芯片级集成射频无源器件、其制造方法及含有其的系统的制作方法

专利名称：芯片级集成射频无源器件、其制造方法及含有其的系统的制作方法
芯片级集成射频无源器件、其制造方法及含有其的系统技术领域实施例总地涉及器件的芯片级集成。
背景技术：
为了方便用户，使小型射频(RF)器件的封装越来越小的压力正越来 越大。RF器件可以在其操作中使用电感器，该电感器需要相对于RF器件的 收发功率的高感应系数(高Q)。通常，这种高Q器件被放在集成电路(IC)管芯附近的板子上，该管 芯例如是其上设置有有源电路的半导体芯片。在板子上设置高Q器件使得 能够将半导体芯片有效表面的资源用于被集成到电路中的有源器件。


为了描述获得实施例的方式，将参考附图所示的示范性实施例给出上 文简述的实施例的更详细描述。要理解这些附图仅描绘了典型实施例，它 们未必是按比例绘制的且因此不应被视为限制其范围，将利用附图以额外的特异性和细节来描述各实施例，附图中图1A为根据实施例的处理期间的晶片的截面图；图1B为在根据实施例的进一步处理期间图1A中所示晶片的截面图； 图1C为在根据实施例施加粘合带之后图1B中所示晶片的截面图； 图1D为在根据实施例形成电介质层之后图1C中所示晶片的截面图； 图1E为在根据实施例形成射频无源器件层之后图1D中所示晶片的截 面图；图1F为在根据实施例形成穿透管芯的通孔之后图1E中所示晶片的截 面图；图1G为在根据实施例去除粘合带之后图1F中所示晶片的截面图；图2为根据实施例的芯片封装中的管芯级射频无源器件层的正视截面;图3为根据实施例的芯片封装的衬底中的隐藏管芯占地区的射频无源 器件层的正视截面；图4为根据实施例的芯片封装的衬底中的部分隐藏管芯占地区的射频 无源器件层的正视截面；图5为根据实施例的芯片封装的衬底中己包封的隐藏管芯占地区的射 频无源器件层的正视截面；图6为根据实施例的芯片封装中的倒装芯片管芯级射频无源器件层的 正视截面；图7为根据实施例从图IE截取的详细截面；图8为根据实施例、包括集中式穿透管芯的通孔的芯片封装中的管芯 级射频无源器件层的正视截面；图9为根据实施例、包括集中式穿透管芯的通孔的芯片封装中的管芯 级射频无源器件层的正视截面；该芯片封装还包括根据实施例的芯片封装 衬底中的隐藏管芯占地区的射频无源器件层；图IO为描述方法流程实施例的流程图；图11为示出根据实施例的计算系统的部分切除视图；以及 图12为根据实施例的计算系统的示意图。
具体实施方式
本公开中的实施例涉及包括射频(RF)无源器件层的设备，该无源器 件层以芯片级尺寸部署在IC管芯附近。实施例涉及到RF无源器件层的管 芯上和衬底内的部署。实施例还涉及将这种RF无源器件层与IC管芯组装 的方法。实施例还涉及结合有管芯级RF无源器件层的计算系统。实施例还 涉及具有RF无源器件层的衬底内部署的计算系统。以下描述包括诸如上、下、第一、第二等术语，使用它们仅仅是为了 描述性目的，而非被视为限制。可以以很多种位置和取向来制造、使用或 运输这里所述的设备或物品的实施例。术语"管芯"和"芯片"通常指作 为基本工件的物理对象，通过各种工艺操作将所述基本工件变换成希望的 集成电路器件。管芯通常是从晶片分离出来的，晶片可以由半导体、非半 导体或半导体和非半导体材料的组合来制造。板子通常是浸渍过树脂的玻璃纤维结构，其充当着管芯的安装基板。现在将参考附图，附图中将为类似结构提供类似的附图标记后缀。为 了最清晰地示出各实施例的结构，本文包括的附图为集成电路结构的图解 表示。因此，例如在显微照片中，制造结构的实际外观可能会不同，尽管 其仍然含有图示实施例的本质结构。此外，附图示出了理解图示实施例所 必须的结构。未包括现有技术己知的其他结构以保持附图的清晰性。图1A为根据实施例的处理期间的晶片100的截面图。晶片100可以是 任何含有半导体的材料。在处理期间，操控晶片100以保持有源器件。图1B为在根据实施例的进一步处理期间图1A中所示晶片100的截面 图。晶片IOI已经被处理过，以包括未处理的半导体材料110 (在下文中称 为"半导体衬底110")和有源器件电路112，将有源器件电路112任意示 出为独立于晶片101的结构。通过多个管芯键合焊盘来实现进出晶片101 的连通，为管芯键合焊盘之一指定附图标记114。在这种处理之后，晶片 101包括有源表面116和背侧表面118。在实施例中，有源器件电路112包括半导体中的晶体管和其他有源器 件以构成诸如静态随机存取存储器(SRAM)、嵌入式动态随机存取存储器 (eDRAM)、逻辑电路等电路。图1C为在根据实施例施加粘合带120之后图1B中所示晶片101的截 面图。晶片102已经被粘着于粘合带120，以允许对其进行处理，实现根据 实施例的含RF无源器件的层。在实施例中，粘合带120为加热后失去显著 粘合性的热释放带，从而从有源表面116剥离掉粘合带120而不会显著改 变电路和管芯结合焊盘114。图1D为在根据实施例形成电介质层122之后图1C中所示晶片102的 截面图。处理电介质层122以实现使有源器件电路112与要以芯片级安装 的含RF无源器件的层电隔离。在实施例中，使用热工艺来生长氧化物膜122作为电介质层122。在实 施例中，对晶片100 (图1A)进行预处理，以在处理晶片100以实现有源 器件电路112之前使用的热条件下实现氧化物膜122。在实施例中，电介质 层122为操作晶片100 (图1A)以实现有源器件电路112之后生长的氧化 物膜。在实施例中，将天然氧化物用作电介质层122。在一实施例中，电介质层122为淀积的氧化物，例如通过分解四乙基 原硅酸盐(TE0S)形成的氧化物。在一实施例中，电介质层122为淀积的 氮氧化物。在一实施例中，电介质层122为淀积的碳化物。在一实施例中， 电介质层122为淀积的硫化物。在一实施例中，电介质层122为淀积的氧 硫化物。在一实施例中，电介质层122为淀积的硼化物。在一实施例中， 电介质层122为淀积的氮硼化物。在一实施例中，电介质层122为粘附于 管芯背侧表面118的有机层。在一实施例中，电介质层122为任何上述材 料的组合。在一实施例中，电介质层122为淀积的电介质材料。在任何情况下，在形成电介质层122之后，形成管芯背侧表面119，其 覆盖原来的管芯背侧表面118。在已经形成电介质层122之后，"管芯背侧 表面"表示表面119，除非明确地指出为原来的管芯背侧表面118。在实施例中，经过处理以实现电介质层122的晶片103具有有源器件 电路112、半导体衬底110和电介质层122的总厚度。在实施例中，管芯厚 度126包括有源器件电路112和半导体衬底110的厚度，总厚度124包括 管芯厚度126和电介质层122的厚度。在一实施例中，例如，管芯厚度126 与总厚度124之比为1000:1001左右，其中电介质层122为半导体衬底110 背侧表面118上的天然氧化物膜。在一实施例中，例如，管芯厚度126与 总厚度124之比为0. 5: 1左右，其中电介质层为晶片100上预先制造的热 氧化物层(图1A)。在一实施例中，例如，管芯厚度126与总厚度124之比 为3: l左右，其中对于Si02电介质层122而言，电介质层122具有相当于 电介质层到半导体衬底厚度大约一半的电绝缘质量。在一实施例中，例如， 管芯厚度126与总厚度124之比为1: 1左右，其中电介质层122为Si02 电介质层122。图1E为在根据实施例形成RF无源器件层128之后图ID中所示晶片103 的截面图。通过将RF无源器件层128粘合到管芯背侧表面119上，对晶片 104进行了处理。图7为根据实施例从图1E截取的详细截面。在实施例中，RF无源器件 层128为层压材料。晶片104左侧的插图例示了构成RF无源器件层128的 层压材料的实施例。在该实施例中，RF无源器件层128包括紧靠电介质层 122设置的基底电介质130。 RF无源器件层128还包括紧靠基底电介质130设置的第一导电层132、中间电介质134、导电互连136、第二导电层138 和外部电介质140。对于这种层压结构，根据实施例，RF无源器件层128为诸如电感器的 器件提供了结构。在一实施例中，图1E所示的层压结构128具有根据已知 技术的螺线(spiral)电感器。在一实施例中，该层压结构128具有根据 已知技术的螺旋(helical)电感器。在一实施例中，该层压结构128具有 根据已知技术的双电极薄膜电容器(TFC)。在一实施例中，层压结构128 包括比图1E所示的两个导电层132和138更多的层，以实现根据已知技术 的叉指状电容器(IDC)。在一实施例中，RF无源器件层128包括单个导电 层以形成根据已知技术的金属电阻器。在一实施例中，RF无源器件层128 包括根据已知技术的二极管电阻器。在一实施例中，导电层132和138以及导电互连136为诸如铜的金属， 根据已知技术，其可以被电镀、层压或构图。在一实施例中，基底电介质 130、中间电介质134和外部电介质140为高k电介质材料，该高k电介质 材料是柔性的且可以利用蚀刻技术或漏印(stenciling)技术来构图。图1F为在根据实施例形成穿透管芯的通孔142之后图1E中所示晶片 104的截面图。根据一实施例，通过诸如机械钻孔的工艺形成穿透管芯的通 孔142。根据一实施例，通过诸如激光钻孔的工艺形成穿透管芯的通孔142。 根据一实施例，通过诸如反应离子蚀刻(RIE)的工艺形成穿透管芯的通孔 142。在一实施例中，在执行图1B所示的处理期间在晶片101中形成穿透管 芯的通孔142。在一实施例中，在执行图1C所示的处理期间在晶片102中 形成穿透管芯的通孔142。在一实施例中，在执行图1D所示的处理期间在 晶片103中形成穿透管芯的通孔142。在一实施例中，在执行图1E所示的 处理期间在晶片104中形成穿透管芯的通孔142。图1G是在根据实施例去除粘合带之后图1F中所示晶片105的截面图。 在处理期间在晶片104中形成穿透管芯的通孔142的情况下，进一步的处 理包括形成也由附图标记142表示的互连，随后通过诸如使用晶片背侧表 面119上的基准标记的技术排列RF无源器件层128，并淀积RF无源器件层 128以制造RF无源器件层128和互连142之间的电连接。如果设置于管芯有源表面116上的结构表现出比粘合带120更大的粘 性，则可以简单地通过从管芯有源表面116拉开图1F所示的粘合带120来 将它去除。在一实施例中，粘合带120为热释放材料，首先对其加热，然 后从管芯有源表面116将其拉开。图2为根据实施例的芯片封装200中的管芯级RF无源器件层228的正 视截面。在实施例中，对诸如晶片106的晶片进行分离以获得管芯201。管 芯201包括半导体衬底210、有源表面216上的有源器件电路212、电介质 层222、 RF无源器件层228和互连242。根据实施例将管芯201粘附到安装 衬底248。在一实施例中，利用诸如公知的管芯贴附粘合剂的粘合剂244将 管芯201粘附到安装衬底248上。在实施例中，在RF无源器件层228中可 以设置任何已知的RF无源器件。通过一系列结合线在管芯201和安装衬底248之间进行电信号和功率 的传输，根据实施例用附图标记250表示出结合线之一。结合线250利用 管芯结合焊盘214和安装衬底结合焊盘在管芯201和安装衬底248之间进 行连通，用附图标记252对结合焊盘其中之一加以标记。在实施例中，在RF无源器件层228中包含至少一个RF无源器件，并 且通过根据实施例的互连242进行管芯有源表面216和RF无源器件层228 之间的所有电连通。因此，可以使任何感应环(inductive-loop)效应最 小化，因为管芯有源表面216和RF无源器件之间的电连通都包含在安装衬 底248上的管芯的占地区之内。作为比较，在根据旧技术必须要相对于管 芯横向安装RF无源器件时，与本公开阐述的若干实施例相比，感应环效应 将会很显著。图3为根据实施例的芯片封装300的安装衬底348中的隐藏管芯占地 区的RF无源器件层328的正视截面。在实施例中，对诸如晶片106的晶片 进行分离以获得管芯301。管芯301包括半导体衬底310、有源表面316上 的有源器件电路312、背侧表面318上的电介质层322、以及互连342。根据实施例将管芯301粘附到安装衬底348上。在实施例中，将RF无 源器件层328随同安装衬底348 —起设置。因此，在制造安装衬底348期 间，RF无源器件层328是和迹线、结合指、互连和引线键合安装衬底348 中通常需要的其他结构一道就地制造的。在实施例中，可以在RF无源器件层328中设置任何已知的RF无源器件。通过一系列结合线在管芯301和安装衬底348之间进行电信号和功率 的传输，根据实施例用附图标记350表示出结合线之一。结合线350利用 管芯结合焊盘314和安装衬底结合焊盘在管芯301和安装衬底348之间进 行沟通，用附图标记352对结合焊盘其中之一加以标记。在实施例中，在RF无源器件层328中包含至少一个RF无源器件，并 且利用根据实施例的互连结合焊盘354通过互连342进行管芯有源表面316 和RF无源器件层328之间的所有电连通。因此，可以使任何感应环效应最 小化，因为管芯有源表面316和RF无源器件之间的电连通都包含在安装衬 底348上的管芯占地区之内。在因为存在安装衬底电介质涂层347或349 而导致的电隔离很充分的实施例中，可以取消电介质层322。图4为根据实施例的芯片封装400的安装衬底448中的部分隐藏管芯 占地区的RF无源器件层428的正视截面。在实施例中，对诸如晶片106的 晶片进行分离以获得管芯401 。管芯401包括半导体衬底410、有源表面416 上的有源器件电路412、背侧表面418上的电介质层422、以及互连442。根据实施例在电介质层背侧表面419将管芯401粘附到安装衬底448 上。在实施例中，在安装衬底448之内设置RF无源器件层428。因此，在 制造安装衬底448期间，RF无源器件层428是和迹线、结合指、互连和引 线键合安装衬底448中通常需要的其他结构一道就地制造的。在实施例中， 可以在RF无源器件层428中设置任何已知的RF无源器件。通过一系列结合线在管芯401和安装衬底448之间进行电信号和功率 的传输，根据实施例用附图标记450表示出结合线之一，用附图标记456 表示其中之一。第一结合线450利用管芯结合焊盘414和安装衬底第一结 合焊盘在管芯401和安装衬底448之间进行连通，用附图标记452表示第 一结合焊盘之一。第二结合线456利用可能位于图4截面图所示平面之外 的管芯结合焊盘414和安装衬底第二结合焊盘在管芯401和安装衬底448 之间进行连通，用附图标记460表示第二结合焊盘之一。在实施例中，在RF无源器件层428中包含至少一个RF无源器件，通 过互连442和互连结合焊盘454进行管芯有源表面416和RF无源器件层428 之间的一些电连通。通过第二结合线456和第二安装衬底结合焊盘460进行管芯有源表面416和RF无源器件层428之间的一些电连通。因此，可以 使大部分感应环效应最小化，因为管芯有源表面416和RF无源器件之间的 电连通都包含在安装衬底448上的管芯401的占地区之内。因为感应环从 管芯有源表面416恰通往安装衬底448上的管芯401占地区之外第二安装 衬底结合焊盘460处，所以会在管芯有源表面416和RF无源器件之间产生 某些感应环效应。在于管芯占地区之外选择通往RF无源器件层428中的RF 无源器件的入口时，会发生这种实施例。在一实施例中，衬底第一结合焊 盘452和衬底第二结合焊盘460的位置在一条线上，由于图4中截取的截 面平面的原因，在图4中它们之一会隐藏起来。图5为根据实施例的芯片封装500的衬底548中已包封的隐藏管芯占 地区的RF无源器件层528的正视截面。在实施例中，对诸如晶片106的晶 片进行分离以获得管芯501。管芯501包括半导体衬底510、有源表面516 上的有源器件电路512、背侧表面518上的电介质层522和互连542。根据实施例，将管芯501粘附到安装衬底548并用包封562加以保护。 在实施例中，可以对图2-9所示的任意结构进行包封。通过一系列结合线在管芯501和安装衬底548之间进行电信号和功率 的连通，根据实施例用附图标记550表示出结合线之一。结合线550利用 管芯结合焊盘514和安装衬底结合焊盘在管芯501和安装衬底548之间进 行连通，用附图标记552对安装衬底结合焊盘之一加以标记。图6为根据实施例的芯片封装600中的倒装芯片管芯级RF无源器件层 628的正视截面。在实施例中，对诸如晶片106的晶片进行分离以获得管芯 601。管芯601包括半导体衬底610、有源表面616上的有源器件电路612、 设置于半导体衬底610背侧表面618上的电介质层622。管芯601还包括 RF无源器件层628和互连642。根据实施例将RF无源器件层628粘附到小 片背侧表面619。在实施例中，可以在RF无源器件层628中设置任何已知 的RF无源器件。通过一系列焊料凸点在管芯601和安装衬底648之间进行电信号和功 率的连通，根据实施例用附图标记664表示出焊料凸点之一。焊料凸点664 利用管芯结合焊盘614和安装衬底结合焊盘在管芯601和安装衬底648之 间进行连通，用附图标记652表示安装衬底结合焊盘之一。根据实施例，进一步利用底填材料666将管芯601粘附到安装衬底648，底填材料保护着 管芯有源表面616的电路。图8为根据实施例、包括集中化穿透管芯的通孔842的芯片封装800 中的管芯级RF无源器件层828的正视截面。在实施例中，分离晶片以获得 管芯801。管芯801包括半导体衬底810、有源表面816上的有源器件电路 812、电介质层822、 RF无源器件层828和互连842。在实施例中，通过横 向平分管芯801的对称线870在空间上界定管芯801。对称线870界定了到 管芯边缘874的第一距离872和到互连842的第二距离876。在一实施例中， 第一距离872除以第二距离876大约为1，这是图1G和图2到7所示的空 间状况。在一实施例中，第一距离872除以第二距离876大于1，这是图8 和图9所示的空间状况。在为了实现第一距离872除以第二距离876的给 定比值而作出的互连842的每种布置中，可以选择给定的比值，例如，用 于实现对有源表面816的给定布局和RF无源器件层828中RF无源器件位 置有用的环路电感(loop inductance)。根据实施例将管芯801粘附到安装衬底848。在实施例中，利用诸如公 知的管芯贴附粘合剂的粘合剂844将管芯801粘附到安装衬底848上。在 实施例中，可以在RF无源器件层828中设置任何己知的RF无源器件。通过一系列结合线在管芯801和安装衬底848之间进行电信号和功率 的连通，根据实施例用附图标记850表示出结合线之一。结合线850利用 管芯结合焊盘814和安装衬底结合焊盘在管芯801和安装衬底848之间进 行连通，用附图标记852对安装衬底结合焊盘之一加以标记。在实施例中，在RF无源器件层828中包含至少一个RF无源器件，并 且根据实施例通过互连842进行管芯有源表面816和RF无源器件层828之 间的所有电连通。因此，可以使任何感应环效应最小化，因为管芯有源表 面816和RF无源器件之间的电连通都包含在安装衬底848上的管芯801的 占地区之内。作为比较，在必须要相对于管芯横向安装RF无源器件时，与 本公开阐述的若干实施例相比，感应环效应将会很显著。图9为根据实施例、包括集中化穿透管芯的通孔942的芯片封装900 中的管芯级射频无源器件层928的正视截面。在实施例中，通过横向平分 管芯901的对称线970在空间上界定管芯901。对称线970界定了到管芯边缘974的第一距离972和到互连942的第二距离976。在一实施例中，第一 距离972除以第二距离976大约为1，这是图1G和图2到7所示的空间状 况。在一实施例中，第一距离972除以第二距离976大于1，这正是图8和 图9所示的空间状况。在为了实现第一距离972除以第二距离976的给定 比值而作出的互连942的每种布置中，可以选择给定的比值，例如，用于 实现对有源表面916的给定布局和RF无源器件层928中RF无源器件位置 有用的环路电感。根据实施例将管芯901粘附到安装衬底948上。在实施例中，在安装 衬底948之内设置RF无源器件层928。因此，在制造安装衬底948期间， RF无源器件层928是和迹线、结合指、互连和引线键合安装衬底948中通 常需要的其他结构一道就地制造的。在实施例中，可以在RF无源器件层928 中设置任何已知的RF无源器件。通过一系列结合线在管芯901和安装衬底948之间进行电信号和功率 的连通，根据实施例用附图标记950表示出结合线之一。结合线950利用 管芯结合焊盘914和安装衬底结合焊盘在管芯901和安装衬底948之间进 行连通，用附图标记952对安装衬底结合焊盘之一加以标记。在实施例中，在RF无源器件层928中包含至少一个RF无源器件，并 且根据实施例利用互连结合焊盘954通过互连942进行管芯有源表面916 和RF无源器件层928之间的所有电连通。因此，可以使任何感应环效应最 小化，因为管芯有源表面916和RF无源器件之间的电连通都包含在安装衬 底948上的管芯的占地区之内。在因为存在安装衬底电介质947或949而 导致的电隔离充分好的实施例中，可以取消电介质层922。图10为描述方法流程实施例的流程图1000。在1010，该方法包括在晶片背侧表面上形成电介质层。在例示性实施 例中，电介质层122为通过热处理图1A所示的晶片100而形成的Si02层。在1020，该方法包括在电介质层上形成RF无源层压体。在例示性实施 例中，在电介质层122上对准该RF无源层压体128并通过热处理进行粘附 (图1E)。在例示性实施例中，将电介质层322置于与安装衬底348—体的 RF无源层压体328上。在一实施例中，该方法终止于1020。在1030，该方法包括将晶片或取自晶片的管芯电连接到RF无源层压体。在例示性实施例中，在将RF无源层压体128置于管芯背侧表面219上的同 时将RF无源层压体128电连接到管芯201 (图2)。在例示性实施例中，在 将管芯置于安装衬底348上的同时将RF无源层压体328电连接到管芯301 ， 安装衬底348包含RF无源层压体328作为其一体的部分(图3)。在例示性 实施例中，在将管芯401引线键合到安装衬底第二结合焊盘460上的同时 将RF无源层压体428电连接到管芯401，该安装衬底第二结合焊盘460耦 合到RF无源层压体428 (图4)。在1040，该方法包括在晶片中形成穿透晶片的通孔。在例示性实施例 中，在进一步处理之前在图1D所示的结构中形成穿透晶片的通孔142,随 后进行方法流程1020。在1050，该方法包括对晶片进行划片。在例示性实施例中，在1040形 成穿透晶片的通孔142，随后在1050对晶片进行划片。在实施例中，该方 法终止于1050。在1060，该方法包括提供安装衬底。在例示性实施例中，该方法包括 将芯片201配合到所提供的安装衬底248。在例示性实施例中，该方法包括 将芯片201配合到所提供的安装衬底248。在例示性实施例中，该方法包括 方法1062，其中将RF无源器件层包括在安装衬底中。因此，该方法从IOIO 进行到1060，然后进行到1062。在实施例中，该方法终止于1062。图11为示出根据实施例的计算系统1100的部分切除视图。可以将RF 无源器件层的一个或多个上述实施例用在计算系统中，例如用在图11的计 算系统1100中。在下文中将单独任一 RF无源器件层实施例或与任何其他 实施例的组合称为实施例配置。例如，计算系统1100包括封装在IC芯片封装1110中的至少一个处理 器(未示出)、数据存储系统1112、至少一个诸如键盘1114的输入装置和 至少一个诸如监视器1116的输出装置。计算系统1100包括处理数据信号 的处理器，且可以包括例如可从Intel Corporation得到的微处理器。例 如，除了键盘1114之外，计算系统1100还可以包括诸如鼠标1118的另一 用户输入装置。该计算系统1100可以包括一种结构，在处理之后如图1G 和2-9所示的给定RF无源器件层实施例。出于本公开的目的，体现根据所主张主题的组件的计算系统1100可以包括利用微电子器件系统的任何系统，例如其可以包括耦合到诸如动态随机存取存储器(DRAM)、聚合物存储器、闪速存储器和相变存储器的数据存 储器的至少一个RF无源器件层实施例。在该实施例中，通过将实施例耦合 到处理器将其耦合到这些功能性的任何组合。在实施例中，然而，本公开 阐述的实施例配置被耦合到这些功能性的任一种。对于一范例实施例而言， 数据存储器包括管芯上的嵌入式DRAM高速缓冲存储器。此外，在实施例中， 耦合到处理器(未示出)的实施例配置为具有耦合到DRAM高速缓冲存储器 的数据存储器的实施例配置的系统的一部分。此外，在实施例中，将实施 例配置耦合到数据存储器1112。在实施例中，该计算系统1100还可以包括包含数字信号处理器(DSP)、 微控制器、专用集成电路(ASIC)或微处理器的管芯。在该实施例中，通 过将实施例配置耦合到处理器将其耦合到这些功能性的任何组合。对于范 例实施例而言，DSP是芯片组的一部分，该芯片组可以包括独立处理器和作 为板1120上的独立于芯片组的部分的DSP。在该实施例中，将实施例配置 耦合到DSP，并且可以存在被耦合到IC芯片封装1110中的处理器的单独实 施例配置。此外，在实施例中，将实施例配置耦合到与IC芯片封装1110 安装在同一板1120上的DSP。现在可以认识到，可以结合由本公开内RF无 源器件层各实施例及其等价物所述的实施例配置，如针对计算系统1100阐 述地那样组合实施例配置。现在可以认识到，可以将本公开所述的实施例应用于除传统计算机之 外的装置和设备。例如，管芯可以用实施例配置进行封装并置于诸如无限 通信设备的便携式装置或诸如个人数据助理等的手持装置中。另一个范例 是可以用实施例配置封装并置于运输工具中的管芯，运输工具例如为汽车、 火车、船舶、航空器或太空飞行器。图12为根据实施例的电子系统1200的示意图。图示的电子系统1200 可以包括图11所示的计算系统1100，但该电子系统是更一般性描述的。该 电子系统1200包括至少一个电子组件1210，例如图2-9中所示的IC管芯。 在实施例中，该电子系统1200为计算机系统，该计算机系统包括电耦合电 子系统1200的各组件的系统总线1220。根据各个实施例，系统总线1220 为单条总线或各总线的任意组合。电子系统1200包括为集成电路1210供电的电压源1230。在一些实施例中，电压源1230通过系统总线1220为集 成电路1210提供电流。根据实施例，集成电路1210电耦合到系统总线1220，并且包括任何电 路或电路组合。在实施例中，集成电路1210包括可以为任何类型的处理器 1212。如本文所用的，处理器1212表示例如但不限于微处理器、微控制器、 图形处理器、数字信号处理器或另一种处理器的任何类型的电路。集成电 路1210中可以包括的其他类型的电路为定制电路或ASIC，例如用于诸如手 机、传呼机的无线装置、便携式计算机、双向无线电设备和类似电子系统 中的通信电路1214。在实施例中，处理器1210包括诸如SRAM的管芯上存 储器1216。在实施例中，处理器1210包括诸如eDRAM的管芯上存储器1216。在实施例中，电子系统1200还包括外部存储器1240，外部存储器又可 以包括适于特定应用的一个或多个存储元件、 一个或多个硬盘驱动器1244 和/或一个或多个操纵可移除介质1246的驱动器，该存储元件例如为RAM 形式的主存储器1242，该可移除介质例如为软盘、光盘(CD)、数字视频盘 (DVD)、闪速存储键和其他本领域公知的可移除介质。在实施例中，电子系统1200还包括显示装置1250和音频输出1260。 在实施例中，电子系统1200包括控制器1270，例如键盘、鼠标、跟踪球、 游戏控制器、麦克风、语音识别装置或向电子系统1200中输入信息的任何 其他装置。如这里所示，可以将集成电路1210实现为很多不同的实施例，包括电 子封装、电子系统、计算机系统、 一种或多种制造集成电路的方法以及一 种或多种制造电子组件的方法，该电子组件包括本文中各实施例阐述的集 成电路和含RF无源器件的层以及本领域所认为的它们的等价物。元件、材 料、几何形状、尺寸和操作顺序都可以改变以适应特定的封装要求。提供摘要以符合37C.F.R. §1.72 (b)的规定，其要求提供摘要，以便 读者能够迅速明白技术公开的本质和要点。提交摘要应当理解的是，不应 当将其用于解释或限制权利要求的范围或含义。在以上详细描述中，为了公开的流畅，在单个实施例中将各种特征组 合在一起。公开的这种方法不应被理解为反映如下动机所主张的本发明 的实施例需要比每条权利要求明确列举的更多特征。相反，如以下权利要求所反映的，发明主题体现在比单个公开实施例的所有特征更少的特征中。 因此将如下权利要求并入具体实施方式
之中，每条权利要求自身代表独立 的优选实施例。本领域的技术人员将容易理解，在为了解释本发明的本质而描述和图 示的部件和方法阶段的细节、材料和安排方面可以做出各种其他变化，而 不脱离如所附权利要求所表达的本发明的原理和范围。
权利要求
1、一种设备，包括管芯，其包括有源表面和背侧表面；电介质层，其设置于所述背侧表面上；至少一个射频(RF)无源器件，其设置于所述电介质层下；以及所述有源表面和所述至少一个RF无源器件之间的电连接。
2、 根据权利要求1所述的设备，其中所述电连接包括穿透所述管芯的穿透管芯互连。
3、 根据权利要求1所述的设备，其中所述电介质层选自氧化物、氮氧化物、碳化物、硫化物、氧硫化物、硼化物、氮硼化物、有机物及其组合。
4、 根据权利要求1所述的设备，其中所述RF无源器件层含有选自螺 线电感器、螺旋电感器及其组合的电感器。
5、 根据权利要求1所述的设备，其中所述RF无源器件层含有选自双 电极薄膜电容器、叉指状电容器及其组合的电容器。
6、 根据权利要求1所述的设备，其中所述RF无源器件层含有选自金 属电阻器、二极管及其组合的电阻器。
7、 根据权利要求1所述的设备，其中所述RF无源器件层含有电感器、 电容器和电阻器中的至少两种。
8、 根据权利要求1所述的设备，其中所述电连接为穿透管芯互连，其 中所述管芯具有管芯边缘和管芯中心，且其中所述穿透管芯互连被设置成 距所述管芯边缘比距所述管芯中心更近。
9、 根据权利要求1所述的设备，其中所述电连接为穿透管芯互连，其 中所述管芯具有管芯边缘和管芯中心，且其中所述穿透管芯互连被设置成 距所述管芯中心比距所述管芯边缘更近。
10、 根据权利要求1所述的设备，还包括设置在所述管芯背侧表面下 方的安装衬底，且其中在所述安装衬底之内设置至少一个RF无源器件层。
11、 根据权利要求1所述的设备，还包括安装衬底，且其中通过从引 线键合和倒装芯片中选择的配置将所述管芯设置到所述安装衬底上。
12、 一种方法，包括在晶片上形成电介质层，所述晶片包括有源表面和背侧表面，且其中 所述形成步骤包括在所述晶片背侧表面上形成所述电介质层；以及 在所述电介质层上设置含射频(RF)无源器件的层。
13、 根据权利要求12所述的方法，还包括 在所述晶片中形成穿透管芯的通孔；以及通过所述穿透管芯的通孔将所述晶片有源表面连接到所述含RF无源器 件的层。
14、 根据权利要求12所述的方法，还包括 对所述晶片进行划片以获得至少一个管芯；将所述管芯耦合到安装衬底，其中所述安装衬底在所述含RF无源器件 的层处容纳所述管芯。
15、 根据权利要求12所述的方法，还包括 对所述晶片进行划片以获得至少一个管芯；以及将所述管芯耦合到安装衬底，其中所述安装衬底包括所述含RF无源器 件的层，且其中将所述电介质层设置于所述管芯有源表面和所述含RF无源 器件的层之间。
16、 根据权利要求12所述的方法，还包括 对所述晶片进行划片以获得至少一个管芯；以及通过从如下方法中选择的方法将所述管芯耦合到所述含RF无源器件的 层利用互连通过穿透管芯的通孔进行耦合、通过引线键合来耦合、以及 通过其组合来耦合。
17、 根据权利要求12所述的方法，还包括对所述晶片进行划片以获得至少一个管芯，其中所述管芯包括管芯边 缘和管芯中心；以及使用互连和穿透管芯的通孔来将所述管芯耦合到所述含RF无源器件的 层，其中所述穿透管芯的通孔被设置成距所述管芯中心比距所述管芯边缘 更近。
18、 一种系统，包括管芯，其包括有源表面和背侧表面； 电介质层，其设置于所述背侧表面上；至少一个射频(RF)无源器件，其设置于所述电介质层下；以及 所述有源表面和所述至少一个RF无源器件之间的电连接；以及 耦合到所述管芯的动态随机存取存储器。
19、 根据权利要求18所述的系统，其中所述管芯被设置于安装衬底上， 且其中所述RF无源器件被设置于所述安装衬底中。
20、 根据权利要求18所述的系统，其中所述系统被设置于计算机、无 线通信设备、手持装置、汽车、火车、航空器、船舶和太空飞行器之一中。
21、 根据权利要求18所述的系统，其中所述管芯选自数据存储装置、 数字信号处理器、微控制器、专用集成电路和微处理器。
全文摘要
一种芯片封装包括设置于该芯片封装中管芯背侧表面上的电介质层下方的射频无源器件层。管芯有源表面和射频无源器件层之间的感应环路较小，因为任何射频无源器件都直接位于管芯占地区的下方。一种组合射频无源器件层的方法包括管芯级和板级射频无源器件层。一种计算系统包括芯片封装中的射频无源器件层。
文档编号H01L27/08GK101336477SQ200680052387
公开日2008年12月31日 申请日期2006年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者B·徐, X·曾, 何江奇 申请人:英特尔公司