【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频器件，尤其是涉及一种多管芯堆叠式射频器件。
技术介绍
1、频谱资源是现代通信和广播技术不可或缺的基础，其有效管理和合理利用对保障无线通信服务的稳定性和质量至关重要，频谱资源在现代社会中具有极高的经济价值，是支持移动通信、互联网接入、广播媒体和卫星通信等关键基础设施的基础。
2、随着移动终端的更新换代，市场需求上单部终端设备需要集成更多的射频滤波器，如一部手机由过去的几颗滤波器发展到今天的40～60颗滤波器，未来高性能手机还需要集成上百颗滤波器。这对于滤波器的小型化和封装提出了严峻挑战。滤波器的小型化压缩了器件的设计空间，使得滤波器的综合性能会有一定牺牲。
3、三维堆叠技术的发展使得滤波器能够减小射频模块的占用面积，用空间高度换面积，然而也带来了封装制程成本高和封装可靠性差的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种多管芯堆叠式射频器件，该射频器件能够在单位空间内集成更多的滤波器，可以具有更低的插损、更佳的隔离等综合性能。
2、本专利技术为解决上述问题采用如下的技术方案：
3、一种多管芯堆叠式射频器件，包括第一裸片和多颗滤波器裸片，所述滤波器裸片与第一裸片的正面耦合，在第一裸片与耦合面相对的反面制作信号引出，所述第一裸片包括多层异质键合衬底、功能化金属孔、晶圆级封装以及至少一个制作于第一裸片正反面的声表面波滤波器，所述功能化金属孔包括贯穿式导通孔和/或介质阻隔式射频导通孔中的至少一种，所述声表面波滤波
4、进一步的，所述贯穿式导通孔的上下面制作互联图案构成三维螺旋电感，所述介质阻隔式射频导通孔制作介质层形成低损耗电容。
5、进一步的，所述介质阻隔式射频导通孔中的介质可以是多层异质键合衬底中任意一层，且所述介质阻隔式射频导通孔中的介质的厚度不大于该介质层厚度。
6、进一步的，所述第一裸片正反两面包含声表面波滤波器、多颗滤波器裸片的耦合位点、金属互联线和有机高分子聚合物，所述耦合位点和第一表面声表面波滤波器通过第一互联金属线将信号传递至金属化孔。
7、进一步的，所述有机高分子聚合物在有声表面波谐振器的区域构建空腔，并对其谐振器进行密封，所述晶圆级封装包括有机高分子在谐振器上方空腔构建和晶圆耦合位点的ubm制作，所述耦合位点的ubm金属结构包含ti-cu-ni、ti-cu-ni-sn、ti-cu-ni-pd-au、ti-cu-ni-au、nicr-cu、nicr-cu-sn、nicr-cu-ni-sn、nicr-cu-ni-au。
8、进一步的，所述多颗滤波器裸片的耦合位点与第一裸片上的功能化金属孔位置存在重合状态和不重合下通过金属互联线相连导通的状态，所述裸片耦合位点的面积为功能化金属孔的面积1-3倍。
9、进一步的，所述第一表面的裸片耦合位点和第一表面声表面波滤波器通过第一互联金属线将信号传递至金属化孔，所述第一互联金属线根据设计需要将所述第一裸片第一表面声表面波滤波器、所述多颗滤波器裸片的滤波器和所述第一表面金属孔进行连通耦合或隔离。
10、进一步的，所述第二表面的金属化孔位置和第二表面声表面波滤波器通过第二互联金属线将信号传递至信号引出耦合位点，所述第二互联金属线根据设计需要将所述第一裸片第二表面金属化孔位置的信号、所述第二表面声表面波滤波器和所述第二表面信号引出用耦合连接位点进行连通耦合或隔离。
11、进一步的，所述滤波器裸片与第一裸片的耦合方式包含金属球植球倒扣、金属凸点-金属凸点键合、电镀金属柱-焊盘倒装回流。
12、进一步的，所述滤波器裸片包含至少一片封装后的射频滤波器裸片，具体包括声表面波滤波器(saw)、体声波滤波器(baw)、集成无源滤波器(ipd)、低温共烧陶瓷滤波器、毫米波滤波器中的一种或多种。
13、进一步的，所述多层异质键合衬底包含材料属性和材料参数相互独立的的第一薄膜压电层和第二薄膜压电层、第一隔离层和第二隔离层、第一吸收层和第二吸收层和中间衬底层。
14、进一步的，所述第一薄膜压电层和第二薄膜压电层材料包含铌酸锂、钽酸锂，所述第一隔离层和第二隔离层材料为低声速材料，包含二氧化硅，所述第一隔离层和第二隔离层材料的制备工艺不一定相同，所述制备工艺包含磁控溅射、离子束溅射、化学气相沉积、热氧化、凝胶-溶胶法，所述第一吸收层和第二吸收层材料捕捉电子，提升器件品质因子q值，吸收层材料包含多晶硅，所述衬底层为高声速材料，包含高阻硅、碳化硅、金刚石、蓝宝石、石英。
15、进一步的，所述材料属性包含晶体材料的晶格结构、晶体类型、介电常数、磁导率、致密度、电光效应等物理化学特性；所述材料参数包含材料厚度、材料分布区域。
16、所述多层异质键合片制作通孔并金属化，通孔侧壁溅射绝缘层、黏附层和金属层，通孔内进行电镀铜的金属化填实从而连通多层异质键合片上下表面。
17、本专利技术还提供一种多管芯堆叠式射频器件的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
18、s1：制造多层异质键合的第一裸片；
19、s2：制造所述第一裸片的功能化金属孔，在贯穿式孔位置通过刻蚀所有层制作通孔，在介质阻隔式孔位置除第一裸片的某介质层外刻蚀所有层，上述两种孔刻蚀完毕后进行孔内溅射绝缘层、黏附层和导通层，电镀孔内金属铜直至填实，退火；
20、s3：cmp研磨第一裸片正反面，去除表面电镀金属层直至完全露出压电薄膜层；
21、s4：在第一裸片的第一表面制作至少一个声表面波滤波器和多个耦合连接位点以及金属互连线；
22、s5：在第一裸片的第一表面制作有机高分子聚合物空腔，封闭声表面波谐振器区域；
23、s6：在第一裸片的第二表面制作至少一个声表面波滤波器和多个耦合连接位点以及金属互连线；
24、s7：在第一裸片的第二表面制作有机高分子聚合物空腔，封闭声表面波谐振器区域；
25、s8：制作多颗滤波器裸片；
26、s9：将所述多颗滤波器裸片依次耦合到第一裸片的第一表面。
27、本专利技术的有益效果在于：
28、1.用到双面压电薄膜的多层异质键合技术、通孔刻蚀技术和管芯间耦合技术，能够单片集成更多滤波器，且滤波器设计空间更大，插损更低，隔离更好，可靠性更高，具有更优器件综合性能；
29、2.多层异质键合晶圆结构中金属化孔的布局分为多种规格，每种规格下金属化孔大小和排布位置不同，在某种规格下的金属化孔大小和排布固定并成为声表面波滤波器脚位定义和设计的规则之一，便于复合片批产；
30、3.第一吸收层和第二吸收层材料包含多晶硅、氮化硅、金属，可以捕捉电子，提升器件品质因子q值；
31、4.功能化实心金属孔至少包含孔上下面贯穿式导通孔和中间介质阻隔式射频导通孔中的一种，在贯穿式孔的上下面制作互联图案可构成三维螺旋电感，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：包括第一裸片和多颗滤波器裸片，所述滤波器裸片与第一裸片的正面耦合，在第一裸片与耦合面相对的反面制作信号引出，所述第一裸片包括多层异质键合衬底、功能化金属孔、晶圆级封装以及至少一个制作于第一裸片正反面的声表面波滤波器，所述功能化金属孔包括贯穿式导通孔和/或介质阻隔式射频导通孔中的至少一种，所述声表面波滤波器通过功能化金属孔进行射频信号联通。
2.根据权利要求1所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述贯穿式导通孔的上下面制作互联图案构成三维螺旋电感，所述介质阻隔式射频导通孔制作介质层形成低损耗电容。
3.根据权利要求2所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述介质阻隔式射频导通孔中的介质可以是多层异质键合衬底中任意一层，且所述介质阻隔式射频导通孔中的介质的厚度不大于该介质层厚度。
4.根据权利要求1所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述第一裸片正反两面包含声表面波滤波器、多颗滤波器裸片的耦合位点、金属互联线和有机高分子聚合物，所述耦合位点和第一表面声表面波滤波器通过第一互联金属线将信
5.根据权利要求4所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述有机高分子聚合物在有声表面波谐振器的区域构建空腔，并对其谐振器进行密封，所述晶圆级封装包括有机高分子在谐振器上方空腔构建和晶圆耦合位点的UBM制作。
6.根据权利要求4所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述多颗滤波器裸片的耦合位点与第一裸片上的功能化金属孔位置存在重合状态和不重合下通过金属互联线相连导通的状态，所述裸片耦合位点的面积为功能化金属孔的面积1-3倍。
7.根据权利要求1所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述滤波器裸片与第一裸片的耦合方式包含金属球植球倒扣、金属凸点-金属凸点键合、电镀金属柱-焊盘倒装回流。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述滤波器裸片包括声表面波滤波器(SAW)、体声波滤波器(BAW)、集成无源滤波器(IPD)、低温共烧陶瓷滤波器、毫米波滤波器中的一种或多种。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述多层异质键合衬底包含材料属性和材料参数相互独立的的第一薄膜压电层和第二薄膜压电层、第一隔离层和第二隔离层、第一吸收层和第二吸收层和中间衬底层。
10.一种多管芯堆叠式射频器件的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：包括第一裸片和多颗滤波器裸片，所述滤波器裸片与第一裸片的正面耦合，在第一裸片与耦合面相对的反面制作信号引出，所述第一裸片包括多层异质键合衬底、功能化金属孔、晶圆级封装以及至少一个制作于第一裸片正反面的声表面波滤波器，所述功能化金属孔包括贯穿式导通孔和/或介质阻隔式射频导通孔中的至少一种，所述声表面波滤波器通过功能化金属孔进行射频信号联通。
2.根据权利要求1所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述贯穿式导通孔的上下面制作互联图案构成三维螺旋电感，所述介质阻隔式射频导通孔制作介质层形成低损耗电容。
3.根据权利要求2所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述介质阻隔式射频导通孔中的介质可以是多层异质键合衬底中任意一层，且所述介质阻隔式射频导通孔中的介质的厚度不大于该介质层厚度。
4.根据权利要求1所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述第一裸片正反两面包含声表面波滤波器、多颗滤波器裸片的耦合位点、金属互联线和有机高分子聚合物，所述耦合位点和第一表面声表面波滤波器通过第一互联金属线将信号传递至金属化孔。
5.根据权利要求4所述的一种多管芯堆叠式射频器件，其特征在于：所述有机高分...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，葛法熙，夏前亮，崔坤，马杰，朱卫俊，梁红艳，施旭霞，秦美玲，钱广，邵赛艳，陈韬，张运武，
申请(专利权)人：中电科技德清华莹电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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