[发明专利]设计有包括集成在封装上的管芯结构上的化合物半导体器件的高频通信器件的微电子器件

说明书

本发明的实施例包括微电子器件，其包括具有基于硅的衬底的第一管芯和耦合到第一管芯的第二管芯。在一个示例中，利用化合物半导体材料形成第二管芯。微电子器件包括利用多个电连接耦合到第一管芯的衬底。衬底包括用于在大约4GHz或更高的频率下发送和接收通信的天线单元。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及半导体器件的制造。具体而言，本发明的实施例涉及具有集成在封装上的管芯结构上的高频通信器件的微电子器件。

背景技术

未来的无线产品是以比当前利用的较低GHz范围高得多的操作频率为目标的。例如5G(第5代移动网络或第5代无线系统)通信被预期在大于或等于15GHz的频率下操作。而且，当前WiGig(Wireless Gigabit Alliance)产品在60GHz下操作。包括汽车雷达和医学成像的其它应用利用在毫米波频率(例如30GHz–300GHz)中的无线通信技术。对于这些无线应用，所设计的RF(射频)电路需要高质量无源匹配网络以便适应预定义的频带(其中通信发生)的传输以及需要高效率功率放大器和低损耗功率组合器/开关。

附图说明

图1示出了根据一个实施例的将不同的部件共同集成在微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图2示出了根据一个实施例的将不同的部件共同集成在微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图3A示出了根据一个实施例的将不同的部件共同集成在具有包覆成型(overmolded)部件的微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图3B示出了根据另一个实施例的将不同的部件共同集成在具有带有RF屏蔽的包覆成型部件的微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图4示出了根据一个实施例的将不同的部件共同集成在具有包覆成型部件的微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图5示出了根据一个实施例的将不同的部件共同集成在具有包覆成型部件的微电子器件(例如管芯结构架构)中。

图6示出了根据一个实施例的计算机系统600。

具体实施方式

本文描述了设计有包括在封装上的内部管芯结构中的化合物半导体器件的高频通信器件的微电子器件。在以下描述中，将使用本领域技术人员常用的术语来描述说明性实施方式的各个方面，以将其工作的实质传达给本领域的其他技术人员。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以仅利用所述方面中的一些来实践本发明。出于解释的目的，阐述了具体的数字、材料和构造，以便提供对说明性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中，省略或简化了公知的特征，以免使得说明性实施方式难以理解。

将以最有助于理解本发明的方式依次将各种操作描述为多个分立操作，然而不应将描述的次序解释为暗示这些操作必定是顺序相关的。具体而言，这些操作不必按照所呈现的次序执行。

对于毫米(例如1-10mm、任何mm波)波通信系统的高频(例如5G、WiGig)无线应用，所设计的RF电路(例如低噪声放大器、混频器、功率放大器等)需要高质量无源匹配网络以便适应预定义的频带(其中通信发生)的传输以及需要高效率功率放大器和低损耗功率组合器/开关等。主要由于所采用的一般无损的硅衬底，可以利用大于15GHz操作的CMOS技术，但其具有降低的功率放大器效率并具有低质量无源器件。由于所产生的过多的热，这不仅导致较低的系统性能，而且导致增加的热要求。在一个示例中，高的热耗散是由于多个功率放大器必须在相控阵布置中被利用来实现期望输出功率和传输范围的事实。这在5G系统上将甚至更严格，因为蜂窝网络(例如4G、LTE、LTE-adv)的一般传输范围比连接性所需的(例如WiFi、WiGig)大几倍。