用配線B1,B2と誘導配線Gとの間にシールド用配線Cyが設けられていることにより、出力用配線B1,B2それぞれは、誘導配線Gとの間の容量結合や誘導結合に因る影響が低減され、それ故、電位や電流の差が小さくなる。そして、出力用配線B1,B2それぞれの電位や電流の差が小さくなることから、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号のパワーは、増幅器E1,E2それぞれの出力端から出力された電気信号のパワーの和と略等しくなる。このように、パワー合成の際のロスが低減され、増幅性能劣化が抑制される。高集積化を意図して誘導配線Gと出力用配線B1,B2との間の距離を小さくしようとした際にも、上記のような性能劣化が抑制される。このことから、コスト低減および高性能化の両立が可能となる。   In the semiconductor device according to the present embodiment, since the shielding wiring Cy is provided between the output wirings B1 and B2 and the induction wiring G, each of the output wirings B1 and B2 is between the induction wiring G. The influence due to the capacitive coupling and inductive coupling of is reduced, and therefore the difference in potential and current is reduced. Since the difference between the potentials and currents of the output wirings B1 and B2 becomes small, the power of the electric signal after the power synthesis at the branch position PO is the electric power output from the output terminals of the amplifiers E1 and E2. It is approximately equal to the sum of signal powers. In this way, loss during power combining is reduced, and deterioration in amplification performance is suppressed. The above-described performance degradation is also suppressed when attempting to reduce the distance between the guide wiring G and the output wirings B1 and B2 with the intention of high integration. Thus, both cost reduction and high performance can be achieved.

なお、この第4実施形態では、入力側にシールド用配線が設けられていないが、入力用配線D1,D2と誘導配線Fとの間の容量結合や誘導結合に因る影響が充分に小さくなる程度まて両配線間の距離が大きければよい。   In the fourth embodiment, no shield wiring is provided on the input side, but the influence due to capacitive coupling or inductive coupling between the input wirings D1, D2 and the induction wiring F is sufficiently reduced. As long as the distance between both wires is large, it is sufficient.

(第5実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第5実施形態について説明する。図11は、第5実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第5実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、2個の接地ノードC1,C2、および、配線A,G,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cx,Cyが形成されている。
(Fifth embodiment)
Next, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 11 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the fifth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the fifth embodiment includes two amplifiers E1, E2, two ground nodes C1, C2, and wirings A, G, on the main surface of the semiconductor substrate. F, D0, D1, D2, B0, B1, B2, Cx, and Cy are formed.

この第5実施形態における入力側のシールド用配線Cxは、第1実施形態における入力側のシールド用配線Cxと同様のものである。また、この第5実施形態における出力側のシールド用配線Cyは、第4実施形態における出力側のシールド用配線Cyと同様のものである。したがって、この第5実施形態に係る半導体装置は、第1実施形態および第4実施形態それぞれの半導体装置と同様の効果を奏することができる。   The input-side shield wiring Cx in the fifth embodiment is the same as the input-side shield wiring Cx in the first embodiment. The output-side shield wiring Cy in the fifth embodiment is the same as the output-side shield wiring Cy in the fourth embodiment. Therefore, the semiconductor device according to the fifth embodiment can achieve the same effects as the semiconductor devices of the first embodiment and the fourth embodiment.

(第6実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第6実施形態について説明する。図12は、第6実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第6実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、4個の増幅器E1〜E4、4個の接地ノードC1〜C4、および、配線A,F,D0〜D6,B0〜B6,Cx1,Cx3,Cx4,Cx6が形成されている。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the sixth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the sixth embodiment includes four amplifiers E1 to E4, four ground nodes C1 to C4, and wirings A, F, on the main surface of the semiconductor substrate. D0 to D6, B0 to B6, Cx1, Cx3, Cx4, and Cx6 are formed.

この図面上において、上下方向に4個の増幅器E1〜E4が順に配列されている。最下方の増幅器E1に接続される接地ノードC1が該増幅器E1より下方に配置され、下から2つめの増幅器E2に接続される接地ノードC2が該増幅器E2より上方に配置され、上から2つめの増幅器E3に接続される接地ノードC3が該増幅器E3より下方に配置され、最上方の増幅器E4に接続される接地ノードC4が該増幅器E4より上方に配置されている。また、4個の増幅器E1〜E4それぞれの入力端が左方に有り、4個の増幅器E1〜E4それぞれの出力端が右方に有る。   In the drawing, four amplifiers E1 to E4 are arranged in order in the vertical direction. A ground node C1 connected to the lowermost amplifier E1 is disposed below the amplifier E1, and a ground node C2 connected to the second amplifier E2 from the bottom is disposed above the amplifier E2, and the second from the top. A ground node C3 connected to the amplifier E3 is arranged below the amplifier E3, and a ground node C4 connected to the uppermost amplifier E4 is arranged above the amplifier E4. Each of the four amplifiers E1 to E4 has an input terminal on the left side, and each of the four amplifiers E1 to E4 has an output terminal on the right side.

4個の増幅器E1〜E4それぞれは、エミッタ接地のBJTまたはソース接地のFETを含み、入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する。エミッタ接地のBJTを含む増幅器では、BJTのエミッタ端子が接地ノードに対して少なくともAC的に接続され、BJTのベース端子が増幅器の入力端に接続され、BJTのコレクタ端子が増幅器の出力端に接続されている。一方、ソース接地のFETを含む増幅器では、FETのソース端子が接地ノードに対して少なくともAC的に接続され、FETのゲート端子が増幅器の入力端に接続され、FETのドレイン端子が増幅器の出力端に接続されている。   Each of the four amplifiers E1 to E4 includes a grounded-emitter BJT or a common-source FET, and amplifies an electrical signal input to the input terminal and outputs the amplified signal from the output terminal. In an amplifier including a grounded emitter BJT, the emitter terminal of the BJT is connected to the ground node at least in an AC manner, the base terminal of the BJT is connected to the input terminal of the amplifier, and the collector terminal of the BJT is connected to the output terminal of the amplifier. Has been. On the other hand, in an amplifier including a grounded-source FET, the source terminal of the FET is at least AC-connected to the ground node, the gate terminal of the FET is connected to the input terminal of the amplifier, and the drain terminal of the FET is the output terminal of the amplifier. It is connected to the.

4個の増幅器E1〜E4それぞれの入力側(左方)に設けられた共通入力用配線D0は、AC結合用の容量素子を介して配線Aと接続され、該容量素子から分岐位置PI0まで延在している。分岐位置PI0から他の分岐位置PI1まで入力用配線D5が延在し、分岐位置PI0から他の分岐位置PI3まで入力用配線D6が延在している。分岐位置PI1から増幅器E1の入力端まで入力用配線D1が延在し、分岐位置PI1から増幅器E2の入力端まで入力用配線D2が延在している。分岐位置PI3から増幅器E3の入力端まで入力用配線D3が延在し、分岐位置PI3から増幅器E4の入力端まで入力用配線D4が延在している。誘導配線Fは、容量素子と分岐位置PI0との間において共通入力用配線D0と接続されており、当該接続点から上方に延在している。   The common input wiring D0 provided on the input side (left side) of each of the four amplifiers E1 to E4 is connected to the wiring A through an AC coupling capacitive element, and extends from the capacitive element to the branch position PI0. Exist. An input wiring D5 extends from the branch position PI0 to another branch position PI1, and an input wiring D6 extends from the branch position PI0 to another branch position PI3. The input wiring D1 extends from the branch position PI1 to the input end of the amplifier E1, and the input wiring D2 extends from the branch position PI1 to the input end of the amplifier E2. An input wiring D3 extends from the branch position PI3 to the input end of the amplifier E3, and an input wiring D4 extends from the branch position PI3 to the input end of the amplifier E4. The induction wiring F is connected to the common input wiring D0 between the capacitive element and the branch position PI0, and extends upward from the connection point.

増幅器E1の出力端から分岐位置PO1まで出力用配線B1が延在し、増幅器E2の出力端から分岐位置PO1まで出力用配線B2が延在している。増幅器E3の出力端から分岐位置PO3まで出力用配線B3が延在し、増幅器E4の出力端から分岐位置PO3まで出力用配線B4が延在している。分岐位置PO1から分岐位置PO0まで出力用配線B5が延在し、分岐位置PO3から分岐位置PO0まで出力用配線B6が延在している。また、分岐位置PO0から更に右方に共通出力用配線B0が延在している。   The output wiring B1 extends from the output end of the amplifier E1 to the branch position PO1, and the output wiring B2 extends from the output end of the amplifier E2 to the branch position PO1. An output wiring B3 extends from the output end of the amplifier E3 to the branch position PO3, and an output wiring B4 extends from the output end of the amplifier E4 to the branch position PO3. Output wiring B5 extends from branch position PO1 to branch position PO0, and output wiring B6 extends from branch position PO3 to branch position PO0. Further, the common output wiring B0 extends further to the right from the branch position PO0.

シールド用配線Cx1は、2個の増幅器E1,E2それぞれの入力端に接続される入力用配線D1,D2を挟んで、2個の増幅器E1,E2の反対側に設けられている。シールド用配線Cx3は、2個の増幅器E3,E4それぞれの入力端に接続される入力用配線D3,D4を挟んで、2個の増幅器E3,E4の反対側に設けられている。シールド用配線Cx4、Cx6は、入力用配線D5,D6を挟んで、4個の増幅器E1〜E4の反対側に設けられている。シールド用配線Cx1,Cx4は、一端が接地ノードC1に接続され、他端が接地ノードC2に接続されている。また、シールド用配線Cx3,Cx6は、一端が接地ノードC3に接続され、他端が接地ノードC4に接続されている。   The shield wiring Cx1 is provided on the opposite side of the two amplifiers E1 and E2 across the input wirings D1 and D2 connected to the input ends of the two amplifiers E1 and E2. The shield wiring Cx3 is provided on the opposite side of the two amplifiers E3 and E4 with the input wirings D3 and D4 connected to the input ends of the two amplifiers E3 and E4 interposed therebetween. The shield wirings Cx4 and Cx6 are provided on the opposite side of the four amplifiers E1 to E4 across the input wirings D5 and D6. The shield wirings Cx1 and Cx4 have one end connected to the ground node C1 and the other end connected to the ground node C2. The shield wirings Cx3 and Cx6 have one end connected to the ground node C3 and the other end connected to the ground node C4.

半導体基板上の増幅器E1〜E4のエミッタ端子またはソース端子と接続される接地ノードC1〜C4は、ボンディングワイヤ,バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。これにより、シールド用配線Cx1,Cx3,Cx4,Cx6は接地電位とされる。   The ground nodes C1 to C4 connected to the emitter terminals or source terminals of the amplifiers E1 to E4 on the semiconductor substrate are electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bonding wires, bumps, or through electrodes. Connected. As a result, the shield wirings Cx1, Cx3, Cx4, and Cx6 are set to the ground potential.

このように構成される半導体装置において、配線Aには、同一半導体基板上の他の回路から出力されたAC信号が伝搬され、或いは、外部の信号源からのAC信号が伝搬される。また、誘導配線Fには、同一半導体基板上の他の回路から出力されたDC信号が伝搬され、或いは、外部の信号源からのDC信号が伝搬される。配線Aおよび容量素子を経て共通入力用配線D0を伝搬して来たAC信号と、誘導配線Fを伝搬して来たDC信号とは、互いに重畳されて分岐位置PI0に至り、その分岐位置PI0においてパワー分岐され、更に入力用配線D5,D6を経て分岐位置PI1,PI3に至り、その分岐位置PI1,PI3において更にパワー分岐され、入力用配線D1〜D4を経て増幅器E1〜E4それぞれの入力端に入力される。また、増幅器E1〜E4それぞれにおいて増幅されて出力端から出力された電気信号は、出力用配線B1〜B4を経て分岐位置PO1,PO3に至り、分岐位置PO1,PO3においてパワー合成され、出力用配線B5,B6を経て分岐位置PO0に至り、分岐位置PO0においてパワー合成ざれて、共通出力用配線B0を更に伝搬して行く。   In the semiconductor device configured as described above, an AC signal output from another circuit on the same semiconductor substrate is propagated to the wiring A, or an AC signal from an external signal source is propagated. In addition, a DC signal output from another circuit on the same semiconductor substrate is propagated to the guide wiring F, or a DC signal from an external signal source is propagated. The AC signal propagated through the common input wiring D0 via the wiring A and the capacitive element and the DC signal propagated through the induction wiring F are superimposed on each other to reach the branch position PI0, and the branch position PI0. Is further branched to input power via the input wirings D5 and D6 to branch positions PI1 and PI3, and further branched at the branch positions PI1 and PI3. Is input. In addition, the electric signals amplified by the amplifiers E1 to E4 and output from the output terminal reach the branch positions PO1 and PO3 through the output wirings B1 to B4, and the power is synthesized at the branch positions PO1 and PO3. The branch position PO0 is reached through B5 and B6, and power is synthesized at the branch position PO0, and further propagates through the common output wiring B0.

本実施形態に係る半導体装置では、入力用配線D1,D2と入力用配線D5の間にシールド用配線Cx1が設けられていることにより、入力用配線D1,D2それぞれは、入力用配線D5との間の容量結合や誘導結合に因る影響が低減される。入力用配線D3,D4と入力用配線D6の間にシールド用配線Cx3が設けられていることにより、入力用配線D3,D4それぞれは、入力用配線D6との間の容量結合や誘導結合に因る影響が低減される。また、入力用配線D5,D6と誘導配線Fとの間にシールド用配線Cx4,Cx6が設けられていることにより、入力用配線D5,D6それぞれは、誘導配線Fとの間の容量結合や誘導結合に因る影響が低減され、
したがって、入力用配線D1〜D4の電位や電流の差が小さくなる。そして、入力用配線D1〜D4それぞれの電位や電流の差が小さくなることから、増幅器E1〜E4において増幅されて出力端から出力される電気信号の振幅や位相の差も互いに小さくなる。その結果、分岐位置PO0,PO1,PO3でパワー合成された後の電気信号のパワーは、増幅器E1〜E4それぞれの出力端から出力された電気信号のパワーの和と略等しくなる。このように、パワー合成の際のロスが低減され、増幅性能劣化が抑制される。コスト低減の為に高集積化を意図して誘導配線Fと入力用配線D1〜D4との間の距離を小さくしようとした際にも、上記のような性能劣化が抑制される。このことから、コスト低減および高性能化の両立が可能となる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, since the shielding wiring Cx1 is provided between the input wirings D1 and D2 and the input wiring D5, each of the input wirings D1 and D2 is connected to the input wiring D5. The influence due to capacitive coupling and inductive coupling between them is reduced. Since the shield wiring Cx3 is provided between the input wirings D3 and D4 and the input wiring D6, the input wirings D3 and D4 are caused by capacitive coupling and inductive coupling with the input wiring D6. This reduces the impact of Further, since the shielding wirings Cx4 and Cx6 are provided between the input wirings D5 and D6 and the induction wiring F, each of the input wirings D5 and D6 is capacitively coupled or induced with the induction wiring F. The effect of binding is reduced,
Therefore, the difference in potential and current between the input wirings D1 to D4 is reduced. Since the potential and current differences of the input wirings D1 to D4 are reduced, the amplitude and phase differences of the electrical signals amplified by the amplifiers E1 to E4 and output from the output end are also reduced. As a result, the power of the electrical signal after the power synthesis at the branch positions PO0, PO1, and PO3 is substantially equal to the sum of the powers of the electrical signals output from the output terminals of the amplifiers E1 to E4. In this way, loss during power combining is reduced, and deterioration in amplification performance is suppressed. Even when an attempt is made to reduce the distance between the guide wiring F and the input wirings D1 to D4 for the purpose of high integration in order to reduce the cost, the above performance deterioration is suppressed. Thus, both cost reduction and high performance can be achieved.

(第7実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第7実施形態について説明する。図13は、第7実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第7実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、4個の増幅器E1〜E4、4個の接地ノードC1〜C4、および、配線A,F,D0〜D6,B0〜B6,Cx1〜Cx6が形成されている。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 13 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the seventh embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the seventh embodiment includes four amplifiers E1 to E4, four ground nodes C1 to C4, and wirings A, F, on the main surface of the semiconductor substrate. D0 to D6, B0 to B6, and Cx1 to Cx6 are formed.

図12に示した第6実施形態のレイアウトと比較すると、この図13に示す第7実施形態のレイアウトは、シールド用配線Cx2,Cx5が更に設けられている点で相違する。追加されたシールド用配線Cx2は、シールド用配線Cx1とシールド用配線Cx3とを互いに電気的に接続するものであり、増幅器E1〜E4と入力用配線D5,D6との間に設けられている。また、追加されたシールド用配線Cx5は、シールド用配線Cx4とシールド用配線Cx6とを互いに電気的に接続するものであり、入力用配線D5,D6と誘導配線Fとの間に設けられている。このようなレイアウトを有する第7実施形態に係る半導体装置も、第6実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる。   Compared with the layout of the sixth embodiment shown in FIG. 12, the layout of the seventh embodiment shown in FIG. 13 is different in that shield wirings Cx2 and Cx5 are further provided. The added shield wiring Cx2 electrically connects the shield wiring Cx1 and the shield wiring Cx3 to each other, and is provided between the amplifiers E1 to E4 and the input wirings D5 and D6. The added shield wiring Cx5 electrically connects the shield wiring Cx4 and the shield wiring Cx6 to each other, and is provided between the input wirings D5 and D6 and the induction wiring F. . The semiconductor device according to the seventh embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the sixth embodiment.

(第8実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第8実施形態について説明する。図14は、第8実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第8実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、4個の増幅器E1〜E4、4個の接地ノードC1〜C4、および、配線A,F,D0〜D6,B0〜B6,Cx1〜Cx6,Cy1〜Cy3が形成されている。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 14 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the eighth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the eighth embodiment includes four amplifiers E1 to E4, four ground nodes C1 to C4, and wirings A, F, on the main surface of the semiconductor substrate. D0 to D6, B0 to B6, Cx1 to Cx6, and Cy1 to Cy3 are formed.

図13に示した第7実施形態のレイアウトと比較すると、この図14に示す第8実施形態のレイアウトは、シールド用配線Cy1〜Cy3が更に設けられている点で相違する。追加されたシールド用配線Cy1は、2個の増幅器E1,E2それぞれの出力端に接続される出力用配線B1,B2を挟んで、2個の増幅器E1,E2の反対側に設けられており、一端が接地ノードC1に接続され、他端が接地ノードC2に接続されている。追加されたシールド用配線Cy3は、2個の増幅器E3,E4それぞれの出力端に接続される出力用配線B3,B4を挟んで、2個の増幅器E3,E4の反対側に設けられており、一端が接地ノードC3に接続され、他端が接地ノードC4に接続されている。また、追加されたシールド用配線Cy2は、シールド用配線Cy1とシールド用配線Cy3とを互いに電気的に接続するものである。   Compared with the layout of the seventh embodiment shown in FIG. 13, the layout of the eighth embodiment shown in FIG. 14 is different in that shield wirings Cy1 to Cy3 are further provided. The added shield wiring Cy1 is provided on the opposite side of the two amplifiers E1 and E2 across the output wirings B1 and B2 connected to the output ends of the two amplifiers E1 and E2, respectively. One end is connected to the ground node C1, and the other end is connected to the ground node C2. The added shielding wiring Cy3 is provided on the opposite side of the two amplifiers E3 and E4 with the output wirings B3 and B4 connected to the output ends of the two amplifiers E3 and E4 interposed therebetween, respectively. One end is connected to the ground node C3, and the other end is connected to the ground node C4. The added shield wiring Cy2 electrically connects the shield wiring Cy1 and the shield wiring Cy3 to each other.

このようなレイアウトを有する第8実施形態に係る半導体装置は、第7実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる他、シールド用配線Cy1〜Cy3が更に設けられていることにより、増幅器E1〜E4それぞれの出力端から出力される電気信号の間で振幅や位相に差が生じないようにすることができるので、この点からも、パワー合成の際のロスが低減され、増幅性能劣化が抑制される。   The semiconductor device according to the eighth embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the seventh embodiment, and further includes shield wirings Cy1 to Cy3. Since it is possible to prevent a difference in amplitude and phase between the electrical signals output from the output terminals of the amplifiers E1 to E4, the loss during power synthesis is reduced from this point as well, and the amplification performance Deterioration is suppressed.

(第9実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第9実施形態について説明する。図15は、第9実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第9実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、3個の接地ノードG0〜G2、および、配線A,G,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cxが形成されている。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 15 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the ninth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the ninth embodiment includes two amplifiers E1 and E2, three ground nodes G0 to G2, and wirings A, G, and N on the main surface of the semiconductor substrate. F, D0, D1, D2, B0, B1, B2, and Cx are formed.

図8に示した第2実施形態のレイアウトと比較すると、この図15に示す第9実施形態のレイアウトは、接地ノードC1,C2に替えて接地ノードG0を備える点で相違する。追加された接地ノードG0は、増幅器E1と増幅器E2との間の位置に設けられていて、バンプまたは貫通電極を介して、該半導体基板とは別個のパッケージ等の接地領域に電気的に接続される。エミッタ接地のBJTを含む増幅器では、BJTのエミッタ端子が接地ノードG0に対して少なくともAC的に接続される。一方、ソース接地のFETを含む増幅器では、FETのソース端子が接地ノードG0に対して少なくともAC的に接続される。このようなレイアウトを有する第9実施形態に係る半導体装置も、第1実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる。   Compared with the layout of the second embodiment shown in FIG. 8, the layout of the ninth embodiment shown in FIG. 15 is different in that a ground node G0 is provided instead of the ground nodes C1 and C2. The added ground node G0 is provided at a position between the amplifier E1 and the amplifier E2, and is electrically connected to a ground region such as a package separate from the semiconductor substrate via bumps or through electrodes. The In an amplifier including a grounded emitter BJT, the emitter terminal of the BJT is connected to the ground node G0 at least in an AC manner. On the other hand, in an amplifier including a common source FET, the source terminal of the FET is at least AC-connected to the ground node G0. The semiconductor device according to the ninth embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the first embodiment.

(第10実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置の第10実施形態について説明する。図16は、第10実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。この図に示されるように、第10実施形態に係る半導体装置は、半導体基板の主面上に、2個の増幅器E1,E2、接地ノードG0、および、配線A,G,F,D0,D1,D2,B0,B1,B2,Cx,Cx1,Cx2が形成されている。
(10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 16 is a diagram schematically showing a layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device according to the tenth embodiment. As shown in this figure, the semiconductor device according to the tenth embodiment has two amplifiers E1, E2, a ground node G0, and wirings A, G, F, D0, D1 on the main surface of the semiconductor substrate. , D2, B0, B1, B2, Cx, Cx1, Cx2 are formed.

図15に示した第9実施形態のレイアウトと比較すると、この図16に示す第10実施形態のレイアウトは、接地ノードG1,G2が設けられていない点で相違し、また、シールド用配線Cxが配線Cx1,Cx2を介して接地ノードG0に接続されている点で相違する。シールド用配線Cxと接地ノードG0とを互いに接続するための配線Cx1,Cx2は、入力用配線D1,D2との配線層とは異なる配線層からなる。このようなレイアウトを有する第9実施形態に係る半導体装置も、第1実施形態に係る半導体装置と同様の効果を奏することができる。   Compared with the layout of the ninth embodiment shown in FIG. 15, the layout of the tenth embodiment shown in FIG. 16 is different in that the ground nodes G1 and G2 are not provided, and the shield wiring Cx is different. It is different in that it is connected to the ground node G0 via wirings Cx1 and Cx2. The wirings Cx1 and Cx2 for connecting the shield wiring Cx and the ground node G0 are made of a wiring layer different from the wiring layer for the input wirings D1 and D2. The semiconductor device according to the ninth embodiment having such a layout can achieve the same effects as the semiconductor device according to the first embodiment.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、入力用配線,出力用配線およびシールド用配線それぞれは、複数の増幅器の配列方向に対して平行に形成されていてもよいが、図17,図18に示されるように、該配列方向に対して斜めに形成されていてもよい。図17,図18に示されるレイアウトでは、入力用配線D1,D2が斜めになっていて、入力用配線D1と入力用配線D2とが同一直線上にない。図18に示されるレイアウトでは、シールド用配線Cx1,Cx2が斜めになっていて、シールド用配線Cx1とシールド用配線Cx2とが同一直線上にない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, each of the input wiring, the output wiring, and the shielding wiring may be formed in parallel with the arrangement direction of the plurality of amplifiers. However, as shown in FIGS. On the other hand, it may be formed obliquely. In the layouts shown in FIGS. 17 and 18, the input wirings D1 and D2 are slanted, and the input wiring D1 and the input wiring D2 are not on the same straight line. In the layout shown in FIG. 18, the shield wirings Cx1 and Cx2 are slanted, and the shield wiring Cx1 and the shield wiring Cx2 are not on the same straight line.

言い換えれば、共通入力用配線すなわち複数の入力配線群に対して誘導配線Fが非対称である場合に、シールド用配線は、増幅器の配列方向や入力用配線の配設方向に関わらず、分岐位置と誘導配線Fとの間に形成させることにより、誘導配線Fの影響から入力用配線をシールドすることができる。また、本発明は、任意の増幅器の個数及び任意の分岐数の半導体装置にも適用することができる。また、上記実施形態において、シールド用配線の両端を基準電位に接続する構成を例に説明したが、一端のみ基準電位に接続する構成としても、両端以外の位置で基準電位に接続する構成としても、本発明の効果を奏することができる。   In other words, when the guide wiring F is asymmetric with respect to the common input wiring, that is, the plurality of input wiring groups, the shielding wiring is not related to the branch position regardless of the arrangement direction of the amplifiers or the arrangement direction of the input wiring. By forming it between the induction wiring F, the input wiring can be shielded from the influence of the induction wiring F. The present invention can also be applied to a semiconductor device having an arbitrary number of amplifiers and an arbitrary number of branches. In the above-described embodiment, the configuration in which both ends of the shield wiring are connected to the reference potential has been described as an example. However, the configuration in which only one end is connected to the reference potential, or the configuration in which the other end is connected to the reference potential. The effects of the present invention can be achieved.

第1実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 図1にレイアウトが示された第1実施形態に係る半導体装置における増幅器E1の出力電気信号、増幅器E2の出力電気信号、および、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号、それぞれの波形の一例を示す図である。The output electric signal of the amplifier E1, the output electric signal of the amplifier E2, and the electric signal after power combining at the branch position PO in the semiconductor device according to the first embodiment whose layout is shown in FIG. It is a figure which shows an example. シミュレーションの際に想定した3つのタイプの配線レイアウトを示す図である。It is a figure which shows three types of wiring layout assumed in the case of simulation. シミュレーションの際に想定したシールド用配線Cxと共通入力用配線DOとの交差部の近傍位置における多層配線構造を示す図である。It is a figure which shows the multilayer wiring structure in the vicinity position of the cross | intersection part of the wiring Cx for shielding assumed in the case of simulation, and wiring DO for common inputs. 図3(a)に示されるタイプ1の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in the case of the type 1 wiring layout shown by Fig.3 (a). 図3(b)に示されるタイプ2の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in the case of the type 2 wiring layout shown by FIG.3 (b). 図3(c)に示されるタイプ3の配線レイアウトの場合のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result in the case of the type 3 wiring layout shown by FIG.3 (c). 第2実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 9th Embodiment. 第10実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on 10th Embodiment. 他の実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor device which concerns on other embodiment. 従来の半導体装置における半導体基板の主面上のレイアウトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the layout on the main surface of the semiconductor substrate in the conventional semiconductor device. 図19にレイアウトが示された従来の半導体装置における増幅器E1の出力電気信号、増幅器E2の出力電気信号、および、分岐位置POでパワー合成された後の電気信号、それぞれの波形の一例を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an example of waveforms of an output electric signal of the amplifier E1, an output electric signal of the amplifier E2, and an electric signal after power combining at the branch position PO in the conventional semiconductor device whose layout is shown in FIG. It is.

符号の説明Explanation of symbols

E1〜E4…増幅器、C1〜C4,G0〜G2…接地ノード、D0〜D6…入力用配線、B0〜B6…出力用配線、F,G…誘導配線、Cx,Cx1〜Cx6,Cy,Cy1〜Cy3…シールド用配線。
E1 to E4... Amplifier, C1 to C4, G0 to G2... Ground node, D0 to D6... Input wiring, B0 to B6... Output wiring, F, G. Cy3: Shield wiring.

Claims (2)

半導体基板の主面上に、
各々入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する複数の増幅器と、
前記複数の増幅器それぞれの入力端に入力されるべき電気信号を分岐位置まで伝搬させる共通入力用配線と、
前記分岐位置から前記複数の増幅器それぞれの入力端まで電気信号を伝搬させる複数の入力用配線と、
前記共通入力用配線の途中から分岐した配線であって、前記共通入力用配線に対して非対称である誘導配線と、
前記入力用配線と前記誘導配線との間に配設され、前記誘導配線から前記入力用配線へ及ぶ影響をシールドするシールド用配線と、
を備える半導体装置。
On the main surface of the semiconductor substrate,
A plurality of amplifiers that amplify electrical signals input to the input terminals and output from the output terminals;
A common input wiring for propagating an electric signal to be input to an input end of each of the plurality of amplifiers to a branch position;
A plurality of input wirings for propagating electrical signals from the branch positions to the input ends of the plurality of amplifiers;
A wiring branched off from the middle of the common input wiring, and an induction wiring that is asymmetric with respect to the common input wiring;
A shield wiring that is disposed between the input wiring and the induction wiring and shields the influence from the induction wiring to the input wiring;
A semiconductor device comprising:
半導体基板の主面上に、
各々入力端に入力した電気信号を増幅して出力端から出力する複数の増幅器と、
前記複数の増幅器それぞれの出力端から出力される電気信号を分岐位置まで伝搬させる複数の出力用配線と、
前記分岐位置から電気信号を更に伝搬させる共通出力用配線と、
前記共通出力用配線の途中から分岐した配線であって、前記共通出力用配線に対して非対称である誘導配線と、
前記出力用配線と前記誘導配線との間に配設され、前記誘導配線から前記出力用配線へ及ぶ影響をシールドするシールド用配線と、
を備える半導体装置。

On the main surface of the semiconductor substrate,
A plurality of amplifiers that amplify electrical signals input to the input terminals and output from the output terminals;
A plurality of output wirings for propagating electrical signals output from the output ends of the plurality of amplifiers to a branch position;
A common output wiring that further propagates an electrical signal from the branch position;
Inductive wiring that is branched from the middle of the common output wiring and is asymmetric with respect to the common output wiring;
A shield wiring that is arranged between the output wiring and the induction wiring and shields the influence from the induction wiring to the output wiring;
A semiconductor device comprising:

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