一種異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻前端模擬集成芯片，尤其是一種異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片，屬于射頻集成電路技術領域。
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【背景技術】
[0003]射頻前端模擬集成芯片被廣泛應用于通信、導航、雷達等領域，它的作用是完成超外差接收機和發(fā)射機的射頻前端模擬信號處理功能，相比由分立器件組裝的射頻前端電路，具有電性能更佳、集成度高、可靠性好、體積小、使用便捷等眾多優(yōu)點，因此，成為近年來國內外的研究熱點。
[0004]目前，射頻前端收發(fā)電路除了射頻濾波器和中頻濾波器外全部實現了集成，如何將無源射頻濾波器也集成到芯片中是一直困擾射頻工程師的頭號難題。文獻“BAWTechnologies: Development and Applicat1ns within MARTINA， MIMOSA and M0BILIS1ST European Projects”，IEEE Ultrasonics Symposium，2006:341_350，公開了一種將薄膜體聲波濾波器與RFIC異構集成的方法，即將兩種器件粘在同一個PCB板上，然后采用點焊線互聯。這種方法實現了射頻濾波器與RFIC芯片的小型化封裝，但是該方法存在以下幾個缺點:
該集成方法有以下幾個缺點:
一、采用點焊線互聯會引入額外的寄生電感和互感，當器件工作頻率較高時，會惡化器件性能。
[0005]二、濾波器及RFIC均通過粘片膠粘在PCB上，器件之間需要間隔一定的距離，這會增加封裝后集成器件的面積，不利于系統的小型化。
[0006]三、與射頻濾波器連接的焊盤需放置在芯片周圍，這會使得RFIC芯片周圍的焊盤擁擠，同時額外的布線會增加RFIC的芯片尺寸。
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【發(fā)明內容】
[0008]針對現有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出的一種異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片。本發(fā)明可以在確保芯片性能的前提下，實現射頻濾波器與RFIC的高密度集成，達到減小射頻前端面積的目的。
[0009]本發(fā)明的技術方案是這樣實現的:
一種異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片，包括射頻濾波器和射頻集成電路，射頻濾波器包括射頻濾波器襯底和設置在射頻濾波器襯底表面的射頻濾波器芯片電路，射頻集成電路包括射頻集成電路襯底、射頻集成電路芯片電路、接地金屬層或深阱和鈍化層，在射頻集成電路芯片電路四周設有連接外殼用焊盤，其特征在于:所述射頻濾波器襯底表面制作有若干與射頻集成電路連接用射頻濾波器焊盤，射頻濾波器焊盤與射頻濾波器芯片電路位于射頻濾波器襯底同一表面；射頻集成電路焊盤設置在鈍化層上集成射頻濾波器的位置處且與射頻濾波器焊盤尺寸及排布相對應，射頻集成電路焊盤通過鈍化層上的通孔與射頻集成電路芯片電路連接；射頻濾波器焊盤與射頻集成電路焊盤通過倒裝焊異構集成工藝對應連接在一起。
[0010]所述射頻集成電路襯底上集成射頻濾波器的位置位于射頻集成電路之間的空白區(qū)域，射頻集成電路焊盤和接地金屬層或深阱之間為鈍化層，射頻集成電路焊盤通過鈍化層上的通孔與射頻集成電路芯片電路連接；所述射頻集成電路焊盤包括信號焊盤及接地焊盤。
[0011]所述射頻集成電路襯底上集成射頻濾波器的位置位于射頻集成電路芯片電路之上，在垂直方向上，射頻集成電路焊盤與下層射頻集成電路芯片電路之間為鈍化層/接地金屬層/鈍化層構成的多層薄膜，其中鈍化層起到絕緣隔離的作用。
[0012]在射頻濾波器焊盤或射頻集成電路焊盤上植有倒裝焊用金球或錫球，射頻濾波器焊盤與射頻集成電路焊盤通過金球或錫球倒裝焊連接在一起。
[0013]所述射頻集成電路芯片電路為接收發(fā)射射頻芯片電路，或者為接收芯片電路，或者為發(fā)射芯片電路。
[0014]所述射頻濾波器為芯片面積小于射頻集成電路的薄膜體聲波濾波器、聲表面波濾波器或無源集成濾波器。
[0015]本發(fā)明提出實現射頻濾波器與射頻集成電路RFIC三維異構集成的思路，針對現有技術的缺點，利用晶圓鍵合技術或倒裝焊技術，避免了射頻濾波器與RFIC之間點焊線和粘片膠的使用。相比現有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、無需使用點焊線連接射頻濾波器與RFIC，避免了點焊線寄生電感和點焊線間互感對射頻濾波器和RFIC性能的影響。
[0016]2、無需使用粘片膠，避免了因粘片膠外溢導致的射頻濾波器與RFIC芯片間隔較大。
[0017]3、濾波器與RFIC之間的連接焊盤不再在硅片邊緣，而是更接近相應的集成電路元件，集成電路周圍的焊盤將不再擁擠，達到減小RFIC布線難度和減小RFIC芯片尺寸的目的。
[0018]4、通過在RFIC上制備接地金屬層或深阱，可以抑制射頻濾波器信號泄露，以及射頻濾波器與RFIC電路之間的串擾，不會惡化器件性能。
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【附圖說明】
[0020]圖1-本發(fā)明異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片結構剖視圖；
圖2-本發(fā)明異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片集成方法中各步驟所對應的器件結構剖視圖，圖2A是無源射頻濾波器的剖視圖，圖2B是無源射頻濾波器上植球后的剖視圖，圖2C是RFIC的剖視圖，圖2D是完成集成后的射頻前端模擬集成芯片結構剖視圖。
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【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提出的異構集成無源射頻濾波器的射頻前端模擬集成芯片結構如圖1所示，包括射頻濾波器和射頻集成電路兩大部分，射頻濾波器又包括射頻濾波器襯底1、設置在射頻濾波器襯底表面的射頻濾波器芯片電路2、設置在射頻濾波器襯底表面(四周)的若干與射頻集成電路連接用射頻濾波器焊盤3和倒裝焊用金球或錫球4，金球或錫球4設置在對應的射頻濾波器焊盤3上，其中射頻濾波器焊盤3與射頻濾波器芯片電路2位于射頻濾波器襯底I同一表面。射頻集成電路包括射頻集成電路襯底5、在射頻集成電路襯底上從下往上依次設置的射頻集成電路芯片電路(圖上沒有示出)、接地金屬層或深阱6、鈍化層8，設置在射頻集成電路芯片電路四周的連接外殼用焊盤7和設置在鈍化層8上的射頻集成電路焊盤9。射頻集成電路焊盤9設置在鈍化層8上集成射頻濾波器的位置處且與射頻濾波器焊盤尺寸及排布相對應，射頻集成電路焊盤通過鈍化層上的通孔與射頻集成電路芯片電路連接；射頻濾波器焊盤與射頻集成電路焊盤通過金球或錫球以倒裝焊異構集成工藝對應連接在一起。
[0023]實際設計時，所述射頻集成電路襯底上集成射頻濾波器的位置位于射頻集成電路之間的空白區(qū)域，射頻集成電路焊盤和接地金屬層或深阱之間為鈍化層，射頻集成電路焊盤通過鈍化層上的通孔與射頻集成電路芯片電路連接；所述射頻集成電路焊盤包括信號焊盤及接地焊盤。
[0024]所述射頻集成電路襯底上集成射頻濾波器的位置也可以位于射頻集成電路芯片電路之上，在垂直方向上，射頻集成電路焊盤與下層射頻集成電路芯片電路之間為鈍化層/接地金屬層/鈍化層構成的多層薄膜，其中鈍化層起到絕緣隔離的作用。
[0025]作為等同替換，倒裝焊用金球或錫球也可以設置在射頻集成電路焊盤上。
[0026]所述射頻集成電路芯片電路為接收發(fā)射射頻芯片電路，或者為接收芯片電路，或者為發(fā)射芯片電路。
[0027]所述射頻濾波器為芯片面積小于射頻集成電路的薄膜體聲波濾波器、聲表面波濾波器或無源集成濾波器。