CN101847773A - 在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法 - Google Patents

在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，包括：选择衬底，在选择的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔底面的金属图形；淀积金属，剥离在底面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属底面；旋涂光刻胶，并光刻显影曝光，形成谐振腔侧壁的金属图形；淀积并剥离金属，形成谐振腔的金属侧壁；淀积或旋涂一层介质材料，并加热固化形成介质层；对形成的介质层进行刻蚀或腐蚀，直至露出谐振腔侧壁金属的上边沿；旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔顶面的金属图形；淀积金属，剥离在顶面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属顶面。利用本发明所制作的谐振腔适用与毫米波及更高频率的高品质振荡器。

Description

在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法
技术领域
本发明涉及半导体器件及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法。
背景技术
在现代半导体集成电路中，振荡器作为频率源的核心部件，是最常用的电路之一。振荡器的最重要参数指标是振荡频率和相位噪声，其中振荡频率主要由谐振腔(通常也可称为选频回路或谐振器)的谐振频率控制，相位噪声主要由谐振腔的品质因数决定。制作高品质因数的谐振腔是提升振荡器性能的主要决定因素之一。
通常的，在KHz～GHz的频段，晶体或者介质能够提供很高的品质因数，在10GHz以上频段，采用腔体波导作为谐振腔，可以获得很好的品质因数。但是上述谐振腔的体积都远大于单片集成的振荡器电路的体积，因此单片集成振荡电路通常采用片内电容、电感或者平面结构波导形成谐振腔，其品质因数远低于腔体波导谐振腔。在新兴的毫米波到THz频段，随着波长的减小，所需要的波导谐振腔体积相应下降，使得在集成电路内进行制作成为可能。
光刻、金属图形淀积、介质旋涂或淀积，介质刻蚀或者腐蚀都是半导体工艺中的常见步骤，均具有多种方法或设备实现，属于本行业人员所熟悉的技术。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的主要目的在于提供一种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，以使所制作的矩形波导谐振腔能够用于实现高品质单片毫米波振荡器电路。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，该方法包括：
步骤101：选择衬底，在选择的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔底面的金属图形；
步骤102：在形成底面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在底面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属底面；
步骤103：在形成谐振腔金属底面的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影曝光，形成谐振腔侧壁的金属图形；
步骤104：淀积并剥离金属，形成谐振腔的金属侧壁；
步骤105：在形成谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂一层介质材料，并加热固化形成介质层；
步骤106：对形成的介质层进行刻蚀或腐蚀，直至露出谐振腔侧壁金属的上边沿；
步骤107：重复执行步骤103至步骤106，形成足够高度的谐振腔的金属侧壁；
步骤108：在形成金属侧壁的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔顶面的金属图形；
步骤109：在形成顶面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在顶面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属顶面。
上述方案中，步骤101中所述衬底为半导体材料衬底，或者为陶瓷基片；所述在衬底上旋涂的光刻胶为AZ5214胶。
上述方案中，步骤102中所述在形成底面金属图形的衬底上淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀，金属的厚度为3um。
上述方案中，步骤103中所述旋涂的光刻胶为AZ6420胶，旋涂光刻胶的厚度为10um，在光刻显影曝光形成谐振腔侧壁的金属图形时，利用厚胶底部发生光线散射扩宽的特性，采用增加曝光的方式使得图形开口形成倒梯形，对所淀积的金属起到切断功能，使侧壁金属淀积之后更易于剥离。
上述方案中，步骤104中所述淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀。
上述方案中，步骤105中所述在形成谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂的介质材料为BCB或PI胶。
上述方案中，步骤106中所述对形成的介质层进行刻蚀，采用反应离子刻蚀方法，利用四氟化碳和氧气进行刻蚀。
上述方案中，步骤108中所述在衬底上旋涂的光刻胶为AZ5214胶。
上述方案中，步骤109中所述在形成顶面金属图形的衬底上淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀，金属的厚度为3um。
(三)有益效果
1、本发明提供的这种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，在半导体电路衬底上集成矩形波导谐振腔，所采用的工艺步骤与常规半导体工艺兼容，制作的矩形波导谐振腔作为集成元件，可以与同时制作的常规半导体集成器件相互连接形成集成电路，利用矩形波导谐振腔所提供的高品质因数，可以制作高质量的单片毫米波振荡器。
2、本发明提供的这种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，所制作的矩形波导谐振腔可以通过设置侧壁金属光刻版图，制作成为终端开路、短路，以及谐振腔腔体中间生长与侧壁平行的金属立柱的多种样式，用于不同的调谐需求。
附图说明
图1是本发明提供的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法流程图；
图2是依照本发明实施例在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的工艺流程图；
图3是依照本发明实施例在集成电路片内制作的集成矩形波导谐振腔的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，图1是本发明提供的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法流程图，该方法包括：
步骤101：选择衬底，在选择的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔底面的金属图形；
步骤102：在形成底面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在底面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属底面；
步骤103：在形成谐振腔金属底面的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影曝光，形成谐振腔侧壁的金属图形；
步骤104：淀积并剥离金属，形成谐振腔的金属侧壁；
步骤105：在形成谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂一层介质材料，并加热固化形成介质层；
步骤106：对形成的介质层进行刻蚀或腐蚀，直至露出谐振腔侧壁金属的上边沿；
步骤107：重复执行步骤103至步骤106，形成足够高度的谐振腔的金属侧壁；
步骤108：在形成金属侧壁的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔顶面的金属图形；
步骤109：在形成顶面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在顶面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属顶面。
如图2所示，图2是依照本发明实施例在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的工艺流程图，具体包括以下步骤：
201，选择衬底；所选择的衬底可以为半导体材料衬底，也可以为陶瓷基片，衬底表面允许存在淀积半导体工艺中常用介质和材料层。
202，在选择的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔底面金属图形；本例中以金属剥离工艺为例制作谐振腔底面金属图形，选择AZ5214胶，AZ5214为反转胶，适用于金属剥离工艺。常用金属图形淀积工艺及其对应的光刻胶均可选用。
203，完成矩形波导谐振腔底面金属图形光刻后的状态。
204，在形成谐振腔底面金属图形的衬底上淀积金属，剥离谐振腔底面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔金属底面；在本例中包括金属生长和金属剥离步骤。根据谐振腔工作频率，本例中选择金属厚度为3um。
205，完成矩形波导谐振腔底面金属图形制作后的状态。
206，再次在衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影曝光，形成矩形波导谐振腔侧壁金属图形；所述光刻胶的厚度根据所需制作的谐振腔高度选择，本例中选择AZ6420胶，旋涂厚度为10um。AZ4620胶的特征是具有较大的旋涂厚度，且易使用丙酮溶剂去除，适于形成高度需求较大的谐振腔结构。在曝光过程中，利用厚胶底部发生光线散射扩宽的特性，采用增加曝光的方式使得图形开口形成倒梯形，对所淀积的金属起到切断功能，使侧壁金属淀积之后更易于剥离。同时为保证侧壁强度，光刻胶深宽比不宜过大，本例选择在3∶1左右。
207，完成矩形波导谐振腔侧壁金属图形光刻后的状态。
208，淀积金属并剥离，形成矩形波导谐振腔金属侧壁；本例中选择金属蒸发和剥离工艺实现，利用步骤206中所控制的倒梯形开口，使金属剥离易于完成。
209，完成矩形波导谐振腔侧壁金属图形制作后的状态。
210，在形成矩形波导谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂一层介质材料，并加热固化，形成可靠的介质层。介质材料可以为半导体工艺中常用介质，介质制作可采用淀积或旋涂的方式。在本例中选择BCB为介质材料，采用旋涂方式，使材料均匀分填充到衬底表面。
211，介质填充后，矩形波导谐振腔侧壁及底面被覆盖的状态。
212，对介形成的介质层进行刻蚀或腐蚀，直至矩形波导谐振腔侧壁金属上边沿露出。本例中针对所用的BCB材料，采用反应离子刻蚀方法，利用四氟化碳和氧气进行刻蚀，至矩形波导谐振腔侧壁金属上边沿露出。
213，介质刻蚀后，矩形波导谐振腔侧壁金属上边沿露出的状态。
213-R，重复执行步骤206至步骤212，形成足够高度的矩形波导谐振腔金属侧壁；
工艺循环，从206到213步骤及状态的循环，采用常规光刻和金属淀积工艺，进行一次206到213步骤通常可以生长数微米到数十微米的侧壁，通过多次工艺循环213-R，可以实现满足需求的更大尺度侧壁高度。
214，再次旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔顶面金属图形；同步骤202，本例中以金属剥离工艺为例制作谐振腔底面金属图形，选择AZ5214胶，AZ5214为反转胶，适用于金属剥离工艺。常用金属图形淀积工艺及其对应的光刻胶均可选用。
215，完成矩形波导谐振腔顶面金属图形光刻后的状态。
216，在形成谐振腔顶面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在谐振腔顶面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔金属顶面；同步骤204，在本例中包括金属生长和金属剥离步骤。根据谐振腔工作频率，本例中选择金属厚度为3um。
217，完成矩形波导谐振腔顶面金属图形制作后的状态。矩形波导谐振腔的制作工艺完成。
图3示出了依照本发明实施例在集成电路片内制作的集成矩形波导谐振腔的结构示意图。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，该方法包括：
步骤101：选择衬底，在选择的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔底面的金属图形；
步骤102：在形成底面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在底面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属底面；
步骤103：在形成谐振腔金属底面的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影曝光，形成谐振腔侧壁的金属图形；
步骤104：淀积并剥离金属，形成谐振腔的金属侧壁；
步骤105：在形成谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂一层介质材料，并加热固化形成介质层；
步骤106：对形成的介质层进行刻蚀或腐蚀，直至露出谐振腔侧壁金属的上边沿；
步骤107：重复执行步骤103至步骤106，形成足够高度的谐振腔的金属侧壁；
步骤108：在形成金属侧壁的衬底上旋涂光刻胶，并光刻显影，形成谐振腔顶面的金属图形；
步骤109：在形成顶面金属图形的衬底上淀积金属，剥离在顶面金属图形之外淀积的金属，形成谐振腔的金属顶面。
2.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤101中所述衬底为半导体材料衬底，或者为陶瓷基片；所述在衬底上旋涂的光刻胶为AZ5214胶。
3.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤102中所述在形成底面金属图形的衬底上淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀，金属的厚度为3um。
4.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤103中所述旋涂的光刻胶为AZ6420胶，旋涂光刻胶的厚度为10um，在光刻显影曝光形成谐振腔侧壁的金属图形时，利用厚胶底部发生光线散射扩宽的特性，采用增加曝光的方式使得图形开口形成倒梯形，对所淀积的金属起到切断功能，使侧壁金属淀积之后更易于剥离。
5.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤104中所述淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀。
6.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤105中所述在形成谐振腔金属侧壁的衬底上淀积或旋涂的介质材料为BCB或PI胶。
7.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤106中所述对形成的介质层进行刻蚀，采用反应离子刻蚀方法，利用四氟化碳和氧气进行刻蚀。
8.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤108中所述在衬底上旋涂的光刻胶为AZ5214胶。
9.根据权利要求1所述的在集成电路片内制作集成矩形波导谐振腔的方法，其特征在于，步骤109中所述在形成顶面金属图形的衬底上淀积的金属为金、铝或铜，淀积方式采用金属蒸发、溅射或电镀，金属的厚度为3um。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610890A (zh) * 2012-02-24 2012-07-25 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN102915956A (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 复旦大学 硅通孔壁上制作苯并环丁烯树脂电介质层的方法
CN102931466A (zh) * 2012-11-17 2013-02-13 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN103000981A (zh) * 2012-11-17 2013-03-27 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN104635994A (zh) * 2015-03-17 2015-05-20 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种触摸屏金属图形的制作方法
CN107895830A (zh) * 2017-11-07 2018-04-10 西安理工大学 基于tsv的有机介质腔矩形波导滤波器及其制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281989A (zh) * 2008-04-30 2008-10-08 华东师范大学 基于soi衬底的共平面波导及其制作方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610890A (zh) * 2012-02-24 2012-07-25 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN102610890B (zh) * 2012-02-24 2015-01-07 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN102915956A (zh) * 2012-09-12 2013-02-06 复旦大学 硅通孔壁上制作苯并环丁烯树脂电介质层的方法
CN102915956B (zh) * 2012-09-12 2016-01-13 复旦大学 硅通孔壁上制作苯并环丁烯树脂电介质层的方法
CN102931466A (zh) * 2012-11-17 2013-02-13 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN103000981A (zh) * 2012-11-17 2013-03-27 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN102931466B (zh) * 2012-11-17 2014-07-23 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN103000981B (zh) * 2012-11-17 2014-09-17 中北大学 毫米波腔体滤波器的制作方法
CN104635994A (zh) * 2015-03-17 2015-05-20 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种触摸屏金属图形的制作方法
CN104635994B (zh) * 2015-03-17 2017-07-11 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种触摸屏金属图形的制作方法
CN107895830A (zh) * 2017-11-07 2018-04-10 西安理工大学 基于tsv的有机介质腔矩形波导滤波器及其制造方法
CN107895830B (zh) * 2017-11-07 2020-04-21 西安理工大学 基于tsv的有机介质腔矩形波导滤波器及其制造方法

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