[發明專利]射頻芯片結構和增加射頻芯片隔離度的方法

在審

• 申請號: 202110459658.9
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113141192A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 張松柏;盛懷茂;施穎
• 申請（專利權）人: 芯樸科技（上海）有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B7/0413
• 代理公司: 上海和華啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 余昌昊

本發明提供一種射頻芯片結構和增加射頻芯片隔離度的方法，射頻芯片結構包括：集成在一個芯片中的多個射頻模塊，所述芯片外圍和相鄰所述射頻模塊之間設置有隔離環，所述隔離環位于相鄰所述射頻模塊之間的中間部分接地。本發明實現高度集成的射頻模組設計，既提高芯片的啟動和響應時間，又降低整體成本。

技術領域

本發明涉及射頻前端領域，尤其涉及一種射頻芯片結構和增加射頻芯片隔離度的方法。

背景技術

在現有的芯片制造和設計中，典型的用于增加芯片模塊之間隔離度的方法包括：1.STI(Shallow Trench Isolation)，STI是增加晶體管之間隔離度標準方法，常見于集成電路設計中；2.高阻硅(High-Resistivity Silicon)，在射頻領域，選擇高阻硅襯底而不是標準CMOS的P+襯底是增加射頻隔離的另一種常用方法，高阻硅的電阻率達到1000Ω*cm,相對于P+襯底的10Ω*cm電阻率，高阻值大大提高集成在同一塊芯片中不同模塊之間的隔離度，從而減少彼此之間的干擾和耦合；3.其他的典型設計方法還包含在兩個模塊之間插入接地線，幫助減少模塊之間的耦合。在傳統的通訊頻段，如GSM850,PCS1900和LTE B7的2690MHz,因為通過芯片襯底的耦合并不是決定性的，以上方法能夠很好的幫助射頻芯片設計滿足彼此的隔離度要求。

隨著3GPP在5G通訊中推出更高的頻段，比如新增的在3300到4200MHz的N77頻段,甚至更高的4400到5000MHz的N79頻段,以上傳統提高隔離度方法在高頻的有效性在顯著性減弱。同時，Multi-Input-Multi-Output(MIMO)和E-UTRA New-Radio Dual Connection(ENDC)技術大幅度增加5G無線通訊的吞吐量，隨之而來的對每個通訊的channel隔離度要求越來越高。復雜的射頻模塊被高度集成導致類似MIMO和ENDC這種同時開啟的無線連接對彼此的隔離度要求越來越高。為了達到如此嚴格的隔離度，低噪聲放大器與開關之間或多顆低噪聲放大器之間需被分離在不同的芯片上，這樣不僅增加各自控制模塊面積和整體的成本，也會加長芯片的啟動和響應時間，存在一定缺陷，也增加了芯片成本。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種射頻芯片結構和增加射頻芯片隔離度的方法，解決高度集成的射頻芯片和模塊的隔離度問題，降低芯片的啟動和響應時間。

為了實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供一種射頻芯片結構，包括：

集成在一個芯片中的多個射頻模塊，所述芯片外圍和相鄰所述射頻模塊之間設置有隔離環，所述隔離環位于相鄰所述射頻模塊之間的中間部分接地。

可選的，所述射頻模塊包括低噪聲放大器、射頻開關、濾波器、功率放大器、巴倫、耦合器、混頻器或功率合成器。

可選的，所述中間部分通過襯底的背面接地。

可選的，所述隔離環包括金屬層、氧化層、鈍化層。

可選的，所述隔離環與芯片內部電路之間間距大于等于芯片制造時最小距離。

根據本發明的第二方面，提供一種增加射頻芯片隔離度的方法，包括以下步驟：

S100、在襯底上形成隔離環，所述隔離環包括外圍部分及至少一個連接所述外圍部分對側的中間部分；

S200、將所述中間部分接地。

可選的，在步驟S200中，從所述襯底的背面將所述中間部分接地。

可選的，還包括：在所述隔離環中形成多個射頻模塊，相鄰射頻模塊由所述中間部分隔離。

通過上述技術方案，本發明具有如下有益效果：