專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置、高頻模塊、半導(dǎo)體裝置互連單元及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置輸出高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連單元，以及半導(dǎo)體裝置互連方法。同樣，本發(fā)明涉及通過(guò)半導(dǎo)體裝置互連單元彼此互連的半導(dǎo)體裝置。而且，本發(fā)明涉及高頻模塊，其中，通過(guò)半導(dǎo)體裝置互連單元和半導(dǎo)體裝置互連方法彼此互連的半導(dǎo)體裝置與其它元件或裝置一起安裝。
背景技術(shù)：
日本專(zhuān)利公開(kāi)第2006-74257號(hào)公開(kāi)了一種高頻帶通濾波器，以及一種具有內(nèi)置濾波器的電纜連接器單元。這里，高頻帶通濾波器過(guò)濾與所接收的廣播波混合的干擾波等。此外，具有內(nèi)置濾波器的電纜連接器單元通過(guò)使用高頻帶通濾波器構(gòu)建，并以嵌入在廣播接收器電纜中的中間體的形式使用。
目前，近些年來(lái)，隨著與使用CCD、CMOS等的圖像拾取裝置相關(guān)的技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)于五百萬(wàn)或更高像素的分辨率。通過(guò)提高分辨率的改進(jìn)來(lái)提高圖像精度，將導(dǎo)致圖像數(shù)據(jù)量的增加。為此，必需提高在圖像拾取裝置和信號(hào)處理電路之間數(shù)據(jù)通信的速度，以對(duì)通過(guò)圖像拾取裝置拍攝的圖像所對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像信號(hào)處理。此外，在液晶TV中，同樣也存在提高數(shù)據(jù)通信速度的問(wèn)題。
例如，為了提高數(shù)據(jù)通信的速度，必需考慮到具有10～100GHz頻帶(遠(yuǎn)大于1GHz)的高頻信號(hào)傳輸。高頻信號(hào)的頻帶屬于被稱(chēng)作毫米波段的頻帶，并且所說(shuō)的高頻信號(hào)被應(yīng)用于通信設(shè)備、天線裝置、RF傳感器等。
迄今為止，焊接技術(shù)或倒裝(flip flop)技術(shù)已被用于半導(dǎo)體芯片之間的互連。

發(fā)明內(nèi)容
然而，當(dāng)半導(dǎo)體芯片之間傳輸信號(hào)的頻率與上述具有毫米波段的高頻信號(hào)一樣高時(shí)，由于焊盤(pán)電容分量的分散性及焊線(bondingwire)長(zhǎng)度的分散性，使得難以進(jìn)行半導(dǎo)體芯片之間的互連。同樣在倒裝芯片的情況下，不容易將一個(gè)芯片中的電磁場(chǎng)能量傳輸?shù)较鄬?duì)的芯片上。
在許多情況下，高頻信號(hào)線上的信息中不包含直流分量。在這種情況下，盡管電容性互聯(lián)互連和以分布常數(shù)線路(distributedconstant line)形式提供的互連被認(rèn)為是備選方案，但大電容是電容性互聯(lián)互連所必需的。此外，大約四分之一波長(zhǎng)是分布常數(shù)線路所必需的，使得互連規(guī)模增加。
鑒于上述情況而做出了本發(fā)明，因此期望提供一種半導(dǎo)體裝置互連單元和半導(dǎo)體裝置互連方法，其中的每一個(gè)在即使當(dāng)輸入到半導(dǎo)體集成電路的信號(hào)/從半導(dǎo)體集成電路輸出的信號(hào)是高頻信號(hào)時(shí)，都能夠很容易地完成半導(dǎo)體裝置之間的互連。此外，期望提供一種其通過(guò)使用半導(dǎo)體裝置互連單元和方法與其它半導(dǎo)體裝置互連的半導(dǎo)體裝置。此外，還期望提供一種高頻模塊，其中，通過(guò)使用半導(dǎo)體裝置互連單元和方法彼此互連的半導(dǎo)體裝置與其它元件或裝置安裝在一起。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出該高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連單元，包括帶通濾波器的一部分，配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)；以及帶通濾波器的剩余部分；其中，帶通濾波器的一部分和剩余部分通過(guò)電容部彼此分開(kāi)，帶通濾波器的一部分設(shè)置在半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，以及剩余部分設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置互連單元，用于使至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置彼此互連，使具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置中的一個(gè)/從至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置中的一個(gè)輸出，該半導(dǎo)體裝置互連單元包括帶通濾波器的第一部分，配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)；帶通濾波器的第二部分；以及帶通濾波器的第三部分；其中，通過(guò)設(shè)置在相鄰的第一和第二部分之間的電容部使相鄰的第一和第二部分彼此分開(kāi)，通過(guò)設(shè)置在相鄰的第二和第三部分之間的電容部使相鄰的第二和第三部分彼此分開(kāi)，第一部分設(shè)置在第一半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，第三部分設(shè)置在第二半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，以及第二部分具有分別面對(duì)第一部分的輸入/輸出端和第三部分的輸入/輸出端的兩個(gè)輸入/輸出端，并且第二部分設(shè)置在第一和第三半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)的外部。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置，具有毫米波段的高頻信號(hào)被輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出該高頻信號(hào)，該半導(dǎo)體裝置包括帶通濾波器的一部分，配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)；其中，帶通濾波器的一部分通過(guò)電容部連接到設(shè)置在外部的帶通濾波器的剩余部分。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供了一種高頻模塊，具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入其中/從其中輸出該高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置與其它元件或裝置一起安裝到高頻模塊中，其中，半導(dǎo)體裝置包括帶通濾波器的一部分，用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)，并且?guī)V波器的一部分通過(guò)電容部連接到設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部的帶通濾波器的剩余部分。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供了一種將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出該高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連方法，該方法包括以下步驟通過(guò)電容部使帶通濾波器的一部分和帶通濾波器的剩余部分彼此互連的步驟，其中，帶通濾波器的一部分用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)，以及帶通濾波器的剩余部分通過(guò)電容部與帶通濾波器的一部分分開(kāi)。
在本發(fā)明中，通過(guò)帶通濾波器中具有小電容的部分將電路分成兩部分。具體來(lái)說(shuō)，將帶通濾波器的電路結(jié)構(gòu)的一部分設(shè)置到半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，而未包括在半導(dǎo)體裝置中的帶通濾波器的一部分被設(shè)置在用于信號(hào)連接的外部適配器中。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元由半導(dǎo)體裝置的一部分和用于信號(hào)連接的外部適配器構(gòu)成。
換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)帶通濾波器中具有小電容的部分，使構(gòu)成半導(dǎo)體裝置互連單元的用于信號(hào)連接的適配器與半導(dǎo)體裝置彼此互連，這使得以小半導(dǎo)體連接部的形式實(shí)現(xiàn)了令人滿(mǎn)意的信號(hào)連接。
由于不必使高頻信號(hào)的直流分量通過(guò)，所以帶通濾波器被用于本發(fā)明的實(shí)施例中。
帶通濾波器具有LC諧振電路，并且在帶通濾波器中設(shè)置有用于互連的具有小電容的電路部。通過(guò)用于互連的具有小電容的電路部將帶通濾波器分成兩部分。盡管甚至在高通濾波器(HPF)的情況下也可以將電容降低到某種程度，但在帶通濾波器(BPF)結(jié)構(gòu)中降低電容比在HPF結(jié)構(gòu)中降低電容更有效。
更具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)帶通濾波器中具有小電容的部分將帶通濾波器分成兩部分。因此，帶通濾波器的一部分被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，而其剩余部分被設(shè)置到用于信號(hào)連接的外部適配器中，該適配器設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部。具有小電容的部分被用作半導(dǎo)體裝置與用于信號(hào)連接的外部適配器之間的互連部。還存在在半導(dǎo)體芯片之間截?cái)嗑哂性诮o定頻帶之外的頻帶的不必要信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。
注意，本發(fā)明的實(shí)施例也可以應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置之間的互連，從而可以進(jìn)行側(cè)部互連。在這種情況下，導(dǎo)致電磁場(chǎng)的能量平穩(wěn)流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，即時(shí)當(dāng)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出的信號(hào)是高頻信號(hào)時(shí)，也可以容易地執(zhí)行半導(dǎo)體裝置和外部電路之間的互連。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元的方框圖；圖2是圖1所示半導(dǎo)體裝置互連單元的主要部分的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于互連兩個(gè)半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體裝置互連單元的示意性的透視圖；圖4是圖3所示半導(dǎo)體裝置互連單元的電路圖；圖5是示出了圖3所示半導(dǎo)體裝置互連單元的互連特性的曲線圖；圖6是示出了作為相關(guān)技術(shù)的比較實(shí)例構(gòu)造的透視圖；圖7是示出了在相關(guān)技術(shù)中比較實(shí)例的電容性互連特性的曲線圖；圖8是在相關(guān)技術(shù)中具有電容性互連的比較實(shí)例的電路圖；圖9是可調(diào)BPF互連被應(yīng)用到接收器的實(shí)例的框圖；圖10是說(shuō)明在本發(fā)明實(shí)施例中使用的帶通結(jié)構(gòu)被用于選擇廣播信道的操作的實(shí)例的圖示；圖11是說(shuō)明在本發(fā)明實(shí)施例中使用的帶通結(jié)構(gòu)被用于去除干擾波的實(shí)例的圖示；圖12是以發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換的形式使用兩個(gè)互連結(jié)構(gòu)的結(jié)合的實(shí)例構(gòu)造的方框圖；以及圖13是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元被用于兩個(gè)電路之間互連的實(shí)例構(gòu)造的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例?，F(xiàn)在，將給出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出該高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連單元的描述。
圖1是示出了半導(dǎo)體裝置互連單元10的示意性構(gòu)造的方框圖。半導(dǎo)體裝置互連單元10包括帶通濾波器的一部分11，用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中；以及帶通濾波器的剩余部分12。這里，帶通濾波器的一部分11及其剩余部分12通過(guò)電容部13彼此分開(kāi)。帶通濾波器的一部分11被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置14內(nèi)部，以及其剩余部分12被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置14的外部15。
換句話(huà)說(shuō)，半導(dǎo)體裝置14是用于接收具有毫米波段的高頻信號(hào)作為其輸入/輸出具有毫米波段的高頻信號(hào)的裝置，以及該半導(dǎo)體裝置14包括帶通濾波器的一部分11，用于通過(guò)LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中。同樣，帶通濾波器的一部分11通過(guò)電容部13連接到設(shè)置在外部15的帶通濾波器的剩余部分12。
具體地，在該實(shí)施例中，通過(guò)在具有帶通濾波器的一部分11和剩余部分12的帶通濾波器中具有小電容的部分13，將電路分成兩部分。因此，帶通濾波器電路結(jié)構(gòu)的部分11被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置14內(nèi)部，以及未包括在半導(dǎo)體裝置14內(nèi)部的帶通濾波器的剩余部分12被包括在用于信號(hào)連接的適配器中。同樣，通過(guò)帶通濾波器中具有小電容的部分13是用于信號(hào)連接的適配器和半導(dǎo)體裝置14彼此互連。結(jié)果，通過(guò)小的半導(dǎo)體連接部分實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)男盘?hào)連接。
圖2是圖1所示半導(dǎo)體裝置互連單元主要部分的電路圖。帶通濾波器結(jié)構(gòu)的部分11通過(guò)電容器13與帶通結(jié)構(gòu)的剩余部分12互連。電感器19和電感器23彼此連接以在其間設(shè)置電容器13。LC諧振電路16被設(shè)置在電感器19和輸入/輸出端1之間。LC諧振電路16具有彼此并聯(lián)連接的電感器17和電容器18。此外，LC諧振電路20被設(shè)置在電感器23和輸入/輸出端1之間。LC諧振電路20具有彼此并聯(lián)連接的電感器21和電容器22。
例如，控制具有毫米波段的高頻信號(hào)(例如，包含60GHz)的半導(dǎo)體裝置不需要使具有毫米波段的高頻信號(hào)的直流分量必須通過(guò)其中。因此，采用這樣一種結(jié)構(gòu)，即，帶通濾波器使具有傳輸具有毫米波段的信號(hào)所需的頻帶的信號(hào)通過(guò)其中，并且信號(hào)在半導(dǎo)體裝置和外部之間傳輸。在這種情況下，通過(guò)帶通濾波器具有小電容的部分(例如，電容器13)將帶通濾波器分成兩個(gè)部分。同樣，通過(guò)彼此分開(kāi)的帶通濾波器的一部分11和剩余部分12使半導(dǎo)體裝置14和外部15彼此連接。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，具有毫米波段的高頻信號(hào)被輸入到半導(dǎo)體裝置14/從半導(dǎo)體裝置14中輸出，從而可以截止具有在給定頻帶之外頻帶的不必要信號(hào)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于使第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26彼此互連的半導(dǎo)體裝置互連單元30的示意性透視圖。半導(dǎo)體裝置互連單元30包括帶通濾波器的第一和第三部分11和11，分別包含在第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26中；以及帶通濾波器的剩余部分12，包含在用于信號(hào)連接的適配器30c中。
通過(guò)與圖1所示相似的帶通濾波器的第一部分11和剩余部分12使第一半導(dǎo)體裝置25和用于信號(hào)連接的適配器30c彼此互連。此外，通過(guò)與圖1所示相似的帶通濾波器的第三部分11和剩余部分12使用于信號(hào)連接的適配器30c和第二半導(dǎo)體裝置26彼此互連。
更具體地，半導(dǎo)體裝置互連單元30是用于使至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置25和26互連的單元，其中，具有毫米波段的高頻信號(hào)被輸入到兩個(gè)半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)/從所述半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)輸出該高頻信號(hào)。同樣，半導(dǎo)體裝置互連單元30包括帶通濾波器的第一部分11、包括在用于信號(hào)連接的適配器30c中的帶通濾波器的第二部分12、和帶通濾波器的第三部分11。這里，帶通濾波器的第一部分11通過(guò)LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中。
同樣，相鄰的第一和第二部分11和12、相鄰的第二和第三部分12和11分別通過(guò)電容部(電容器)彼此分開(kāi)。第一部分11被設(shè)置在第一半導(dǎo)體裝置25的內(nèi)部，以及第三部分11被設(shè)置在第二半導(dǎo)體裝置26的內(nèi)部。此外，第二部分12包括在用于信號(hào)連接的適配器30c中，該適配器30c具有分別面向第一部分11的輸入/輸出端25a和第三部分11的輸入/輸出端26a的輸入/輸出端30a和30b。此外，第二部分12被設(shè)置在第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26中的每一個(gè)的外部。
圖4是通過(guò)用于信號(hào)連接的適配器30c彼此互連的第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26，及用于信號(hào)連接的適配器30c的電路圖。這里，第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26及用于信號(hào)連接的適配器30c構(gòu)成了圖3所示的半導(dǎo)體裝置互連單元30。第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26的第一和第三內(nèi)嵌式帶通部分11和11以及用于信號(hào)連接的適配器30c構(gòu)成了帶通濾波器。具體地，圖4示出了切比雪夫型帶通濾波器(類(lèi)型1且n＝5)的電路圖。切比雪夫型帶通濾波器具有從58GHz～62GHz的通帶。
在第一半導(dǎo)體裝置25中，彼此并聯(lián)連接的負(fù)載251和諧振電路252與電感器255串聯(lián)連接。諧振電路252包括電感器253以及與電感器253并聯(lián)連接的電容器254。
在第二半導(dǎo)體裝置26中，彼此并聯(lián)連接的負(fù)載265和諧振電路262與電感器261串聯(lián)連接。諧振電路262包括電感器263以及與電感器263并聯(lián)連接的電容器264。
用于信號(hào)連接的適配器30c包括設(shè)置在電感器301和305之間的中間節(jié)點(diǎn)與地之間的諧振電路302。諧振電路302包括彼此并聯(lián)連接的電感器303和電容器304。
控制具有毫米波段的高頻信號(hào)(例如，從58GHz到60GHz)的半導(dǎo)體裝置不必使直流分量通過(guò)其中。因此，采用這樣一種結(jié)構(gòu)，即，帶通濾波器使具有傳輸具有毫米波段的信號(hào)所必需的頻帶的信號(hào)通過(guò)其中，且信號(hào)在半導(dǎo)體裝置和外部之間傳輸。在這種情況下，通過(guò)每個(gè)均具有小電容的部分(例如，電容器40和41)將帶通濾波器分成三部分，以及通過(guò)由此分開(kāi)的帶通濾波器的兩個(gè)部分11和帶通濾波器的剩余部分12使第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26彼此連接。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，高頻信號(hào)被輸入到半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)/從半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)輸出該高頻信號(hào)，從而可以截?cái)嗑哂薪o定頻帶之外頻帶的不必要信號(hào)。
在圖4中，在第一半導(dǎo)體裝置25側(cè)上諧振電路252的電感器253和電容器254的電感值和電容值分別用L1和C1表示，以及在第一半導(dǎo)體裝置25側(cè)上電感器255的電感值用L4表示。此外，在用于信號(hào)連接的適配器30c中電感器301和電感器305的電感值分別用L6和L5表示，以及在用于信號(hào)連接的適配器30c中諧振電路302的電感器303和電容器304的電感值和電容值分別用L2和C2表示。同樣，在第二半導(dǎo)體裝置26側(cè)上電感器261的電感值用L7表示，以及在第二半導(dǎo)體裝置26側(cè)上諧振電路262的電感器263和電容器264的電感值和電容值分別用L3和C3表示。此外，電容器40和41的電容值分別用C4和C5表示。
圖5是示出了當(dāng)通過(guò)使用圖4所示電路使第一和第二半導(dǎo)體裝置25和26彼此互連時(shí)獲得的互連特性的曲線圖。在該圖中，縱坐標(biāo)軸表示信號(hào)電平(dB)，橫坐標(biāo)軸表示頻率(GHz)。盡管在圖5所示的曲線圖中表示出插入損失和反射，但當(dāng)在圖4所示的電路中L1＝7.71pH，L2＝4.48pH，L3＝7.71pH，C1＝913fF，C2＝1570fF，和C3＝913fF，以及L4＝273pH，C4＝2.58fF，L5＝L6＝2457pH，C5＝2.58fF、和L7＝273pH時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)從58GHz～62GHz的通帶。
圖6示出了比較實(shí)例，其中，通過(guò)使用具有與圖2中的電容器13及圖4中的40和41中的每一個(gè)的電容相同的電容的電容器單純地以芯片間互連(interchip-interconnection)形式使第一半導(dǎo)體裝置51和第二半導(dǎo)體裝置52彼此互連。圖7示出了圖6所示比較實(shí)例的電容性互連特性示圖。如圖7所示，可以確定，盡管表示出插入損失和反射，但當(dāng)?shù)谝缓偷诙雽?dǎo)體裝置(芯片)51和52通過(guò)使用相同的電容單純地以芯片間互連形式互連時(shí)，幾乎不能執(zhí)行互連。
圖8示出了當(dāng)通過(guò)使用相同電容單純地執(zhí)行芯片間互連時(shí)的電路圖。具有負(fù)載53的第一半導(dǎo)體裝置51和具有負(fù)載54的第二半導(dǎo)體裝置52由電容器55單純地通過(guò)芯片間互連彼此互連。
在這種比較實(shí)例中，對(duì)于電容性互連大電容是必要的。如上所述，當(dāng)通過(guò)使用相同電容單純執(zhí)行芯片間互連時(shí)，幾乎不能實(shí)現(xiàn)互連。
接下來(lái)，將給出關(guān)于將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元應(yīng)用到接收器的實(shí)例的描述。也就是說(shuō)，在該實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元被應(yīng)用到高頻模塊中，該模塊中安裝了具有毫米波段的高頻信號(hào)被輸入到其中/從其中輸出高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置。在這種情況下，半導(dǎo)體裝置包括帶通濾波器的一部分，用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中。同樣，通過(guò)電容部使帶通濾波器的一部分與設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部的帶通濾波器的剩余部分互連。
圖9示出了將可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)用于接收器中的實(shí)例。在通過(guò)天線68接收信號(hào)并由放大電路67放大該信號(hào)之后，將生成的信號(hào)提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)66。
可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)66被設(shè)置在半導(dǎo)體芯片65的外部，這是因?yàn)樗莾蓚€(gè)部分之一，其中，該部分通過(guò)用于形成諧振結(jié)構(gòu)的電容部與用于使具有期望頻率的高頻信號(hào)通過(guò)其中的BPF分隔。
可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片內(nèi)部)63是通過(guò)用于構(gòu)成上述諧振結(jié)構(gòu)的電容部分隔而獲得的剩余部分，并且其設(shè)置在半導(dǎo)體芯片65內(nèi)部。
通過(guò)可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)63的輸出端輸出通過(guò)在BPF中濾波獲得的具有期望頻率的高頻信號(hào)。該高頻信號(hào)被提供給解調(diào)電路62。
解調(diào)電路62對(duì)具有期望頻率的高頻信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)側(cè)調(diào)制處理的解調(diào)處理，并將生成的高頻信號(hào)提供給在解調(diào)電路62的后級(jí)中的信號(hào)處理電路61。此外，解調(diào)電路62生成信號(hào)質(zhì)量信息。并將信號(hào)質(zhì)量信息提供給控制器64。
控制器64根據(jù)由用戶(hù)對(duì)接收器進(jìn)行的操作等生成的信道選擇信息來(lái)生成調(diào)諧器信道選擇控制信號(hào)1和2。同樣，控制器64將調(diào)諧器廣播信道選擇控制信號(hào)1和2分別提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)66和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)63。
當(dāng)將BPF結(jié)構(gòu)嵌入芯片中時(shí)，其在芯片內(nèi)占用較大面積。這是一個(gè)問(wèn)題。此外，難以在硅襯底上形成具有高Q的結(jié)構(gòu)。這是另一個(gè)問(wèn)題。例如，以包含在毫米波段中的高頻，通過(guò)輸入/輸出端的焊盤(pán)的電容分量、焊接的電感分量等反射信號(hào)。另一方面，BPF通常使用諧振結(jié)構(gòu)。巧妙地利用該諧振結(jié)構(gòu)，并且焊盤(pán)的電容分量等被用作BPF的一個(gè)組成分量，由此能夠?qū)崿F(xiàn)使毫米波帶通類(lèi)型連接。
為了利用BPF的焊盤(pán)的電容等，必需增加其電容值的精度。實(shí)際上，由于在制造階段引起的分散性，使得電容值分散。為了解決這個(gè)問(wèn)題，例如，從諸如圖9所示的解調(diào)電路62的電路中讀取信號(hào)質(zhì)量信息，該電路可以判斷來(lái)自BPF連接結(jié)構(gòu)的信號(hào)的質(zhì)量。同樣，控制器64根據(jù)由此讀取的信號(hào)質(zhì)量信息來(lái)生成調(diào)諧器信道選擇控制信號(hào)1和2，并將調(diào)諧器信道選擇控制信號(hào)2和1分別發(fā)送到設(shè)置在半導(dǎo)體芯片65內(nèi)部的BPF連接結(jié)構(gòu)63和設(shè)置在半導(dǎo)體芯片65外部的BPF連接結(jié)構(gòu)66。結(jié)果，信號(hào)可以被最優(yōu)化，以及由制造過(guò)程、溫度變化等引起的分散性可以被校正。這里，以比在可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)中低得多的頻率進(jìn)行連接適合于調(diào)諧器廣播信道選擇控制信號(hào)1和2的連接。
此外，廣播信道選擇信息被發(fā)送到控制器64，使得如圖10所示，也可以將信道頻率從信道頻率B變?yōu)樾诺李l率A。
此外，本發(fā)明的實(shí)施例可用于如圖11所示的改變?yōu)V波器的中心頻率以便抑制干擾波的影響的應(yīng)用。
還有一個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)是，使用帶通型連接作為半導(dǎo)體芯片和外部之間的連接，使其能夠抑制來(lái)自其它頻率的干擾噪聲。
接下來(lái)，將給出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元被用于發(fā)射器-接收器的轉(zhuǎn)換中的實(shí)例的描述。圖12是示出了以轉(zhuǎn)換發(fā)射/接收的形式使用兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)的結(jié)合的結(jié)構(gòu)的方框圖。
發(fā)射器-接收器的接收側(cè)以天線82接收信號(hào)，并將信號(hào)通過(guò)分支點(diǎn)80提供給相位校正部79。在校正接收信號(hào)的相位之后，相位校正部79將生成的信號(hào)提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)77。可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)77被設(shè)置在半導(dǎo)體芯片76的外部，這是因?yàn)樗莾蓚€(gè)部分中的一個(gè)，通過(guò)用于構(gòu)成諧振結(jié)構(gòu)的電容部使其與用于使具有期望頻率的高頻信號(hào)通過(guò)其中的BPF分隔。
通過(guò)用于構(gòu)成諧振結(jié)構(gòu)的電容部使其與BPF分隔的兩個(gè)部分的剩余部分，即，可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)72被設(shè)置在半導(dǎo)體芯片76內(nèi)部。
通過(guò)可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)72的輸出端輸出通過(guò)在BPF中濾波獲得的具有期望頻率的高頻信號(hào)。具有期望頻率的高頻信號(hào)被提供給接收電路71。
另一方面，發(fā)射器-接收器的發(fā)射側(cè)包括發(fā)射電路74、可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片內(nèi)部)75、可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)78、以及相位校正部81。這里，發(fā)射電路74將輸入信號(hào)處理成用于發(fā)射的信號(hào)?？烧{(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)75是兩個(gè)部分中的一個(gè)，通過(guò)電容部使其與用于使具有期望頻率的高頻信號(hào)通過(guò)其中的BPF分隔，并接收在發(fā)射電路74中通過(guò)發(fā)射處理獲得的發(fā)射信號(hào)作為其輸入?？烧{(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)78與可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)75一起構(gòu)成了BPF。同樣，相位校正部81校正高頻信號(hào)的相位，在可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)78中通過(guò)過(guò)濾通帶而獲得該高頻信號(hào)。
通過(guò)控制器73使在接收側(cè)上的接收電路71和在發(fā)射側(cè)上的發(fā)射電路74彼此連接。此外，控制器73連接到接收側(cè)上的可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)72和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)77中的每一個(gè)。同樣，控制器73將控制信號(hào)1和2分別提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)72和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)77。同樣，控制器73連接到發(fā)射側(cè)上的可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)75和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)78中的每一個(gè)，并將控制信號(hào)4和3分別提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)75和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)78。
當(dāng)接收到輸入信號(hào)時(shí)，控制器73通過(guò)使用控制信號(hào)1到4執(zhí)行控制，以使可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部72和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部77中的每一個(gè)都具有通帶，而可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部75和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部78中的每一個(gè)都具有非通帶(non-pass band)。通過(guò)每個(gè)都具有非通帶的可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部75和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部78反射輸入信號(hào)，并設(shè)計(jì)相位校正部79和81，使得當(dāng)從分支點(diǎn)80看可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部75側(cè)時(shí)，阻抗無(wú)限大。在這種情況下，可以在毫米波段中實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗的適當(dāng)轉(zhuǎn)換。當(dāng)發(fā)射信號(hào)被發(fā)射時(shí)，控制器73通過(guò)使用控制信號(hào)1到4執(zhí)行控制，以使可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部72和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部77中的每一個(gè)都具有非通帶，而可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部75和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部78中的每一個(gè)都具有通帶，從而使傳輸信號(hào)流向天線82。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了接收電路72和發(fā)射電路74之間的分離。
在硅襯底上不容易實(shí)現(xiàn)毫米波段中的適當(dāng)轉(zhuǎn)換。因此，通過(guò)利用連接到芯片所必需的輸入/輸出結(jié)構(gòu)在毫米波段中實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。因?yàn)檗D(zhuǎn)換操作不是機(jī)械的，而是依據(jù)電控制的，所以可以實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)換。
此外，與控制結(jié)構(gòu)的結(jié)合使其能夠校正半導(dǎo)體和制造過(guò)程的分散性等。
接下來(lái)，將給出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置互連單元被用于電路之間連接的實(shí)例的描述。如圖13所述，在該實(shí)例中描述了高頻模塊90。在高頻模塊90中，具有毫米波段的高頻信號(hào)在包括兩個(gè)系統(tǒng)的發(fā)射或接收電路91和94的集成電路96與具有終端103(通過(guò)該終端毫米波信號(hào)被輸入/輸出)的電路102之間傳輸。也就是說(shuō)，該實(shí)例是用于發(fā)射/接收的、具有用于在兩個(gè)電路96和102之間進(jìn)行連接的兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)的組合的轉(zhuǎn)換。
集成電路96包括第一系統(tǒng)，具有發(fā)射或接收電路91、和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片內(nèi)部)92；第二系統(tǒng)，具有發(fā)射或接收電路94、和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片內(nèi)部)95；以及控制器93。這里，可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)92是兩個(gè)部分中的一個(gè)，通過(guò)用于構(gòu)成諧振結(jié)構(gòu)的電容部使其與具有期望頻率的高頻信號(hào)通過(guò)其中的BPF分隔。同樣，可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)95是兩部分之一，通過(guò)用于構(gòu)成與可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)92類(lèi)似的諧振結(jié)構(gòu)的電容部使其與具有期望頻率的高頻信號(hào)通過(guò)其中的BPF分隔?？刂破?3連接到可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)92和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)97中的每一個(gè)，并將控制信號(hào)1和2分別提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)92和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)97。同樣，控制器93連接到可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)95和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(設(shè)置在芯片外部)98中的每一個(gè)，并將控制信號(hào)4和3分別提供給可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)95和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)98。
可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)97和可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)98被設(shè)置在半導(dǎo)體集成電路96的外部。這里，可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)97連接到設(shè)置在半導(dǎo)體集成電路96內(nèi)部的可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)92。同樣，可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)98連接到可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片內(nèi)部)95。此外，高頻模塊90包括相位校正部99和相位校正部101。這里，相位校正部99校正通過(guò)在可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)97中對(duì)通帶進(jìn)行濾波獲得的高頻信號(hào)的相位，以及相位校正部101校正通過(guò)在可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)部(在芯片外部)98中對(duì)通帶進(jìn)行濾波獲得的高頻信號(hào)的相位。
在具有毫米波信號(hào)輸入/輸出端103的電路102中，毫米波信號(hào)輸入/輸出端103連接到相位校正部99和相位校正部101中的每一個(gè)。
可調(diào)BPF連接結(jié)構(gòu)也可用于毫米波信號(hào)輸入/輸出端103。盡管在該實(shí)例中，將兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)設(shè)置在半導(dǎo)體集成電路96側(cè)上，但可以增加連接結(jié)構(gòu)的數(shù)量。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素來(lái)進(jìn)行各種修改、組合、再組合、和變更。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置互連單元，用于將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出具有毫米波段的所述高頻信號(hào)，包括帶通濾波器的一部分，被配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的所述高頻信號(hào)通過(guò)其中；以及所述帶通濾波器的剩余部分；其中，所述一部分和所述剩余部分通過(guò)電容部彼此分開(kāi)，所述一部分被設(shè)置在所述半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，且所述剩余部分被設(shè)置在所述半導(dǎo)體裝置外部。
2.一種半導(dǎo)體裝置互連單元，用于使至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置彼此互連，將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到所述至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)/從所述至少兩個(gè)半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)輸出具有毫米波段的所述高頻信號(hào)，所述半導(dǎo)體裝置互連單元包括帶通濾波器的第一部分，被配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的所述高頻信號(hào)通過(guò)其中；所述帶通濾波器的第二部分；以及所述帶通濾波器的第三部分；其中，相鄰的第一和第二部分通過(guò)設(shè)置在所述相鄰的第一和第二部分之間的電容部彼此分開(kāi)，相鄰的第二和第三部分通過(guò)設(shè)置在所述相鄰的第二和第三部分之間的電容部彼此分開(kāi)，所述第一部分被設(shè)置在第一半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，所述第三部分被設(shè)置在第二半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，以及所述第二部分具有分別面向所述第一部分的輸入/輸出端和所述第三部分的輸入/輸出端的兩個(gè)輸入/輸出端，并被設(shè)置在所述第一和第三半導(dǎo)體裝置中的每一個(gè)的外部。
3.一種半導(dǎo)體裝置，將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到所述半導(dǎo)體裝置/從所述半導(dǎo)體裝置中輸出具有毫米波段的所述高頻信號(hào)，所述半導(dǎo)體裝置包括帶通濾波器的一部分，被配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中；其中，所述帶通濾波器的一部分通過(guò)電容部連接到設(shè)置在外部的所述帶通濾波器的剩余部分。
4.一種高頻模塊，將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到其中/從其中輸出具有毫米波段的所述高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置與其它元件或裝置一起安裝到所述高頻模塊中，其中，所述半導(dǎo)體裝置包括帶通濾波器的一部分，用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的所述高頻信號(hào)通過(guò)其中；以及所述帶通濾波器的一部分通過(guò)電容部連接到設(shè)置在所述半導(dǎo)體裝置外部的所述帶通濾波器的剩余部分。
5.一種將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出具有毫米波段的高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連方法，所述方法包括以下步驟通過(guò)電容部使帶通濾波器的一部分和所述帶通濾波器的剩余部分彼此互連，其中，所述帶通濾波器的一部分用于通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)所述帶通其中，以及所述帶通濾波器的剩余部分通過(guò)所述電容部與所述帶通濾波器的一部分分開(kāi)。
全文摘要
一種用于將具有毫米波段的高頻信號(hào)輸入到半導(dǎo)體裝置/從半導(dǎo)體裝置中輸出該高頻信號(hào)的半導(dǎo)體裝置互連單元，包括帶通濾波器的一部分和剩余部分。帶通濾波器的一部分被配置為通過(guò)使用LC諧振電路使具有毫米波段的高頻信號(hào)通過(guò)其中。帶通濾波器的該部分與剩余部分通過(guò)電容部彼此分開(kāi)，帶通濾波器的該部分被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置內(nèi)部，以及剩余部分被設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部。
文檔編號(hào)H01P1/20GK101075696SQ20071010793
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
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