集成无源器件制造技术

本发明专利技术描述了一种包含集成无源器件（ＩＰＤ）作为载体基板（ＩＰＤ　　ＭＣＭ）的多芯片模块（ＭＣＭ）。寄生电气干扰通过从该表面省去金属、或选择性地使用远离敏感器件元件的ＭＣＭ的部件中的金属而在ＩＰＤ的一个或两个界面被控制。这些敏感的器件元件主要是模拟电路元件，尤其是ＲＦ电感器元件。在ＩＰＤ设计中，该敏感元件被与其它元件隔离。这允许选择性金属方法的实现。这也使得在ＩＰＤ基板顶部的寄生干扰通过ＩＣ半导体芯片和ＩＣ芯片的接地面的选择性放置而被减小。在本发明专利技术的ＩＰＤ　　ＭＣＭ的优选实施例中，该ＩＰＤ基板是多晶硅，以进一步减小ＲＦ干扰。这些组装该模块的不同的方法可以适合保持整体厚度在１．０ｍｍ之内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成无源器件(IPD)，尤其是以多芯片模块(MCM)形式的集成电路(IC)、在该电路中主要元件是IPD芯片。
技术介绍
(本节中所包含的部分技术资料可以不必是现有技术)现有技术中的射频(RF)电子电路使用大量的无源器件。这些电路中的许多被用在手持无线产品中。因此，无源器件和无源器件电路的小型化是RF器件技术中的一个重要的目标。由于至少两个原因，使在有源硅器件的级别上的无源器件的集成化和小型化不能实现。第一，迄今为止，典型的无源器件使用不同的材料技术。但是，更根本地，许多无源器件的尺寸是该器件频率的函数，这样尺寸固然地相对大。但是，仍存在着制造出更紧凑的以及更有面积效率的IPD的不懈要求。已经取得了显著的进步。在许多情况下这些涉及表面贴装技术(SMT)。利用表面贴装技术，常规地制造包含大量无源元件的小基板。在制造集成无源器件网络方面的近来进展包括薄膜(thin film)技术，其中电阻器、电容器和电感器作为在合适的基板上的集成薄膜器件而被建立。例如参见美国专利No.6,388,290。这种进展展示了作为无源器件技术中的下一代集成的希望。然而，正如基板的材料和特性(纯单晶硅)已经成为有源器件技术成功的关键那样，显然作为IPD集成发展同样是重要的。由于无源薄膜器件直接形成在基板上，因此在基板和无源器件之间的电气干扰成为主要的关注点。美国专利申请系列号10/835,338涉及这些问题，并且描述和要求了一种IPD基板，其提供了结合与期望的电介质特性的加工优点。这个基板也能够被制造得较薄，以减小IPD的外形。当从小型化的观点来看通常关心的是所谓的器件或电路的“覆盖区”(footprint)时，随之而来的目标是减小厚度。减小IC的覆盖区的通常方法是在一个MCM中叠置两块或更多的芯片。在MCM技术中，封装芯片的厚度通常与覆盖区一样重要。由于元件、尤其是电感器元件之间的RF干扰的问题，通常使小型化RF电路的MCM方法无效。用于RF电路和IPD通常的方法是在基板上横向扩展器件。通常IPD基板大于普通半导体IC，因此为了实现一个包含IPD基板的MCM，该IPD基板成为用于MCM的载流子基板的合理的选择物，即，半导体芯片将被置于IPD基板的顶部。然而，在IPD基板上叠置器件尤其带来有问题的干扰。在这种MCM配置中的IPD基板面临两个RF场干扰的问题，一个是IPD基板被安装的基板上，另一个是IPD基板顶部的IC芯片。
技术实现思路
我们已经研制出一个包含作为载体基板(carrier substrate)的IPD的MCM(IPD MCM)。寄生电气干扰在IPD的一个或两个界面被控制，或者通过从该界面除去金属、或选择性地使用在远离敏感器件元件的MCM的部件中的金属。该敏感器件元件主要是模拟电路元件，尤其是RF电感器元件。在IPD设计中，该敏感元件与其它元件隔离。这允许执行选择性金属方案。这也允许通过IC半导体芯片选择性放置来降低在IPD基板顶部的干扰。在本专利技术的IPD MCM的优选实施例中，IPD基板是上述作为参考的申请所描述的和所要求的基板。该基板本质上地减小了RF干扰，以及能被制造得薄以减小该MCM的外形。附图说明图1示出一种用于制备高电阻率的IPD基板的单晶硅原始晶片；图2示出具有多晶硅沉积的原始晶片；图3是示出了超过500个用于构建薄膜IPD的IPD位置的本专利技术的多晶硅晶片的视图；图4是示出置于常规基板上的常规的SMT元件的典型IPD的示意性剖面图；图5是在图3的基板的一个位置上的用于IPD制造的薄膜方法的示意图；图6是在除去单晶硅处理后的制造好的IPD的视图； 图7是示出一个IPD的实施例的电路图；图8示出具有置于IPD上的有源IC芯片的IPD；图9示出具有IPD载体基板和半导体IC芯片的MCM的另一视图；图10示出MCM的实施例，该MCM具有IPD载体基板、相对于敏感RF元件有选择地放置的半导体IC芯片和从下部IPD界面除去的金属；图11示出具有IPD载体基板的MCM的可选实施例；图12是完全装配好的IPD MCM产品的视图。具体实施例方式下面的细节描述的第一部分涉及用于IPD MCM的优选基板。图1是原始晶片11的视图。这是从晶块切割下来的单晶硅晶片，是一种在世界范围内的大量用于IC器件制造的晶片。硅晶片被以多种尸寸制造，但是通常该晶片的直径越大，潜在器件费用就越低。当前，硅晶片的有效直径可达12英寸。关于现有技术中的12英寸的硅晶片，该尺寸将在接下来的描述中被用作例子，可以理解的是，更小的晶片，例如6″或8″也是可用的。在晶片制造设备中，在锯和抛光该晶片后，每一晶片接受质量控制，其中晶片被测量以符合一致的物理尺寸和电气特性的严格标准。通常带有碎片或划痕的晶片将被拒绝。具有过量的或不一致的电导率的晶片将被拒绝。在许多情况下这些被拒绝的晶片被丢弃，以及有时被称作“垃圾晶片”。在此说明书中以及在接下来的权利要求中，“拒绝的”晶片包括从晶块切割下来、被一个或多个物理或电气测试测量、以及由于测试失败而被拒绝的晶片。拒绝的晶片具有相对低的商业价值。一些可以重复利用；一些可以被修复。例如，由于存在于加工期间的缺陷一些晶片被拒绝。这些晶片具有被抛光以除去缺陷结构的潜力，并用于制造。这种晶片也被认为是拒绝晶片。拒绝晶片可以被认为具有的价值小于50％、以及更典型地小于10％的可被接受的晶片的价值。回收的或重复利用的晶片也是低成本IPD基板的可选原料。根据本专利技术的一个方面，单晶硅晶片被用作处理晶片以制造多晶硅晶片。可以理解，当由于经济的原因使拒绝晶片是可以选择的晶片时，任何合适的单晶硅晶片都可以使用。在此工艺中，单晶硅晶片被牺牲。作为处理晶片，单晶硅晶片具有重要特性。即使物理上薄(例如200-500微米)，它也在物理上相当坚固，并且能被处理和加工。在大的面积上其非常平。它具有高度抛光的均匀的光滑表面。并且其兼容硅晶片制造工艺与工具。使用硅晶片作为基板晶片时，厚的多晶硅层12和13沉积在如图2所示的晶片11的两侧。可选地，多晶硅可以仅沉积在一侧。但是，该用作IPD基板的多晶硅层需要相对的厚，例如至少50微米，最好100-300微米。我们发现具有该厚度的层，当沉积在单晶硅基板上时，具有高的应力以及易于物理变形。既然本专利技术的IPD加工需要平面度，那么最好避免基板显著的变形。我们已经发现通过沉积多晶硅在单晶晶片的两侧，应力会均衡。因此，各层最好(但不是必须)具有等于图2所示的形成的厚度。该最后得到的晶片相对厚，并且非常坚固。为了进一步减小在合成晶片中的应力，该合成晶片可以被热处理。但是，应该注意热处理的应用，由于热处理促进晶粒增长，并且希望得到细的晶粒结构，原因将从下述论述中变得明白。图2的子组件，例如三层合成基板，可以通过基板制造厂商作为独立产品而生产。该产品的特性，如上述的IPD基板一样，是合成的平面性的三层。最终希望的基板产品是不具有单晶晶片的多晶硅基板，如将在下面所述。但是，即使该图2中所示的合成晶片不是最终的产品(例如在最终的产品中不存在单晶晶片)，执行至少一些在合成晶片上的加工也是方便的。该加工过的晶片可以在后面的步骤中被变薄以除去多晶硅层中之一，以及该单晶层，留下多晶硅层作为最终的IPD基板。固有的多晶硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成无源器件多芯片模块（ＭＣＭＩＰＤ），包括ａ．基板，ｂ．附着到具有附着层的基板的ＩＰＤ，其中附着层的至少一部分是不导电的。

【技术特征摘要】
US 2005-1-6 11/030,7541.一种集成无源器件多芯片模块(MCMIPD)，包括a.基板，b.附着到具有附着层的基板的IPD，其中附着层的至少一部分是不导电的。2.权利要求1的IPD MCM，其中整个附着层是不导电的。3.权利要求1的IPD MCM，其中附着层的第一部分是不导电的，而附着层的第二部分是导电的。4.权利要求1的IPD MCM，其中IPD具有包含至少一个电感器元件的第一部分和包含至少一个数字元件的第二部分，并且其中在IPD的第一部分下面的附着层的部分是不导电的，而在数字元件的下面的附着层的部分是导电的。...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼M基乌，伊农德加尼，查利春雷高，孙昆泉，孙立国，
申请(专利权)人：赛骑有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]