[發明專利]異質集成的硅基射頻微系統結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201710400399.6
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107359156B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 劉秀博;王紹東;王志強;吳洪江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/10
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 申超平

1.一種異質集成的硅基射頻微系統結構，其特征在于：包括硅基載體層(1)、硅基外框層(2)、硅基引線保護層(3)、硅基蓋板層(4)、衰減器(7)、射頻芯片和濾波器(8)；硅基載體層(1)、硅基外框層(2)、硅基引線保護層(3)和硅基蓋板層(4)均設有通孔(9)，濾波器(8)和衰減器(7)位于硅基外框層(2)上表面；硅基載體層(1)、硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)自下而上依次堆疊連接，硅基蓋板層(4)與硅基載體層(1)、硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)連接，射頻芯片填埋在硅基載體層(1)，射頻芯片通過引線與硅基外框層(2)連接，濾波器(8)和衰減器(7)電氣連接；

其中，在硅基外框層(2)的表面涂覆光刻膠，形成掩膜層；

對形成掩膜層的硅基基板的表面進行光刻顯影電鍍；

在硅基基板上制造通孔(9)，硅基基板包括硅基載體層(1)、硅基外框層(2)、硅基引線保護層(3)和硅基蓋板層(4)；

去除硅基外框層(2)上的掩膜層，對硅基外框層(2)的表面電鍍加厚金屬層，在硅基外框層(2)上淀積電阻薄膜，形成衰減器(7)。

2.根據權利要求1所述的一種異質集成的硅基射頻微系統結構，其特征在于：所述硅基載體層(1)、硅基外框層(2)、硅基引線保護層(3)和硅基蓋板層(4)之間連接方式為晶圓級鍵合連接。

3.根據權利要求1所述的一種異質集成的硅基射頻微系統結構，其特征在于：所述引線為鍵合金絲(10)。

4.根據權利要求1所述的一種異質集成的硅基射頻微系統結構，其特征在于：所述濾波器(8)為硅基帶狀交叉指無源濾波器。

5.根據權利要求1所述的一種異質集成的硅基射頻微系統結構，其特征在于：所述射頻芯片包括砷化鎵芯片(5)和氮化鎵芯片(6)。

6.一種異質集成的硅基射頻微系統結構的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

在硅基外框層(2)的表面涂覆光刻膠，形成掩膜層；

對形成掩膜層的硅基基板的表面進行光刻顯影電鍍；

在硅基基板上制造通孔(9)，硅基基板包括硅基載體層(1)、硅基外框層(2)、硅基引線保護層(3)和硅基蓋板層(4)；

去除硅基外框層(2)上的掩膜層，對硅基外框層(2)的表面電鍍加厚金屬層，在硅基外框層(2)上淀積電阻薄膜，形成衰減器(7)；

去除硅基外框層(2)上的金屬層；

對硅基引線保護層(3)刻蝕深槽以保護鍵合金絲(10)；

對硅基載體層(1)、硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)進行晶圓級鍵合，在硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)之間形成硅基帶狀線交叉指濾波器；

將射頻芯片燒結到硅基載體層(1)上；

用鍵合金絲(10)將射頻芯片和硅基外框層(2)進行鍵合；

將硅基蓋板層(4)與經過晶圓鍵合的硅基載體層(1)、硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)再次進行晶圓級鍵合，硅基載體層(1)、硅基外框層(2)和硅基引線保護層(3)自下而上依次堆疊連接。

7.根據權利要求6所述的一種異質集成的硅基射頻微系統結構的制作方法，其特征在于：在所述硅基基板上利用深反應離子刻蝕工藝制造通孔(9)。