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特表2024-518353垂直に積層されたＭＥＭＳデバイスおよびコントローラーデバイス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-01
(54)【発明の名称】垂直に積層されたＭＥＭＳデバイスおよびコントローラーデバイス
(51)【国際特許分類】
B81B 7/02 20060101AFI20240423BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20240423BHJP
B81C 1/00 20060101ALI20240423BHJP
H01H 59/00 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
B81B7/02
H01L25/08 H
H01L25/08 C
B81C1/00
H01H59/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023566801
(86)(22)【出願日】2022-04-29
(85)【翻訳文提出日】2023-12-22
(86)【国際出願番号】 US2022026971
(87)【国際公開番号】W WO2022232533
(87)【国際公開日】2022-11-03
(31)【優先権主張番号】63/182,582
(32)【優先日】2021-04-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517216431
【氏名又は名称】コルボ ユーエス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100189555
【弁理士】
【氏名又は名称】徳山 英浩
(74)【代理人】
【識別番号】100100479
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 三喜夫
(72)【発明者】
【氏名】ファン カンペン，ロベルトゥス ペトルス
(72)【発明者】
【氏名】ガッディ，ロベルト
(72)【発明者】
【氏名】カスティユー，ポール
(72)【発明者】
【氏名】バロン，ランス
(72)【発明者】
【氏名】コスタ，フリオ シー
(72)【発明者】
【氏名】ハモンド，ジョナサン ヘイル
(72)【発明者】
【氏名】ルノー，ミカエル
【テーマコード（参考）】
3C081
【Ｆターム（参考）】
3C081AA01
3C081AA11
3C081AA13
3C081BA03
3C081BA11
3C081BA21
3C081BA22
3C081BA30
3C081BA32
3C081BA33
3C081CA13
3C081CA17
3C081CA20
3C081CA32
3C081CA38
3C081DA03
3C081DA06
3C081DA26
3C081DA27
3C081DA29
3C081EA23
(57)【要約】
垂直積層構造における微小電気機械（ＭＥＭＳ）ダイおよびコントローラーダイの様々な配置が開示される。ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイの向きは、様々な配置で変化する。一実施形態では、ＭＥＭＳダイの裏面は、コントローラーダイの前面に動作可能に接続される。別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの裏面は、コントローラーダイの裏面に動作可能に接続される。別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの前面は、コントローラーダイの裏面に動作可能に接続される。さらに別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの前面は、コントローラーダイの前面に動作可能に接続される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
垂直積層構造であって、第一の電気コネクターを使用してコントローラーダイに動作可能に接続された微小電気機械（ＭＥＭＳ）ダイであって、
前記コントローラーダイが、第一の基材内およびその上に形成される制御回路を備え、前記制御回路が前記第一のコネクターに動作可能に接続され、
前記ＭＥＭＳダイが、第二の基材内またはその上に形成されるＭＥＭＳ回路を備え、前記ＭＥＭＳ回路が前記第一の電気コネクターに動作可能に接続され、
前記第一の電気コネクターが、前記制御回路から前記ＭＥＭＳ回路に制御信号を送るように動作可能である、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ダイと、
前記ＭＥＭＳ回路に動作可能に接続される第二の電気コネクターであって、前記第二の電気コネクターが、前記ＭＥＭＳ回路から前記垂直積層構造の外に無線周波数（ＲＦ）信号を送るように動作可能であり、前記ＲＦ信号が、前記コントローラーダイの前記第一の基材を介しても、前記ＭＥＭＳダイの第二の基材を介してもルーティングされない、第二の電気コネクターと、を備える、垂直積層構造。
【請求項2】
前記ＭＥＭＳ回路が、前記ＭＥＭＳダイの前面にあり、前記第一の電気コネクターが前記ＭＥＭＳダイの裏面に配置され、
前記ＭＥＭＳ回路が、シリコン貫通ビアを介して前記第一のコネクターに動作可能に接続される、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項3】
前記コントローラーダイの裏面、前記コントローラーダイの側面、および前記ＭＥＭＳダイの底面の露出部の上に形成される封止層をさらに備える、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項4】
前記ＭＥＭＳダイと前記コントローラーダイとの間の空間の周囲を囲むダム構造であって、前記ダム構造はエアポケット領域を形成する閉領域を形成する、ダム構造と、前記空間の前記周囲の周りの封止材料と、をさらに備える、請求項３に記載の垂直積層構造。
【請求項5】
前記ＭＥＭＳ回路が、ＭＥＭＳ空洞内に形成されるＭＥＭＳ ＲＦスイッチを備え、前記ＭＥＭＳ空洞が誘電体層によって封止されている、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項6】
前記ＭＥＭＳ回路が、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチに動作可能に接続された導電層を備え、前記ＭＥＭＳダイが、前記導電層と前記第二の電気コネクターとの間に動作可能に接続される再配線層を備える、請求項５に記載の垂直積層構造。
【請求項7】
前記制御回路が、誘電体層内の導電層と、
前記導電層に動作可能に接続される能動素子と、を備え、
前記コントローラーダイが、前記導電層と前記第一の電気コネクターとの間に動作可能に接続される再配線層を備える、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項8】
前記ＭＥＭＳ回路が誘電体層内に導電層を備え、前記ＭＥＭＳダイが、
前記導電層と第三の電気コネクターとの間に動作可能に接続される再配線層であって、第三の電気コネクターは電力信号を受信するように動作可能である、再配線層と、
前記導電層を前記第一の電気コネクターに動作可能に接続するシリコン貫通ビアと、を備える、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項9】
前記ＭＥＭＳダイと前記コントローラーダイとの間の空間内に封止材料をさらに備える、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項10】
前記第二の基材が、高抵抗率シリコン基材または第一の誘電体基材のうちの一つを備え、前記第一の基材が、低抵抗率シリコン基材、高抵抗率基材、または第二の誘電体基材のうちの一つを備える、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項11】
前記第二の基材が一つまたは複数の誘電体層を備え、前記ＭＥＭＳ回路が前記一つまたは複数の誘電体層内およびその上に配置される、請求項１に記載の垂直積層構造。
【請求項12】
垂直積層構造であって、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ダイと、
コントローラーダイであって、前記ＭＥＭＳダイの裏面が、第一の電気コネクターを介して前記コントローラーダイの前面に動作可能に接続され、
前記コントローラーダイが、第一の基材およびコントローラー回路を備え、前記制御回路が、前記第一の電気コネクターに動作可能に接続されて、前記制御回路が制御信号を前記第一の電気コネクターに送ることを可能にし、
前記ＭＥＭＳダイが、第二の基材およびＭＥＭＳ無線周波数（ＲＦ）スイッチを備え、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが、前記第一の電気コネクターに動作可能に接続され、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが前記制御信号を受信することを可能にする、コントローラーダイと、
前記ＭＥＭＳダイの前記裏面と前記コントローラーダイの前記前面との間の空間内に存在するエアポケット領域と、
前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチに動作可能に接続される第二の電気コネクターであって、前記第二の電気コネクターが、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチから前記垂直積層構造の外にＲＦ信号を送るように動作可能であり、前記ＲＦ信号が前記ＭＥＭＳダイの前面に残る、第二の電気コネクターと、を備える、垂直積層構造。
【請求項13】
前記空間を囲むダム構造であって、前記ダム構造は、前記エアポケット領域を形成する閉領域を形成する、ダム構造と、前記空間を取り囲む封止材料と、をさらに備える、請求項１２に記載の垂直積層構造。
【請求項14】
前記ダム構造がポリマー材料で形成される、請求項１３に記載の垂直積層構造。
【請求項15】
前記第二の基材が、高抵抗率シリコン基材または第一の誘電体基材のうちの一つを備え、前記第一の基材が、低抵抗率シリコン基材、高抵抗率基材、または第二の誘電体基材のうちの一つを備える、請求項１２に記載の垂直積層構造。
【請求項16】
前記第二の基材が、一つまたは複数の誘電体層を備え、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが、前記一つまたは複数の誘電体層内の少なくとも一つの誘電体層によって封止されるＭＥＭＳキャビティ内に配置される、請求項１２に記載の垂直積層構造。
【請求項17】
前記ＭＥＭＳダイが、前記導電層と前記第二の電気コネクターとの間に動作可能に接続される再配線層を備え、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが前記導電層に動作可能に接続される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項18】
前記制御回路が、誘電体層内の導電層と、
前記導電層に動作可能に接続される能動素子と、を備え、
前記コントローラーダイが、前記導電層と前記第一の電気コネクターとの間に動作可能に接続される再配線層を備える、請求項１２に記載の垂直積層構造。
【請求項19】
前記垂直積層構造の厚さが、４６０マイクロメートル未満である、請求項１２に記載の垂直積層構造。
【請求項20】
方法であって、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ダイの裏面の上にダム構造を形成することと、
第一の電気コネクターを使用して、前記ＭＥＭＳダイの前記裏面をコントローラーダイの前面に物理的および動作可能に接続することであって、
前記コントローラーダイが、第一の基材およびコントローラー回路を備え、前記制御回路が、前記第一の電気コネクターに動作可能に接続されて、前記第一の電気コネクターが前記ＭＥＭＳダイに制御信号を送ることを可能にし、
前記ＭＥＭＳダイが、第二の基材およびＭＥＭＳ無線周波数（ＲＦ）スイッチを備え、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが、前記第一の電気コネクターに動作可能に接続され、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチが前記第一の電気コネクターから前記制御信号を受信することを可能にし、
前記ダム構造が、前記コントローラーダイの前記前面と前記ＭＥＭＳダイの前記裏面との間の空間を取り囲み、エアポケット領域を形成する、物理的および動作可能に接続することと、
前記コントローラー層の裏面の上に、および前記ＭＥＭＳダイの前記裏面の一部の上に封止層を形成することと、
前記コントローラーダイの前記第一の基材を介しても前記ＭＥＭＳダイの前記第二の基材を介しても前記ＲＦ信号をルーティングすることなく、前記第二の電気コネクターが、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチから、前記垂直積層構造の外へＲＦ信号を送ることを可能にするために、前記ＭＥＭＳ ＲＦスイッチを第二の電気コネクターに動作可能に接続することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年４月３０日出願の米国仮特許出願第６３／１８２，５８２号の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年４月３０日出願の米国仮特許出願第６３／１８２，５８２号の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示の技術は、マイクロエレクトロニクスパッケージおよびその製造方法に関する。より具体的には、本開示の技術は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスおよびコントローラーデバイスを含む、垂直に積層された構造を有するマイクロエレクトロニクスパッケージに関する。
【背景技術】
【0003】
携帯電話および無線デバイスの幅広い利用により、無線周波数 （ＲＦ） 技術の急速な発展が促進され続けている。ＲＦ技術には、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを備えるＭＥＭＳデバイスが含まれる。一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチは、様々な送受信経路および／または回路構成要素との間でＲＦ信号をルーティングする。コントローラーデバイスは、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを開閉させる制御信号をＭＥＭＳデバイスに送る。
【0004】
場合によっては、コントローラーデバイスおよびＭＥＭＳデバイスは、同じ回路基板上に水平に並んで配置される個別のデバイスであり、制御信号は回路基板を使用してコントローラーデバイスとＭＥＭＳデバイスとの間でルーティングする。しかし、この並列配置は回路基板上で大きな面積を使用する可能性がある。さらに、コントローラーデバイスと一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチとの間の信号経路の長さは長くてもよく、これによりコントローラーデバイスおよびＭＥＭＳデバイスの性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【発明の概要】
【0005】
本開示の例示的な態様は、ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイを備える垂直積層構造を提供する。ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイの様々な配置が開示される。ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイの向きは、様々な配置で変化する。例えば、一実施形態では、ＭＥＭＳダイの裏面は、コントローラーダイの前面に動作可能に接続される。別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの裏面は、コントローラーダイの裏面に動作可能に接続される。別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの前面は、コントローラーダイの裏面に動作可能に接続される。さらに別の実施形態では、ＭＥＭＳダイの前面は、コントローラーダイの前面に動作可能に接続される。
【0006】
配置のうちの一つまたは複数により、ＲＦ損失およびＭＥＭＳダイとコントローラーダイとの間の結合が低減または最小限に抑えられる。例えば、ＭＥＭＳダイの裏面をコントローラーダイの前面に物理的かつ動作可能に（例えば、電気的に）接続する配置は、ＭＥＭＳダイ内のＭＥＭＳ回路、例えば一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチをコントローラーダイ内の制御回路から、動作可能に分離する（例えば、図１）。この配置により、ＭＥＭＳダイとコントローラーダイとの間の容量結合が減少する。したがって、この配置により、ＲＦ直線性が強化される。
【0007】
配置のうちの一つまたは複数により、コントローラー電圧ブースト回路からＲＦ信号を送る信号線が遮蔽されるか、または信号線が絶縁される。追加的にまたは代替的に、一つまたは複数の配置は、ＭＥＭＳデバイス内のシリコン基材（例えば、高抵抗率シリコン基材）からＲＦ信号を遮蔽または分離する。例えば、ＭＥＭＳダイの裏面をコントローラーダイの前面に物理的かつ動作可能に接続する配置は、ＭＥＭＳデバイス内のシリコン基材からのＲＦ信号を遮蔽する（例えば、図１）。
【0008】
垂直積層構造の様々な配置により、ＭＥＭＳダイとコントローラーダイを水平に並列配置する場合と比較して、ＭＥＭＳダイとコントローラーダイの設置面積が削減され、および／または、使用する材料が少なくなる。最終的なパッケージのパッケージサイズは小さくなる。最終的なパッケージは、そのサイズが小さいため、機械的安定性も向上する。
【0009】
追加的にまたは代替的に、配置のうちの一つまたは複数は、ＲＦ領域（例えば、高周波数領域）を低周波領域から分離する。低周波領域には、ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイによって受信される電力信号、コントローラーダイからＭＥＭＳダイに送られる制御信号、および／またはコントローラーダイによって受信される入出力（Ｉ／Ｏ）信号が含まれる。高周波領域の信号とは異なり、低周波領域の信号は、大きな問題なく高抵抗基材を介してルーティングされるまたは送られることができる。配置のうちの一つまたは複数では、ＲＦ領域は、垂直積層構造の表面に残る。例えば、図１に示される実施形態では、ＲＦ信号はＭＥＭＳダイの前面に残る。ＲＦ信号は、ＭＥＭＳダイの基材を介してもコントローラーダイの基材を介しても、ルーティングも送られもされないため、潜在的な損失の増加や直線性の劣化が回避される。
【0010】
一態様では、垂直積層構造は、第一の電気コネクターを使用してコントローラーダイに動作可能に接続されるＭＥＭＳダイを備える。コントローラーダイは、第一の基材内およびその上に形成される制御回路を備え、制御回路は第一の電気コネクターに動作可能に接続される。ＭＥＭＳダイは、第二の基材内またはその上に形成されるＭＥＭＳ回路を備え、ＭＥＭＳ回路は第一の電気コネクターに動作可能に接続される。第一の電気コネクターが、制御回路からＭＥＭＳ回路に制御信号を送るように動作可能である。第二の電気コネクターはＭＥＭＳ回路に動作可能に接続されている。第二の電気コネクターは、ＲＦ信号をＭＥＭＳ回路から垂直積層構造の外へ送るように動作可能であり、ＲＦ信号は、コントローラーダイの第一の基材を介しても、ＭＥＭＳダイの第二の基材を介してもルーティングされない。ＲＦ信号はＭＥＭＳダイの前面に残る。
【0011】
別の態様では、垂直積層構造は、ＭＥＭＳダイおよびコントローラーダイを備える。ＭＥＭＳダイの裏面は、第一の電気コネクターを介してコントローラーダイの前面に動作可能に接続される。コントローラーダイは、第一の基材および制御回路を備える。制御回路は、第一の電気コネクターに動作可能に接続され、制御回路が制御信号を前記第一の電気コネクターに送ることを可能にする。ＭＥＭＳダイは、第二の基材および一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを備える。一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチは、第一の電気コネクターに動作可能に接続され、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチが制御信号を受信できるようにする。ダム構造は、ＭＥＭＳダイの裏面とコントローラーダイの前面との間の空間の周りに形成される。ダム構造は空間の周囲を取り囲んで、ＭＥＭＳダイがコントローラーダイに動作可能に接続された場合にエアポケット領域を形成する閉領域を形成する。第二の電気コネクターは一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチに動作可能に接続されている。第二の電気コネクターは、コントローラーダイの第一の基材を介してもＭＥＭＳダイの第二の基材を介してもＲＦ信号を送ることなく、ＲＦ信号を一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチから垂直積層構造の外へ送るように動作可能である。ＲＦ信号はＭＥＭＳダイの前面に残る。
【0012】
更に他の態様では、方法は、ＭＥＭＳダイの裏面上にダム構造を形成することを含み、ダム構造は、封止されない空間（例えば、封止材料が省略された空間）の周囲に延在する。ＭＥＭＳダイの裏面は、第一の電気コネクターを使用してコントローラーダイの前面に物理的かつ動作可能に接続される。コントローラーダイは、第一の基材および制御回路を備える。制御回路は、第一の電気コネクターに動作可能に接続され、第一の電気コネクターが制御信号をＭＥＭＳダイに送ることを可能にする。ＭＥＭＳダイは、第二の基材および一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを備える。一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチは、第一の電気コネクターに動作可能に接続され、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチが第一の電気コネクターから制御信号を受信できるようにする。ダム構造は、コントローラーダイの前面とＭＥＭＳダイの裏面との間の空間を取り囲み、エアポケット領域を形成する。封止層はコントローラー層の裏面の上に、およびＭＥＭＳダイの裏面の一部の上に形成される。一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチは、コントローラーダイの第一の基材を介してもＭＥＭＳダイの第二の基材を介してもＲＦ信号を送ることなく、第二の電気コネクターに動作可能に接続され、第二の電気コネクターが、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチの少なくとも一つから垂直積層構造の外にＲＦ信号を送ることを可能にする。ＲＦ信号はＭＥＭＳダイの前面に残る。
【0013】
別の態様では、前述の態様のいずれかを、個別にまたは一緒に、および／または本明細書に記載される様々な別個の態様および特徴を、さらなる利益のために組み合わせてもよい。本明細書に開示する様々な特徴および要素のいずれも、本明細書にこれと反対の指示がない限り、一つ以上の他の開示された特徴および要素と組み合わせることができる。
【0014】
当業者であれば、添付図面に関連して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、本開示の範囲を理解し、その追加的な態様を悟るであろう。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本開示のいくつかの態様を示し、説明と共に本開示の原理を説明する役割を果たす。
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下に記載される実施形態は、当業者が実施形態を実践することを可能にするために必要な情報を表し、実施形態を実践する最善モードを例示する。添付の図面に照らして以下の説明を読んだ後、当業者は、本開示の概念を理解し、本明細書に特に記載されていないこれらの概念の適用を認識するであろう。当然のことながら、これらの概念および適用は、本開示の範囲および付随する特許請求の範囲に含まれる。
【0054】
本明細書では、用語、第一、第二、等を使用して様々な要素を説明することができるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、一つの要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第一の要素を第二の要素と呼ぶことができ、同様に、第二の要素を第一の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のうちの一つ以上のあらゆるすべての組み合わせを含む。
【0055】
層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に」ある、または「上へ」延在すると言及される場合、別の要素の直接上にある、または直接上へ延在する、または介在する要素も存在し得ることが理解されよう。対照的に、要素が別の要素の「直接上に」ある、または「直接上へ」延在すると言及される場合、介在する要素は存在しない。同様に、層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に」ある、または「上に」延在すると言及される場合、別の要素の直接上にある、または直接上に延在する、または介在する要素も存在し得ることが理解されよう。対照的に、要素が別の要素の「直接上に」ある、または「直接上に」延在すると言及される場合、介在する要素は存在しない。また、要素が別の要素に「接続」「動作可能に接続」または「結合」「動作可能に結合」と呼ばれる場合、他の要素に直接接続もしくは結合する、または介在要素が存在することも理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続している」または「直接結合している」と呼ばれる場合、介在要素は存在しない。
【0056】
相対的用語、例えば「～より下」もしくは「～より上」、または「上の」もしくは「下の」、または「水平の」もしくは「垂直の」は、本明細書では、例示するように、一つの要素、層、または領域と、別の要素、層、または領域との関係を説明するために使用されることができる。これらの用語および上述したものは、図に描写された配向に加えて、装置の異なる配向を包含することが意図されていることが理解される。
【0057】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を記述する目的のみに使用され、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって別途明確に示されない限り、複数形も含むことが意図される。本明細書で使用される場合、「備える」、「備えている」、「含む」、および／または「含んでいる」は、記載された特徴、整数、工程、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、一つまたは複数の他の特徴、整数、工程、動作、要素、および／またはそのグループの存在または追加を妨げないことがさらに理解されるであろう。
【0058】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および学術用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、本明細書で使用される用語は、本明細書および関連技術の文脈においてその意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書に明示的に定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されないことが理解されるであろう。
【0059】
本明細書では、本開示の実施形態の概略図を参照して実施形態を説明する。したがって、層および要素の実際の寸法は異なる可能性があり、例えば製造技術および／または公差の結果として、図の形状とは異なることが予想される。例えば、正方形または長方形として例示または説明されている領域は、丸いまたは湾曲した形体であることができ、直線として示されている領域には、多少の凹凸がある可能性がある。したがって、図に例示される領域は概略的なものであり、その形状はデバイスの領域の正確な形状を例示することを意図したものでもなく、本開示の範囲を限定することを意図したものでもない。さらに、構造または領域のサイズは、説明の目的で他の構造または領域と比較して誇張される場合があり、したがって、本主題の一般的な構造を説明するために提供されており、縮尺通りに描かれている場合もいない場合もある。図面間の共通の要素は、ここでは共通の要素番号で示されており、後で再度説明することはない。
【0060】
図１は、本開示の実施形態によるコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第一の垂直積層構造１００を例示する。コントローラーダイ１０２は、第一の基材１０８内および／またはその上に形成された制御回路１０６を備える。制御回路１０６は、任意の好適な種類の回路、例えばｎ型トランジスタ、ｐ型トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、相互接続を形成する導電層（例えば、金属層）、ビア、コンタクトパッド、および誘電体層を備える。一実施形態では、制御回路１０６は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）製造プロセスを用いて作製される。第一の基材１０８は、シリコン基材（例えば、低抵抗率または高抵抗率のシリコン基材）および誘電体基材（例えば、窒化ケイ素基材）を含むが、これらに限定されない任意の好適な種類の基材であってもよい。
【0061】
ＭＥＭＳダイ１０４は、第二の基材１１２内および／またはその上に形成されたＭＥＭＳ回路１１０を備える。ＭＥＭＳ回路１１０は、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ、抵抗器、ならびに信号線およびコンタクトパッドを形成する導電層（例えば、金属層）を備える、任意の好適な種類の回路を備える。第二の基材１１２は、シリコン基材（例えば、高抵抗率のシリコン基材）、高抵抗率基材、および誘電体基材（例えば、窒化ケイ素基材）を含むが、これらに限定されない任意の適切な種類の基板であってよい。
【0062】
コントローラーダイ１０２の前面１３０は、コネクター層１１８を使用してＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６に動作可能に接続される。コネクター層１１８は、コントローラーダイ１０２をＭＥＭＳダイ１０４に動作可能に（例えば、電気的に）接続する一つまたは複数の電気コネクターを備える。電気コネクターの例としては、はんだボールおよび銅ピラーが含まれるが、これらに限定されない。
【0063】
第一のシリコン貫通ビア（ＴＳＶ）１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂが、第二の基材１１２を貫通して形成される。図１は二つのＴＳＶ１２０Ａ、１２０Ｂを示すが、ＭＥＭＳダイ１０４は任意の数のＴＳＶを備えることができる。第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４へ、ならびにそれらの間で信号を送るように動作可能である。一実施形態では、第一のＴＳＶ１２０Ａは、電力信号、例えば電圧および接地信号をＭＥＭＳダイ１０４からコントローラーダイ１０２に送るように動作可能である。第二のＴＳＶ１２０Ｂは、ＭＥＭＳダイ１０４およびコントローラーダイ１０２へ、ならびにそれらの間で制御信号およびＩ／Ｏ信号を送るように動作可能である。例えば、第二のＴＳＶ１２０Ｂは、制御信号を制御回路１０６からＭＥＭＳ回路１１０内の一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチに送り、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを開閉することができる。
【0064】
ＲＦ信号は、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第一のコンタクトパッド１２４Ａを使用して、ＭＥＭＳ回路１１０から別の電子部品、例えばアンテナに入出力される。Ｉ／Ｏ信号は、第二の電気コネクター１２２Ｂおよび第二のコンタクトパッド１２４Ｂを使用して、ＭＥＭＳ回路１１０および／または制御回路１０６に入出力される。図１では、第一および第二の電気コネクター１２２Ａ、１２２Ｂははんだボールとして示されているが、他の実施形態では異なる種類の電気コネクターを使用することができる。
【0065】
封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の上に形成される。一実施形態では、封止層１２６は、オーバーモールドプロセスを使用して形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２の裏面１３０、コントローラーダイ１０２の側端１３２Ａ、１３２Ｂ、およびＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６の露出部１２８Ａ、１２８Ｂに接触することができる。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６の露出部１２８Ａ、１２８Ｂを物理的損傷、腐食、および動作環境（例えば、ほこり、湿気、汚れ、溶剤）から保護する。
【0066】
図１に示される第一の垂直積層構造１００を製造するために、様々な製造プロセスが使用されることができる。図２～２２は、第一の垂直積層構造１００を製造する方法の一例を示す。図２は、本開示の実施形態による例示的なコントローラーウェーハ２００を例示する。例示的なコントローラーウェーハ２００は、第一の基材１０８内および／またはその上に形成された制御回路１０６を備える。制御回路１０６は、一つまたは複数の第一の誘電体層２０２内に形成される四つの導電層（例えば、金属層）Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を備える。導電層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、制御回路１０６内の構成要素（例えば、抵抗器、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ）間で信号を送るために、および制御回路１０６の内外へ信号を送るために使用されることができる。他の実施形態は、任意の数の導電層を備えることができる。
【0067】
導電性ビア（例えば、金属ビア）２０４は、選択された導電層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を他の導電層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に動作可能に（例えば電気的に）接続する。例えば、導電性ビア２０４Ａは、導電層Ｍ３Ａを導電層Ｍ４Ａに動作可能に接続する。同様に、導電性ビア２０４Ｂは、導電層Ｍ１Ａを導電層Ｍ２Ａに動作可能に接続する。例示的な実施形態では、導電層Ｍ４Ｂは導電性コンタクトを形成する。他の実施形態は、任意の数の導電層を備えてもよい。
【0068】
制御回路１０６は、トランジスタ２０６をさらに備える。トランジスタ２０６は、第一の基材１０８内に形成されるウェル領域２０８内に形成される。ウェル領域２０８は、第一の導電型（例えば、ｐ型導電性）の領域であり、第二の導電型（例えば、ｎ型導電性）のソース／ドレイン領域（２１０、２１２）を備える。したがって、トランジスタ２０６は、ｎ型トランジスタまたはｐ型トランジスタであってもよい。ゲートコンタクト２１４は、ソース／ドレイン領域（２１０、２１２）の間に配置される導電性要素として形成される。端子コンタクト２１０および端子コンタクト２１２は、ソース／ドレイン領域へ電気接続し、コンタクト２１３は、トランジスタ２０６のウェル領域へ電気接続する。図２にはトランジスタ２０６が一つだけ示されているが、制御回路１０６は、任意の数のトランジスタを備えることができる。
【0069】
制御回路１０６は、導電性要素２１６を備える。一実施形態では、導電性要素２１６は抵抗器として機能する。導電性要素２１６は、任意の好適な材料、例えばポリシリコンで作られることができる。図２には導電性要素２１６が一つだけ示されているが、制御回路１０６は、任意の機能に使用できる任意の数の導電性要素を備えることができる。
【0070】
コントローラーウェーハ２００の他の実施形態は、より少ない、より多い、または異なる種類の制御回路１０６を備えることができる。例えば、コントローラーウェーハ２００は、一つもしくは複数のコンデンサ、一つもしくは複数のインダクタ、一つもしくは複数のダイオード、ならびに／または他の種類の能動および受動デバイスを備えてもよい。
【0071】
図３は、本開示の実施形態による、第一のポリマー層３０２、第一の再配線層（ＲＤＬ）３０４Ａ、３０４Ｂ、および第二のポリマー層３０６が追加されている、図２に示すコントローラーウェーハ２００を例示する。一実施形態では、第一および第二のポリマー層３０２、３０６はポリイミド層であり、第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂは導電性材料、例えば金属で作られている。
【0072】
第一のポリマー層３０２は、コントローラーウェーハ２００の上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、第一のポリマー層３０２は、コントローラーウェーハ２００の上に成膜されてもよく、または第一のポリマー層３０２は、コントローラーウェーハ２００の上に積層されたラミネートフィルムであってもよい。次に、第一のポリマー層３０２がパターン形成されて、導電層Ｍ４Ｂの一部を露出させる開口部３０８が形成される。第一のポリマー層３０２をパターン形成するために、フォトレジストマスキング層（図示せず）は、第一のポリマー層３０２の上に形成され、そして現像液にさらされて、第一のポリマー層３０２の開口部３０８が形成されるフォトレジストマスキング層内の開口部（図示せず）が形成されることができる。フォトレジストマスキング層の開口部内で露出された第一のポリマー層３０２の部分が除去されて、第一のポリマー層３０２に開口部３０８が形成される。次にフォトレジストマスキング層が除去される。いくつかの実施形態では、第一のポリマー層３０２が感光性であるため、フォトレジストマスキング層は使用されない。第一のポリマー層３０２の一部はマスクを通して露光され、その後現像されて開口部３０８が形成される。
【0073】
第一のＲＤＬ３０４Ａは、第一のポリマー層３０２の一部の上に形成され、第一のＲＤＬ３０４Ｂは、開口部３０８内および第一のポリマー層３０２の一部の上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂは金属（例えば、銅）で作られる。第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂを形成するために、第一のポリマー層３０２上および導電層Ｍ４Ｂの露出部上にシード層を形成し、別のＲＤＬ材料でめっきして第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂを生成することができる。
【0074】
第二のポリマー層３０６は、第一のポリマー層３０２および第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０６Ｂの上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、第二のポリマー層３０６はポリイミド層である。第二のポリマー層３０６の形成およびパターニングは、第一のポリマー層３０２の形成およびパターニングと同様とすることができる。示すように、第二のポリマー層３０６をパターン形成して、第二のポリマー層３０６に開口部３１０Ａ、３１０Ｂを生成し、それぞれ第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂの一部を露出させる。
【0075】
図４は、本開示の実施形態による、それぞれ第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂ上に形成される第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂが追加されている、図３に示すコントローラーウェーハ３００を例示する。図４では、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂははんだボールとして示されている。しかし、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂは、任意の好適な種類の電気コネクター（例えば、銅ピラー）であってもよい。第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂの形成により、構造４０２が形成される。
【0076】
いくつかの実施形態では、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂが形成される前に、アンダーバンプメタライゼーション（ＵＢＭ）層（図示せず）が第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂの上に形成される。ＵＢＭ層は、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂの第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂへの結合強度を向上させることができる。
【0077】
第一の電気コネクター４００は、第一の電気コネクター４００Ｂが導電層Ｍ４～Ｍ１を介してトランジスタ２０６に動作可能に（例えば電気的に）接続されている第一のＲＤＬ３０４Ｂに動作可能に（例えば電気的に）接続しているため、電気的にアクティブな電気接続である。第一のＲＤＬ３０４Ａは制御回路内のいかなる電気回路にも構成要素にも動作可能に接続されないため、第一のＲＤＬ３０４Ａはダミーパッドであり、第一の電気コネクター４００Ａはダミーコネクターである。
【0078】
図５は、本開示の実施形態による例示的なＭＥＭＳウェーハ５００を例示する。例示的なＭＥＭＳウェーハ５００は、第二の基材１１２内および／またはその上に形成されたＭＥＭＳ回路１１０を備える。例示的なＭＥＭＳ回路１１０は、一つまたは複数の第二の誘電体層５０２内に形成される二つの導電層（例えば、金属層）Ｍ１、Ｍ２を備える。導電層Ｍ１、Ｍ２は、ＭＥＭＳ回路１１０内の一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４（例えば、スイッチアレイ）へ、それから、およびそれらの間で信号を送るために、ならびにＭＥＭＳ回路１１０内外へ信号を送るために使用されることができる。一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４は、ＭＥＭＳキャビティ５０６内に形成される。図５では、導電層Ｍ２ＡおよびＭ２Ｂは、導電性コンタクトを形成する。他の実施形態は、任意の数の導電層を備えてもよい。
【0079】
導電性ビア（例えば、金属ビア）５０８は、選択された導電層Ｍ１、Ｍ２を他の導電層Ｍ１、Ｍ２に動作可能に接続する。例えば、導電性ビア５０８Ａは、導電層Ｍ１Ａを導電層Ｍ２Ｃに動作可能に接続する。
【0080】
ＭＥＭＳ回路１１０は、導電性要素５１０を備える。非限定的で非排他的な実施例では、導電性要素５１０は抵抗器として機能する。導電性要素５１０は、任意の好適な材料、例えばポリシリコンで作られることができる。図５には導電性要素５１０が一つだけ示されているが、ＭＥＭＳ回路１１０は、任意の機能に使用できる任意の数の導電性要素を備えることができる。
【0081】
第三の誘電体層５１２は、一つまたは複数の第二の誘電体層５０２の上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、一つまたは複数の第二の誘電体層５０２は酸化物層であり、第三の誘電体層５１２は窒化物層、または酸化物層と窒化物層との組み合わせである。図５において、ＭＥＭＳキャビティ５０６は、一つまたは複数の第二の誘電体層５０２および第三の誘電体層５１２によって封止される。別の実施形態では、ＭＥＭＳキャビティ５０６は、一つの誘電体層によって封止されてもよい。
【0082】
一つまたは複数の第二の誘電体層５０２および第三の誘電体層５１２は、導電層Ｍ２Ａの一部を露出させる開口部５１４Ａを形成し、導電層Ｍ２Ｂの一部を露出させる開口部５１４Ｂを形成するようにパターン形成される。一つまたは複数の第二の誘電体層５０２および第三の誘電体層５１２をパターン形成するために、フォトレジストマスキング層（図示せず）を第三の誘電体層５１２の上に形成し、現像液にさらして開口部５１４Ａ、５１４Ｂが形成されるフォトレジストマスキング層に開口部（図示せず）を形成することができる。フォトレジストマスキング層の開口部と位置合わせされた一つまたは複数の第二の誘電体層５０２および第三の誘電体層５１２の部分が除去され、導電層Ｍ２ＡおよびＭ２Ｂの一部をそれぞれ露出させる開口部５１４Ａ、５１４Ｂが形成される。次にフォトレジストマスキング層が除去される。
【0083】
図５では、導電層Ｍ２Ａは、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４に動作可能に接続される。つまり、導電層Ｍ２Ａは、図１に示される完成した第一の垂直積層構造１００の外にＲＦ信号を送るために使用される。導電層Ｍ２Ｂは、完成した第一の垂直積層構造１００（図１）内の一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４に制御信号を送るために使用される。
【0084】
図６は、本開示の実施形態による、第三のポリマー層６０２が追加されている、図５に示すＭＥＭＳウェーハ５００を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第三のポリマー層６０２はポリイミド層である。第三のポリマー層６０２の形成およびパターニングは、図３の第一のポリマー層３０２の形成およびパターニングと同様とすることができる。示すように、第三のポリマー層６０２をパターン形成して、導電層Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂの一部をそれぞれ露出させる開口部６０４Ａ、６０４Ｂを形成する。
【0085】
図７は、本開示の実施形態による、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂが追加されている、図６に示すＭＥＭＳウェーハ６００を例示する。第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂは、第三のポリマー層６０２の一部の上および開口部６０４Ａ、６０４Ｂ内に形成され、導電層Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂに接触する。第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの形成は、図３の第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂの形成と同様とすることができる。
【0086】
図８は、本開示の実施形態による、第四のポリマー層８０２が追加されている、図７に示すＭＥＭＳウェーハ７００を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第四のポリマー層８０２はポリイミド層である。第四のポリマー層８０２の形成およびパターニングは、図３の第一のポリマー層３０２の形成およびパターニングと同様とすることができる。示すように、第四のポリマー層８０２をパターン形成して、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの一部をそれぞれ露出させる開口部８０４Ａ、８０４Ｂを形成する。
【0087】
図９は、本開示の実施形態による、第一のＵＢＭ層９０２Ａ、９０２Ｂが追加されている、図８に示すＭＥＭＳウェーハ８００を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第一のＵＤＭ層９０２Ａ、９０２Ｂは金属層である。第一のＵＢＭ層９０２Ａ、９０２Ｂは、開口部８０４Ａ内に露出された第二のＲＤＬ７０２Ａ上および第四のポリマー層８０２の一部上に第一のＵＢＭ層９０２Ａをめっきすることによって、かつ、開口部８０４Ｂ内に露出された第二のＲＤＬ７０２Ｂ上および第四のポリマー層８０２の一部上に第一のＵＢＭ層９０２Ｂをめっきすることによって、それぞれ第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂ上に形成されることができる。いくつかの実施形態では、第一のＵＢＭ層９０２Ａ、９０２Ｂは省略されてもよい。
【0088】
図１０は、本開示の実施形態による、フィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２が追加されている、図９に示すＭＥＭＳウェーハ９００を例示する。ＭＥＭＳウェーハ９００は、ＭＥＭＳウェーハ９００の前面１００４がフィルム１０００の第一の表面１００６に取り付けられるように、フィルム１０００上で裏返される。キャリアウェーハ１００２は、フィルム１０００の第二の表面１００８に取り付けられる。非限定的で非排他的な実施例では、フィルム１０００はポリマーベースの接着剤であり、キャリアウェーハ１００２はガラス、石英、またはシリコンで作られている。
【0089】
ＭＥＭＳウェーハ９００、フィルム１０００、およびキャリアウェーハ１００２は、第二の基材１１２上で薄化プロセスを実行できるようにする構造１０１０を形成する。フィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２は、薄化プロセス中にＭＥＭＳウェーハ９００を支持する。
【0090】
図１１は、本開示の実施形態による、ＭＥＭＳウェーハの第二の基材１１２を薄化した後の、図１０に示す構造１０１０を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第二の基材１１２は、約７５０マイクロメートルの初期厚さＴ１（図１０）を有する。第二の基材１１２は、約２５～７５マイクロメートルの厚さＴ２まで薄くされる。例えば、一実施形態では、第二の基材１１２’の厚さＴ２は約５０マイクロメートルである。任意の好適な薄化プロセスを使用して、第二の基材１１２を薄化することができる。例えば、第二の基材１１２を、機械研削プロセスまたは化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを使用して薄くすることができる。
【0091】
図１２は、本開示の実施形態による、第四の誘電体層１２００が追加されている、図１１に示す構造１０１０を例示する。第四の誘電体層１２００は、第二の基材１１２’の裏面１２０２の上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、第四の誘電体層１２００は、低温酸化物プロセスを使用して形成される。
【0092】
図１３は、本開示の実施形態による、ＭＥＭＳウェーハの第四の誘電体層１２００および第二の基材１１２’内に形成されるＴＳＶ１３００が追加されている、図１２に示す構造１２０４を例示する。ＴＳＶ１３００は、第四の誘電体層１２００、第二の基材１１２’、および一つまたは複数の第二の誘電体層５０２の一部をエッチングすることによって形成されることができる。ＴＳＶ１３００は、導電層Ｍ１Ｂの一部を露出させるように形成される。
【0093】
図１４は、本開示の実施形態による、第五の誘電体層１４００が追加されている、図１３に示す構造１３０２を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第五の誘電体層１４００は、第四の誘電体層１２００、ＴＳＶ１３００の側壁１４０２、および導電層Ｍ１Ｂの露出部の上に酸化物をスパッタリングすることによって形成される。酸化物は、第四の誘電体層１２００の厚さを増加させ、側壁１４０２および導電層Ｍ１Ｂの露出部の上に酸化物コーティングを形成する。次に、エッチングプロセスを実行して、第四の誘電体層１２００を薄くし、導電層Ｍ１Ｂの露出部から酸化物コーティングを除去する。ＴＳＶ１３００の側壁１４０２は垂直面であるため、第五の誘電体層１４００（例えば、側壁１４０２上の酸化物コーティング）は、エッチングプロセスによって実質的に薄くならない。
【0094】
図１５は、本開示の実施形態による、第三のＲＤＬ１５００Ａ、１５００Ｂが追加されている、図１４に示す構造１４０４を例示する。第三のＲＤＬ１５００Ａ、１５００Ｂは、第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂを形成するのに使用されるのと同様のプロセスで形成されることができる。第三のＲＤＬ１５００Ａは、第四の誘電体層１２００の表面の上に形成される。第三のＲＤＬ１５００Ｂは、ＴＳＶ１３００内の第四の誘電体層１２００の表面の上および第五の誘電体層１４００の上に形成される。第五の誘電体層１４００は、第三のＲＤＬ１５００Ｂが第二の基材１１２’に接触するのを防ぐ。第三のＲＤＬ１５００Ｂが第二の基材１１２’に接触すると、第二の基材１１２’が電気的に活性な基材（例えば、高抵抗率のシリコン基材）である場合、第三のＲＤＬ１５００Ｂによって送られる信号は第二の基材１１２’と電気的に相互作用することができる。第三のＲＤＬ１５００Ｂも導電層Ｍ１Ｂの上に形成され、導電層Ｍ１Ｂを第三のＲＤＬ１５００Ｂに電気的に接続する。
【0095】
図１６は、本開示の実施形態による、第五のポリマー層１６００が追加されている、図１５に示す構造１５０２を例示する。第五のポリマー層１６００は、構造１５０２の上に形成される。非限定的で非排他的な実施例では、第五のポリマー層１６００はポリイミド層である。第五のポリマー層１６００の形成およびパターニングは、図３の第一のポリマー層３０２の形成およびパターニングと同様とすることができる。示すように、第五のポリマー層１６００をパターン形成して、第三のＲＤＬ１５００Ａ、１５００Ｂの一部をそれぞれ露出させる開口部１６０２Ａ、１６０２Ｂを形成する。
【0096】
図１７は、本開示の実施形態による、第二のＵＢＭ層１７００Ａ、１７００Ｂが追加されている、図１６に示す構造１６０４を例示する。非限定的で非排他的な実施例では、第二のＵＤＭ層１７００Ａ、１７００Ｂは金属層である。第二のＵＢＭ層１７００Ａ、１７００Ｂは、開口部１６０２Ａ内に露出された第三のＲＤＬ１５００Ａ上および第五のポリマー層１６００の一部上に第二のＵＢＭ層１７００Ａをめっきすることによって、ならびに、開口部１６０２Ｂ内に露出した第三のＲＤＬ１５００Ｂ上および第五のポリマー層１６００の一部上に第二のＵＢＭ層１７００Ｂをめっきすることによって、それぞれ第三のＲＤＬ１５００Ａ、１５００Ｂ上に形成されることができる。いくつかの実施形態では、第二のＵＢＭ層１７００Ａ、１７００Ｂは省略されてもよい。
【0097】
図１８は、本開示の実施形態による、ダム構造１８００が追加されている、図１７に示す構造１７０２を例示する。ダム構造１８００は、第五ポリマー層１６００上に封止されない領域の周辺部の周囲に形成される。例えば、ダム構造１８００は、アレイ内の一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチの周囲に形成されることができる。図２０に関連してより詳細に説明するように、ダム構造１８００は、完成した垂直積層構造においてＭＥＭＳウェーハとコントローラーウェーハとの間にエアポケット領域を形成するために使用される。
【0098】
非限定的で非排他的な実施例では、ダム構造１８００は、ポリマー、例えばポリイミドで形成される。第六のポリマー層（図示せず）が第五のポリマー層１６００の上に形成され、パターン形成されてダム構造１８００を形成する。第六のポリマー層の形成およびパターニングは、図３に示す第一のポリマー層３０２の形成およびパターニングと同様とすることができる。
【0099】
図１８Ｂは、本開示の実施形態による、図１８Ａに示されるダム構造１８００の上面図を例示する。ダム構造１８００は、閉領域１８１２を形成する。閉領域１８１２は、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０４、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０６、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０８、およびＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８１０（例えば、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチのアレイ）を取り囲む。ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０４、１８０６、１８０８、１８１０が、ダム構造１８００の下にあるＭＥＭＳキャビティ５０６（図１８Ａ）内に存在するため、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０４、１８０６、１８０８、１８１０は破線で示されている。ダム構造１８００および閉領域１８１２は、コントローラーダイおよびＭＥＭＳダイが垂直に積層される場合、エアポケット領域１８１４（図１９の１９０４）を形成する。一実施形態では、ＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０４、１８０６、１８０８、１８１０は、垂直積層構造のＭＥＭＳ ＲＦスイッチのすべてを構成する。別の実施形態では、ダム構造は、垂直積層構造のＭＥＭＳ ＲＦスイッチの複数のアレイの周囲に形成されることができる。図１８Ｂは、四つのＭＥＭＳ ＲＦスイッチ１８０４、１８０６、１８０８、１８１０を示しているが、実施形態は任意の数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチを備えることができる。
【0100】
図１９は、本開示の実施形態による、図１８に示す構造１８０２に動作可能に接続される図４に示す構造４０２を例示する。構造４０２の前面１９００は、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂを使用して構造１８０２の裏面１９０２に取り付けられる。特に、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂは、構造１８０２の第二のＵＢＭ層１７００Ａ、１７００Ｂに物理的かつ動作可能に取り付けられる。したがって、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂは、コントローラーウェーハ３００をＭＥＭＳウェーハに動作可能に接続する。非限定的で非排他的な実施例では、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂはリフローされて、コントローラーウェーハを構造１８０２に動作可能に接続する。他のプロセスを使用して、構造４０２を構造１８０２に動作可能に接続することができる。
【0101】
構造４０２が構造１８０２に動作可能に接続された後、ダム構造１８００は空間１９０６内にエアポケット領域１９０４を形成する。図１８Ｂに関連して図示および説明したように、ダム構造１８００は、封止されない領域を取り囲んで閉領域１８１０を形成する。閉領域１８１０は、構造４０２の前面１９００と、一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチが存在する構造１８０２の裏面１９０２との間にエアポケット領域１９０４を形成する。
【0102】
図２０は、本開示の実施形態による、封止層２０００が追加されている、図１８に示す構造１８０２に動作可能に取り付けられた図４に示す構造４０２を例示する。封止層２０００は、図１に示される封止層１２６であってもよい。封止層２０００は、構造４０２および構造１８０２の裏面１９０２の一部の上に形成される。例示的な実施形態では、封止層２０００は、構造４０２の裏面２００２の上、構造４０２の垂直側面２００４Ａ、２００４Ｂの上、および構造１８０２の裏面１９０２の部分２００６Ａ、２００６Ｂの上に形成される。
【0103】
非限定的で非排他的な実施例では、封止層２０００は、オーバーモールドプロセスを使用して形成される。オーバーモールドプロセスは高圧プロセスとなり得るため、封止材料は、構造４０２と構造１８０２との間の空間２００８Ａ、２００８Ｂに押し込まれる。ダム構造１８００は、封止材料が空間１９０６内に入るのを防止する。空間１９０６は空気で満たされたままであり、構造４０２と構造１８０２との間にエアポケット領域１９０４を形成する。
【0104】
エアポケット領域１９０４は、ＭＥＭＳデバイスをコントローラーデバイスからさらに電気的に分離する。エアポケット領域１９０４は、コントローラーデバイスの制御回路内で生成された電場がＭＥＭＳデバイスと結合する可能性を低減する。エアポケット領域１９０４は、コントローラーデバイスとＭＥＭＳデバイスとの間の容量結合を低減する。
【0105】
図２１は、本開示の実施形態による、図２０に示すフィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２が除去された後の垂直積層構造２１００を例示する。フィルム１０００は、レーザーまたは熱剥離プロセスを用いて除去することができる。フィルム１０００の除去により、キャリアウェーハ１００２も除去される。
【0106】
図２２は、本開示の実施形態による、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂが追加されている、図１に示す第一の垂直積層構造の完成した第一バージョン１００Ａを例示する。第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、それぞれ図１に示される第一および第二の電気コネクター１２２Ａ、１２２Ｂである。第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、ＭＥＭＳウェーハ（例えば、図８に示すＭＥＭＳウェーハ７００）の第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂ上にそれぞれ形成される。次に、第一の垂直積層構造の複数の第一のバージョン１００Ａを備えるＭＥＭＳウェーハおよびコントローラーウェーハをダイシングして、第一の垂直積層構造の個々の第一のバージョン１００Ａを形成する。
【0107】
第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、はんだボールとして示されている。しかし、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、任意の好適な種類の電気コネクターであってよい。いくつかの実施形態では、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂの第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂへの結合強度を向上させるために、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂが形成される前に、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの上にＵＢＭ層を形成することができる。
【0108】
第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂを使用して、第一の垂直積層構造の第一のバージョン１００Ａを外部の電気デバイスに動作可能に接続する。図２２に示される実施形態では、第二の電気コネクター２２００Ａは、第二のＲＤＬ７０２Ａおよび導電層Ｍ２Ａを介して一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４（例えば、図５）に動作可能に接続される。したがって、ＲＦ信号は、第二の電気コネクター２２００Ａを使用して、外部電気デバイス（例えば、アンテナ）と一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４との間で送られる。したがって、ＲＦ信号は、第二の基材１１２’内にも、それを介しても送られず、かつ第一の基材１０８内にも、それを介しても送られない。
【0109】
第二の電気コネクター２２００Ｂを用いて、ＭＥＭＳダイ（例えば、図１のＭＥＭＳダイ１０４）およびコントローラーダイ（例えば、図１のコントローラーダイ１０２）へ、ならびにそれらの間で電力およびＩ／Ｏ信号を送る。電力信号は、第二のＲＤＬ７０２Ｂおよび導電層Ｍ２Ｂを使用してＭＥＭＳダイに送られる（例えば、図５）。電力およびＩ／Ｏ信号は、第二のＲＤＬ７０２Ｂ、導電層Ｍ２Ｂ、導電層Ｍ１Ｂ（例えば、図１５）、第三のＲＤＬ１５００Ｂ（例えば、図１５）、第二のＵＢＭ層１７００Ｂ（例えば、図１７）、第一の電気コネクター４００Ｂ（例えば、図１９）、第一のＲＤＬ３０４Ｂ（例えば、図４）、および電気コネクターＭ４Ｂ（例えば、図３）を使用してコントローラーダイに送られる。
【0110】
図２３は、本発明の実施形態による、図２２に示される第一の垂直積層構造の第一のバージョン１００Ａにおける例示的なセクションＳ１～Ｓ１０を例示する。セクションＳ１～Ｓ１０の厚さの非限定的で非排他的な実施例が提供される。セクションＳ１は、第一の垂直積層構造１００Ａの裏面２３００と構造４０２の裏面２００２との間に配置される封止層２０００の上部を備える。セクションＳ１の厚さは約５０マイクロメートルである。
【0111】
セクションＳ２は、封止層２０００の一部、第一の基材１０８、および一つまたは複数の第一の誘電体層２０２を備える。セクションＳ２の厚さは約５０マイクロメートルである。
【0112】
セクションＳ３は、封止層２０００の一部、第二のポリマー層３０６、第一のポリマー層３０２、第一のＲＤＬ３０４Ａ、３０４Ｂ、および第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂの一部を備える。セクションＳ３の厚さは約１５マイクロメートルである。
【0113】
セクションＳ４は、封止層２０００の一部、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂの一部、ダム構造１８００、エアポケット領域１９０４、第二のＵＢＭ層１７００Ａ、１７００Ｂ、および第五のポリマー層１６００の一部を備える。セクションＳ４の厚さは約５０マイクロメートルである。
【0114】
セクションＳ５は、第五のポリマー層１６００の一部、第三のＲＤＬ１５００Ｂの一部、および第三のＲＤＬ１５００Ａを備える。セクションＳ５の厚さは約１０マイクロメートルである。
【0115】
セクションＳ６は、第三のＲＤＬ１５００Ｂの一部、第四の誘電体層１２００、および第二の基材１１２’を備える。セクションＳ６の厚さは約７６マイクロメートルである。
【0116】
セクションＳ７は、一つまたは複数の第二の誘電体層５０２、第三のＲＤＬ１５００Ｂの一部、ＭＥＭＳキャビティ５０６、第三のポリマー層６０２の一部、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの一部、および第三の誘電体層５１２の一部を備える。セクションＳ７の厚さは約１４マイクロメートルである。
【0117】
セクションＳ８は、第三のポリマー層６０２の一部、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの一部、第三の誘電体層５１２の一部、および第四のポリマー層８０２の一部を備える。セクションＳ８の厚さは約７マイクロメートルである。
【0118】
セクションＳ９は、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの一部、および第四のポリマー層８０２の一部を備える。セクションＳ９の厚さは約９マイクロメートルである。
【0119】
セクションＳ１０は、第四のポリマー層８０２の一部および第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂを備える。セクションＳ１０の厚さは約１７０マイクロメートルであるセクションＳ１～Ｓ１０の厚さを加算すると、第一の垂直積層構造の第一のバージョン１００Ａの総厚さＴ３は、約４５１マイクロメートルである。第二の基材１１２’の厚さが５０マイクロメートルの厚さである実施形態では、第一の垂直積層構造の第一のバージョン１００Ａの総厚さＴ３は約４２５マイクロメートルである。別の非限定的な実施例では、総厚さＴ３は４５０マイクロメートル以下である。さらに別の非限定的な実施例では、総厚さＴ３は４６０マイクロメートル未満である。別の実施形態では、セクションＳ１～Ｓ１０のうちの一つまたは複数は、異なる厚さを有することができる。
【0120】
図２４～２７は、図１に示す第一の垂直積層構造１００を製造する別の例示的な方法を示す。方法は図２４から始まる。図２４は、本開示の実施形態よる、図１７に示す構造１７０２に動作可能に接続される、図４に示す構造４０２を例示する。図２４の前に、図３、４、および６～１７に示すプロセスが実行される。図１８に示すプロセスが実行されていないので、ダム構造１８００は第五のポリマー層１６００の上に形成されない。
【0121】
図２５は、本開示の実施形態による、封止層２０００が追加されている、図２４に示す構造１７０２に動作可能に取り付けられる構造４０２を例示する。封止層２０００は、構造４０２および構造１７０２の裏面２５００の一部の上に形成される。例示的な実施形態では、封止層２０００は、構造４０２の裏面２００２の上、構造４０２の垂直側面２００４Ａ、２００４Ｂの上、および構造１７０２の裏面２５００の一部の上に形成される。
【0122】
構造１７０２はダム構造１８００（図１８）を備えないため、封止材料は構造４０２と構造１７０２の間の空間２５０２に押し込まれる。場合によっては、封止材料は空間２５０２を充填する。したがって、エアポケット領域は形成されず、封止材料は構造４０２の前面２５０４と構造１７０２の裏面２５００の両方に接触する。
【0123】
図２６は、本開示の実施形態による、図２５に示すフィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２が除去された後の垂直積層構造を例示する。フィルム１０００は、レーザーまたは熱剥離プロセスを用いて除去することができる。フィルム１０００の除去により、キャリアウェーハ１００２も除去される。
【0124】
図２７は、本開示の実施形態による第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂが追加されている、図１に示す第一の垂直積層構造の第二のバージョン１００Ｂを例示する。図２２のように、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、ＭＥＭＳウェーハ（例えば、図８に示すＭＥＭＳウェーハ７００）の第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂ上にそれぞれ形成される。次に、第一の垂直積層構造の複数の第二のバージョン１００Ｂを備えるＭＥＭＳウェーハおよびコントローラーウェーハをダイシングして、第一の垂直積層構造の個々の第二のバージョン１００Ｂを形成する。第二のバージョン１００Ｂの厚さＴ３は、図２３に示される第一のバージョン１００Ａの厚さＴ２と等しいか、または実質的に等しくすることができる。
【0125】
第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、はんだボールとして示されている。しかし、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂは、任意の好適な種類の電気コネクターであってよい。いくつかの実施形態では、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂの第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂへの結合強度を向上させるために、第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂが形成される前に、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂの上にＵＢＭ層を形成することができる。
【0126】
第二の電気コネクター２２００Ａ、２２００Ｂを使用して、第一の垂直積層構造の第二のバージョン１００Ｂを外部の電気デバイスに動作可能に接続する。図２７に示される実施形態では、第二の電気コネクター２２００Ａは、第二のＲＤＬ７０２Ａおよび導電層Ｍ２Ａを介して一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４（図５）に動作可能に（例えば、電気的に）接続される。したがって、ＲＦ信号は、第二の電気コネクター２２００Ａを使用して、外部電気デバイス（例えば、アンテナ）と一つまたは複数のＭＥＭＳ ＲＦスイッチ５０４との間で送られる。
【0127】
第二の電気コネクター２２００Ｂを用いて、ＭＥＭＳダイ（例えば、図１のＭＥＭＳダイ１０４）およびコントローラーダイ（例えば、図１のコントローラーダイ１０２）へ、ならびにそれらの間で電力およびＩ／Ｏ信号を送る。電力信号は、第二のＲＤＬ７０２Ｂおよび導電層Ｍ２Ｂを使用してＭＥＭＳダイに送られる（例えば、図５）。電力およびＩ／Ｏ信号は、第二のＲＤＬ７０２Ｂ、導電層Ｍ２Ｂ、導電層Ｍ１Ｂ（例えば、図１５）、第三のＲＤＬ１５００Ｂ（例えば、図１５）、第二のＵＢＭ層１７００Ｂ（例えば、図１７）、第一の電気コネクター４００Ｂ（例えば、図１９）、第一のＲＤＬ３０４Ｂ（例えば、図４）、および電気コネクターＭ４Ｂ（例えば、図３）を使用してコントローラーダイに送られる。
【0128】
別の実施形態では、コントローラーダイおよびＭＥＭＳダイを備える垂直積層構造は、異なる配置を有することができる。図２８～３１Ｂは、垂直積層構造の異なる配置を例示する。図３および図４に示すプロセスと同様のプロセスを、異なる配置のすべてのコントローラーダイに対して実行することができる。図６～１８または図６～１７に示すプロセスと同様なプロセスを、異なる配置のすべてのＭＥＭＳダイに対して実行することができる。図２０～図２２に示すプロセスと同様のプロセスを実行して、コントローラーダイをＭＥＭＳダイに動作可能に接続し、垂直積層構造の形成を完成させることができる。したがって、異なる構成は、ダム構造およびエアポケット領域を備えることも省略することもできる。異なる配置は、ＭＥＭＳダイとコントローラーダイとを互いに対して異なる向きで示す。
【0129】
図２８は、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第二の垂直積層構造２８００を例示する。第二の垂直積層構造２８００は、第二の垂直積層構造２８００の向きが、第一の垂直積層構造１００の向きと比較した場合に反転している点を除いて、図１に示す第一の垂直積層構造と同様である。第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂは、第二の垂直積層構造２８００のトップ面２８０２に取り付けられる。図１では、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂは、第一の垂直積層構造１００の底面に取り付けられる。
【0130】
封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４およびコントローラーダイ１０２の上に形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４、ＭＥＭＳダイ１０４の側端２８０６Ａ、２８０６Ｂ、およびコントローラーダイ１０２の前面１１４の露出部２８０８Ａ、２８０８Ｂと接触することができる。
【0131】
図２９Ａは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第三の垂直積層構造２９００Ａを例示する。第三の垂直積層構造２９００Ａは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第三の垂直積層構造２９００Ａの底面２９０２に取り付けられるように向けられる。コントローラーダイ１０２の前面１１４は、コネクター層１１８を使用してＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４に動作可能に接続される。第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。
【0132】
封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の上に形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２の裏面１３０、コントローラーダイ１０２の側端１３２Ａ、１３２Ｂ、およびＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４の露出部２９０４Ａ、２９０４Ｂに接触することができる。
【0133】
図２９Ｂは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第四の垂直積層構造２９００Ｂを例示する。第四の垂直積層構造２９００Ｂは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第四の垂直積層構造２９００Ｂのトップ面２８０２に取り付けられるように向けられる。第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。
【0134】
封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４およびコントローラーダイ１０２の上に形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６、ＭＥＭＳダイ１０４の側端２８０６Ａ、２８０６Ｂ、およびコントローラーダイ１０２の前面１１４の露出部２８０８Ａ、２８０８Ｂと接触することができる。
【0135】
図３０Ａ～３１Ｂに示される配置は、第二の基材１１２に形成される第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂに加えて、第一の基材１０８に形成されるＴＳＶを備える。第一の基材１０８内にＴＳＶを形成するために用いられるプロセスは、第二の基材１１２内に第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂを形成するために用いられるプロセスと同様であることができる。
【0136】
図３０Ａは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第五の垂直積層構造３０００Ａを例示する。第五の垂直積層構造３０００Ａは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第五の垂直積層構造３０００Ａの底面２９０２に取り付けられるように向けられる。コントローラーダイ１０２の裏面１３０は、コネクター層１１８を使用してＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４に動作可能に接続される。第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。
【0137】
ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂはまた、第一の基材１０８を貫通して形成される。ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂは、コネクター層１１８ならびに第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂを使用して、制御回路１０６を第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂに動作可能に接続するために使用される。非限定的で非排他的な実施例では、ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂは、導電層Ｍ１（例えば、図２）を、第一の電気コネクター４００Ａ、４００Ｂ（例えば、図１９）に動作可能に接続されるコントローラーダイ１０２内のＲＤＬ層（図示せず）またはＵＢＭ層（図示せず）に動作可能に接続することができる。
【0138】
封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の上に形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２の前面１１４、コントローラーダイ１０２の側端１３２Ａ、１３２Ｂ、およびＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４の露出部２９０４Ａ、２９０４Ｂに接触することができる。
【0139】
図３０Ｂは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第六の垂直積層構造３０００Ｂを例示する。第六の垂直積層構造３０００Ｂは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第六の垂直積層構造３０００Ｂのトップ面２８０２に取り付けられるように向けられる。
【0140】
第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂは、第一の基材１０８を貫通して形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４およびコントローラーダイ１０２の上に形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６、ＭＥＭＳダイ１０４の側端２８０６Ａ、２８０６Ｂ、およびコントローラーダイ１０２の裏面１３０の露出部３００４Ａ、３００４Ｂと接触することができる。
【0141】
図３１Ａは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第七の垂直積層構造３１００Ａを例示する。第七の垂直積層構造３１００Ａは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第七の垂直積層構造３１００Ａの底面２９０２に取り付けられるように向けられる。コントローラーダイ１０２の裏面１３０は、コネクター層１１８を使用してＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６に動作可能に接続される。
【0142】
第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂは、第一の基材１０８を貫通して形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の上に形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２の前面１１４、コントローラーダイ１０２の側端１３２Ａ、１３２Ｂ、およびＭＥＭＳダイ１０４の裏面１１６の露出部１２８Ａ、１２８Ｂに接触することができる。
【0143】
図３１Ｂは、本開示の実施形態による図１に示すコントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４を備える第八の垂直積層構造３１００Ｂを例示する。第八の垂直積層構造３１００Ｂは、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂが第八の垂直積層構造３１００Ｂのトップ面２８０２に取り付けられるように向けられる。
【0144】
第一のＴＳＶ１２０Ａおよび第二のＴＳＶ１２０Ｂは、第二の基材１１２を貫通して形成される。ＴＳＶ３００２Ａ、３００２Ｂは、第一の基材１０８を貫通して形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４およびコントローラーダイ１０２の上に形成される。封止層１２６は、ＭＥＭＳダイ１０４の前面２８０４、ＭＥＭＳダイ１０４の側端２８０６Ａ、２８０６Ｂ、およびコントローラーダイ１０２の裏面１３０の露出部３００４Ａ、３００４Ｂと接触することができる。
【0145】
図３２は、本開示の実施形態による図１に示されるコントローラーダイ１０２および代替のＭＥＭＳダイ３２０２を備える第九の垂直積層構造３２００を示す。図１のように、コントローラーダイ１０２は、第一の基材１０８内および／またはその上に形成された制御回路１０６を備える。ＭＥＭＳダイ３２０２は、一つまたは複数の誘電体層（図３３の一つまたは複数の第二の誘電体層５０２）内および／またはその上に形成されたＭＥＭＳ回路１１０を備える。
【0146】
コントローラーダイ１０２の前面１１４は、コネクター層１１８を使用してＭＥＭＳダイ３２０２の裏面１１６に動作可能に接続される。
【0147】
ＲＦ信号は、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第一のコンタクトパッド１２４Ａを使用して、ＭＥＭＳ回路１１０から別の電子デバイス（図示せず）、例えばアンテナに入出力される。電力信号およびＩ／Ｏ信号は、第二の電気コネクター１２２Ｂおよび第二のコンタクトパッド１２４Ｂを使用して、ＭＥＭＳ回路１１０および／または制御回路１０６に入出力される。図３２では、第一の電気コネクター１２２Ａおよび第二の電気コネクター１２２Ｂははんだボールとして示されているが、他の実施形態では異なる種類の電気コネクターを使用することができる。
【0148】
封止層１２６は、コントローラーダイ１０２およびＭＥＭＳダイ１０４の上に形成される。封止層１２６は、コントローラーダイ１０２の裏面１３０、コントローラーダイ１０２の側端１３２Ａ、１３２Ｂ、およびＭＥＭＳダイ３２０２の裏面１１６の露出部３２０４Ａ、３２０４Ｂに接触することができる。
【0149】
図３３は、本開示の実施形態による図３２に示される代替のＭＥＭＳダイ３２０２の一例を示す。本質的に、ＭＥＭＳダイ３２０２は、図１７に示されるＭＥＭＳウェーハと同じであり、フィルム１０００、キャリアウェーハ１００２、第四の誘電体層１２００、および第二の基材１１２’のすべてが除去されている。第二の基材１１２全体を薄くして（例えば、図１１）、第二の基材１１２をすべて除去する。第四の誘電体層１２００は、示すようにＭＥＭＳダイ３２０２から省略されてもよく、あるいは第四の誘電体層１２００は一つまたは複数の第二の誘電体層５０２の上に形成されることができる。フィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２は、典型的には、図１０のように第二の基材１１２を薄くする前に、第三のポリマー層６０２、第二のＲＤＬ７０２Ａ、７０２Ｂ、および第四のポリマー層８０２がＭＥＭＳウェーハの前面に形成された後に、ＭＥＭＳウェーハの前面に取り付けられる。フィルム１０００およびキャリアウェーハ１００２は、封止層１２６（図３２）が形成されると除去される。
【0150】
理解されるべきように、図１～３３は、例示的な方法およびシステムを説明する目的で記述され、本開示を特定の一連の製造工程にも、垂直積層構造における構成要素の特定の組み合わせにも限定することを意図しない。
【0151】
別の態様では、前述の態様のいずれかを、個別にまたは一緒に、および／または本明細書に記載される様々な別個の態様および特徴を、さらなる利益のために組み合わせてもよい。本明細書に開示する様々な特徴および要素のいずれも、本明細書にこれと反対の指示がない限り、一つ以上の他の開示された特徴および要素と組み合わせることができる。
【0152】
当業者であれば、添付図面に関連して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、本開示の範囲を理解し、その追加的な態様を悟るであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29A】
【図29B】
【図30A】
【図30B】
【図31A】
【図31B】
【図32】
【図33】
【国際調査報告】