單片式集成rf系統及其制造方法
【技術領域】
[0001]發明性布置涉及射頻(RF)電子系統，且更特定來說涉及提供優異性能、便于制造及小占用面積的用于微波及毫米波通信的RF系統。
【背景技術】
[0002]許多通信系統在高頻帶中操作。舉例來說，已知在高達300GHz的頻率下操作的通信系統。用于這些信號的RF信號處理需要例如濾波器及切換裝置等各種組件。然而，已知高頻率(例如1GHz到300GHz) RF系統的現有布置遭受某些限制。舉例來說，針對此類頻率所設計的常規濾波器及切換系統通常是基于薄膜技術。此類設計往往具有相對低的功率處置能力。此外，薄膜設計也隨著頻率增加而遭受性能降級。
[0003]可通過利用循序構建工藝來形成三維微結構。舉例來說，第7，012，489號及第7，898，356號美國專利描述用于制作同軸波導微結構的方法。這些工藝提供傳統薄膜技術的替代方案，但也呈現與其有效用于有利地實施各種RF裝置有關的新設計挑戰。

【發明內容】

[0004]本發明涉及一種用于構造RF裝置的方法。所述方法包含通過以下操作形成第一子組合件:首先在第一襯底的第一表面上沉積包含各自為導電材料及犧牲材料的至少一個層的第一多個層。控制所述第一多個層的沉積以在第一表面上形成環繞所述第一襯底的第一帶壁區域的至少第一外圍壁。所述第一外圍壁遠離所述第一表面延伸預定距離以形成第一突沿。進一步控制所述多個層的所述沉積以形成安置于所述第一襯底的所述第一表面上在所述帶壁區域內的至少第一信號處理組件。所述方法通過形成第二子組合件而繼續。所述第二子組合件的所述形成涉及在第二襯底的第二表面上沉積第二多個層。所述第二多個層包含各自為所述導電材料及所述犧牲材料的至少一個層。控制所述第二多個層的所述沉積以在所述第二表面上在第二帶壁區域內形成第二信號處理組件。然后將所述第二子組合件定位于所述第一子組合件上且將所述兩個子組合件接合在一起。
[0005]本發明還涉及一種包含第一及第二子組合件的射頻系統。所述第一子組合件包含安置于第一襯底的第一表面上且布置成第一堆疊的第一多個導電材料層。所述堆疊層形成環繞所述第一襯底的第一帶壁區域的至少第一外圍壁。所述第一外圍壁遠離所述第一表面延伸預定距離以形成第一突沿。所述堆疊層還形成安置于所述第一襯底的所述第一表面上在所述帶壁區域內的至少第一信號處理組件。所述第二子組合件包含安置于第二襯底的第二表面上的第二多個導電材料層。所述第二多個層布置成第二堆疊以形成安置于第二帶壁區域內的至少第二信號處理組件。所述第二子組合件定位于所述第一子組合件上且所述兩個子組合件被接合在一起。
【附圖說明】
[0006]將參考以下圖式來描述實施例，其中在所有各圖中，相似編號表示相似物項，且其中:
[0007]圖1是對于理解本發明有用的形成于襯底上的第一子組合件的俯視圖。
[0008]圖2是對于理解本發明有用的形成于襯底上的第二子組合件的俯視圖。
[0009]圖3是沿著圖1中的線3-3截取的第一子組合件的橫截面圖。
[0010]圖4是沿著圖2中的線4-4截取的第二子組合件的橫截面圖。
[0011]圖5是根據組裝步驟分別沿著線3-3及線4-4截取的第一及第二子組合件的橫截面圖。
[0012]圖6展示根據組裝步驟在已將第一及第二子組合件接合在一起之后分別沿著線3-3及線4-4截取的第一及第二子組合件的橫截面圖。
[0013]圖7是對于理解可用于第一或第二子組合件中的接地-共面波導(GCPW)到同軸轉變有用的圖式。
[0014]圖8A到8C展示本發明的數個替代實施例。
[0015]圖9是可形成于第一或第二子組合件的襯底上的某些示范性信號處理組件的俯視圖。
[0016]圖1OA及1B展示圖10中的示范性信號處理組件的透視圖。
[0017]圖1lA及IlB展示圖1到4中的信號處理組件可如何級聯于系統中。
[0018]圖12到21是展示用于構造圖1到4中所展示的子組合件的工藝的一系列圖式。
【具體實施方式】
[0019]參考附圖來描述本發明。所述圖未按比例繪制且對所述圖的提供僅是為了圖解說明本發明。為圖解說明，下文參考實例性應用來描述本發明的數個方面。應理解，陳述眾多特定細節、關系及方法以提供對本發明的完全理解。然而，相關領域的普通技術人員將容易地認識到，可在不使用一或多個特定細節或使用其它方法的情況下來實踐本發明。在其它實例中，未詳細展示眾所周知的結構或操作以避免使本發明模糊。本發明并不受所圖解說明的動作或事件次序限制，這是因為一些動作可以不同次序發生及/或與其它動作或事件同時發生。此外，未必需要所有所圖解說明的動作或事件來實施根據本發明的方法。
[0020]在圖1中展示形成于襯底102上的第一子組合件100的一部分的俯視圖。在圖3中展示第一子組合件的橫截面圖。第一子組合件是通過在襯底102的第一表面上沉積多個層(圖1及3中未展示)而形成。所述層由導電材料及犧牲材料形成。在一些實施例中，所述層中的至少一者也由如下文所描述的電介質材料形成。對所述多個層的沉積經控制以在第一表面上形成至少一外圍壁104，所述外圍壁至少部分地環繞帶壁區域118。所述外圍壁完全地或部分地圍繞帶壁區域118而延伸。外圍壁可由電介質材料層、導電材料(例如金屬)層或由這些材料形成的層的組合形成。
[0021]外圍壁104相對于襯底的表面橫向地延伸。更特定來說，所述壁在法向于襯底的表面的方向上延伸。襯底遠離襯底的表面延伸預定距離以形成突沿106。對所述多個層的沉積進一步經控制以在帶壁區域內形成安置于襯底102的表面上的一或多個信號處理組件108、110。在此工藝期間，由所述層形成一或多個互連元件。舉例來說，這些互連元件包含接地共面波導(GCPW)區段113、126及127以及同軸傳輸線元件112、114、128。互連元件的部分在遠離(即，法向于)襯底的表面的方向上延伸。舉例來說，同軸傳輸線元件112、114及128被展示為遠離襯底的表面而延伸。有利地提供一或多個導電通孔124以穿過襯底102載送電信號。
[0022]如圖2及4中所展示，第二子組合件200的一部分也形成于襯底202上。第二子組合件是通過在襯底202的第二表面上沉積多個層(圖2及4中未展示)而形成。所述層由導電材料及犧牲材料形成。在一些實施例中，所述層中的至少一者由如下文所描述的電介質材料形成。對所述多個層的沉積經控制以在第二表面上形成至少一外圍壁204，所述外圍壁至少部分地環繞帶壁區域218。外圍壁由電介質材料層、導電材料(例如金屬)層或由這些材料形成的層的組合形成。如下文將進一步詳細地解釋，外圍壁是關于第二子組合件的任選特征且在一些實施例中可省略所述外圍壁。如果被提供，那么第二子組合件的外圍壁將完全地或部分地圍繞帶壁區域218而延伸。外圍壁204橫向地(例如，在法向于襯底202的表面的方向上)延伸。更特定來說，外圍壁遠離襯底202的表面延伸預定距離以形成突沿206。對所述多個層的沉積進一步經控制以在帶壁區域內形成安置于襯底202的表面上的一或多個信