CN110931440A - 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法 - Google Patents

一种射频信号垂直传输结构及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110931440A
CN110931440A CN201911258710.3A CN201911258710A CN110931440A CN 110931440 A CN110931440 A CN 110931440A CN 201911258710 A CN201911258710 A CN 201911258710A CN 110931440 A CN110931440 A CN 110931440A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
transmission structure
radio frequency
substrate
vertical transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911258710.3A
Other languages
English (en)
Inventor
王刚
李杨
朱召贤
明雪飞
夏晨辉
周立彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 58 Research Institute
Original Assignee
CETC 58 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 58 Research Institute filed Critical CETC 58 Research Institute
Priority to CN201911258710.3A priority Critical patent/CN110931440A/zh
Publication of CN110931440A publication Critical patent/CN110931440A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76898—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics formed through a semiconductor substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552—Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开一种射频信号垂直传输结构及其制备方法，属于半导体晶圆级封装技术领域。射频信号垂直传输结构包括衬底和绝缘隔离结构；其中，所述衬底上形成有信号传输结构和信号屏蔽结构；所述绝缘隔离结构包裹所述信号传输结构和信号屏蔽结构形成平面结构层。本发明通过制造平面结构层，形成金属‑绝缘层同心圆柱嵌套结构；用增材工艺替代刻蚀工艺，可以提高射频性能，简化工艺难度，提高工艺良率，降低工艺成本。

Description

一种射频信号垂直传输结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体晶圆级封装技术领域，特别涉及一种射频信号垂直传输结构及其制备方法。
背景技术
在晶圆级封装中，半导体芯片通过各种金属连线和绝缘隔离结构的制造实现物理形态的集成和电学性能的互联。通过采用光刻工艺，在水平方向和垂直方向制造金属互联通道，可以实现电信号在封装体三维空间内的传输。在射频系统的晶圆级封装中，由于高频电磁波的电磁耦合周期性波动传输特性，需要使用包括传输线-屏蔽线的波导结构约束电磁波传输路径，封闭能量耗散，降低传输能量损耗，提高传输性能。
图1和图2分别为现有技术的射频信号垂直传输结构的侧视图和俯视图，同轴硅通孔结构由传输线12，屏蔽层13和隔离层14组成，制造在硅衬底11上。传输线12和屏蔽层13为金属结构，隔离层14为二氧化硅绝缘结构。由于传输线12和屏蔽层13需要通过在硅衬底11上穿孔后填充金属的工艺制造，这种结构嵌套的同轴闭合结构制造过程是一种减材过程，无论是传输线12先制造还是屏蔽层13先制造，都会在制造过程中造成显而易见的工艺困难，造成工艺复杂，工艺良率低，制造成本高的不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频信号垂直传输结构及其制备方法，以解决现有的同轴硅通孔射频信号传输结构的工艺复杂，工艺良率低，制造成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种射频信号垂直传输结构，包括：
衬底，所述衬底上形成有信号传输结构和信号屏蔽结构；
绝缘隔离结构，包裹所述信号传输结构和信号屏蔽结构形成平面结构层。
可选的，所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构为同心圆柱嵌套结构。
可选的，所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构的材质均为包括铜在内的金属。
可选的，所述绝缘隔离结构的材质包括聚酰亚胺。
可选的，所述平面结构层的层数不少于1层。
本发明还提供了一种射频信号垂直传输结构的制备方法，包括：
提供衬底，在所述衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构；
包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构制作绝缘隔离结构，形成一层平面结构层；
重复上述步骤制作多层平面结构层，对准多层平面结构层形成射频信号垂直传输结构。
可选的，提供衬底，在所述衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构包括：
提供衬底，在所述衬底上通过溅射和电镀工艺沉积金属；
对所述金属采用曝光显影和金属刻蚀工艺形成信号传输结构和信号屏蔽结构。
可选的，包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构制作绝缘隔离结构包括：
通过涂覆液态聚酰亚胺和固化工艺形成绝缘隔离结构，所述绝缘隔离结构包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构的侧壁；
通过减薄工艺磨削所述绝缘隔离结构的上表面露出所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构。
可选的，通过光刻对准工艺使多层平面结构层对准。
在本发明中提供了一种射频信号垂直传输结构及其制备方法，射频信号垂直传输结构包括衬底和绝缘隔离结构；其中，所述衬底上形成有信号传输结构和信号屏蔽结构；所述绝缘隔离结构包裹所述信号传输结构和信号屏蔽结构形成平面结构层。本发明通过制造平面结构层，形成金属-绝缘层同心圆柱嵌套结构；用增材工艺替代刻蚀工艺，可以提高射频性能，简化工艺难度，提高工艺良率，降低工艺成本。
附图说明
图1是现有技术的射频信号垂直传输结构的侧视图；
图2是现有技术的射频信号垂直传输结构的俯视图；
图3是本发明提供的射频信号垂直传输结构的侧视图；
图4是本发明提供的射频信号垂直传输结构的俯视图；
图5是本发明提供的射频信号垂直传输结构的制备方法流程示意图；
图6是在衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构的示意图；
图7是形成第一层平面结构层的示意图；
图8是形成第二层平面结构层的示意图；
图9是形成第三层平面结构层的示意图；
图10是形成第四层平面结构层的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种射频信号垂直传输结构及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种射频信号垂直传输结构，其结构侧视图如图3所示，包括衬底21和绝缘隔离结构24；其中，所述衬底21上形成有信号传输结构22和信号屏蔽结构23；所述绝缘隔离结构24包裹所述信号传输结构22和信号屏蔽结构23形成平面结构层。所述平面结构层的层数不少于1层，可以为3~5层，也可以为其他层数；在本实施例一中，所述平面结构层的层数为4层。
如图4所示为所述射频信号垂直传输结构的俯视图，所述信号屏蔽结构23为空心圆柱结构，所述信号传输结构22位于所述信号屏蔽结构23的内部中心，所述信号传输结构22和所述信号屏蔽结构23为同心圆柱嵌套结构。
其中，所述信号传输结构22和所述信号屏蔽结构23的材质均为包括铜在内的金属。所述绝缘隔离结构24的材质包括聚酰亚胺。
实施例二
本发明提供了一种射频信号垂直传输结构的制备方法，流程示意图如图5所示，包括如下步骤：
步骤S51、提供衬底，在所述衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构；
步骤S52、包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构制作绝缘隔离结构，形成一层平面结构层；
步骤S53、重复上述步骤制作多层平面结构层，对准多层平面结构层形成射频信号垂直传输结构。
首先提供衬底21，在所述衬底21上通过溅射和电镀工艺沉积金属；对所述金属采用曝光显影和金属刻蚀工艺形成信号传输结构22和信号屏蔽结构23，如图6所示；
通过涂覆液态聚酰亚胺和固化工艺形成绝缘隔离结构24，所述绝缘隔离结构24包裹所述信号传输结构22和所述信号屏蔽结构23的侧壁，形成一层平面结构层；通过减薄工艺磨削所述绝缘隔离结构24的上表面露出所述信号传输结构22和所述信号屏蔽结构23，如图7；
请参阅图8~图10，重复上述步骤制作多层平面结构层，通过光刻对准工艺使多层平面结构层对准形成射频信号垂直传输结构。
需要说明的是，本发明实施例的制备方法工艺过程中，具体的工艺过程步骤不限于上述工艺步骤，例如射频信号频率的不同，信号传输结构尺寸形式不同，采取的工艺过程步骤不同，均可以根据具体情况进行修改。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种射频信号垂直传输结构，其特征在于，包括：
衬底（21），所述衬底（21）上形成有信号传输结构（22）和信号屏蔽结构（23）；
绝缘隔离结构（24），包裹所述信号传输结构（22）和信号屏蔽结构（23）形成平面结构层。
2.如权利要求1所述的射频信号垂直传输结构，其特征在于，所述信号传输结构（22）和所述信号屏蔽结构（23）为同心圆柱嵌套结构。
3.如权利要求1所述的射频信号垂直传输结构，其特征在于，所述信号传输结构（22）和所述信号屏蔽结构（23）的材质均为包括铜在内的金属。
4.如权利要求1所述的射频信号垂直传输结构，其特征在于，所述绝缘隔离结构（24）的材质包括聚酰亚胺。
5.如权利要求1所述的射频信号垂直传输结构，其特征在于，所述平面结构层的层数不少于1层。
6.一种射频信号垂直传输结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构；
包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构制作绝缘隔离结构，形成一层平面结构层；
重复上述步骤制作多层平面结构层，对准多层平面结构层形成射频信号垂直传输结构。
7.如权利要求6所述的射频信号垂直传输结构的制备方法，其特征在于，提供衬底，在所述衬底上形成信号传输结构和信号屏蔽结构包括：
提供衬底，在所述衬底上通过溅射和电镀工艺沉积金属；
对所述金属采用曝光显影和金属刻蚀工艺形成信号传输结构和信号屏蔽结构。
8.如权利要求6所述的射频信号垂直传输结构的制备方法，其特征在于，包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构制作绝缘隔离结构包括：
通过涂覆液态聚酰亚胺和固化工艺形成绝缘隔离结构，所述绝缘隔离结构包裹所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构的侧壁；
通过减薄工艺磨削所述绝缘隔离结构的上表面露出所述信号传输结构和所述信号屏蔽结构。
9.如权利要求6所述的射频信号垂直传输结构的制备方法，其特征在于，通过光刻对准工艺使多层平面结构层对准。
CN201911258710.3A 2019-12-10 2019-12-10 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法 Pending CN110931440A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911258710.3A CN110931440A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911258710.3A CN110931440A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110931440A true CN110931440A (zh) 2020-03-27

Family

ID=69859574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911258710.3A Pending CN110931440A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110931440A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114531773A (zh) * 2022-02-18 2022-05-24 华为技术有限公司 电路板、雷达和通信设备
CN117131887A (zh) * 2023-10-25 2023-11-28 中诚华隆计算机技术有限公司 一种低能耗的soc芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060001174A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same
TW201025719A (en) * 2008-12-29 2010-07-01 Taiwan Semiconductor Mfg Integrated circuit structure
CN109888458A (zh) * 2019-04-02 2019-06-14 中芯长电半导体（江阴）有限公司 天线封装结构、封装方法及外接天线连接方法
CN110444971A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 中国电子科技集团公司第十三研究所 微同轴垂直互连结构及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060001174A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same
TW201025719A (en) * 2008-12-29 2010-07-01 Taiwan Semiconductor Mfg Integrated circuit structure
CN109888458A (zh) * 2019-04-02 2019-06-14 中芯长电半导体（江阴）有限公司 天线封装结构、封装方法及外接天线连接方法
CN110444971A (zh) * 2019-08-14 2019-11-12 中国电子科技集团公司第十三研究所 微同轴垂直互连结构及制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114531773A (zh) * 2022-02-18 2022-05-24 华为技术有限公司 电路板、雷达和通信设备
CN117131887A (zh) * 2023-10-25 2023-11-28 中诚华隆计算机技术有限公司 一种低能耗的soc芯片
CN117131887B (zh) * 2023-10-25 2024-01-09 中诚华隆计算机技术有限公司 一种低能耗的soc芯片

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. An overview of the development of antenna-in-package technology for highly integrated wireless devices
US20190013561A1 (en) Coaxial Waveguide Microstructures Having an Active Device and Methods of Formation Thereof
US11804426B2 (en) Integrated circuit structures in package substrates
US10867934B2 (en) Component magnetic shielding for microelectronic devices
JP5069093B2 (ja) 柔軟性基板集積導波管
US10749237B2 (en) Substrate integrated waveguide and method for manufacturing the same
JP2009038806A (ja) 小型のｒｆおよびマイクロ波の構成要素とそのような構成要素を製造するための方法
US11641711B2 (en) Microelectronic package with substrate-integrated components
US10033093B2 (en) mmWave antennas and transmission lines on standard substrate materials
CN110931440A (zh) 一种射频信号垂直传输结构及其制备方法
CN115210956A (zh) 在通过柔性互连耦合的衬底中包括多向天线的器件
CN108807324B (zh) 微同轴结构的制备方法及微同轴结构
US7081800B2 (en) Package integrated one-quarter wavelength and three-quarter wavelength balun
Hsieh et al. mmWave antenna design in advanced fan-out technology for 5G application
TW202038422A (zh) 電子封裝件及其製法
US10951248B1 (en) Radio frequency (RF) module with shared inductor
Xia et al. A Cost-effective Wideband Dual-Polarized L-shaped Probe-fed Phased Array Antenna for 60 GHz AiP Applications
Yoshida et al. Experimental verification of excavated structure on multi-layered substrates for millimeter-wave signal vertical transition using copper balls
CN111128909A (zh) 一种射频系统微型封装结构及其制备方法
US8760245B2 (en) Coplanar waveguide structures with alternating wide and narrow portions having different thicknesses, method of manufacture and design structure
CN102570018B (zh) 一种基于BCB/Au制作集成射频贴片微带天线的方法
Ojefors et al. Compact micromachined dipole antenna for 24 GHz differential SiGe integrated circuits
US20230395968A1 (en) A multi-layered structure having antipad formations
US20240006347A1 (en) Passive circuit on a back-end-of-line of a package
CN111900522B (zh) 硅基空气填充微同轴结构及硅基空气填充微同轴传输线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200327