[发明专利]半导体装置

说明书

本发明具备：第1半导体芯片，其形成有场效应晶体管，该场效应晶体管具有栅极端子、漏极端子以及与接地用端子连接的源极端子；第2半导体芯片，其具有直流地连接的输入端子和输出端子，第2半导体芯片具有与输入端子和接地用端子连接的第1电容器；第1电感，其连接在输出端子与栅极端子之间；第2电感，其第1端子与输入端子连接；第2电容器，其连接在第2电感的第2端子与接地用端子之间；保护二极管，其具有阴极、与接地用端子连接的阳极，保护二极管构成为，至少大于或等于2个沿正向串联连接；以及第3电感，其连接在阴极与第2端子之间，本发明能够以少的保护二极管的级联级数实现ESD破坏保护功能，并且抑制功率增益的下降。

技术领域

本发明涉及半导体装置，该半导体装置构成为，在GaAs类半导体之上形成有主要使用了GaN类HEMT的放大用晶体管和其预匹配电路。

背景技术

近年来，使用了GaN类HEMT(高电子迁移率晶体管)的功率放大器在民用领域中也正在普及，其中，该GaN类HEMT利用宽带隙的特长，与以往的GaAs类晶体管、Si类LDMOS晶体管相比能够在高电源电压下工作。其主要领域之一是在移动电话用基站中使用的功率放大器。由于工作频率1～4GHz程度为主流，能够在约50V左右的高电源电压下工作，因此与以往的GaAs类、Si类晶体管相比能够使用小的栅极宽度的晶体管而实现相同的输出功率。其结果，高增益并且能够高效率工作是GaN类HEMT的特长(例如参照专利文献1或者非专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-311527号

专利文献2：WO2011/152256号

非专利文献1：2016Proceedings of the 46th European MicrowaveConference,pp.572-575,“A 83-W,51％GaN HEMT Doherty Power Amplifier for 3.5-GHz-Band LTE Base Stations”

发明内容

在专利文献1以及非专利文献1中，示出移动电话基站用功率放大器所用的GaN类HEMT的封装产品的典型的例子。图10示出使用了非专利文献所记载的GaN类HEMT的单级放大器的等效电路图的一个例子，图11示出在封装件103安装有预匹配电路102和GaN类HEMT101的状态的一个例子。

在图10中，101表示GaN类HEMT芯片，102表示预匹配用GaAs芯片，103表示图11所示的封装件部。在GaN类HEMT芯片101处连接有GaN类HEMT(10)，在预匹配用芯片处并联连接有稳定化用电阻31和电容器41，电容器42连接在稳定化用电阻、电容器的一端与GND之间。GaN类HEMT芯片101与封装件103的漏极端子6通过导线(电感)63而连接，GaN类HEMT芯片101与预匹配芯片102通过导线(电感)62而连接，预匹配芯片101的另一端与封装件103的栅极端子5通过导线(电感)而连接。预匹配用芯片102的作用通常为，将从GaN类HEMT 10的栅极端子7向晶体管侧观察的低阻抗(几Ω)通过电感62和电容器42而阻抗变换至5～十几Ω程度。就放大器而言，为了实现输入匹配，进一步通过在封装件103外部的印刷基板之上形成的传输线路21和电容器52，相对于期望的基波频率而阻抗变换为50Ω左右。

在输入端子1与栅极端子5之间设置有输入匹配电路和栅极偏置电路。输入匹配电路由DC阻断电容器51、并联电容器52以及传输线路21构成，栅极偏置电路由传输线路22和并联电容器53构成。栅极偏置电压从栅极偏置端子3经由栅极端子5而被施加于GaN类HEMT的栅极端子7。因此，预匹配用GaAs芯片102担负将栅极端子5与7之间在直流状态下也电连接(传送DC电位)这一作用。

另一方面，在输出端子2与漏极端子6之间设置有输出匹配电路和漏极偏置电路。输出匹配电路由传输线路24、传输线路25以及DC阻断电容器55构成，漏极偏置电路由传输线路23和并联电容器54构成。漏极偏置电压从漏极偏置端子4经由漏极端子6而被施加于GaN类HEMT的漏极端子。