JP2007043675A - モノリシックデュープレクサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】モノリシックデュープレクサおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】モノリシックデュープレクサは、デバイスウエハと、デバイスウエハ上部の所定領域に離間して形成された多数の素子と、デバイスウエハの上部両側に形成された第１シーリング部と、多数の素子との間にそれぞれ形成された多数の第１接地面と、デバイスウエハをパッケージングするために所定領域が部分的にエッチングされ、複数の突出部、多数のグラウンドポストおよび空洞部が形成されたキャップウエハと、突出部の下部に形成された第２シーリング部と、多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように形成された多数の第２接地面と、キャップウエハを垂直貫通して多数の第２接地面の所定領域と接続されるよう形成されたビアと、ビア上に形成されるグラウンド端子とを含み、第１シーリング部と第２シーリング部とを接合し、第１接地面と前記第２接地面とを接合する。
【選択図】図１Ｆ
【解決手段】モノリシックデュープレクサは、デバイスウエハと、デバイスウエハ上部の所定領域に離間して形成された多数の素子と、デバイスウエハの上部両側に形成された第１シーリング部と、多数の素子との間にそれぞれ形成された多数の第１接地面と、デバイスウエハをパッケージングするために所定領域が部分的にエッチングされ、複数の突出部、多数のグラウンドポストおよび空洞部が形成されたキャップウエハと、突出部の下部に形成された第２シーリング部と、多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように形成された多数の第２接地面と、キャップウエハを垂直貫通して多数の第２接地面の所定領域と接続されるよう形成されたビアと、ビア上に形成されるグラウンド端子とを含み、第１シーリング部と第２シーリング部とを接合し、第１接地面と前記第２接地面とを接合する。
【選択図】図１Ｆ
Description
本発明は、デュープレクサおよびその製造方法に関し、詳細には単一チップ上に集積された素子との間に高いアイソレーション（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が確保されたモノリシックデュープレクサおよびその製造方法に関する。
デュープレクサとは、フィルタを総合的に用いる代表的な素子の１つであって、周波数分割方式で具現される通信システムにおいて、１つのアンテナを介して送受信される信号を適切に分岐することによって、同一アンテナを効率よく共有できる素子である。
デュープレクサは基本的に送受信端フィルタを含んでいる。送信端フィルタは送信したい周波数のみを通過させるバンドパスフィルタであり、受信端フィルタは受信したい周波数のみを通過させるバンドパスフィルタである。各フィルタにおいて、所定周波数帯域の信号のみを通過させることによって１つのアンテナを効率よく共有できる。かかるデュープレクサは無線通信を行う種々のＲＦ機器にて主に使用されている（たとえば、特許文献１〜４参照）。
デュープレクサは基本的に送受信端フィルタを含んでいる。送信端フィルタは送信したい周波数のみを通過させるバンドパスフィルタであり、受信端フィルタは受信したい周波数のみを通過させるバンドパスフィルタである。各フィルタにおいて、所定周波数帯域の信号のみを通過させることによって１つのアンテナを効率よく共有できる。かかるデュープレクサは無線通信を行う種々のＲＦ機器にて主に使用されている（たとえば、特許文献１〜４参照）。
一方、送信端フィルタおよび受信端フィルタを介して送受信される信号の周波数はその差異が微細であることから、相互間の干渉により敏感に反応する。よって、送信端および受信端フィルタを離間し、互いの干渉を抑えるフィルタ隔離部を加えることで、より優れた性能を有するデュープレクサを製造することができる。フィルタ隔離部は、通常、コンデンサーおよびインダクタを使用して位相シフター（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒ）を具現することによって、送信信号および受信信号の周波数位相差が９０°になるように、互いの干渉を防止する。
一方、携帯電話機として代表される移動通信機器の急速な普及により、かかる機器にて使用される小型・軽量のデュープレクサの需要が増大されつつある。のみならず、デュープレクサの内部構成要素である送信端フィルタおよび受信端フィルタの役割を行う小型軽量のフィルタ需要も増加している。小型・軽量であるとともに大電力の用途に適したフィルタを構成するための有力な手段として、ＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）が知られているが、このＦＢＡＲは最小限のコストで大量生産が可能であり、かつ最小型に具現できる利点をもつ。
一方、携帯電話機が小型化になるにつれ、デュープレクサの小型・軽量化が求められているものの、デュープレクサが小型になるほど高いアイソレーションの確保は難しくなる。従って、小型・軽量ながらも高いアイソレーションが確保できる超小型デュープレクサが求められている。
米国特許出願公開第２００４-０２１２４５１号明細書
韓国特許出願公開第２００４-０９９９３２号明細書
韓国特許登録第２００２-３４４６３７号明細書
特開２００２-２７１１０９号公報
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、多数の素子が集積されたモノリシックデュープレクサにおいて、集積された素子間の干渉効果を抑えて高いアイソレーションが確保できるモノリシックデュープレクサおよびその製造方法を提供することにある。
前述した目的を達成するための本発明に係るモノリシックデュープレクサは、デバイスウエハと、前記デバイスウエハ上部の所定領域に離間して形成された多数の素子と、前記デバイスウエハの上部両側に形成された第１シーリング部と、前記多数の素子との間にそれぞれ形成された多数の第１接地面と、前記デバイスウエハをパッケージングするために所定領域が部分的にエッチングされ、複数の突出部、多数のグラウンドポストおよび空洞部の形成されたキャップウエハと、前記突出部の下部に形成された第２シーリング部と、前記多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように形成された多数の第２接地面と、前記キャップウエハを垂直貫通して前記多数の第２接地面の所定領域と接続するように形成されたビアと、前記ビア上に形成されるグラウンド端子とを含み、前記第１シーリング部と前記第２シーリング部とが接合され、前記第１接地面と前記第２接地面とが接合されることが好ましい。
なお、前記多数のグラウンドポストは前記キャップウエハの一面両側にそれぞれ形成された突出部との間に形成され、前記空洞部は前記突出部と前記グラウンドポストとの間および前記多数のグラウンドポストとの間に形成されることが好ましい。
ここで、前記多数の素子が、ＲＦ素子であることが好ましく、前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることが好ましい。
ここで、前記多数の素子が、ＲＦ素子であることが好ましく、前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることが好ましい。
ここで、前記第１接地面が、前記多数の素子間の干渉を抑えるためのものであり、前記多数のグラウンドポストが、前記多数の素子間の干渉を抑えるために前記多数の第１接地面と向かい合うよう形成されることが好ましい。
ここで、前記ビアが、前記グラウンドポストと前記グラウンド端子とを電気的に接続するインタコネクト構造物であることが好ましい。
ここで、前記ビアが、前記グラウンドポストと前記グラウンド端子とを電気的に接続するインタコネクト構造物であることが好ましい。
また、前記多数の第２接地面が、互いに離間して形成されていることが好ましく、また互いに電気的に接続して形成されていることが好ましい。
前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることが好ましい。
また、本発明に係るモノリシックデュープレクサの製造方法は、デバイスウエハ上部の所定領域に多数の素子を離間して形成するステップと、前記デバイスウエハの上部両側に第１シーリング部を形成し、前記多数の素子間にそれぞれ多数の第１接地面を形成するステップと、前記デバイスウエハをパッケージングするためのキャップウエハの一面の所定領域を部分的にエッチングし、前記キャップウエハの一面両側にそれぞれ突出部を形成し、前記突出部との間に多数のグラウンドポスト（ｇｒｏｕｎｄ ｐｏｓｔ）を形成し、前記突出部と前記グラウンドポストとの間に空洞部を形成するステップと、前記突出部の下部に第２シーリング部を形成し、前記多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように多数の第２接地面を形成するステップと、前記キャップウエハを垂直貫通し、前記多数の第２接地面の所定領域と接続されるビア（ｖｉａ）を形成し、前記ビア上にグラウンド端子を形成するステップと、前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合するステップとを含むことが好ましい。
前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることが好ましい。
また、本発明に係るモノリシックデュープレクサの製造方法は、デバイスウエハ上部の所定領域に多数の素子を離間して形成するステップと、前記デバイスウエハの上部両側に第１シーリング部を形成し、前記多数の素子間にそれぞれ多数の第１接地面を形成するステップと、前記デバイスウエハをパッケージングするためのキャップウエハの一面の所定領域を部分的にエッチングし、前記キャップウエハの一面両側にそれぞれ突出部を形成し、前記突出部との間に多数のグラウンドポスト（ｇｒｏｕｎｄ ｐｏｓｔ）を形成し、前記突出部と前記グラウンドポストとの間に空洞部を形成するステップと、前記突出部の下部に第２シーリング部を形成し、前記多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように多数の第２接地面を形成するステップと、前記キャップウエハを垂直貫通し、前記多数の第２接地面の所定領域と接続されるビア（ｖｉａ）を形成し、前記ビア上にグラウンド端子を形成するステップと、前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合するステップとを含むことが好ましい。
ここで、前記多数の素子が、ＲＦ受動素子であることが好ましい。
また、前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることが好ましい。
ここで、前記第１接地面が、前記多数の素子間の干渉を抑えるためのものであり、前記多数のグラウンドポストが、前記多数の素子間の干渉を抑えるために前記多数の第１接地面と向かい合うよう形成されることが好ましい。
また、前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることが好ましい。
ここで、前記第１接地面が、前記多数の素子間の干渉を抑えるためのものであり、前記多数のグラウンドポストが、前記多数の素子間の干渉を抑えるために前記多数の第１接地面と向かい合うよう形成されることが好ましい。
前記ビアが、前記グラウンドポストと前記グラウンド端子とを電気的に接続するインタコネクト構造物であることが好ましい。
ここで、前記多数の第２接地面が、互いに離間して形成されていることが好ましく、互いに電気的に接続して形成されていることが好ましい。
ここで、前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることが好ましい。
ここで、前記多数の第２接地面が、互いに離間して形成されていることが好ましく、互いに電気的に接続して形成されていることが好ましい。
ここで、前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることが好ましい。
なお、前記空洞部が、前記多数のグラウンドポストとの間および前記突出部と前記グラウンドポストとの間に形成されることが好ましい。
本発明によると、モノリシックデュープレクサに集積された素子間の干渉効果を抑えることで高いアイソレーションを確保することができる。
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
図１Ａ〜図１Ｅは、本発明に係るモノリシックデュープレクサの製造工程別の断面図である。
まず、図１Ａに示すように、デバイスウエハ１０上の所定領域に多数の素子１ａ〜１ｄを集積形成する。デバイスウエハ１０は、シリコン基板で構成することが好ましい。また、多数の素子１ａ〜１ｄはデバイスウエハ１０の上部にそれぞれ離間して形成される。
まず、図１Ａに示すように、デバイスウエハ１０上の所定領域に多数の素子１ａ〜１ｄを集積形成する。デバイスウエハ１０は、シリコン基板で構成することが好ましい。また、多数の素子１ａ〜１ｄはデバイスウエハ１０の上部にそれぞれ離間して形成される。
本実施の形態では４つの第１〜第４素子１ａ〜１ｄのみがデバイスウエハ１０の上部に集積されているが、これよりも多くの素子をデバイスウエハ１０上に集積形成することもできる。
本実施形態において、第１素子ｌａと第４素子１ｄは、一般にＲＦ受動素子であることが好ましく、詳細には第１素子１ａはインダクター、第２素子１ｂは送信端フィルタ、第３素子１ｃは受信端フィルタであることが好ましい。
本実施形態において、第１素子ｌａと第４素子１ｄは、一般にＲＦ受動素子であることが好ましく、詳細には第１素子１ａはインダクター、第２素子１ｂは送信端フィルタ、第３素子１ｃは受信端フィルタであることが好ましい。
送信端フィルタ１ｂおよび受信端フィルタ１ｃは、前述したとおりに所定の周波数帯域内の信号のみをフィルタリングし通過させるバンドパスフィルタである。この場合、周波数通過帯域を調整するために、複数のＦＢＡＲを直列および並列接続してフィルタとして使用することが一般的である。
図１ｂに示すように、デバイスウエハ１０の上部両側に第１シーリング部３０が形成され、デバイスウエハ１０上の第１素子１ａと第２素子１ｂとの間、第２素子１ｂと第３素子１ｃとの間、第３素子１ｃと第４素子１ｄとの間にそれぞれ第１接地面２０が形成される。
図１ｂに示すように、デバイスウエハ１０の上部両側に第１シーリング部３０が形成され、デバイスウエハ１０上の第１素子１ａと第２素子１ｂとの間、第２素子１ｂと第３素子１ｃとの間、第３素子１ｃと第４素子１ｄとの間にそれぞれ第１接地面２０が形成される。
第１接地面２０は多数の素子１ａ〜１ｄとの間に形成され、素子１ａ〜１ｄ間の干渉を抑える役割をする。一方、デバイスウエハ１０の上部に形成される第１シーリング部３０および第１接地面２０は金（Ａｕ）などの金属物質から形成されている。
続いて、図１Ｃに示すように、デバイスウエハ１０をパッケージングするためのキャップウエハ４０の一面の所定領域を部分的にエッチングして空洞部と複数の突出部および多数のグラウンドポスト４２を形成する。なお、乾式エッチングや湿式エッチングのうちいずれかの方法に基づいてキャップウエハ４０をエッチングする。
続いて、図１Ｃに示すように、デバイスウエハ１０をパッケージングするためのキャップウエハ４０の一面の所定領域を部分的にエッチングして空洞部と複数の突出部および多数のグラウンドポスト４２を形成する。なお、乾式エッチングや湿式エッチングのうちいずれかの方法に基づいてキャップウエハ４０をエッチングする。
グラウンドポスト４２は、図１Ｂに示すように、第１接地面２０に向かい合うように形成され、第１接地面２０と同様に素子１ａ〜１ｄ間の干渉を防止する。
図１Ｄに示すように、エッチングによって形成されたキャップウエハ４０の両側の突出面の下部に第２シーリング部４８が形成され、多数のグラウンドポスト４２をそれぞれ取り囲むよう第２接地面４６が形成される。図１Ｄにおいて、多数の第２接地面４６は互いに離間して形成されているが、多数の第２接地面４６が電気的に接続されるよう形成することもできる。
図１Ｄに示すように、エッチングによって形成されたキャップウエハ４０の両側の突出面の下部に第２シーリング部４８が形成され、多数のグラウンドポスト４２をそれぞれ取り囲むよう第２接地面４６が形成される。図１Ｄにおいて、多数の第２接地面４６は互いに離間して形成されているが、多数の第２接地面４６が電気的に接続されるよう形成することもできる。
続いて、図１Ｅに示すように、多数のグラウンドポスト４６と外部接地を電気的に接続するためのインタコネクト（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）構造物である多数のビア５０が形成され、多数のビア５０の上部にグラウンド端子６０が形成されている。
続いて、図１Ｆに示すように金属／金属接合によりデバイスウエハ１０とキャップウエハ４０とを接合し、最終的なモノリシックデュープレクサ１００形成する。
続いて、図１Ｆに示すように金属／金属接合によりデバイスウエハ１０とキャップウエハ４０とを接合し、最終的なモノリシックデュープレクサ１００形成する。
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
１ａ〜１ｄ ＲＦ受動素子
１０ デバイスウエハ
２０ 第１接地面
３０ 第１シーリング部
４０ キャップウエハ
４２ グラウンドポスト
４６ 第２接地面
４８ 第２シーリング部
５０ ビア
６０ グラウンド端子
１００ モノリシックデュープレクサ
１０ デバイスウエハ
２０ 第１接地面
３０ 第１シーリング部
４０ キャップウエハ
４２ グラウンドポスト
４６ 第２接地面
４８ 第２シーリング部
５０ ビア
６０ グラウンド端子
１００ モノリシックデュープレクサ
Claims (20)
- デバイスウエハ上部の所定領域に多数の素子を離間して形成するステップと、
前記デバイスウエハの上部両側に第１シーリング部を形成し、前記多数の素子間にそれぞれ多数の第１接地面を形成するステップと、
前記デバイスウエハをパッケージングするためのキャップウエハの一面の所定領域を部分的にエッチングし、前記キャップウエハの一面両側にそれぞれ突出部を形成し、前記突出部との間に多数のグラウンドポスト（ｇｒｏｕｎｄ ｐｏｓｔ）を形成し、前記突出部と前記グラウンドポストとの間に空洞部を形成するステップと、
前記突出部の下部に第２シーリング部を形成し、前記多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように多数の第２接地面を形成するステップと、
前記キャップウエハを垂直貫通し、前記多数の第２接地面の所定領域と接続されるビア（ｖｉａ）を形成し、前記ビア上にグラウンド端子を形成するステップと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合するステップと、
を含むことを特徴とするモノリシックデュープレクサの製造方法。 - 前記多数の素子が、ＲＦ受動素子であることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記第１接地面は、前記多数の素子間の干渉を抑えるためのものであることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記多数のグラウンドポストが、前記多数の素子間の干渉を抑えるために前記多数の第１接地面と向かい合うよう形成されることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記ビアが、前記グラウンドポストと前記グラウンド端子とを電気的に接続するインタコネクト構造物であることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記多数の第２接地面が、互いに離間して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記多数の第２接地面が、互いに電気的に接続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- 前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
- デバイスウエハと、
前記デバイスウエハ上部の所定領域に離間して形成された多数の素子と、
前記デバイスウエハの上部両側に形成された第１シーリング部と、
前記多数の素子との間にそれぞれ形成された多数の第１接地面と、
前記デバイスウエハをパッケージングするために所定領域が部分的にエッチングされ、複数の突出部、多数のグラウンドポストおよび空洞部の形成されたキャップウエハと、
前記突出部の下部に形成された第２シーリング部と、
前記多数のグラウンドポストをそれぞれ取り囲むように形成された多数の第２接地面と、
前記キャップウエハを垂直貫通して前記多数の第２接地面の所定領域と接続されるよう形成されたビアと、
前記ビア上に形成されるグラウンド端子と、
を含み、前記第１シーリング部と前記第２シーリング部とが接合され、前記第１接地面と前記第２接地面とが接合されることを特徴とするモノリシックデュープレクサ。 - 前記多数のグラウンドポストは前記キャップウエハの一面両側にそれぞれ形成された突出部との間に形成され、前記空洞部は前記突出部と前記グラウンドポストとの間および前記多数のグラウンドポストとの間に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ
- 前記多数の素子が、ＲＦ素子であることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記第１シーリング部および前記第１接地面が、金属物質から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記第１接地面が、前記多数の素子間の干渉を抑えるためのものであることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記多数のグラウンドポストが、前記多数の素子間の干渉を抑えるために前記多数の第１接地面と向かい合うよう形成されることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記ビアが、前記グラウンドポストと前記グラウンド端子とを電気的に接続するインタコネクト構造物であることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記多数の第２接地面が、互い離間して形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記多数の第２接地面が、互いに電気的に接続して形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記デバイスウエハと前記キャップウエハが、金属／金属接合により接合されることを特徴とする請求項１０に記載のモノリシックデュープレクサ。
- 前記空洞部が、前記多数のグラウンドポストとの間、および前記突出部と前記グラウンドポストとの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のモノリシックデュープレクサの製造方法。
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