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天线开关和共用器的单片集成

天线开关和共用器的单片集成

集成射频(RF)电路结构可包括电阻性基板材料和开关。开关可被安排在由电阻性基板材料支撑的绝缘体上覆硅(SOI)层中。集成RF电路结构还可以包括被耦合到SOI层的隔离层。集成RF电路结构还可以包括包含电感器和电容器的滤波器。滤波器可被安排在集成RF电路结构的与电阻性基板材料相对的表面上。另外,开关可被安排在隔离层的第一表面上。

由于成本和功耗的考虑,移动射频(RF)芯片设计(例如,移动RF收发机)已经迁移到深亚微米工艺节点。通过添加用于支持通信增强(诸如载波聚集)的电路功能而使移动RF收发机的设计复杂度进一步复杂化。移动RF收发机的进一步设计挑战包括模拟/RF性能考量,包括失配、噪声、以及其他性能考量。这些移动RF收发机的设计包括无源器件的使用,以例如抑制谐振和/或执行滤波、旁路和耦合。

共用器制造工艺可与标准半导体工艺(诸如,用于制造压控电容器(变抗器)、开关阵列电容器、或其他类似电容器的工艺)兼容。在单个基板上制造共用器设计的组件可以是有益的。在单个基板上的制造还可以实现通过各种不同的参数进行调谐的可调谐共用器。

射频(RF)前端模块可以包括集成射频(RF)电路结构。集成RF电路结构可包括电阻性基板材料和开关。开关可被安排在由电阻性基板材料支撑的绝缘体上覆娃(S01)层中。集成RF电路结构还可以包括被耦合到SOI层的隔离层。集成斯电路结构还可以包括包含电感器和电容器的滤波器。滤波器可被安排在集成斯电路结构的与电阻性基板材料相对的表面上。另外,开关可被安排在隔离层的第一表面上。RF前端模块还可以包括被耦合到开关的输出的天线。

共用器制造工艺可与标准半导体工艺(诸如,用于制造压控电容器(变抗器)、开关阵列电容器、或其他类似电容器的工艺)兼容。在单个基板上制造共用器设计的组件可以是有益的。在单个基板上的制造还可以实现通过各种不同的参数进行调谐的可调谐共用器。

图8是示出其中可有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统800的框图。出于解说目的,图8示出了三个远程单元820、830和850以及两个基站840。将认识到,无线通信系统可具有远多于此的远程单元和基站。远程单元820、830和850包括1C设备825A、825C和825B,这些1C设备包括所公开的RF器件。将认识到,其他设备也可包括所公开的RF器件,诸如基站、交换设备、和网络装备。图8示出了从基站840到远程单元820、830和850的前向链路信号880,以及从远程单元820、830和850到基站840的反向链路信号890。

图4C示出了根据本发明的各方面的图3的集成即电路结构3〇〇的第三制造阶段420。代表性地,第一开口3〇8(3〇8-1、308-2、308-3、308-4、308-5和308-6)被形成在隔离层306和绝缘体上覆硅层3〇4中。第一开口3〇8暴露在电介质层3〇3内的笼状结构322的互连以及MIM电容器320的极板。

在图8中,远程单元820被示为移动电话,远程单元830被示为便携式计算机,而远程单元850被示为无线本地环路系统中的固定位置远程单元。例如,远程单元可以是移动电话、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如,个人数据助理(PDA))、启用GPS的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、固定位置数据单元(诸如仪表读数装备)、或者存储或检索数据或计算机指令的其他通信设备、或者其组合。尽管图8解说了根据本公开的各方面的远程单元,但本公开不限于所解说的这些示例性单元。本公开的各方面可以合适地在包括所公开的RF器件的许多设备中被采用。

图6B示出了根据本发明的各方面的图5的集成RF电路结构500的第二制造阶段610。代表性地,用导电材料来填充介电层5〇3中的第一开口508以形成通孔540。另外,共用器/滤波器530的MIM电容器532被形成在介电层503的第二表面上。在该安排中,形成在例如共用器/滤波器530的介电层(例如,聚酰亚胺)中的第二开口542(542-1、542-2、542-3和542-4),以暴露M顶电容器532的极板。

图7是解说根据本公开的各方面的构造集成射频(RF)电路结构的方法的工艺流程图。_

图2B是根据本公开的一方面的射频(RF)前端模块的示图。

集成RF电路结构300涉及用于高Q因数RF应用的共用器/滤波器330和天线开关310的3D集成,。在一种安排中,描述了绝缘体上覆硅(SOI)实现,其中在SOI层304中制造天线开关310。该安排包括在天线开关上单片构建包括电容器332和电感器33的共用器/滤波器330,以节省制造共用器封装中的成本。

图7是解说根据本公开的一方面的构造集成射频(RF)电路结构的方法700的工艺流程图。在框702中,开关被制造在由电阻性基板材料支撑的绝缘体上覆硅(SOI)层中。例如,如图4A所示,天线开关(ASW)310被制造在绝缘体上覆硅(SOI)层304上。在该安排中,天线开关310被安排在隔离层306(例如,埋氧化物(BOX)层)的第一表面上。另外,处置基板3〇1支撑隔离层306、绝缘体上覆硅层304和介电层303。替换地,如图6A所示,天线开关被制造在隔离层504(BOX)的第一表面上,其中隔离层的相对表面由处置基板502支撑。

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