CN220732768U - 一种射频模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种射频模组，包括：依次连接的滤波器单元、匹配网络单元和射频开关单元；所述射频开关单元配置为包括：SOI衬底以及层叠设置在所述SOI衬底上的调相电容层和开关器件层；所述调相电容层设置有用于对所述匹配网络单元的输出信号进行相位调节的调相电容；所述开关器件层形成有至少一个晶体管。本申请所公开的射频模组，能够更好的实现小型化和高集成度，具有较高的实际应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及集成电路技术领域，尤其是一种射频模组。
背景技术
射频模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上功能的分立器件集成为一个模组，从而提高集成度与性能并使体积小型化。
在射频模组产品设计之中，对于带有载波聚合功能的场景而言，通常需要在滤波器的匹配网络之中增加用于对传输信号进行相位调节的电容或者电感，以使得该通路滤波器的阻抗在载波聚合的频段处呈现出高阻抗。然而，额外增加的相位调节器件无疑会进一步增加射频模组的整体占用面积，对实现小型化设计带来困难。
实用新型内容
为解决上述现有技术问题，本实用新型提供一种射频模组，可以较为显著得减小射频模组设计中的面积占用。
本实用新型提供的一种射频模组，其包括：依次连接的滤波器单元、匹配网络单元和射频开关单元；
所述射频开关单元配置为包括：SOI衬底以及层叠设置在所述SOI衬底上的调相电容层和开关器件层；
所述调相电容层设置有用于对所述匹配网络单元的输出信号进行相位调节的调相电容；
所述开关器件层形成有至少一个晶体管。
可选的，所述调相电容配置为由依次设置的下极板、介质层和上极板构成的平行板电容。
可选的，所述调相电容层设置在所述开关器件层上方。
可选的，所述调相电容串联在所述开关器件层和匹配网络单元之间。
可选的，所述调相电容的一个电极与开关器件层连接，调相电容的另一个电极接地。
可选的，所述滤波器单元包括声表面波滤波器或体声波滤波器。
可选的，所述滤波器单元包括N个滤波器，所述匹配网络单元包括N个匹配网络，一个滤波器和一个匹配网络串联形成一个滤波通路，每个所述滤波通路分别与所述射频开关单元连接。
相较于相关的现有技术，本实用新型的有益效果至少体现在：
提供的一种射频模组，通过将调相电容集成在SOI射频开关(不同水平层的设置)中，可以极大地减小射频模组的整体占用面积，有利于实现射频模组的更高集成度的设计。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的射频模组的电路原理示意图；
图2为实施例的射频模组对应设置在芯片基板上的截面示意图；
图3为本实用新型一种实施例的调相电容的连接示意图；
图4为本实用新型另一种实施例的调相电容的连接示意图；
图5为本实用新型实施例中的射频开关单元的截面示意图；
图6为本实用新型实施例中的射频开关单元倒装在基板上的截面示意图；
图7为本实用新型实施例的射频开关单元设置在基板上的俯视示意图；
图8为本实用新型另一种实施例的射频模组的电路原理图；
图9为本实用新型实施例的射频模组的史密斯圆示意图。
附图标记：
1-滤波器单元、2-匹配网络单元、3-射频开关单元、4-芯片基板、5-调相电容、6-电容连接部、7-晶体管、8-SOI衬底。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1和图2所示，本实用新型一种实施例的射频模组，其包括：依次连接的滤波器单元1、匹配网络单元2和射频开关单元3；
所述射频开关单元3配置为包括：SOI衬底以及层叠设置在所述SOI衬底上的调相电容层和开关器件层；
所述调相电容层设置有用于对所述匹配网络单元的输出信号进行相位调节的调相电容；
所述开关器件层形成有至少一个晶体管。
可以理解的是，射频开关是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通，以实现不同型号路径的切换，包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等，以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。SOI(绝缘衬底上的硅)技术是目前射频开关通常采用的工艺技术，在此不做过多赘述。本实施例中所述的SOI衬底可配置为具有硅/绝缘埋层/硅三层结构的硅基半导体衬底，绝缘埋层可采用SiO2材料。
应该说明的是，在射频模组产品设计之中，对于带有载波聚合功能的场景而言，通常需要在滤波器的匹配网络之中增加用于对传输信号进行相位调节的电容或者电感，以使得该通路滤波器的阻抗在载波聚合的频段处呈现出高阻抗。显然，对于增加一个电容作为独立器件而言，往往会占用较大的面积，这样对模组产品的集成度较为不利。本实施例提供的射频模组设计方案，将调相电容集成在射频开关的SOI设计之中，具体的，通过将形成有调相电容的调相电容层设置为与设置有其它开关器件的开关器件层位于不同的水平层的设计，即层叠设计，该方案与调相电容作为独立器件设置在射频开关单元外相比，可以不增加射频模组在对应的芯片基板4上的占用面积，从而节约出一个电容的面积，同时，也使得集成在射频开关单元的调相电容与SOI射频开关中的pad(输入/输出接口)位置互相不干扰。
在一些实施例中，所述调相电容配置为由依次设置的下极板、介质层和上极板构成的平行板电容。更为具体的，根据实际设计需求，所述上极板和下极板可采用硅材料或者金属，介质层采用绝缘介质材料，也即所述调相电容可配置为PIP(多晶硅-绝缘层-多晶硅)电容、MIM(金属-绝缘层-金属)电容或者(金属-绝缘层-多晶硅)电容。
参阅图5所示，在一些实施例中，所述调相电容层设置在所述开关器件层上方。也就是说将形成有晶体管7的开关器件层设置在SOI衬底8的顶层硅上，将设置有调相电容5的调相电容层进一步设置在开关器件层之上，调相电容5可通过竖直的电容连接部6与衬底连接。由此设置，更有利于开关器件层中的晶体管的布置。参阅图6所示，射频开关单元通常以倒装的方式设置在芯片基板4上。参阅图7所示为本实用新型实施例的射频开关单元设置在芯片基板上的俯视示意图，可以看出，由于调相电容被集成在射频开关单元中，因此，避免了调相电容作为独立器件设置在芯片基板上而带来面积占用的问题，从而更有利于实现射频模组的小型化设计目标。
应该说明的是，在以上实施例中，开关器件层在SOI衬底上的具体设置可参考现有的射频开关的设置方式，本实用新型的射频模组的创新贡献之一在于将调相电容集成到射频开关单元中，具体只需将调相电容层叠设置在开关器件层之上即可，因此，本实施例中不再对开光器件层的具体设置作出详细的说明。
在一些实施例中，所述调相电容串联在所述开关器件层和匹配网络单元之间。图3示出本实施例的调相电容连接方式的等效电路原理图。在另一些实施例中，所述调相电容的一个电极与开关器件层连接，调相电容的另一个电极接地。图4示出该实施例的调相电容连接方式的等效电路原理图。也就是说，调相电容的连接设置方式不做特别限制，只要能够实现调相的技术效果即可，不同的连接方式只具体影响集成后的布图方案。
在一些实施例中，所述滤波器单元包括声表面波滤波器或体声波滤波器。可以理解的是，声表面波滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW)，其原理是用压电转换材料将高频信号转为音频信号，通过控制音频信号在器件体表(SAW)或体内(BAW)的传输、反射，在输出端有选择的将目标信号通过压电转换材料恢复成电信号，从而实现信号滤波。基于声表面波滤波器和体声波滤波器的特性，两者都可以较好的应用于作为射频滤波器。
参阅图8所示，在一些实施例中，所述滤波器单元包括N个滤波器，所述匹配网络单元包括N个匹配网络，一个滤波器和一个匹配网络串联形成一个滤波通路，每个所述滤波通路分别与所述射频开关单元连接。
可以理解的是，本实施例的射频模组能够适用于作为具有于载波聚合功能的射频模组产品设计中，参阅图8所示为本实施例的射频模组的电路原理图，图9为本实施例的射频模组在载波聚合模式下的史密斯圆示意图，在CA(载波聚合)频段表现出较高的反射系数，同时在尽可能靠近史密斯圆的正右侧，容性和感性部分都尽可能小。
在本实用新型的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种射频模组，其特征在于，包括：依次连接的滤波器单元、匹配网络单元和射频开关单元；
所述射频开关单元配置为包括：SOI衬底以及层叠设置在所述SOI衬底上的调相电容层和开关器件层；
所述调相电容层设置有用于对所述匹配网络单元的输出信号进行相位调节的调相电容；
所述开关器件层形成有至少一个晶体管。
2.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述调相电容配置为由依次设置的下极板、介质层和上极板构成的平行板电容。
3.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述调相电容层设置在所述开关器件层上方。
4.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述调相电容串联在所述开关器件层和匹配网络单元之间。
5.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述调相电容的一个电极与开关器件层连接，调相电容的另一个电极接地。
6.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述滤波器单元包括声表面波滤波器或体声波滤波器。
7.根据权利要求1所述的射频模组，其特征在于：所述滤波器单元包括N个滤波器，所述匹配网络单元包括N个匹配网络，一个滤波器和一个匹配网络串联形成一个滤波通路，每个所述滤波通路分别与所述射频开关单元连接。
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