通过多面的、偏置的屏蔽的开关器件性能改进制造技术

一种集成射频(RF)电路结构可以包括在隔离层的第一表面上的有源器件。集成RF电路结构还可以包括在与隔离层的第一表面相对的第二表面上的背面金属化。有源器件的本体通过背面金属化偏置。集成RF电路结构还可以包括利用过孔耦合到背面金属化的正面金属化。正面金属化在背面金属化的远端布置。正面金属化、过孔和背面金属化可以至少部分地包围有源器件。

Performance Improvement of Switching Devices by Multidimensional and Biased Shielding

An integrated radio frequency (RF) circuit structure may include active devices on the first surface of the isolation layer. The integrated RF circuit structure may also include back metallization on the second surface relative to the first surface of the isolation layer. The main body of the active device is biased by metallization on the back. The integrated RF circuit structure can also include front metallization using through-hole coupling to back metallization. The front metallization is arranged at the far end of the back metallization. Front metallization, through-hole metallization and back metallization can at least partially surround active devices.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过多面的、偏置的屏蔽的开关器件性能改进
本公开一般涉及集成电路(IC)。更具体地，本公开涉及用于通过多面的、偏置的屏蔽来改进开关器件性能的方法和装置。
技术介绍
驱动无线通信行业的一个目标是为消费者提供增加的带宽。在当前一代通信中载波聚合的使用为实现该目标提供了一种可能的解决方案。载波聚合使得具有特定地理区域中的两个频带(例如，700MHz和2GHz)的许可的无线载波能够通过同时使用两个频率用于单个通信流来增加或甚至最大化带宽。虽然向终端用户提供了增加的数据量，但由于用于数据传输的频率，在谐波频率处产生的噪声使载波聚合实施方式变得复杂。例如，700MHz的传输可能会产生在2.1GHz处的谐波，这会干扰2GHz频率处的数据广播。对于无线通信，无源器件用于处理载波聚合系统中的信号。在载波聚合系统中，信号利用高频带频率和低频带频率进行通信。在芯片组中，无源器件(例如，双信器)通常插在天线和调谐器(或射频(RF)开关)之间以确保高性能。通常，双信器设计包括电感器和电容器。双信器可以通过使用具有高品质(Q)因子的电感器和电容器来获得高性能。通过减少部件之间的电磁耦合也可以获得高性能双信器，这可以通过部件的几何形状和方向的布置来实现。由于成本和功耗考虑，移动RF芯片(包括高性能双信器)设计(例如，移动RF收发器)已经迁移到深亚微米工艺节点。这种移动RF收发器的设计在该深亚微米工艺节点处变得复杂。这些移动RF收发器的设计复杂性被增加的电路功能以支持通信增强(诸如载波聚合)进一步复杂化。移动RF收发器的进一步的设计挑战包括模拟/RF性能考虑因素，诸如不匹配、噪声和其他性能因素。
技术实现思路
一种集成射频(RF)电路结构可以包括在隔离层的第一表面上的有源器件。集成RF电路结构还可以包括在与隔离层的第一表面相对的第二表面上的背面金属化。有源器件的本体被背面金属化偏置。集成RF电路结构还可以包括利用过孔耦合到背面金属化的正面金属化。正面金属化在背面金属化的远端布置。正面金属化、过孔和背面金属化可以至少部分地包围有源器件。一种构造集成射频(RF)电路结构的方法可以包括制造由隔离层的第一表面支撑并布置在牺牲衬底上的有源器件。方法还可以包括在有源器件上的正面电介质层中制造正面金属化。方法还可以包括将处理衬底接合到有源器件上的正面电介质层。方法还可以包括去除牺牲衬底。方法还可以包括在与隔离层的第一表面相对的第二表面上制造背面金属化。背面金属化可以用过孔耦合到正面金属化，并且在正面金属化的远端布置。过孔、正面金属化和背面金属化可以至少部分地包围有源器件。一种集成射频(RF)电路结构可以包括在隔离层的第一表面上的有源器件。集成RF电路结构还可以包括布置在与隔离层的第一表面相对的第二表面上的用于背面偏置有源器件的本体的装置。集成RF电路结构还可以包括用于屏蔽有源器件的装置，屏蔽装置在背面偏置装置的远端布置并且利用过孔耦合到背面偏置装置。这已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解，本公开可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，这种等效构造不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的教导。当结合附图考虑时，从以下描述将更好地理解被认为是本公开的特征的关于其组织和操作的方法的新颖特征，以及其他目的和优点。然而，应当清楚地理解，提供每个附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在作为对本公开的限制的定义。附图说明为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图进行的以下描述。图1A是根据本公开内容的一个方面的采用双信器的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图1B是根据本公开的多个方面的采用用于芯片组的双信器以提供载波聚合的射频(RF)前端(RFFE)模块的示意图。图2A是根据本公开的一个方面的双信器设计的图。图2B是根据本公开的一个方面的射频(RF)前端(RFFE)模块的图。图3A至图3E示出了根据本公开的多个方面的层转移过程期间的集成射频(RF)电路结构的截面图。图4是根据本专利技术的多个方面的使用层转移工艺制造的集成射频(RF)电路结构的截面图。图5A至图5C图示了根据本公开的多个方面的集成射频(RF)电路结构，其中后层转移金属化形成用于有源器件的多面的、偏置的屏蔽。图6A和图6B是根据本公开的另外方面的集成射频(RF)电路结构的截面图，其中使用后层转移金属化来形成用于有源器件的多面的、偏置的屏蔽。图7是根据本公开的另外方面的集成RF电路结构的俯视图，包括多指布局中的有源器件的多面的、偏置的屏蔽。图8是图示根据本专利技术的多个方面的构建集成射频(RF)电路结构的方法的过程流程图。图9是示出示例性无线通信系统的框图，其中可以有利地采用本公开的配置。图10是图示根据一种配置的用于半导体部件的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。具体实施方式以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可以实践本文所描述的构思的仅有配置。详细描述包括具体细节，以便提供对各种构思的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些构思。在一些实例中，以框图形式示出了公知的结构和部件，以避免模糊这些构思。如本文所描述的，术语“和/或”的使用旨在表示“包括性或”，并且术语“或”的使用旨在表示“排除性或”。由于成本和功耗考虑，移动射频(RF)芯片设计(例如，移动RF收发器)已经迁移到深亚微米工艺节点。移动RF收发器的设计复杂性被增加的电路功能以支持通信增强(诸如载波聚合)进一步复杂化。移动RF收发器的进一步的设计挑战包括模拟/RF性能考虑，包括不匹配、噪声和其他性能考虑。这些移动RF收发器的设计包括使用无源器件，例如，以抑制谐振，和/或执行滤波、旁路和耦合。现代半导体芯片产品的成功制造涉及材料和所采用的工艺之间的相互作用。具体地，在后段工艺(BEOL)工艺中用于半导体制造的导电材料镀层的形成是工艺流程中越来越具有挑战性的部分。在保持小特征尺寸方面尤其如此。保持小尺寸特征尺寸的相同的挑战也适用于玻璃上无源器件(POG)技术，其中高性能部件(诸如电感器和电容器)构建在高度绝缘性的衬底上，该衬底也可以具有非常低的损耗以支持移动RF收发器设计。这些移动RF收发器的设计可以包括使用绝缘体上硅技术。绝缘体上硅(SOI)技术利用分层的硅-绝缘体-硅衬底代替常规的硅衬底，以减少寄生器件电容并提高性能。基于SOI的器件不同于常规的硅制器件，因为硅结位于电隔离器(通常是掩埋氧化物(BOX)层)的上方。然而，厚度减小的BOX层可能不足以减小由硅层上的有源器件靠近支撑BOX层的衬底引起的寄生电容。具体地，使用SOI技术制造的晶体管遭受浮体效应，其中晶体管的本体与绝缘的衬底形成电容器。在该布置中，累积在电容器上的电荷引起不利影响，诸如结构中的寄生晶体管和关态漏电。另外，累积的电荷还导致晶体管的阈值电压与其之前状态的相关性。因此，本公开的多个方面包括层转移工艺以进一步将有源器件与衬底分离。本公开的各个方面提供了用于集成RF电路结构中的开关晶体管的多面的、偏置的屏蔽的技术。用于集成RF电路结构的半导体制造的工艺流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成射频(RF)电路结构，包括：有源器件，在隔离层的第一表面上；背面金属化，在与所述隔离层的所述第一表面相对的第二表面上，其中所述有源器件的本体被所述背面金属化偏置；和正面金属化，利用过孔耦合到所述背面金属化，并且在所述背面金属化的远端布置；所述过孔、所述正面金属化和所述背面金属化至少部分地包围所述有源器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.22 US 15/189,9161.一种集成射频(RF)电路结构，包括：有源器件，在隔离层的第一表面上；背面金属化，在与所述隔离层的所述第一表面相对的第二表面上，其中所述有源器件的本体被所述背面金属化偏置；和正面金属化，利用过孔耦合到所述背面金属化，并且在所述背面金属化的远端布置；所述过孔、所述正面金属化和所述背面金属化至少部分地包围所述有源器件。2.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，其中至少所述背面金属化和所述正面金属化独立于所述有源器件的栅极而被偏置。3.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，其中至少所述背面金属化和所述正面金属化利用所述有源器件的栅极而被偏置。4.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，还包括：处理衬底，在所述有源器件上的正面电介质层上并且在所述背面金属化的远端；和RF增强层，在所述正面电介质层和所述处理衬底之间。5.根据权利要求4所述的集成RF电路结构，其中所述处理衬底包括至少一个其他有源器件或无源器件。6.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，其中所述有源器件是RF开关的一部分。7.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，其中所述背面金属化包括靠近所述有源器件的源极区域和漏极区域的切除部分。8.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，其中所述正面金属化在所述有源器件上的正面电介质层中并且靠近耦合到所述有源器件的至少一个正面互连。9.根据权利要求1所述的集成RF电路结构，所述集成RF电路结构被集成到RF前端模块中，所述RF前端模块合并到音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机中的至少一个中。10.一种构建集成射频(RF)电路结构的方法，包括：制造由隔离层的第一表面支撑并布置在牺牲衬底上的有源器件；在所述有源器件的正面电介质层中制作正面金属化；将处理衬底接合到所述有源器件上的所述正面电介质层；去除所述牺牲衬底；以及在与所述隔离层的所述第一表面相对的第二表面上制造背面金属化，所述背面金属化利用过孔耦合到所述正面金属化，并且在所述正面金属化的远端布置；所述过孔、所述正面金属化和所述背面金属化至少部分地包围所述有源器件。11.根据权利要求10所述的方法，其中制造所述背面金属化包括：在所述隔离层上沉积第一背面电介质层；根据所述有源器件的本体来图案化所述第一背面电介质层；以及在图案化的所述第一背面电介质层内沉积背面金属化材料，以形成所述背面金属化。12.根据权利要求11所述的方法，还包括：靠近所述有源器件的源极区域和漏极区域来蚀刻所述背面金属化；在所述背面金属化的经蚀刻的部分内沉积所述第一背面电介质层；在所述第一背面电介质层和所述背面金属化上沉积第二背面电介质层；图案化和蚀刻所述第二背面电介质层，以暴露所述背面金属化的部分；以及沉积所述背面金属化材料，以形成靠近所述有源器件的所述源极区域和所述漏极区域的所述背面金属化的切除部分。13.根据权利要求10所述的方法，其中接合所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·格科特佩里，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US