一种集成芯片及其制作方法和集成电路技术

申请公开了一种集成芯片及其制作方法和集成电路。集成芯片包括第一功能层，以及堆叠在第一功能层表面的第二功能层，所述第一功能层与所述第二功能层连接；所述第一功能层集成了功率放大器、低噪放大器或射频开关中任意一个或多个；所述第二功能层集成了所述LC滤波器。本申请通过将芯片分层制作，使LC滤波器与功率放大器、低噪放大器或射频开关堆叠设置，进一步降低了芯片的面积，提高了芯片集成度，减小了芯片的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种集成芯片及其制作方法和集成电路
本申请涉及无线通讯领域，尤其涉及一种集成芯片及其制作方法和集成电路。
技术介绍
随着通信技术的发展，射频器件得到越来越广泛的应用，包括基站、手机和其它各种智能终端设备，也包括Sub-6GHz频段和毫米波频段。其中装置于各类无线通信终端系统的射频前端，是实现整个无线通讯智能终端最前端的射频信号接收与发射功能的核心系统，通常由功率发大器(PA)、滤波器(Filter)、低噪声放大器(LNA)和射频开关(RFSwitch)等多个器件组合构成。追求低功耗、高性能、低成本是通信技术升级的主要驱动力，也是芯片设计研发的主要方向。射频电路的技术升级主要依靠新设计、新工艺和新材料的结合，在5G及未来移动通信中，器件的小型化与集成化是主要的趋势。目前，将射频器件集成在一起形成的集成芯片的面积较大，导致芯片成本较高。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种将射频前端的多个部件集成在一个芯片上且芯片面积较小的集成芯片及其制作方法和集成电路。本申请公开了一种集成芯片，所述集成芯片包括第一功能层，以及堆叠制作在第一功能层表面的第二功能层，所述第一功能层与所述第二功能层连接；所述第一功能层集成了功率放大器、低噪放大器或射频开关中任意一个或多个；所述第二功能层集成了所述LC滤波器。可选的，所述第一功能层包括晶体管和由电感、电容和/或电阻组成的匹配电路，所述晶体管与所述匹配电路相连；所述第二功能层包括电感层和电容层，所述电感层、电容层与所述匹配电路连接。可选的，所述电感层设置在所述第一功能层的表面，与所述匹配电路连接；所述电容层设置在所述电感层的表面，与所述电感层连接。可选的，所述电容层设置在所述第一功能层的表面，与所述匹配电路连接；所述电感层设置在所述电容层的表面，与所述电容层连接。可选的，所述电感层中设有多个电感，所述电感层中的电感同步制作完成；所述电容层中设有多个电容，所述电容层中的电容同步制作完成。可选的，所述第二功能层包括至少一个电感层和至少一个电容层，所述电感层和电容层堆叠设置。可选的，所述第一功能层包括衬底、外延层、第一钝化层、第二钝化层和第一金属间介质层，所述外延层设置在所述衬底上，采用氮化镓系材料制，所述第一钝化层设置在所述外延层上，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层上，所述第一金属间介质层设置在所述第二钝化层上；所述晶体管包括氮化镓高电子迁移率晶体管，所述氮化镓高电子迁移率晶体管与所述匹配电路连接，所述氮化镓高电子迁移率晶体管包括：设置在所述外延层表面的栅极、源极和漏极；设置在所述第二钝化层的上方，贯穿所述第一钝化层和第二钝化层，分别与所述源极和漏极相连的第一金属层；设置在所述第一金属间介质层的上方，贯穿所述第一金属间介质层，分别与所述第一金属层连接的第二金属层。可选的，所述集成芯片包括背孔和背面金属层，所述背孔贯穿所述衬底和外延层，所述背面金属层设置在所述衬底的下表面，通过所述背孔与所述源极连接。可选的，所述晶体管包括砷化镓异质结双极晶体管、砷化镓高电子迁移率晶体管、氮化镓高电子迁移率晶体管、磷化铟异质结双极晶体管或磷化铟高电子迁移率晶体管。本申请还公开了一种集成芯片的制作方法，所述集成芯片包括相连接的晶体管、匹配电路和LC滤波器，所述晶体管和匹配电路设置在第一功能层，所述LC滤波器设置在第二功能层，其特征在于，包括步骤：形成衬底；在所述衬底上形成外延层；在所述外延层上制作晶体管，包括源漏极、栅极、第一钝化层和第二钝化层；在所述第二钝化层上形成含有电感、电容或电阻的匹配电路；在所述晶体管和匹配电路上形成第一金属间介质层；以及在所述第一功能层上形成含有电容层和电感层的第二功能层。本申请还公开了一种集成电路，包括晶圆和如上所述的集成芯片，所述集成芯片设置在所述晶圆上。相对于将射频前端中的各部分器件分开制作的方案来说，本申请将射频前端中的功率放大器、滤波器以及其它器件做到一个芯片上，并且通过将芯片分层制作，使LC滤波器与功率放大器、低噪放大器或射频开关堆叠设置，从而进一步降低了芯片的面积，提高了芯片集成度，减小了芯片的成本。附图说明所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是一种无线通讯系统的示意图；图2是一种无线通讯系统及射频前端的示意图；图3是一种多通道的无线通信系统的示意图；图4是一种将射频前端集成在一个芯片上的示意图；图5是本申请的一实施例的一种集成电路的示意图；图6是本申请的一实施例的另一种集成电路的示意图；图7是本申请的一实施例的一种集成芯片的示意图；图8是本申请的一实施例的一种设有多个背孔的集成芯片示意图；图9是本申请的一实施例的一种氮化镓高电子迁移率晶体管示意图；图10是本申请的一实施例的一种外延层的示意图；图11是本申请的一实施例的一种电感的示意图；图12是本申请的一实施例的另一种电感的示意图；图13是本申请的一实施例的一种电感的制作方法流程图；图14是本申请的一实施例的一种电容的示意图；图15是本申请的一实施例的一种电容的制作方法流程图；图16是本申请的一实施例的一种电阻、电容和电阻连接关系的示意图；图17是本申请的一实施例的一种电阻薄膜的工作示意图；图18是本申请的一实施例的一种电阻制作方法的流程图；图19是本申请的一实施例的一种低通滤波器的示意图；图20是本申请的一实施例的一种高通滤波器的示意图；图21是本申请的一实施例的一种带通滤波器的示意图；图22是本申请的一实施例的一种带阻滤波器的示意图；图23是本申请的另一实施例的一种集成芯片制作方法的流程图。其中，100、无线通讯系统；110、射频前端；111、功率放大器；112、滤波器；113、双工器；114、低噪声放大器；115、射频开关、120、基带芯片；130、收发器；140、天线；200、集成电路；210、晶圆；220、集成芯片；221、晶体管；2211、衬底；2212、外延层；2213、源极；2214、栅极；2215、漏极；2216、第一钝化层；2217、第二钝化层；2218、第一金属层；2219、第二金属层；2220、第一金属间电介质；222、LC滤波器；223、电感；2231电感绕线；2232、电感输入端；2233、电感输出端；224、电容；2241、下电极；2242、电容介质；2243、下电极金属连线；2244、上电极；227、第三钝化层；228、欧姆接触层；229、背孔；230、背面金属层；231、缓冲层；232、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成芯片，其特征在于，包括第一功能层，以及堆叠在第一功能层表面的第二功能层，所述第一功能层与所述第二功能层连接；所述第一功能层集成了功率放大器、低噪放大器或射频开关中任意一个或多个；所述第二功能层集成了所述LC滤波器。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成芯片，其特征在于，包括第一功能层，以及堆叠在第一功能层表面的第二功能层，所述第一功能层与所述第二功能层连接；所述第一功能层集成了功率放大器、低噪放大器或射频开关中任意一个或多个；所述第二功能层集成了所述LC滤波器。


2.如权利要求1所述的一种集成芯片，其特征在于，所述第一功能层包括晶体管和由电感、电容和/或电阻组成的匹配电路，所述晶体管与所述匹配电路相连；所述第二功能层包括电感层和电容层，所述电感层、电容层与所述匹配电路连接。


3.如权利要求2所述的一种集成芯片，其特征在于，所述电感层设置在所述第一功能层的表面，与所述匹配电路连接；所述电容层设置在所述电感层的表面，与所述电感层连接。


4.如权利要求3所述的一种集成芯片，其特征在于，所述电感层中设有多个电感，所述电感层中的电感同步制作完成；
所述电容层中设有多个电容，所述电容层中的电容同步制作完成。


5.如权利要求2所述的一种集成芯片，其特征在于，所述第二功能层包括至少一个电感层和至少一个电容层，所述电感层和电容层堆叠设置。


6.如权利要求3所述的一种集成芯片，其特征在于，所述第一功能层包括：
衬底；
外延层，设置在所述衬底上，采用氮化镓系材料制成；
第一钝化层，设置在所述外延层上；
第二钝化层，设置在所述第一钝化层上；以及
第一金属间介质层，设置在所述第二钝化层上；
所述晶体管包括氮化镓高电子迁移率晶体管，所述氮化镓高电子迁移率晶体管与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊永辉，许明伟，樊晓兵，曾学忠，
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