用于高性能无源‑有源集成电路的方法和装置制造方法及图纸

一种电子装置和形成电子装置的方法。该电子装置包括集成在同一绝缘体上硅(SOI)衬底中的有源射频(RF)电路元件、和无源RF电路元件，以及接合到SOI衬底的介电承载衬底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体装置及其制造方法。更具体地，至少一些实施例涉及包含有源和无源组件的绝缘体上硅(SOI)装置。
技术介绍
绝缘体上硅(SOI)技术已经是用在射频(RF)电路中的核心过程，尤其是用在高性能、低损耗、高线性开关中。性能优点来自于在硅中构造的晶体管，该晶体管位于绝缘埋氧(BOX)上。BOX位于支撑晶片上，该晶片通常是硅。用在通常为高性能滤波器和耦合器的射频(RF)电路中的高性能无源电路已被制造在高电阻衬底上，例如硼硅酸盐玻璃、熔融石英、高电阻硅和诸如GaAs的III-V族材料，因为这些衬底的高电阻和低介电常数。
技术实现思路
至少一些方面和实施例涉及在单一衬底上集成(例如射频(RF)电路)电路的有源和无源元件的半导体封装和封装工艺，使得最优化电路中的有源和无源元件二者的性能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电子装置。所述电子装置包括集成在绝缘体上硅(SOI)衬底中的有源射频(RF)电路元件、集成在SOI衬底中的无源RF电路元件以及包含接合到SOI衬底的介电材料的承载衬底。在一些实施例中，装置进一步包含埋氧层。有源RF电路元件可以设置在埋氧层的上表面上。在一些实施例中，装置进一步包含形成在有源RF电路元件和埋氧层之上的介电材料层。无源RF电路元件可以设置在介电材料层的上表面上。可以从无源RF电路元件横向偏移有源RF电路元件。在一些实施例中，介电材料层包含隔离至少两层金属互连的多个层间介电材料层。在一些实施例中，承载衬底接合到介电材料层。在一些实施例中，装置进一步包含，将承载衬底接合到介电材料层的粘接剂层。在一些实施例中，装置进一步包含，设置在埋氧层下表面上的介电涂层。在一些实施例中，装置进一步包含，设置在介电涂层和埋氧层中并且与有源RF电路元件和形成在介电涂层的下表面上的接触电接触的导电过孔。在一些实施例中，承载衬底接合到埋氧层。承载衬底可以阳极化地接合到埋氧层。在一些实施例中，介电材料选自包含熔融硅、硼硅酸盐玻璃、III-V族材料、蓝宝石和高电阻硅的组。在一些实施例中，介电材料不同于在其上最初形成有电子装置的SOI承载衬底的材料。在一些实施例中，电子装置结合到RF系统中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种形成电子装置的方法。所述方法包括：形成绝缘体上硅(SOI)装置，所述绝缘体上硅(SOI)装置包含有源射频(RF)电路元件、无源RF电路元件、埋氧层、层间介电材料层以及设置在埋氧层下表面上的半导体承载衬底；将介电承载衬底接合到层间介电材料层的上表面上；从所述SOI装置移除半导体承载衬底；在埋氧层的下表面上形成保护介电材料层；以及形成穿过保护介电材料层和埋氧层的导电过孔，所述导电过孔将有源RF电路元件电连接到形成在保护介电材料层下表面上的接触。在一些实施例中，在SOI装置的制造期间并且在从SOI装置移除半导体承载衬底之前形成穿过埋氧层的导电过孔。在一些实施例中，在从SOI装置移除半导体承载衬底之后接着形成导电过孔。在一些实施例中，在形成保护介电材料层之后形成导电过孔。在一些实施例中，导电过孔的导电材料在与接触在同一沉积步骤中沉积。在一些实施例中，将介电承载衬底接合到层间介电材料层的上表面上包含利用粘接剂材料层将介电承载衬底接合到层间介电材料层的上表面。在一些实施例中，所述方法进一步包含，将电子装置结合到RF系统中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种形成电子装置的方法。所述方法包括：形成绝缘体上硅(SOI)装置，所述绝缘体上硅(SOI)装置包含有源射频(RF)电路元件、无源RF电路元件、埋氧层、层间介电材料层以及设置在埋氧层下表面上的半导体承载衬底；利用临时粘接剂将临时承载衬底接合到层间介电材料层的上表面上；从所述SOI装置移除半导体承载衬底；将介电承载衬底接合到埋氧层的下表面上；以及从SOI装置移除临时承载衬底和临时粘接剂。在一些实施例中，将介电承载衬底接合到埋氧层的下表面上包含利用粘接剂将介电承载衬底接合到埋氧层的下表面。在一些实施例中，将介电承载衬底接合到埋氧层的下表面上包含将介电承载衬底阳极化地接合到埋氧层下表面。在一些实施例中，将介电承载衬底接合到埋氧层的下表面包含将介电承载衬底直接熔融地接合到埋氧层的下表面上。在一些实施例中，所述方法进一步包含，将电子装置结合到RF系统中。附图说明以下参照附图来描述至少一个实施例的各个方面。在附图中，其并不示出了意欲按照比例绘制，在各个图中描述的每一相同或相似组件由相同的标记示出了。为了清楚的目的，可能在每个图中并没有列出全部组件。附图被提供以用来说明和解释的目的，并不示出了意欲作为本专利技术的限定的定义。在附图中：图1A是SOI电路装置的示例的截面侧视图。图1B是图1A的SOI电路装置的俯视图。图2A示出了在其上进行第一方法的示例的SOI电路装置。图2B示出了第一方法中进行的动作。图2C示出了第一方法中进行的另一动作。图2D示出了第一方法中进行的另一动作。图2E示出了第一方法中进行的另一动作。图2F示出了第一方法中进行的另一动作。图3A示出了在其上进行第二方法的SOI电路装置。图3B示出了第二方法中进行的动作。图3C示出了第二方法中进行的另一动作。图3D示出了第二方法中进行的另一动作。图3E示出了第二方法中进行的另一动作。图3F示出了第二方法中进行的另一动作。图4A示出了在其上执行第三示例方法的SOI电路装置。图4B示出了第三方法中进行的工作。图4C示出了第三方法中进行的另一动作。图4D示出了第三方法中进行的另一动作。图4E示出了第三方法中进行的另一动作。图4F示出了第三方法中进行的另一动作。图5是包含根据本专利技术的方面的RF电路装置的模块的示例的框图。图6是包含根据本专利技术的方面的RF电路装置的无线装置的示例的框图。图7是示出了图6的无线装置的示例的更详细的表示的框图。具体实施方式图1中示出了包括有源和无源射频(RF)电路元件的SOI装置100的示例。如在此使用的术语，RF电路元件或RF装置包括配置为在射频波段中的频率处操作和/或在射频波段中处理信号的电路元件或装置。图1以及在此包含的其它附图实际上是非常简化且示意性的，并且省略掉了本领域技术人员所知道的将存在于实际电子装置中的许多特征。例如，本领域技术人员将知道在此公开的装置的实施例除了上述以外还可以包含额外的电路元件、互联以及电接触。SOI装置100包括形成在有源半导体材料105中的至少一个有源RF元件。在一个实施例中，有源半导体材料105可以包括硅或由其组成。有源半导体材料设置在掩埋绝缘层上，例如掩埋二氧化硅(BOX)层110上。在一个实施例中，有源半导体材料105形成为如图1所示的岛状。在一个实施例中，形成在有源半导体材料105中的有源RF元件包括至少一个晶体管。在各种实施例中，有源RF元件可以由CMOS、bi-CMOS或其它类型的晶体管形成。在一个实施例中，有源RF元件包括RF放大器、滤波器、或开关、或二极管、场效应晶体管或变容二极管的一个或多个，但是在此公开的实施例并不限于包含任意特定的有源RF元件。无源金属堆叠115形成在层间介电材料层120中。层间介电材料层120包括多层介电材料，例如隔离在无源金属堆叠115中的多个金属层的二氧化硅。无源金属堆叠115将形成在有源半导体材料105本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子装置，包括：集成在绝缘体上硅(SOI)衬底中的有源射频(RF)电路元件；集成在所述绝缘体上硅衬底中的无源射频电路元件；以及包含接合到所述绝缘体上硅衬底的介电材料的承载衬底。

【技术特征摘要】
2015.06.25 US 62/184,3181.一种电子装置，包括：集成在绝缘体上硅(SOI)衬底中的有源射频(RF)电路元件；集成在所述绝缘体上硅衬底中的无源射频电路元件；以及包含接合到所述绝缘体上硅衬底的介电材料的承载衬底。2.权利要求1所述的电子装置，进一步包含，形成在所述有源射频(RF)电路元件和埋氧层上的介电材料层，所述无源射频电路元件设置在介电材料层的上表面上。3.权利要求2所述的电子装置，其中从所述有源射频(RF)电路元件横向偏移所述无源射频电路元件。4.权利要求3所述的电子装置，其中所述介电材料层包含隔离至少两层金属互连的多个层间介电材料层。5.权利要求3所述的电子装置，其中所述承载衬底接合到所述介电材料层。6.权利要求5所述的电子装置，进一步包含，将所述承载衬底接合到所述介电材料层的粘接剂层。7.权利要求5所述的电子装置，进一步包含，设置在所述埋氧层的下表面上的介电涂层。8.权利要求7所述的电子装置，进一步包含，设置在所述介电涂层和所述埋氧层中并且与所述有源射频电路元件以及形成在所述介电涂层的下表面上的接触电接触的导电过孔。9.权利要求3所述的电子装置，其中所述承载衬底接合到所述埋氧层。10.权利要求9所述的电子装置，其中所述承载衬底阳极化地接合到所述埋氧层。11.权利要求1所述的电子装置，其中所述介电材料选自包含熔融硅、硼硅酸盐玻璃、III-V族材料、蓝宝石和高电阻硅的组。12.权利要求11所述的电子装置，其中所述介电材料不同于在其上最初形成有电子装置的绝缘体上硅承载衬底的材料。13.权利要求1所述的电子装置，其结合到射频系统中。14.一种形成电子装置的方法，所述方法包括：制造绝缘体上硅(SOI)装置，所述绝缘体上硅装置包含有源射频(RF)电路元件、无源射频电路元件、埋氧层、层间介电材料层和设置在埋氧层下表面上的半导体承载衬底；将介电承载衬底接合到所述层间介电材料层的上表面；从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·马森，D·S·怀特菲尔德，D·C·巴特尔，D·T·佩佐尔德，
申请(专利权)人：天工方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US