CN112919405A - 一种rf mems开关的原位薄膜封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于射频微电子机械系统封装技术领域，具体涉及一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，包括下列步骤：提供一未释放牺牲层的RF MEMS开关晶圆，在衬底上完成信号线和悬臂梁的结构的制作；对晶圆进行第一次匀胶、光刻、显影工艺；在晶圆上沉积一层薄膜；对晶圆进行第二次匀胶、光刻工艺，并留出释放孔位置；对释放孔位置进行刻蚀工艺；进行氧气等离子体工艺；再次沉积一层薄膜。本发明通过在未释放晶圆上，通过两次匀胶、两次光刻、两次镀膜工艺实现开关的原位薄膜封装工艺，并且本发明采用氩气等离子实现释放孔的刻蚀，采用氧等离子体实现牺牲层的释放，能够保证开关的射频性能，同时提高开关的工作可靠性。本发明用于RF MEMS开关的原位薄膜封装。
Description
技术领域
本发明属于射频微电子机械系统封装技术领域，具体涉及一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法。
背景技术
射频微机电系统(RF MEMS)开关是无线通信等电子电路系统的基本元件之一，在雷达探测、无线通信等方面的应用十分广泛。RF MEMS开关具有多种驱动方式，包括静电驱动、电磁驱动、热电驱动、压电驱动和形状记忆合金驱动等，其中静电驱动因其结构简单、易加工且便于与IC工艺兼容得到广泛的关注。与传统的FET或PIN二极管构成的固态开关相比，静电驱动的RF MEMS开关具有插入损耗低、电功率耗散小、隔离度高和线性度好等特点。而射频RF MEMS开关包含可动结构，容易受到工作环境中水汽、灰尘等杂质的影响，需要采用不同的封装形式对其进行保护，以保证开关的射频性能和工作可靠性。
发明内容
针对上述射频RF MEMS开关容易受到工作环境中水汽、灰尘等杂质的影响的技术问题，本发明提供了一种可靠性强、效率高、稳定性强的RF MEMS开关的原位薄膜封装方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，包括下列步骤：
S1、提供一未释放牺牲层的RF MEMS开关晶圆，在衬底上完成信号线和悬臂梁的结构的制作；
S2、对晶圆进行第一次匀胶、光刻、显影工艺；
S3、在晶圆上沉积一层薄膜；
S4、对晶圆进行第二次匀胶、光刻工艺，并留出释放孔位置；
S5、对释放孔位置进行刻蚀工艺，得到释放孔；
S6、进行氧气等离子体工艺，对光刻胶和牺牲层进行释放；
S7、再次沉积一层薄膜，对释放孔进行密封。
所述S2中对晶圆进行第一次匀胶采用AZ4620厚胶，所述第一次匀胶的厚度为5-8μm，所述第一次匀胶的转速为3000-4000r/min。
所述S3中在晶圆上沉积一层薄膜的厚度为200-400nm。
所述S4中对晶圆进行第二次匀胶采用AZ5214薄胶，所述第二次匀胶的厚度为1μm，所述第二次匀胶的转速为4000r/min。
所述S3和S7中薄膜的材料采用氮化硅或二氧化硅。
所述S7中进行氧气等离子体工艺采用氧等离子体表面处理机。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
本发明通过在未释放晶圆上，通过两次匀胶、两次光刻、两次镀膜工艺实现开关的原位薄膜封装工艺，并且本发明采用氩气等离子实现释放孔的刻蚀，采用氧等离子体实现牺牲层的释放，能够保证开关的射频性能，同时提高开关的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明RF MEMS开关的原位薄膜封装的结构示意图。
图2为本发明RF MEMS开关的原位薄膜封装的工艺步骤图。
其中：1为衬底，2为传输线，3为开关悬臂梁结构，4为密封介质。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，RF MEMS开关包括衬底1、传输线2、开关悬臂梁结构3、密封介质4，传输线2设置在衬底1上，传输线2的一端连接有开关悬臂梁结构3，密封介质4封装在开关悬臂梁结构3外侧，采用AZ4620作为密封牺牲层，采用氧等离子作为开关牺牲层和密封牺牲层的释放气体，实现牺牲层释放。
具体实施步骤如下：
步骤一、准备未释放牺牲层的RF MEMS开关晶圆，牺牲层为聚酰亚胺PI。
步骤二、对晶圆匀胶AZ4620或者其他型号的厚胶，转速为3000-4000r/min,厚度为5-8μm，作为密封牺牲层。
步骤三、对其进行光刻图形化，得到释放孔位置。
步骤四、沉积一层氮化硅薄膜，厚度约为200-400nm，作为密封薄膜。
步骤五、对晶圆再次匀胶AZ5214或者其他型号的薄胶，转速为4000r/min，厚度约为1μm。
步骤六、对其进行光刻图形化，得到释放孔位置。
步骤七、采用氩气等离子体刻蚀，对释放孔位置进行刻蚀工艺，得到释放孔。
步骤八、采用氧等离子体表面处理机，进行氧气等离子体工艺，对光刻胶和牺牲层进行释放。
步骤九、再次沉积一层氮化硅薄膜，对释放孔进行密封。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：包括下列步骤：
S1、提供一未释放牺牲层的RF MEMS开关晶圆，在衬底上完成信号线和悬臂梁的结构的制作；
S2、对晶圆进行第一次匀胶、光刻、显影工艺；
S3、在晶圆上沉积一层薄膜；
S4、对晶圆进行第二次匀胶、光刻工艺，并留出释放孔位置；
S5、对释放孔位置进行刻蚀工艺，得到释放孔；
S6、进行氧气等离子体工艺，对光刻胶和牺牲层进行释放；
S7、再次沉积一层薄膜，对释放孔进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：所述S2中对晶圆进行第一次匀胶采用AZ4620厚胶，所述第一次匀胶的厚度为5-8μm，所述第一次匀胶的转速为3000-4000r/min。
3.根据权利要求1所述的一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：所述S3中在晶圆上沉积一层薄膜的厚度为200-400nm。
4.根据权利要求1所述的一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：所述S4中对晶圆进行第二次匀胶采用AZ5214薄胶，所述第二次匀胶的厚度为1μm，所述第二次匀胶的转速为4000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：所述S3和S7中薄膜的材料采用氮化硅或二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种RF MEMS开关的原位薄膜封装方法，其特征在于：所述S7中进行氧气等离子体工艺采用氧等离子体表面处理机。
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