[发明专利]背面再分布层贴片天线

说明书

本发明描述了一种贴片天线系统，其包括：集成电路管芯，其具有包括有源层的有源侧、以及背面；形成在所述背面上的电介质层；以及形成在所述电介质层上的再分布层，其中，所述再分布层形成贴片阵列。所述贴片天线还包括多个穿硅通孔(TSV)，其中，所述TSV将所述贴片阵列电连接到所述有源层。

背景技术

半导体产业正在移动到无处不在的无线通信。未来的片上系统(SoC)解决方案会要求小形状因子以实现系统集成。随着联邦通信委员会(FCC)对57千兆赫(GHz)与64GHz(毫米波)之间的7GHz的频谱的巨大连续块解除分配，将其用于在无任何许可费的情况下进行无线通信，越来越多的通信设备将开始在该范围内通信。利用这些通信设备的高频率，毫米波适合于超高速数据传输，而另一优点在于这些通信设备有能力使用小天线进行数据传输。

以往的研究已经利用有源金属层(尤其是高前侧金属层)来创建片上天线。这可能需要使用待由天线占用的宝贵有源层面积。替代地，现有技术已经使用了需要大面积的片下天线。另外，在天线与有源层之间可能需要空间来隔离串音。

附图说明

下面将结合所附附图对本发明的说明性实施例进行详细描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的被封装为3D堆叠体的片上天线的一个实施例；

图2示出了图1的片上天线的顶视图；

图3示出了图1的片上天线的截面图；

图3A是根据另一个说明性实施例的片上天线的截面图；

图4是衬底为电介质的片上天线的实施例的截面图；

图5示出了包括片上天线和电路的系统的一个实施例；

图6是示出根据本发明的片上天线的制造方法的实施例的流程图；

图7是示出片上天线的制造方法的替代的实施例的流程图；

图8是示出片上天线的制造方法的另一个替代的实施例的流程图；以及

图9是根据说明性实施例的用于定义尺寸术语的片上天线的截面图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出了本发明的具体实施例，以使本领域的技术人员能够实践本发明。其它实施例可以包含结构、逻辑、电气、工艺以及其它变化。示例仅代表可能的变型。除非明确要求，否则单独的部件和功能都是可选的，并且操作顺序可以改变。一些实施例的部分和特征可以包括在其它实施例的部分和特征中或者由其它实施例的部分和特征替代。在权利要求中阐述的本发明的实施例包含那些权利要求的等同物。本发明的实施例在此处可以单独或统一地被称为术语“发明”，仅仅出于方便起见，并且不是要将本申请的范围限制于任何单个发明或发明构思(如果实际上公开了一个以上的发明或发明构思)。

如本文中使用的，贴片天线元件通常是扁平的矩形金属片或“贴片”，安装在被称为接地平面或反射器的金属片之上。在一个实施例中，接地平面或反射器通常大于贴片天线元件。电介质层可以存在于贴片与反射器之间。通常，贴片的连接到馈送连接并且与馈送连接相对的两个边缘提供天线辐射。

如本文中使用的，穿硅通孔(TSV)是穿过硅晶片或管芯的电连接。通常，TSV在与衬底和有源电路层的平面垂直的方向上穿过管芯，该方向在本文中被称为“垂直”方向。TSV可以用作通往天线的贴片的馈送线，如本文所描述的。

如本文中使用的，集成电路管芯可以包括具有有源层的衬底、以及背面。有源层可以包括多个金属层，并且该层可以是半导体管芯中发生放大、整流、发光或其它动态行为的地方。通常，有源层可以覆盖衬底。通常，背面是管芯的非有源层。