一种硅基三维异构集成的射频微系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种硅基三维异构集成的射频微系统。本实用新型专利技术中的系统包括第一硅衬底层、第二硅衬底层、第三硅衬底层、第四硅衬底层、射频功放芯片、射频低噪放芯片、射频滤波器和射频开关，硅衬底层均为高阻硅晶圆，射频芯片和器件为采用不同衬底材料不同工艺制成；其中，把射频芯片和器件微组装在第一硅衬底层、第三硅衬底层内预先蚀刻好的腔体中，且第一硅衬底层、第二硅衬底层、第三硅衬底层和第四硅衬底层做低温晶圆级键合堆叠在一起，并通过硅通孔垂直互连，形成三维异构集成的射频微系统。本实用新型专利技术将异构射频芯片和器件进行三维集成，从而减小射频系统的体积，提高射频系统的封装密度，降低互连线的传输损耗，增强射频系统的性能。

A silicon based 3D Heterogeneous Integrated RF micro system

The utility model discloses a silicon based three-dimensional Heterogeneous Integrated RF micro system. The system in the utility model comprises a first silicon substrate layer, a second silicon substrate layer, a third silicon substrate layer, a fourth silicon substrate layer, a radio frequency power amplifier chip, a radio frequency low noise amplifier chip, a radio frequency filter and a radio frequency switch. The silicon substrate layers are high resistance silicon wafers, and the radio frequency chips and devices are made by different substrate materials and different processes. The RF chips and devices are micro-assembled into a pre-etched cavity in the first silicon substrate layer and the third silicon substrate layer, and the first silicon substrate layer, the second silicon substrate layer, the third silicon substrate layer and the fourth silicon substrate layer are bonded and stacked together at low temperature at wafer level, and are vertically interconnected via silicon via via a silicon through-hole to form three-dimensional isomerism. Integrated RF micro system. The utility model integrates heterogeneous RF chips and devices in three dimensions, thereby reducing the volume of the RF system, improving the packaging density of the RF system, reducing the transmission loss of the interconnects, and enhancing the performance of the RF system.

【技术实现步骤摘要】
一种硅基三维异构集成的射频微系统
本技术属于半导体
，具体涉及一种硅基三维异构集成的射频微系统。
技术介绍
目前传统多芯片模块封装技术（MultiChipModule，MCM）是高密度电子封装技术中代表性技术，它可以方便的实现有源/无源电路、基带/射频电路的集成，在电子系统中得到广泛应用。由于MCM只能通过衬底来实现立体化的高密度互连，互连线条的特征尺寸受工艺制约只能做到数十微米到数百微米，芯片采取水平化的排布方式，其在互连占用面积、信号传输长度与延迟将随着芯片数量和I/O引脚数的增加而迅速变大，难以满足未来射频微系统/电子模块在高密度、高速互连、具有紧凑外观、集成多种类型器件的技术需求。随着电子产品不断向小型化、轻重量和多功能方向的推进，三维封装集成技术发展迅速。三维集成微系统采用硅通孔（TSV）技术，把RF前端、信号处理、数据存储、传感、控制甚至能量源等多种功能垂直堆叠在一起，以达到缩小尺寸、提高密度、改善层间互联、提高系统功能的目的。具有硅通孔结构的转接板作为2.5D/3D封装集成的核心结构，通过硅通孔提供垂直互连大大缩短了连线长度，同时其热膨胀系数与芯片较好匹配，并兼容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基三维异构集成的射频微系统，其特征在于，包括：第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）、第四硅衬底层（104）、射频功放芯片（01）、射频低噪放芯片（02）、射频滤波器（03）和射频开关（04）；第一硅衬底层（101）和第三硅衬底层（103）的正面，第二硅衬底层（102）和第四硅衬底层（104）的背面，均蚀刻有腔体（05）；第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）和第四硅衬底层（104），均设有第一硅通孔（06）；第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）和第四硅衬底层（104），正面和背面均设有...

【技术特征摘要】
1.一种硅基三维异构集成的射频微系统，其特征在于，包括：第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）、第四硅衬底层（104）、射频功放芯片（01）、射频低噪放芯片（02）、射频滤波器（03）和射频开关（04）；第一硅衬底层（101）和第三硅衬底层（103）的正面，第二硅衬底层（102）和第四硅衬底层（104）的背面，均蚀刻有腔体（05）；第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）和第四硅衬底层（104），均设有第一硅通孔（06）；第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三硅衬底层（103）和第四硅衬底层（104），正面和背面均设有互连线（07）；其中：射频功放芯片（01）、射频滤波器（03）和射频开关（04）位于第一硅衬底层（101）的腔体（05）中，射频低噪放芯片（02）和射频滤波器（03）位于第三硅衬底层（103）的腔体（05）中，所述射频功放芯片（01）、射频低噪放芯片（02）、射频滤波器（03）和射频开关（04）均通过引线（08）与硅衬底层上的互连线（07）连接；第一硅衬底层（101）、第二硅衬底层（102）、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪平，王志宇，张勋，朱丹丹，田锋，
申请(专利权)人：杭州臻镭微波技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33