JP2020043537A - オンチップアンテナ - Google Patents

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Abstract

【課題】シリコン貫通ビアによる導体損失を抑制する。【解決手段】本発明のオンチップアンテナは、半導体で構成され、互いに対向するように配置されたアクティブ面および裏面と、アクティブ面に形成された半導体回路とを有する集積回路チップと、アクティブ面の側を下方向とし、裏面の側を上方向としたときに、裏面よりも上側に配置された反射導体と、裏面と反射導体との間に配置された少なくとも１つの第１のカプラと、反射導体よりも上側に配置された少なくとも１つのパッチアンテナエレメントと、パッチアンテナエレメントと第１のカプラとを接続する接続部と、半導体回路に導通するようにアクティブ面に形成され、第１のカプラと非接触で対向配置された少なくとも１つの第２のカプラとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、集積回路チップとパッチアンテナとを有するオンチップアンテナに関する。
半導体で構成された集積回路チップとパッチアンテナとを垂直方向に配置し、集積回路チップに形成された高周波信号回路とパッチアンテナとを、集積回路チップを貫通するシリコン貫通ビア（ＴＳＶ（Through Silicon Via））を介して接続した構成のオンチップアンテナがある（特許文献１参照）。このようなオンチップアンテナでは、高周波信号回路からパッチアンテナへの給電はシリコン貫通ビアを介して行われる。
特表２０１６−５０６６７５号公報
表皮効果により、信号の周波数が高くなるほど導体損失は大きくなる。上述したようにパッチアンテナへの給電（高周波信号回路とパッチアンテナとの接続）にシリコン貫通ビアを用いた場合には、高周波数化が進むと、シリコン貫通ビアによる導体損失の影響が大きくなる。
シリコン貫通ビアによる導体損失を抑制することが可能なオンチップアンテナを提供することが望ましい。
本発明の一実施の形態に係るオンチップアンテナは、半導体で構成され、互いに対向するように配置されたアクティブ面および裏面と、アクティブ面に形成された半導体回路とを有する集積回路チップと、アクティブ面の側を下方向とし、裏面の側を上方向としたときに、裏面よりも上側に配置された反射導体と、裏面と反射導体との間に配置された少なくとも１つの第１のカプラと、反射導体よりも上側に配置された少なくとも１つのパッチアンテナエレメントと、パッチアンテナエレメントと第１のカプラとを接続する接続部と、半導体回路に導通するようにアクティブ面に形成され、第１のカプラと非接触で対向配置された少なくとも１つの第２のカプラとを備える。
本発明の一実施の形態に係るオンチップアンテナによれば、第１のカプラと第２のカプラとを非接触で対向配置するようにしたので、シリコン貫通ビアによる導体損失を抑制することが可能となる。
第１の実施の形態に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るオンチップアンテナにおけるアクティブ面の一構成例を模式的に示す平面図である。 第１の実施の形態に係るオンチップアンテナにおける各部の機能的な接続関係を模式的に示す構成図である。 第１の実施の形態に係るオンチップアンテナをプリント基板へ接続した構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第１の変形例に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第２の変形例に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第３の変形例に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。 第２の実施の形態に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。 第２の実施の形態の変形例に係るオンチップアンテナの一構成例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．比較例
１．第１の実施の形態（図１〜図７）
１．１ 第１の実施の形態に係るオンチップアンテナの説明
１．２ オンチップアンテナのプリント基板への接続例
１．３ 第１の実施の形態の変形例
２．第２の実施の形態（図８〜図９）
２．１ 第２の実施の形態に係るオンチップアンテナの説明
２．２ 第２の実施の形態の変形例
＜０．比較例＞
５Ｇ（第５世代移動通信システム）では、従来よりも高い２４．２５ＧＨｚから８６ＧＨｚまでの周波数帯域の中から、国際標準で利用可能なバンドの選択が検討されている。これは、無線通信に連続した広い帯域を確保するためであり、より高速データ、多端末、および低遅延の通信を目指すことからして、必然的な動向といえる。さらにＢｅｙｏｎｄ５Ｇ（５Ｇの次世代通信）では、この動向は強まると予想され、総務省のプロジェクトにおいてテラヘルツ帯の利用検討が進められている。
一方、高周波信号のロスは、周波数が高くなるほど増大することが知られており、高い周波数を利用する場合、伝送ロスによる信号の減衰を防ぐため、その線路長は可能な限り短くすることが望ましい。高周波信号回路とアンテナ部は、平面的に配置するよりは、垂直方向に配置することで、それらの部位を接続する線路長は短くなる。波長が１ｍｍを切る周波数では、半波長のピッチで配列されるアレイアンテナを集積回路チップの上に形成することが可能となる。このようなオンチップアンテナの技術は、モジュールの小型化の観点から種々、提案されている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１には、集積回路チップに形成された高周波信号回路とパッチアンテナとを、シリコン貫通ビアを介して接続するようにしたオンチップアンテナが提案されている。高周波信号回路からパッチアンテナへの給電はシリコン貫通ビアを介して行われる。しかしながら、高周波信号回路とパッチアンテナとの間の接続、および給電にシリコン貫通ビアを用いた場合、表皮効果により、高周波数化が進むと、シリコン貫通ビアによる導体損失の影響が大きくなる。
そこで、シリコン貫通ビアによる導体損失を抑制することが可能なオンチップアンテナの開発が望まれる。
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１ 第１の実施の形態に係るオンチップアンテナの説明］
（オンチップアンテナの構成例）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１の断面構成例を示している。
オンチップアンテナ１は、半導体で構成され、互いに対向するように配置されたアクティブ面１１および裏面１２を有する集積回路チップ１０を備えている。
ここで、図１に示したように、集積回路チップ１０におけるアクティブ面１１および裏面１２の対向方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直で、互いに直交する２つの軸をＸ，Ｙとする。図１には、ＺＹ平面に平行な面の断面構成例を示す。また、図１には、集積回路チップ１０のアクティブ面１１側を下方向とし、裏面１２側を上方向とした構成を示す。以降の変形例および他の実施の形態についても同様である。
また、オンチップアンテナ１は、集積回路チップ１０の裏面１２の上側に形成された第１の誘電体層３１と、第１の誘電体層３１の上側に形成されたパッチアンテナ層２０とを備えている。
また、オンチップアンテナ１は、集積回路チップ１０の裏面１２よりも上側に配置された反射導体２２と、裏面１２と反射導体２２との間に配置された少なくとも１つの第１のカプラＣＰＬ１とを備えている。また、オンチップアンテナ１は、反射導体２２よりも上側に配置された少なくとも１つのパッチアンテナエレメント２１と、パッチアンテナエレメント２１と第１のカプラＣＰＬ１とを接続する接続部としての貫通ビア４１を備えている。
また、オンチップアンテナ１は、反射導体２２とパッチアンテナエレメント２１との間に配置された第２の誘電体層３２を備えている。
パッチアンテナ層２０は、少なくとも１つのパッチアンテナエレメント２１と、反射導体２２と、第２の誘電体層３２とを含んでいる。
反射導体２２およびパッチアンテナエレメント２１は、パッチアンテナとして機能する。反射導体２２は、第１の誘電体層３１と第２の誘電体層３２との間に形成された例えばシート状の導体パターンである。パッチアンテナエレメント２１は、例えば、第２の誘電体層３２の上側の表面に形成された導体パターンであってもよい。反射導体２２は、グランド電位、または所定の基準電位に接続されてもよい。
なお、図１には、パッチアンテナエレメント２１と第１のカプラＣＰＬ１とを複数有する構成例を示す。第１のカプラＣＰＬ１の数とパッチアンテナエレメント２１の数は例えば同数である。ただし、パッチアンテナエレメント２１と第１のカプラＣＰＬ１とを１つのみ設ける構成も可能である。以降の変形例および他の実施の形態についても同様である。
第１の誘電体層３１は、集積回路チップ１０の裏面１２と反射導体２２との間に配置されている。貫通ビア４１は、第１の誘電体層３１、反射導体２２、および第２の誘電体層３２を貫通し、複数のパッチアンテナエレメント２１および複数の第１のカプラＣＰＬ１のうち、対応するもの同士を接続する。
図２は、オンチップアンテナ１におけるアクティブ面１１の平面構成例を模式的に示している。図３は、オンチップアンテナ１における各部の機能的な接続関係を模式的に示している。なお、図２は、図１におけるＸＹ平面に相当する平面構成例を模式的に示しているが、説明上、各部の縮尺（後述する基準導体１３の幅等）は図１とは異なっている。
集積回路チップ１０において、アクティブ面１１は、信号処理等の動的な作用が発生する場所であってよい。
オンチップアンテナ１は、集積回路チップ１０のアクティブ面１１に形成された少なくとも１つの第２のカプラＣＰＬ２と、アクティブ面１１に形成され、基準電位に接続される基準導体１３とを備えている。基準電位は、グランド電位、または所定の基準電位であってもよい。基準導体１３は、例えば、図１に示した断面内において、複数の第２のカプラＣＰＬ２における任意の隣接する第２のカプラＣＰＬ２同士の間に配置されている。また、基準導体１３は、アクティブ面１１において、第２のカプラＣＰＬ２の外側に対応する位置（集積回路チップ１０の側面側）にも配置されている。任意の隣接する第２のカプラＣＰＬ２同士の間に配置された基準導体１３および第２のカプラＣＰＬ２の外側に配置された基準導体１３は、図２に示したように、全体として１つに繋がった導体パターンであってもよい。
第２のカプラＣＰＬ２は、第１のカプラＣＰＬ１に対応して設けられている。第１のカプラＣＰＬ１および第２のカプラＣＰＬ２は、例えば、導体パターンからなる近接無線カプラである。第２のカプラＣＰＬ２は、第１のカプラＣＰＬ１と非接触で対向配置され、第１のカプラＣＰＬ１と電磁気的に非接触結合するようになっている。第１のカプラＣＰＬ１と第２のカプラＣＰＬ２は、互いに完全に対向するような位置に配置されていることが望ましい。ただし、第１のカプラＣＰＬ１と第２のカプラＣＰＬ２は、電磁気的に非接触結合することが可能な程度に、部分的に対向するような位置に配置されていてもよい。
また、集積回路チップ１０は、アクティブ面１１に形成され、第２のカプラＣＰＬ２に導通される半導体回路５０（図３）を備えている。
半導体回路５０は、アクティブ面１１において、配線５４によって第２のカプラＣＰＬ２に接続された信号処理回路部５１を有している（図２）。
信号処理回路部５１は、ＲＦ（高周波）回路５２と、ＢＢ（ベースバンド）信号処理回路５３とを有している（図２、図３）。なお、図２および図３には、ＲＦ回路５２およびＢＢ信号処理回路５３をそれぞれ、「ＲＦ」および「ＢＢ」と簡略化して記す。
オンチップアンテナ１には、図３に示したように、例えば、パッチアンテナエレメント２１と、第１のカプラＣＰＬ１と、第２のカプラＣＰＬ２とがそれぞれ複数、アレイ状に配列されている。ＲＦ回路５２およびＢＢ信号処理回路５３は、複数の第２のカプラＣＰＬ２のそれぞれに対応して設けられている。
（オンチップアンテナ１の送信動作）
アクティブ面１１のＲＦ回路５２およびＢＢ信号処理回路５３により生成され、増幅された高周波送信信号は、第２のカプラＣＰＬ２に伝達される。さらに、高周波送信信号は、アクティブ面１１の第２のカプラＣＰＬ２と裏面１２の上の第１のカプラＣＰＬ１とが形成する電磁界結合の作用により、第１のカプラＣＰＬ１と貫通ビア４１とを介してパッチアンテナエレメント２１に伝達される。高周波送信信号は、パッチアンテナエレメント２１と反射導体２２とにより形成されるパッチアンテナにより、上部空間に放射される。
（オンチップアンテナ１の受信動作）
パッチアンテナエレメント２１と反射導体２２とにより形成されるパッチアンテナにより、上部空間より受信された高周波受信信号は、アクティブ面１１の第２のカプラＣＰＬ２と裏面１２の上の第１のカプラＣＰＬ１とが形成する電磁界結合の作用により、アクティブ面１１の第２のカプラＣＰＬ２に伝達される。さらに、高周波受信信号は、アクティブ面１１において、第２のカプラＣＰＬ２からＲＦ回路５２に伝達され、ＲＦ回路５２およびＢＢ信号処理回路５３によって受信処理される。
（オンチップアンテナ１の効果）
第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１によれば、第１のカプラＣＰＬ１と第２のカプラＣＰＬ２との間をシリコン貫通ビアを介して接続して給電する場合に比べて、シリコン貫通ビアによる導体損失を抑制することが可能となる。また、第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１によれば、パッチアンテナエレメント２１への給電にシリコン貫通ビアを用いることなく、コスト改善が可能となる。
［１．２ オンチップアンテナのプリント基板への接続例］
図４は、第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１をプリント基板６０へ接続した構成例を示している。
オンチップアンテナ１は、集積回路チップ１０のアクティブ面１１がプリント基板６０の上面側に対向するようにしてプリント基板６０に実装されてもよい。オンチップアンテナ１とプリント基板６０は、はんだボール６４によって接合されてもよい。はんだボール６４は、少なくとも、複数の第２のカプラＣＰＬ２の隣接するもの同士の間に対応する位置に設けられていてもよい。また、はんだボール６４は、第２のカプラＣＰＬ２の外側に対応する位置（集積回路チップ１０の側面側）に設けられていてもよい。
プリント基板６０は、グランド層６１と、グランド層６１に接続され、プリント基板６０の上側に貫通する複数の貫通ビア６２とを備えている。複数の貫通ビア６２は、少なくとも、はんだボール６４が設けられた位置に対応する位置に設けられていてもよい。さらに、貫通ビア６２は、アクティブ面１１に対向する位置よりも外側の領域にも設けられていてもよい。
オンチップアンテナ１における反射導体２２は、ワイヤボンド６５、および貫通ビア６３を介して、プリント基板６０のグランド層６１に接続されてもよい。ワイヤボンド６５の一端は、反射導体２２に接続される。ワイヤボンド６５の他端は、例えば、アクティブ面１１に対向する位置よりも外側の領域に設けられた貫通ビア６３に接続される。これにより、反射導体２２にはグランド電位が印加されてもよい。
はんだボール６４は、少なくとも、集積回路チップ１０のアクティブ面１１に形成された基準導体１３とプリント基板６０に形成された貫通ビア６２とに接するように配置されてもよい。これにより、基準導体１３は、はんだボール６４、および貫通ビア６２を介して、プリント基板６０のグランド層６１に接続され、グランド電位が印加されてもよい。
［１．３ 第１の実施の形態の変形例］
（第１の変形例）
図５は、第１の実施の形態の第１の変形例に係るオンチップアンテナ１Ａの断面構成例を示している。
第１の変形例に係るオンチップアンテナ１Ａは、図１に示したオンチップアンテナ１の構成に対して、反射導体２２と基準導体１３とを接続する１つの貫通ビア４２をさらに備えた構成とされている。
貫通ビア４２は、集積回路チップ１０および第１の誘電体層３１を貫通し、一端が任意の位置の基準導体１３に接続されている。貫通ビア４２の他端は、貫通ビア４２の一端が接続された位置の基準導体１３に対向する位置において反射導体２２に接続されている。これにより、反射導体２２と基準導体１３とが貫通ビア４２を介して導通されている。
第１の変形例に係るオンチップアンテナ１Ａによれば、最短距離で反射導体２２と基準導体１３とを接続し、アンテナ特性を改善する効果が得られる。
その他の構成および動作は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１と略同様である。
（第２の変形例）
図６は、第１の実施の形態の第２の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｂの断面構成例を示している。
第２の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｂは、図５に示した第１の変形例に係るオンチップアンテナ１Ａの構成に対して、反射導体２２と基準導体１３とを接続する貫通ビア４２を複数、備えた構成とされている。
上述したように、基準導体１３は、例えば、図１に示した断面内において、複数の第２のカプラＣＰＬ２における任意の隣接する第２のカプラＣＰＬ２同士の間に配置されている。また、基準導体１３は、アクティブ面１１において、第２のカプラＣＰＬ２の外側に対応する位置（集積回路チップ１０の側面側）にも配置されている。
第２の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｂでは、貫通ビア４２が、複数の第１のカプラＣＰＬ１の隣接するもの同士の間を通り、複数の第２のカプラＣＰＬ２の隣接するもの同士の間に形成された基準導体１３に接続されている。また、貫通ビア４２は、第２のカプラＣＰＬ２の外側に対応する位置に形成されていてもよい。
第２の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｂによれば、隣接する各第１のカプラＣＰＬ１同士の間を通り、隣接する各第２のカプラＣＰＬ２同士の間に形成された基準導体１３に接続される貫通ビア４２を備えるようにしたので、貫通ビア４２によるシールド効果により、隣接するパッチアンテナ同士のアイソレーションを高め、アンテナ特性を改善する効果が得られる。
その他の構成および動作は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１またはと第１の変形例に係るオンチップアンテナ１Ａと略同様である。
（第３の変形例）
図７は、第１の実施の形態の第３の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｃの断面構成例を示している。
第３の変形例に係るオンチップアンテナ１Ｃは、図１に示したオンチップアンテナ１の構成に対して、側面電極４３をさらに備えた構成とされている。
側面電極４３は、集積回路チップ１０、第１の誘電体層３１、および反射導体２２の側面に形成されている。側面電極４３の一端は、集積回路チップ１０の側面付近に形成された基準導体１３に接続されている。側面電極４３の他端は、反射導体２２の側面に接続されている。これにより、反射導体２２と基準導体１３とが側面電極４３を介して導通されている。
その他の構成および動作は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１と略同様である。
（第１の実施の形態のその他の変形例）
第１の実施の形態の各変形例に係るオンチップアンテナを、第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１と同様にして、プリント基板６０（図４）に実装してもよい。これらの場合、図４に示すワイヤボンド６５は無くてもよい。
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るオンチップアンテナについて説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
［２．１ 第２の実施の形態に係るオンチップアンテナの説明］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るオンチップアンテナ２の断面構成例を示している。
第２の実施の形態に係るオンチップアンテナ２は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１の構成に対して、接合部材７１と、接合部材７１によって集積回路チップ１０に接合されたアンテナモジュール７０とを備えている。
アンテナモジュール７０は、パッチアンテナエレメント２１、反射導体２２、第１のカプラＣＰＬ１、第１の誘電体層３１および第２の誘電体層３２を含んでいる。接合部材７１によって集積回路チップ１０に接合されていることを除き、アンテナモジュール７０の各部の構成は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１の構成と略同様である。
アンテナモジュール７０は、集積回路チップ１０の裏面１２に対して離間して対向配置されている。アンテナモジュール７０は、接合部材７１によって集積回路チップ１０の裏面１２に接合されている。
接合部材７１は、例えば、第１のカプラＣＰＬ１とは異なる複数の位置においてアンテナモジュール７０と集積回路チップ１０とを接合する。接合部材７１は、例えば導電性を有しない接着材料によって構成されている。ただし、接合部材７１が導電性を有する接着材料によって構成されていてもよい。
第２の実施の形態に係るオンチップアンテナ２によれば、集積回路チップ１０とアンテナモジュール７０とをそれぞれ、別工程、別工法で製造可能となる。別工程、別工法で製造された良品同士を接合することで高価な集積回路チップ１０のロスを防ぐことができる。
その他の構成および動作は、上記第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１と略同様である。
［２．２ 第２の実施の形態の変形例］
図９は、第２の実施の形態の一変形例に係るオンチップアンテナ２Ａの断面構成例を示している。
オンチップアンテナ２Ａは、上記第２の実施の形態に係るオンチップアンテナ２の構成に対して、反射導体２２と基準導体１３とを接続するための貫通ビア７３およびシリコン貫通ビア７４をさらに備えた構成とされている。
また、オンチップアンテナ２Ａは、接合部材７１に代えて、はんだボール７２を備えた構成とされている。はんだボール７２は、導電材料で構成された接合部材の一具体例である。
貫通ビア７３は、本発明における第１の貫通ビアの一具体例に相当する。シリコン貫通ビア７４は、本発明における第２の貫通ビアの一具体例に相当する。
貫通ビア７３は、アンテナモジュール７０に形成され、第１の誘電体層３１を貫通し、一端が反射導体２２に接続されている。貫通ビア７３は、少なくとも、複数の第１のカプラＣＰＬ１の隣接するもの同士の間に形成されている。また、貫通ビア７３は、第１のカプラＣＰＬ１の外側に対応する位置（第１の誘電体層３１の側面側）に形成されていてもよい。
シリコン貫通ビア７４は、集積回路チップ１０に形成され、一端が、少なくとも、複数の第２のカプラＣＰＬ２の隣接するもの同士の間に形成された基準導体１３に接続されている。また、シリコン貫通ビア７４は、第２のカプラＣＰＬ２の外側に対応する位置（集積回路チップ１０の側面側）に形成されていてもよい。
オンチップアンテナ２Ａでは、貫通ビア７３の他端とシリコン貫通ビア７４の他端とがはんだボール７２に接続されることにより、貫通ビア７３、はんだボール７２、およびシリコン貫通ビア７４を介して、反射導体２２と基準導体１３とが導通される。
オンチップアンテナ２Ａによれば、少なくとも、隣接する各第１のカプラＣＰＬ１同士の間を通る貫通ビア７３と、隣接する各第２のカプラＣＰＬ２同士の間に形成された基準導体１３に接続されるシリコン貫通ビア７４とを備えるようにしたので、貫通ビア７３およびシリコン貫通ビア７４によるシールド効果により、隣接するパッチアンテナ同士のアイソレーションを高め、アンテナ特性を改善する効果が得られる。
その他の構成および動作は、上記第２の形態に係るオンチップアンテナ２と略同様である。
（第２の実施の形態のその他の変形例）
第２の実施の形態に係るオンチップアンテナ２およびその変形例に係るオンチップアンテナ２Ａを、第１の実施の形態に係るオンチップアンテナ１と同様にして、プリント基板６０（図４）に実装してもよい。オンチップアンテナ２Ａをプリント基板６０に実装する場合には、図４に示すワイヤボンド６５は無くてもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…オンチップアンテナ、２，２Ａ…オンチップアンテナ、１０…集積回路チップ、１１…アクティブ面、１２…裏面、１３…基準導体、２０…パッチアンテナ層、２１…パッチアンテナエレメント、２２…反射導体、３１…第１の誘電体層、３２…第２の誘電体層、４１…貫通ビア（接続部）、４２…貫通ビア、４３…側面電極、５０…半導体回路、５１…信号処理回路部、５２…ＲＦ回路、５３…ＢＢ（ベースバンド）信号処理回路、５４…配線、６０…プリント基板、６１…グランド層、６２…貫通ビア、６３…貫通ビア、６４…はんだボール、６５…ワイヤボンド、７０…アンテナモジュール、７１…接合部材、７２…はんだボール（接合部材）、７３…貫通ビア（第１の貫通ビア）、７４…シリコン貫通ビア（第２の貫通ビア）、ＣＰＬ１…第１のカプラ、ＣＰＬ２…第２のカプラ。

Claims (8)

  1. 半導体で構成され、互いに対向するように配置されたアクティブ面および裏面と、前記アクティブ面に形成された半導体回路とを有する集積回路チップと、
    前記アクティブ面の側を下方向とし、前記裏面の側を上方向としたときに、前記裏面よりも上側に配置された反射導体と、
    前記裏面と前記反射導体との間に配置された少なくとも１つの第１のカプラと、
    前記反射導体よりも上側に配置された少なくとも１つのパッチアンテナエレメントと、
    前記パッチアンテナエレメントと前記第１のカプラとを接続する接続部と、
    前記半導体回路に導通するように前記アクティブ面に形成され、前記第１のカプラと非接触で対向配置された少なくとも１つの第２のカプラと
    を備える
    オンチップアンテナ。
  2. 前記裏面と前記反射導体との間に配置された第１の誘電体層、をさらに備える
    請求項１に記載のオンチップアンテナ。
  3. 前記反射導体と前記パッチアンテナエレメントとの間に配置された第２の誘電体層、をさらに備える
    請求項２に記載のオンチップアンテナ。
  4. 前記アクティブ面に形成され、基準電位に接続される基準導体、をさらに備える
    請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオンチップアンテナ。
  5. 前記反射導体と前記基準導体とを接続する貫通ビア、をさらに備える
    請求項４に記載のオンチップアンテナ。
  6. 前記パッチアンテナエレメント、前記第１のカプラ、および前記第２のカプラをそれぞれ複数備え、
    前記基準導体は、前記アクティブ面において、少なくとも、複数の前記第２のカプラの隣接するもの同士の間に形成され、
    前記貫通ビアは、複数の前記第１のカプラの隣接するもの同士の間を通り、複数の前記第２のカプラの隣接するもの同士の間に形成された前記基準導体に接続されている
    請求項５に記載のオンチップアンテナ。
  7. 接合部材、をさらに備え、
    前記パッチアンテナエレメント、前記反射導体、前記第１のカプラ、前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層を含むアンテナモジュールが形成され、
    前記アンテナモジュールが前記裏面に対して離間して対向配置されると共に、前記アンテナモジュールが前記接合部材によって前記集積回路チップの前記裏面に接合されている
    請求項３に記載のオンチップアンテナ。
  8. 前記アクティブ面に形成され、基準電位に接続される基準導体と、
    前記アンテナモジュールに形成され、前記第１の誘電体層を貫通し、一端が前記反射導体に接続された第１の貫通ビアと、
    前記集積回路チップに形成され、一端が前記基準導体に接続された第２の貫通ビアと
    をさらに備え、
    前記接合部材は導電材料で構成され、
    前記第１の貫通ビアの他端と前記第２の貫通ビアの他端とが前記接合部材に接続されることにより、前記反射導体と前記基準導体とが導通されている
    請求項７に記載のオンチップアンテナ。
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