DE-112015007212-B4 - Mikroelektronische Vorrichtungen mit effizienter Partitionierung von Hochfrequenzkommunikationsvorrichtungen, die auf einem Gehäuse-Fabric integriert sind

Abstract

Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200), umfassend: einen Sendeempfänger (122, 222), der mit einem ersten Substrat (120, 220) gekoppelt ist; ein Interposer-Substrat (130, 230); ein zweites Substrat (150, 250), das mit dem ersten Substrat (120, 220) über das Interposer-Substrat (130, 230) gekoppelt ist, wobei das Interposer-Substrat (130, 230) elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats (120, 220) und Komponenten des zweiten Substrats (150, 250) bereitstellt, wobei das zweite Substrat (150, 250) eine Antenneneinheit (152, 252) zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 4 GHz oder höher umfasst; und mindestens eine Hochfrequenzschaltung (124), die mit Materialien der Gruppe III-V gebildet ist, die mit mindestens einem des ersten (120, 220) und des zweiten Substrats (150, 250) gekoppelt ist.

Inventors

• Vijay K. Nair
• Georgios C. Dogiamis
• Telesphor Kamgaing

Assignees

• INTEL CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20151222

Claims (13)

1. Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200), umfassend: einen Sendeempfänger (122, 222), der mit einem ersten Substrat (120, 220) gekoppelt ist; ein Interposer-Substrat (130, 230); ein zweites Substrat (150, 250), das mit dem ersten Substrat (120, 220) über das Interposer-Substrat (130, 230) gekoppelt ist, wobei das Interposer-Substrat (130, 230) elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats (120, 220) und Komponenten des zweiten Substrats (150, 250) bereitstellt, wobei das zweite Substrat (150, 250) eine Antenneneinheit (152, 252) zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 4 GHz oder höher umfasst; und mindestens eine Hochfrequenzschaltung (124), die mit Materialien der Gruppe III-V gebildet ist, die mit mindestens einem des ersten (120, 220) und des zweiten Substrats (150, 250) gekoppelt ist.
2. Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 , ferner umfassend: einen integrierten passiven Die (IPD) (124), der mit mindestens einem des ersten (120, 220) und des zweiten Substrats (150, 250) gekoppelt ist, wobei der IPD (124) passive Elemente für passive Anpassungsnetzwerke aufweist.
3. Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei das Interposer-Substrat (130, 230) eine Abschirmung zum Abschirmen von HF-Signalen des Sendeempfängers (122, 222) umfasst.
4. Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 , wobei das zweite Substrat (150, 250) ferner Folgendes umfasst: mindestens einen Schalter (124, 254), der in Verbindungshalbleitermaterialien gebildet ist; und eine Komponente (124, 256), die Filter oder Kombiniervorrichtungen aufweist, die mit Verbindungshalbleitermaterialien gebildet sind.
5. Mikroelektronische Vorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 , wobei die mikroelektronische Vorrichtung (100, 200) eine 5G-Gehäusearchitektur für 5G-Kommunikationen umfasst.
6. Mikroelektronische Vorrichtung (300), umfassend: einen ersten Die (310), der mit einer ersten Seite eines ersten Substrats (320) gekoppelt ist; ein Interposer-Substrat (340); ein zweites Substrat (350), das mit einer zweiten Seite des ersten Substrats (320) über das Interposer-Substrat (340) gekoppelt ist, wobei das Interposer-Substrat (130, 230) elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats (120, 220) und Komponenten des zweiten Substrats (150, 250) bereitstellt, wobei das zweite Substrat (350) eine Antenneneinheit (354) zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 15 GHz oder höher aufweist; und eine überformte Komponente (330), die mit der zweiten Seite des ersten Substrats (320) gekoppelt ist, wobei die überformte Komponente (330) einen integrierten passiven Die (IPD) (334) aufweist, der mit dem ersten Substrat (320) gekoppelt ist, wobei der IPD (334) passive Elemente für passive Anpassungsnetzwerke aufweist, wobei die überformte Komponente (330) mindestens einen Die (332, 336), der mit Materialien der Gruppe III-V gebildet ist, die mit dem ersten Substrat (320) gekoppelt sind, umfasst.
7. Mikroelektronische Vorrichtung (300) nach Anspruch 6 , wobei das Interposer-Substrat (340) eine Abschirmung zum Abschirmen von HF-Signalen der überformten Komponente (330) umfasst.
8. Mikroelektronische Vorrichtung (300) nach Anspruch 6 , wobei der erste Die (310) ferner Folgendes umfasst: eine komplementäre Metalloxidhalbleiter (CMOS) -Schaltung, die mit einem siliziumbasierten Substrat gebildet ist.
9. Mikroelektronische Vorrichtung (300) nach Anspruch 6 , wobei die mikroelektronische Vorrichtung (300) eine 5G-Gehäusearchitektur für 5G-Kommunikationen umfasst.
10. Rechenvorrichtung (900), umfassend: mindestens einen Prozessor (904) zum Verarbeiten von Daten; und ein Kommunikationsmodul oder einen Chip (906), das/der mit dem mindestens einen Prozessor (904) gekoppelt ist, wobei das Kommunikationsmodul oder der Chip (904) Folgendes umfasst, ein erstes Substrat, das einen ersten Die stützt; einen zweiten Die, der mit dem ersten Die gekoppelt ist, wobei der zweite Die Vorrichtungen aufweist, die mit Verbindungshalbleitermaterialien gebildet sind; ein Interposer-Substrat; und ein zweites Substrat, das mit dem ersten Substrat über das Interposer-Substrat gekoppelt ist, wobei das Interposer-Substrat (130, 230) elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats (120, 220) und Komponenten des zweiten Substrats (150, 250) bereitstellt, wobei das zweite Substrat eine Antenneneinheit (920) zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 15 GHz oder höher aufweist.
11. Rechenvorrichtung (900) nach Anspruch 10 , ferner umfassend: einen integrierten passiven Die (IPD), der mit dem ersten Die gekoppelt ist, wobei der IPD passive Elemente für passive Anpassungsnetzwerke aufweist.
12. Rechenvorrichtung (900) nach Anspruch 10 , wobei der erste Die eine komplementäre Metalloxidhalbleiter (CMOS) -Basisbandschaltung umfasst.
13. Rechenvorrichtung (900) nach Anspruch 10 , ferner umfassend: einen Speicher (910, 911, 912); ein Anzeigemodul (930); und ein Eingabemodul (930), wobei der Speicher (910, 911, 912), das Anzeigemodul (930) und das Eingabemodul (930) auf einer Chip-Chipsatz-Plattform und miteinander in Wirkverbindung stehen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen die Herstellung von Halbleitervorrichtungen. Insbesondere betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effiziente Partitionierungen von mikroelektronischen Vorrichtungen mit Hochfrequenzkommunikationsvorrichtungen, die auf einem Gehäuse-Fabric integriert sind. HINTERGRUND DER ERFINDUNG Zukünftige drahtlose Produkte zielen auf Betriebsfrequenzen ab, die viel höher sind als der derzeit verwendete untere GHz-Bereich. Zum Beispiel arbeitet eine 5G (Mobile Netzwerke der 5. Generation oder drahtlose Systeme der 5. Generation) -Kommunikation erwartungsgemäß bei einer Frequenz von mehr als oder gleich 15 GHz. Darüber hinaus werden die aktuellen WiGig (Wireless Gigabit Alliance) -Produkte bei 60 GHz betrieben. Andere Anwendungen, einschließlich Kraftfahrzeugradar und medizinische Bildgebung, verwenden drahtlose Kommunikationstechnologien in den Millimeterwellenfrequenzen (z. B. 30 GHz bis 300 GHz). Für diese drahtlosen Anwendungen benötigen die konzipierten HF (Hochfrequenz) -Schaltungen hochqualitative passive Netzwerke, um der Übertragung von vordefinierten Frequenzbändern (wo die Kommunikation stattfindet) sowie der Notwendigkeit von hocheffizienten Leistungsverstärkern und verlustarmen Leistungskombinierern/-schaltern Rechnung zu tragen. Druckschrift DE 60 2004 001 358 T2 bezieht sich auf ein Modul für ein elektronisches Bauteil, und insbesondere auf ein Modul für ein elektronisches Bauteil, auf dem elektronische Bauteile in mehreren Frequenzbändern betrieben werden. Druckschrift US 2014 / 0 210 082 A1 bezieht sich auf ein Halbleiterbauteil mit einer ersten Platine, die über eine Antenne mit einer zweiten Platine elektrisch verbunden ist. Druckschrift WO 2015 / 088 486 A1 bezieht sich auf ein Chipgehäuse mit einem keramischen Substrat, das sich über einem Die befindet und mit einer Antenne verbunden ist. Druckschrift US 2012 / 0 119 932 A1 schlägt eine integrierte Antennen-Gehäusearchitektur für Radar Module vor. Druckschrift US 2014 / 0266 902 A1 bezieht sich auf ein gemeinsames Array Modul, das auf einer Substratoberfläche Antennen von zwei Arrays umfasst. ZUSAMMENFASSUNG Beispiele beziehen sich auf mikroelektronische Vorrichtungen. Die mikroelektronische Vorrichtung umfasst einen Sendeempfänger, der mit einem ersten Substrat gekoppelt ist, ein Interposer-Substrat und ein zweites Substrat, das mit dem ersten Substrat über das Interposer-Substrat gekoppelt ist. Das Interposer-Substrat stellt elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats und Komponenten des zweiten Substrats bereit. Das zweite Substrat umfasst eine Antenneneinheit zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 4 GHz oder höher. Ferner umfasst die mikroelektronische Vorrichtung mindestens eine Hochfrequenzschaltung, die mit Materialien der Gruppe III-V gebildet ist, die mit mindestens einem des ersten und des zweiten Substrats gekoppelt ist. Ein weiteres Beispiel bezieht sich auf eine mikroelektronische Vorrichtung, die einen ersten Die, der mit einer ersten Seite eines ersten Substrats gekoppelt ist, umfasst. Ferner umfasst die mikroelektronische Vorrichtung ein Interposer-Substrate und ein zweites Substrat, das mit einer zweiten Seite des ersten Substrats über das Interposer-Substrat gekoppelt ist. Das Interposer-Substrat stellt elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats und Komponenten des zweiten Substrats bereit. Das zweite Substrat weist eine Antenneneinheit zum Senden und Empfangen von Kommunikationen bei einer Frequenz von ungefähr 15 GHz oder höher auf. Die mikroelektronische Vorrichtung umfasst eine überformte Komponente, die mit der zweiten Seite des ersten Substrats gekoppelt ist. Die überformte Komponente weist einen integrierten passiven Die (IPD) auf, der mit dem ersten Substrat gekoppelt ist. Der IPD weist passive Elemente für passive Anpassungsnetzwerke auf. Die überformte Komponente umfasst mindestens einen Die, der mit Materialien der Gruppe III-V gebildet ist, die mit dem ersten Substrat gekoppelt sind. Ein weiteres Beispiels bezieht sich auf eine Rechenvorrichtung, die mindestens einen Prozessor zum Verarbeiten von Daten umfasst. Die Rechenvorrichtung umfasst ferner ein Kommunikationsmodul oder einen Chip, das/der mit dem mindestens einen Prozessor gekoppelt ist. Das Kommunikationsmodul oder der Chip umfasst ein erstes Substrat, das einen ersten Die stützt, einen zweiten Die, der mit dem ersten Die gekoppelt ist, ein Interposer-Substrat und ein zweites Substrat das mit dem ersten Substrat über das Interposer-Substrat gekoppelt ist. Das Interposer-Substrat stellt elektrische Verbindungen zwischen Komponenten des ersten Substrats und Komponenten des zweiten Substrats bereit. Der zweite Die weist Vorrichtungen auf, die mit Verbindungshalbleitermaterialien gebildet sind. Das zweite Substrat weist eine Antenneneinheit zum Senden und Empfangen von Kommunikati