滤波器和功率放大器的集成模组、其制造方法和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无线通讯的射频前端技术领域，具体涉及一种滤波器和功率放大器的集成模组、其制造方法和电子装置。该集成模组包括：基板、隔离凹槽、薄膜体声波谐振器、晶体管和金属连线。本发明专利技术的滤波器和功率放大器的集成模组将薄膜体声波谐振器和晶体管集成于同一模组上，与分别制作完成再封装时或封装后进行集成相比，减小了模组的尺寸，提高了模组的性能。

【技术实现步骤摘要】
滤波器和功率放大器的集成模组、其制造方法和电子装置
本专利技术涉及无线通讯的射频前端
，具体涉及一种滤波器和功率放大器的集成模组、其制造方法和电子装置。
技术介绍
在5G通信中，体声波滤波器(FBAR或BAW)将被广泛应有，而功率放大器将采用高性能的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)器件。目前，基于FBAR(薄膜体声波谐振器)的射频滤波器和基于GaNHEMT(氮化镓高电子迁移率晶体管)的射频功率放大器是分别制作完成的，分别参阅图1和图2所示。封装后集成到电路板(PCB)上提供给终端用户。或者，将分别制作完成的滤波器和功率放大器在封装的时候集成为一个模组。现有技术中，FBAR滤波器和GaNHEMT功率放大器分别制作在不同的晶圆上，再将二者进行集成，不利于射频器件的小型化。
技术实现思路
本申请提供一种滤波器和功率放大器的集成模组、其制造方法和电子装置，将作为滤波器的薄膜体声波谐振器以及作为功率放大器的晶体管集成在同一模组上，减小了模组的尺寸，提高了模组的性能。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种滤波器和功率放大器的集成模组，所述集成模组包括：基板，包括衬底、设于所述衬底的第一外延层、以及设于所述第一外延层的第二外延层；形成于所述第一外延层和所述第二外延层的隔离凹槽，所述隔离凹槽将所述基板划分为第一区域和第二区域；形成于所述第一区域的薄膜体声波谐振器，包括：形成于所述衬底和所述第一外延层的下空腔、设于所述下空腔的下电极、以及设于所述第二外延层上表面的上电极，所述上电极隔着所述第二外延层形成与所述下电极相对的谐振区；形成于所述第二区域的晶体管，包括：分别设于所述第二外延层的源极、栅极和漏极；以及用于连接所述薄膜体声波谐振器和所述晶体管的金属连接线。优选地，所述薄膜体声波谐振器还包括：设于所述第二外延层上表面的第一金属线，其与所述上电极连接；设于所述第二外延层上表面的第二金属线，所述第二金属线通过贯穿所述第二外延层的通孔与所述下电极连接；接合于所述基板上表面并且与所述基板共同围封形成一上空腔的盖帽，所述上电极容纳于所述上空腔内；和/或，所述晶体管还包括：形成于所述衬底、所述第一外延层、所述第二外延层的背孔；覆盖所述背孔表面和所述位于第二区域的衬底下表面的金属层。优选地，所述薄膜体声波谐振器还包括：设于所述上电极的质量载荷；和/或，设于所述上电极上的用于温度补偿的薄膜层；和/或，形成于所述第二外延层的杂散波抑制凹槽，所述杂散波抑制凹槽对应于所述下电极和所述上电极的非相对区域。优选地，所述薄膜体声波谐振器还包括：设于所述上空腔底壁的钝化层，用于覆盖所述质量载荷、所述温度补偿薄膜、所述上电极和所述第二外延层；设于所述盖帽外表面的防护层。优选地，所述第一外延层的厚度满足功率放大器的设计要求，所述第二外延层的厚度满足滤波器的设计要求；和/或，所述第一外延层为GaN，所述第二外延层为AlN。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种滤波器和功率放大器的集成模组的制作方法，所述方法包括：S1，提供一衬底，在所述衬底的正面形成第一外延层，在所述第一外延层的上表面形成第二外延层，以制备基板；所述第一外延层的厚度满足功率放大器的设计要求，所述第二外延层的厚度满足滤波器的设计要求，S2，在所述基板上刻蚀隔离凹槽以形成第一区域和第二区域；分别在所述第一区域制作薄膜体声波谐振器的正面部分、在所述第二区域制作晶体管的正面部分、在所述第一区域制作薄膜体声波谐振器的背面部分、在所述第二区域制作晶体管的背面部分；其中，所述薄膜体声波谐振器的正面部分的制作步骤包括：在第一区域的所述第二外延层上形成上电极；在所述基板上制作盖帽，以形成用于围封所述上电极的上空腔；所述薄膜体声波谐振器的背面部分的制作步骤包括：在位于第一区域的衬底背面形成下空腔；在所述下空腔的底壁表面形成下电极。优选地，在步骤S2中还包括：在所述薄膜体声波谐振器的正面部分和所述晶体管的正面部分之间制作金属连接线。优选地，所述晶体管的正面部分的制作步骤包括：对位于第二区域的第二外延层进行刻蚀，以调节第二区域的所述第二外延层的厚度，以满足晶体管的设计要求；在第二区域的所述第二外延层上形成源极和漏极；在第二区域的所述第二外延层上形成栅极；所述晶体管的背面部分的制作步骤包括：在位于第二区域的衬底背面形成背孔；在所述背孔的内壁表面和所述位于第二区域的衬底下表面形成金属层；和/或，所述薄膜体声波谐振器的正面部分的制作步骤中，所述在第一区域的所述第二外延层上形成上电极之后，还包括：在第一区域的所述第二外延层上刻蚀通孔；在第一区域的所述第二外延层上形成第一金属线和第二金属线，其中，所述第一金属线与上电极连接，所述第二金属线填充所述通孔；在所述上电极上形成质量载荷和用于温度补偿的薄膜层，在第一区域的所述第二外延层上形成杂散波抑制凹槽；和/或，所述在所述基板上制作盖帽，以形成用于围封所述上电极的上空腔，包括：在第一区域的所述第二外延层上形成密封圈；在所述密封圈上平铺一层感光干膜，所述感光干膜、所述接合环和所述第二外延层及上电极上表面共同形成上空腔；对与所述上空腔顶壁相对的所述感光干膜照射紫外线，以进行曝光；对所述感光干膜进行显影及清洗，以去除未曝光的感光干膜。优选地，所述薄膜体声波谐振器的正面部分的制作步骤还包括：在所述上空腔底壁形成钝化层，用于覆盖所述质量载荷、所述温度补偿薄膜、所述上电极和所述第二外延层；和/或，在所述盖帽外表面形成防护层。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子装置，所述电子装置包括上述的滤波器和功率放大器的集成模组。本申请的有益效果是：本专利技术的滤波器和功率放大器的集成模组将薄膜体声波谐振器和晶体管集成于同一模组上，与分别制作完成再封装时或封装后进行集成相比，减小了模组的尺寸，提高了模组的性能。附图说明图1是现有技术中的薄膜体声波谐振器的结构示意图。图2是现有技术中的氮化镓高电子迁移率晶体管的结构示意图。图3是本专利技术第一实施例的集成模组的结构示意图。图4是本专利技术第二实施例的集成模组的结构示意图。图5是本专利技术第三实施例的制作方法中薄膜体声波谐振器的制作过程示意图。图6是本专利技术第三实施例的制作方法中盖帽的制作过程示意图。图7是本专利技术第三实施例的制作方法中盖帽上防护层的制作过程示意图。图8是本专利技术第四实施例的电子装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述集成模组包括：/n基板，包括衬底、设于所述衬底的第一外延层、以及设于所述第一外延层的第二外延层；/n形成于所述第一外延层和所述第二外延层的隔离凹槽，所述隔离凹槽将所述基板划分为第一区域和第二区域；/n形成于所述第一区域的薄膜体声波谐振器，包括：形成于所述衬底和所述第一外延层的下空腔、设于所述下空腔的下电极、以及设于所述第二外延层上表面的上电极，所述上电极隔着所述第二外延层形成与所述下电极相对的谐振区；/n形成于所述第二区域的晶体管，包括：分别设于所述第二外延层的源极、栅极和漏极；以及/n用于连接所述薄膜体声波谐振器和所述晶体管的金属连接线。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述集成模组包括：
基板，包括衬底、设于所述衬底的第一外延层、以及设于所述第一外延层的第二外延层；
形成于所述第一外延层和所述第二外延层的隔离凹槽，所述隔离凹槽将所述基板划分为第一区域和第二区域；
形成于所述第一区域的薄膜体声波谐振器，包括：形成于所述衬底和所述第一外延层的下空腔、设于所述下空腔的下电极、以及设于所述第二外延层上表面的上电极，所述上电极隔着所述第二外延层形成与所述下电极相对的谐振区；
形成于所述第二区域的晶体管，包括：分别设于所述第二外延层的源极、栅极和漏极；以及
用于连接所述薄膜体声波谐振器和所述晶体管的金属连接线。


2.根据权利要求1所述的滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器还包括：
设于所述第二外延层上表面的第一金属线，其与所述上电极连接；
设于所述第二外延层上表面的第二金属线，所述第二金属线通过贯穿所述第二外延层的通孔与所述下电极连接；
接合于所述基板上表面并且与所述基板共同围封形成一上空腔的盖帽，所述上电极容纳于所述上空腔内；
和/或，所述晶体管还包括：
形成于所述衬底、所述第一外延层、所述第二外延层的背孔；
覆盖所述背孔表面和所述位于第二区域的衬底下表面的金属层。


3.根据权利要求1或2所述的滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器还包括：
设于所述上电极的质量载荷；
和/或，设于所述上电极上的用于温度补偿的薄膜层；
和/或，形成于所述第二外延层的杂散波抑制凹槽，所述杂散波抑制凹槽对应于所述下电极和所述上电极的非相对区域。


4.根据权利要求3所述的滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器还包括：
设于所述上空腔底壁的钝化层，用于覆盖所述质量载荷、所述温度补偿薄膜、所述上电极和所述第二外延层；
设于所述盖帽外表面的防护层。


5.根据权利要求1所述的滤波器和功率放大器的集成模组，其特征在于，所述第一外延层的厚度满足功率放大器的设计要求，所述第二外延层的厚度满足滤波器的设计要求；
和/或，所述第一外延层为GaN，所述第二外延层为AlN。


6.一种滤波器和功率放大器的集成模组的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，提供一衬底，在所述衬底的正面形成第一外延层，在所述第一外延层的上表面形成第二外延层，以制备基板；所述第一外延层的厚度满足功率放大器的设计要求，所述第二外延层的厚度满足滤波器的设计要求，
S2，在所述基板上刻蚀隔离凹槽以形成第一区域和第二区域；分别在...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊永辉，张惠婷，金晶，
申请(专利权)人：深圳市汇芯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44