單片式集成rf系統(tǒng)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明性布置涉及射頻(RF)電子系統(tǒng)，且更特定來說涉及提供優(yōu)異性能、便于制造及小占用面積的用于微波及毫米波通信的RF系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多通信系統(tǒng)在高頻帶中操作。舉例來說，已知在高達(dá)300GHz的頻率下操作的通信系統(tǒng)。用于這些信號(hào)的RF信號(hào)處理需要例如濾波器及切換裝置等各種組件。然而，已知高頻率(例如1GHz到300GHz) RF系統(tǒng)的現(xiàn)有布置遭受某些限制。舉例來說，針對此類頻率所設(shè)計(jì)的常規(guī)濾波器及切換系統(tǒng)通常是基于薄膜技術(shù)。此類設(shè)計(jì)往往具有相對低的功率處置能力。此外，薄膜設(shè)計(jì)也隨著頻率增加而遭受性能降級(jí)。
[0003]可通過利用循序構(gòu)建工藝來形成三維微結(jié)構(gòu)。舉例來說，第7，012，489號(hào)及第7，898，356號(hào)美國專利描述用于制作同軸波導(dǎo)微結(jié)構(gòu)的方法。這些工藝提供傳統(tǒng)薄膜技術(shù)的替代方案，但也呈現(xiàn)與其有效用于有利地實(shí)施各種RF裝置有關(guān)的新設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)造RF裝置的方法。所述方法包含通過以下操作形成第一子組合件:首先在第一襯底的第一表面上沉積包含各自為導(dǎo)電材料及犧牲材料的至少一個(gè)層的第一多個(gè)層?？刂扑龅谝欢鄠€(gè)層的沉積以在第一表面上形成環(huán)繞所述第一襯底的第一帶壁區(qū)域的至少第一外圍壁。所述第一外圍壁遠(yuǎn)離所述第一表面延伸預(yù)定距離以形成第一突沿。進(jìn)一步控制所述多個(gè)層的所述沉積以形成安置于所述第一襯底的所述第一表面上在所述帶壁區(qū)域內(nèi)的至少第一信號(hào)處理組件。所述方法通過形成第二子組合件而繼續(xù)。所述第二子組合件的所述形成涉及在第二襯底的第二表面上沉積第二多個(gè)層。所述第二多個(gè)層包含各自為所述導(dǎo)電材料及所述犧牲材料的至少一個(gè)層?？刂扑龅诙鄠€(gè)層的所述沉積以在所述第二表面上在第二帶壁區(qū)域內(nèi)形成第二信號(hào)處理組件。然后將所述第二子組合件定位于所述第一子組合件上且將所述兩個(gè)子組合件接合在一起。
[0005]本發(fā)明還涉及一種包含第一及第二子組合件的射頻系統(tǒng)。所述第一子組合件包含安置于第一襯底的第一表面上且布置成第一堆疊的第一多個(gè)導(dǎo)電材料層。所述堆疊層形成環(huán)繞所述第一襯底的第一帶壁區(qū)域的至少第一外圍壁。所述第一外圍壁遠(yuǎn)離所述第一表面延伸預(yù)定距離以形成第一突沿。所述堆疊層還形成安置于所述第一襯底的所述第一表面上在所述帶壁區(qū)域內(nèi)的至少第一信號(hào)處理組件。所述第二子組合件包含安置于第二襯底的第二表面上的第二多個(gè)導(dǎo)電材料層。所述第二多個(gè)層布置成第二堆疊以形成安置于第二帶壁區(qū)域內(nèi)的至少第二信號(hào)處理組件。所述第二子組合件定位于所述第一子組合件上且所述兩個(gè)子組合件被接合在一起。
【附圖說明】
[0006]將參考以下圖式來描述實(shí)施例，其中在所有各圖中，相似編號(hào)表示相似物項(xiàng)，且其中:
[0007]圖1是對于理解本發(fā)明有用的形成于襯底上的第一子組合件的俯視圖。
[0008]圖2是對于理解本發(fā)明有用的形成于襯底上的第二子組合件的俯視圖。
[0009]圖3是沿著圖1中的線3-3截取的第一子組合件的橫截面圖。
[0010]圖4是沿著圖2中的線4-4截取的第二子組合件的橫截面圖。
[0011]圖5是根據(jù)組裝步驟分別沿著線3-3及線4-4截取的第一及第二子組合件的橫截面圖。
[0012]圖6展示根據(jù)組裝步驟在已將第一及第二子組合件接合在一起之后分別沿著線3-3及線4-4截取的第一及第二子組合件的橫截面圖。
[0013]圖7是對于理解可用于第一或第二子組合件中的接地-共面波導(dǎo)(GCPW)到同軸轉(zhuǎn)變有用的圖式。
[0014]圖8A到8C展示本發(fā)明的數(shù)個(gè)替代實(shí)施例。
[0015]圖9是可形成于第一或第二子組合件的襯底上的某些示范性信號(hào)處理組件的俯視圖。
[0016]圖1OA及1B展示圖10中的示范性信號(hào)處理組件的透視圖。
[0017]圖1lA及IlB展示圖1到4中的信號(hào)處理組件可如何級(jí)聯(lián)于系統(tǒng)中。
[0018]圖12到21是展示用于構(gòu)造圖1到4中所展示的子組合件的工藝的一系列圖式。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參考附圖來描述本發(fā)明。所述圖未按比例繪制且對所述圖的提供僅是為了圖解說明本發(fā)明。為圖解說明，下文參考實(shí)例性應(yīng)用來描述本發(fā)明的數(shù)個(gè)方面。應(yīng)理解，陳述眾多特定細(xì)節(jié)、關(guān)系及方法以提供對本發(fā)明的完全理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可在不使用一或多個(gè)特定細(xì)節(jié)或使用其它方法的情況下來實(shí)踐本發(fā)明。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)展示眾所周知的結(jié)構(gòu)或操作以避免使本發(fā)明模糊。本發(fā)明并不受所圖解說明的動(dòng)作或事件次序限制，這是因?yàn)橐恍﹦?dòng)作可以不同次序發(fā)生及/或與其它動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，未必需要所有所圖解說明的動(dòng)作或事件來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0020]在圖1中展示形成于襯底102上的第一子組合件100的一部分的俯視圖。在圖3中展示第一子組合件的橫截面圖。第一子組合件是通過在襯底102的第一表面上沉積多個(gè)層(圖1及3中未展示)而形成。所述層由導(dǎo)電材料及犧牲材料形成。在一些實(shí)施例中，所述層中的至少一者也由如下文所描述的電介質(zhì)材料形成。對所述多個(gè)層的沉積經(jīng)控制以在第一表面上形成至少一外圍壁104，所述外圍壁至少部分地環(huán)繞帶壁區(qū)域118。所述外圍壁完全地或部分地圍繞帶壁區(qū)域118而延伸。外圍壁可由電介質(zhì)材料層、導(dǎo)電材料(例如金屬)層或由這些材料形成的層的組合形成。
[0021]外圍壁104相對于襯底的表面橫向地延伸。更特定來說，所述壁在法向于襯底的表面的方向上延伸。襯底遠(yuǎn)離襯底的表面延伸預(yù)定距離以形成突沿106。對所述多個(gè)層的沉積進(jìn)一步經(jīng)控制以在帶壁區(qū)域內(nèi)形成安置于襯底102的表面上的一或多個(gè)信號(hào)處理組件108、110。在此工藝期間，由所述層形成一或多個(gè)互連元件。舉例來說，這些互連元件包含接地共面波導(dǎo)(GCPW)區(qū)段113、126及127以及同軸傳輸線元件112、114、128。互連元件的部分在遠(yuǎn)離(即，法向于)襯底的表面的方向上延伸。舉例來說，同軸傳輸線元件112、114及128被展示為遠(yuǎn)離襯底的表面而延伸。有利地提供一或多個(gè)導(dǎo)電通孔124以穿過襯底102載送電信號(hào)。
[0022]如圖2及4中所展示，第二子組合件200的一部分也形成于襯底202上。第二子組合件是通過在襯底202的第二表面上沉積多個(gè)層(圖2及4中未展示)而形成。所述層由導(dǎo)電材料及犧牲材料形成。在一些實(shí)施例中，所述層中的至少一者由如下文所描述的電介質(zhì)材料形成。對所述多個(gè)層的沉積經(jīng)控制以在第二表面上形成至少一外圍壁204，所述外圍壁至少部分地環(huán)繞帶壁區(qū)域218。外圍壁由電介質(zhì)材料層、導(dǎo)電材料(例如金屬)層或由這些材料形成的層的組合形成。如下文將進(jìn)一步詳細(xì)地解釋，外圍壁是關(guān)于第二子組合件的任選特征且在一些實(shí)施例中可省略所述外圍壁。如果被提供，那么第二子組合件的外圍壁將完全地或部分地圍繞帶壁區(qū)域218而延伸。外圍壁204橫向地(例如，在法向于襯底202的表面的方向上)延伸。更特定來說，外圍壁遠(yuǎn)離襯底202的表面延伸預(yù)定距離以形成突沿206。對所述多個(gè)層的沉積進(jìn)一步經(jīng)控制以在帶壁區(qū)域內(nèi)形成安置于襯底202的表面上的一或多個(gè)信