RU2685082C1 - Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits - Google Patents
Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685082C1 RU2685082C1 RU2018122277A RU2018122277A RU2685082C1 RU 2685082 C1 RU2685082 C1 RU 2685082C1 RU 2018122277 A RU2018122277 A RU 2018122277A RU 2018122277 A RU2018122277 A RU 2018122277A RU 2685082 C1 RU2685082 C1 RU 2685082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bridge
- layer
- photoresist
- film
- supporting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
Abstract
Description
Изобретение относится к области тонкопленочной СВЧ микроэлектроники. Тонкопленочные соединения в виде воздушных мостов находят широкое применение в технологии создания интегральных СВЧ схем, поскольку позволяют выполнять соединения проводящих линий без внесения значительных дополнительных паразитных емкостей и паразитных резонансов с пересекаемыми проводниками. Использование нитридных или оксидных изоляторов неприемлемо по причине большой емкости и потерь в таких тонкопленочных изоляторах. К числу областей применения таких мостов относятся копланарные линии передачи, в которых необходимо выравнивать потенциалы внешних широких проводников с двух сторон от центральной линии, планарные спиральные трансформаторы, межслойные соединения в многослойных гибридных интегральных схемах.The invention relates to the field of thin-film microwave microelectronics. Thin-film connections in the form of air bridges are widely used in the technology of creating integrated microwave circuits, since they make it possible to connect conductive lines without introducing significant additional parasitic capacitances and parasitic resonances with intersected conductors. The use of nitride or oxide insulators is unacceptable due to the large capacity and losses in such thin-film insulators. The areas of application of such bridges include coplanar transmission lines, in which it is necessary to equalize the potentials of external wide conductors on both sides of the center line, planar spiral transformers, interlayer connections in multilayer hybrid integrated circuits.
Известен альтернативный способ-аналог: изготовление воздушного мостика методом ультразвуковой сварки тонкой золотой или алюминиевой проволокой. В результате получается сильно выступающая перемычка из тонкой (30-70 мкм) золотой или алюминиевой проволоки длиной до 1 мм, которая имеет индуктивность в единицы нано Генри и импеданс до 40 Ом на частоте 6 ГГц, что делает такое шунтирование не эффективным. Для уменьшения сопротивления и индуктивности перемычки выполняют несколько таких мостиков. Недостатки способа: операция делается в ручном режиме и отличается трудоемкостью и невысокой надежностью.An alternative analogue method is known: making an air bridge by ultrasonic welding with thin gold or aluminum wire. The result is a strongly protruding jumper made of thin (30-70 microns) gold or aluminum wire up to 1 mm long, which has an inductance of Henry nano and impedance up to 40 Ohm at a frequency of 6 GHz, which makes such shunting not effective. To reduce the resistance and inductance of the jumper perform several such bridges. The disadvantages of the method: the operation is done in manual mode and is labor intensive and low reliability.
Известен способ-прототип предлагаемого метода, изложенный в патенте US 4857481 от 1989 года [1]. Метод предназначен для создания межэлектродных соединений в арсенид-галлиевых устройствах и заключается в использовании двух слоев фоторезиста с различными скоростями растворения, что позволяет удалить один слой без удаления второго, за счет чего нижележащая структура оказывается защищенной от травления металлической пленки земляного электрода в агрессивных и ядовитых растворах типа плавиковой кислоты и цианида калия. Согласно формуле этого изобретения:A known method is a prototype of the proposed method described in patent US 4857481 from 1989 [1]. The method is intended to create interelectrode compounds in gallium arsenide devices and consists of using two layers of photoresist with different dissolution rates, which allows removing one layer without removing the second, due to which the underlying structure is protected from etching the metal film of the ground electrode in aggressive and toxic solutions such as hydrofluoric acid and potassium cyanide. According to the formula of this invention:
на полупроводниковой подложке формируется рабочая структура,a working structure is formed on the semiconductor substrate,
наносят первый слой фоторезиста,put the first layer of photoresist,
экспонируют, проявляют,exhibit, exhibit
наносят пленку земляной шины,put a film of earth tires,
наносят второй слой фоторезиста, отличающийся от первого скоростью растворения,put a second layer of photoresist, different from the first dissolution rate,
экспонируют и проявляют, электролизом наносят слой перемычек,exhibit and show, electrolysis put a layer of jumpers,
в стандартном проявителе удаляют второй слой фоторезиста без растворения первого,in a standard developer, remove the second layer of photoresist without dissolving the first,
металлический слой земляного электрода удаляют химическим травлением без травления ниже лежащей полупроводниковой структуры, которая защищена первым фоторезистом,the metal layer of the ground electrode is removed by chemical etching without etching below the underlying semiconductor structure, which is protected by the first photoresist,
удаляют слой первого фоторезиста. Недостатком метода является необходимость применения нестандартных фоторезистов с разными скоростями растворения, применение дополнительной операции гальванического покрытия, применение агрессивных растворов типа плавиковой кислоты и цианида.remove the layer of the first photoresist. The disadvantage of the method is the need to use non-standard photoresists with different dissolution rates, the use of an additional electroplating operation, the use of aggressive solutions such as hydrofluoric acid and cyanide.
Известен способ-аналог [2] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 4920639 от 1990 года, в котором верхний слой перемычек опирается на металлические тонкопленочные столбики, сформированные на первом этапе фотолитографии. Столбики формируются гальванопластикой. Поверх наностися слой тонкопленочной перемычки, после чего поддерживающий слой резиста удаляется. Недостатком способа является необходимость применения дополнительной операции гальванопластики.A known method-analogue [2] for the manufacture of metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in patent US 4920639 from 1990, in which the upper layer of jumpers is based on metal thin-film columns formed at the first stage of photolithography. The bars are formed by electroforming. Above the layer is a thin film lintel, after which the supporting resist layer is removed. The disadvantage of this method is the need to use additional electroforming operations.
Известен способ-аналог [3] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 5148260 от 1992 года, отличающийся тем, что для придания мостику большей механической прочности он выполняется двуслойным, первый слой из вольфрама или молибдена обеспечивает прочность, а второй из золота, алюминия или меди обеспечивает высокую электропроводность. Недостатком метода является необходимость напыления разнородных пленок металлов, один из которых имеет низкую электропроводность.A known method is similar to [3] manufacturing metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in US patent 5148260 of 1992, characterized in that to give the bridge greater mechanical strength, it is double-layered, the first layer of tungsten or molybdenum provides strength, and the second made of gold, aluminum or copper provides high electrical conductivity. The disadvantage of the method is the necessity of sputtering dissimilar metal films, one of which has a low electrical conductivity.
Известен способ-аналог [4] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 5171713 от 1992 года, отличающийся тем, что для планаризации многослойной структуры применяется нанесение пленки полиимида толщиной приблизительно 2.5 микрона в качестве прослойки мостика, которая затем может быть удалена. Недостатком метода является необходимость дополнительной операции нанесения толстого слоя полиимида, что не всегда технологически совместимо с процессом изготовления всего устройства.The known method is analogous to [4] the manufacture of metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in US patent 5171713 of 1992, characterized in that for the planarization of a multilayer structure, applying a film of polyimide approximately 2.5 microns thick is used as a bridge layer, which can then be deleted. The disadvantage of the method is the need for an additional operation of applying a thick layer of polyimide, which is not always technologically compatible with the manufacturing process of the entire device.
Известен способ-аналог [5] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 5891797 от 1999 года, отличающийся тем, что позволяет формировать мостики размером до 1 см за счет наличия промежуточных поддерживающих стоек. Недостатком метода является дополнительная сложная операция формирования промежуточных поддерживающих стоек.The known method is analogous to [5] the manufacture of metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in patent US 5891797 from 1999, characterized in that it allows you to form bridges up to 1 cm in size due to the presence of intermediate support racks. The disadvantage of this method is the additional complex operation of the formation of intermediate support racks.
Известен способ-аналог [6] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 6218911 И1 от 2001 года, отличающийся тем, что переключающий висячий мостик выполняется в одном слое металлизации, высота мостика 0.3-2 мкм определяется толщиной фоторезиста, который скругляется путем нагрева до 200 С. Толщина алюминиевого мостика может достигать 2 мкм. Поддерживающий слой удаляется в плазме кислорода. Недостатком метода является необходимость нанесения толстого 2 мкм слоя алюминия, что плохо совместимо со стандартными методами нанесения тонких пленок и потребует времени напыления несколько часов.A known method-analogue [6] of the manufacture of metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in the patent US 6218911 I1 from 2001, characterized in that the switching suspension bridge is performed in one metallization layer, the bridge height of 0.3-2 microns is determined by the thickness of the photoresist, which It is rounded by heating to 200 C. The thickness of the aluminum bridge can reach 2 microns. The supporting layer is removed in the oxygen plasma. The disadvantage of the method is the need to apply a thick 2 μm layer of aluminum, which is poorly compatible with standard methods of applying thin films and will require a spraying time of several hours.
Известен способ-аналог [7] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US 6476704 И2 от 2002 года, отличающийся тем, что мостики использованы для формирования планарного многовиткового многослойного спирального трансформатора с использованием в качестве изолятора воздуха, а также нитрида кремния или полиимида для формирования пьедестала и поддерживающих элементов. Нижний проводник выполняется толщиной около микрона, верхний толщиной 3 мкм, они поддерживаются пьедесталами между витками высотой около микрона. Недостатком метода опять является необходимость напыления двух очень толстых пленок более микрона.A known method is similar to [7] manufacturing metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in patent US 6476704 I2 from 2002, characterized in that the bridges are used to form a planar multi-turn multilayer spiral transformer using air insulator, as well as silicon nitride or polyimide to form the pedestal and supporting elements. The lower conductor is made about microns thick, the top one is 3 microns thick, they are supported by pedestals between turns about microns high. The disadvantage of the method is again the need to spray two very thick films more than a micron.
Известен способ-аналог [8] изготовления металлических тонкопленочных перемычек в виде воздушных мостов, описанный в патенте US7037744 И2 от 2006 года, отличающийся тем, что для поддержки воздушных мостиков используется структура, выполненная в виде микроперфорации в поддерживающем слое, перфорация заполняется металлом и планаризуется, а поддерживающий слой затем удаляется. Недостатком метода является наличие дополнительной трудоемкой и сложной операции планаризации.A known method-analogue [8] of the manufacture of metal thin-film jumpers in the form of air bridges, described in patent US7037744 I2 from 2006, characterized in that to support the air bridges, a structure made in the form of microperforation in the supporting layer is used, the perforation is filled with metal and planarized, and the support layer is then removed. The disadvantage of the method is the presence of additional time-consuming and complex planarization operations.
Известны также из литературы примеры изготовления алюминиевых воздушных мостов для диапазона 4-8 ГГц, например [9, 10]. Длина таких мостов составляла 300-500 мкм, высота до 15 мкм, толщина самого мостика 2 мкм требует применения для обратной литографии очень толстого 32 мкм резиста SU8, что является существенным недостатком. Для устройств миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн не требуется таких больших размеров мостиков, и процесс изготовления может быть существенно упрощен. Для устранения естественного оксидного слоя на поверхности нижнего алюминия в этом процессе также требуется ионное травление в том же вакуумном цикле, что дополнительно усложняет процесс изготовления.Also known from the literature are examples of the manufacture of aluminum air bridges for the 4-8 GHz range, for example [9, 10]. The length of such bridges was 300-500 microns, height up to 15 microns, the thickness of the bridge itself 2 microns requires the use of very thick 32 micron SU8 resist for reverse lithography, which is a significant drawback. For the millimeter and submillimeter wavelength devices, such large bridge sizes are not required, and the manufacturing process can be significantly simplified. To eliminate the natural oxide layer on the surface of the bottom aluminum in this process also requires ion etching in the same vacuum cycle, which further complicates the manufacturing process.
Целью предлагаемого изобретения является: упрощение технологии и повышение воспроизводимости устройств с воздушными тонкопленочными микромостиками, формирование таких мостиков произвольной формы, снятие ограничения на форму и площадь мостиков, снижение сопротивления и индуктивности мостиков, снятие ограничения на применение одного металла в качестве материала мостика, применение стандартных операций фотолитографии и нанесения тонких пленок без использования гальванизации и применения агрессивных химикатов.The aim of the invention is: to simplify the technology and increase the reproducibility of devices with air thin-film micro bridges, the formation of such bridges of arbitrary shape, removing restrictions on the shape and area of bridges, reducing the resistance and inductance of bridges, removing restrictions on the use of one metal as a bridge material, the use of standard operations photolithography and deposition of thin films without the use of galvanization and the use of aggressive chemicals.
Сущность изобретения поясняется фигурами: Фиг. 1, где изображена подложка (1), пленки проводников копланарной линии (2) и воздушный мостик (3), замыкающий общий электрод с двух сторон от центрального проводника. На Фиг. 2 приведено изображение в электронном микроскопе такого мостика, изготовленного по п. 1 формулы изобретения.The invention is illustrated by the figures: FIG. 1, which shows the substrate (1), the films of the conductors of the coplanar line (2) and the air bridge (3), which closes the common electrode on both sides of the center conductor. FIG. 2 shows the image in the electron microscope of such a bridge, made according to
Поставленные цели достигаются тем, что: для изготовления перемычек в виде тонкопленочных воздушных мостиков по п. 1 формулы изобретения, представляющих собой полоску пленки металла, присоединенную с двух сторон к различным электродам на подложке и имеющих зазор между пленкой мостика и подложкой в средней части, выполняют следующую последовательность операций:The objectives are achieved by the fact that: for the manufacture of jumpers in the form of thin-film air bridges according to
1. Наносят позитивный фоторезист S1813, экспонируют, проявляют1. Apply a positive photoresist S1813, exhibit, exhibit
2. Наносят пленки металла (TiAuPd, Cu, Al и др.) и взрывают фоторезист под пленкой, в результате чего на подложке остаются контактные площадки и соединительные проводники.2. Metal films are applied (TiAuPd, Cu, Al, etc.) and a photoresist is blown up under the film, as a result of which contact pads and connecting conductors remain on the substrate.
3. Методом фотолитографии из позитивного фоторезиста (например, S1813) или негативного (обращенного AZ5214) формируется поддерживающий слой полимера в области будущего просвета мостика.3. Using a photolithography method, a supporting polymer layer is formed from a positive photoresist (for example, S1813) or a negative (facing AZ5214) in the area of the future bridge lumen.
4. Нагревом полоски резиста по п. 3 при температуре 150°С и выше в течение 5 минут достигают формирования профиля поддерживающего слоя куполообразной формы и его дополнительное задубливание.4. By heating the resist strip according to
5. Наносят следующий слой фоторезиста (позитивного 81813или негативного AZ5214) и формируют открытые области для металлизации будущего мостика5. Apply the next layer of photoresist (positive 81813 or negative AZ5214) and form open areas for the metallization of the future bridge
6. Напыляют пленку мостика из подходящего материала, совместимого с материалом разводки, например TiAuPd, отличающегося хорошей адгезией, высокой электропроводностью и достаточной жесткостью.6. Spray a bridge film from a suitable material that is compatible with the wiring material, for example TiAuPd, which is characterized by good adhesion, high electrical conductivity and sufficient rigidity.
7. Помещают подложку в ремувер типа диметилформамид или S1165 для взрывного (lift-off) удаления металла поверх резиста, а также медленного растворения задубленного по п. 4 поддерживающего слоя под мостиком.7. Place the substrate in a dimethylformamide-type remover or S1165 for a lift-off metal removal over the resist, as well as a slow dissolution of the zadubirovanny under item 4 supporting layer under the bridge.
Второй способ изготовления воздушных мостиков в качестве межэлектродных соединений интегральных схем по п. 4 формулы изобретения, представляющих собой полоску пленки металла, присоединенную с двух сторон к различным электродам на подложке и имеющие зазор между пленкой мостика и подложкой в средней части, заключающийся в выполнении последовательности операций 1-5 как в п. 1, затем напылении пленки алюминия, нанесении резиста, экспозиции, проявлении и химическом стравливании пленки алюминия в том же щелочном проявителе (например, MF24) в открытых областях. Последним этапом происходит удаление резиста от последней литографии и поддерживающей пленки резиста путем растворения ремувере типа диметилформамид или S1165, либо выжиганием в плазме кислорода.The second method of manufacturing air bridges as interelectrode compounds of integrated circuits according to claim 4 of the claims, which is a strip of metal film attached on both sides to different electrodes on a substrate and having a gap between the bridge film and the substrate in the middle part, consisting in performing a sequence of operations 1-5 as in
Новым по сравнению с прототипом является применение стандартных позитивных и негативных фоторезистов без требования различия скорости растворения в проявителе. Не требуется применять дополнительный процесс электролитического нанесения материала мостика. Не требуется применять специальный агрессивный состав (плавиковой кислоты и цианида) для селективного травления слоя земляного электрода. Не требуется проводить ионное травление пленки нижнего электрода.New in comparison with the prototype is the use of standard positive and negative photoresists without the requirement to distinguish the dissolution rate in the developer. There is no need to apply an additional process of electrolytic deposition of bridge material. It is not required to apply a special aggressive compound (hydrofluoric acid and cyanide) for selective etching of the ground electrode layer. No ion etching of the bottom electrode film is required.
Физический механизм достижения целей изобретения заключается в использовании процесса обратной (взрывной) литографии вместо двухэтапного химического травления, использования эффекта растворения фоторезиста в стандартном щелочном проявителе, либо в ремувере под сводом мостика, существенным признаком является отсутствие необходимости выполнения условия, что толщина мостика больше толщины нижней пленки электрических проводников. В способе-прототипе требуется дополнительное электролитическое осаждение материала мостика, тогда как в предложенном варианте используются стандартные технологичные процессы магнетронного или термического напыления и стандартные химреактивы для обработка стандартных фоторезистов.The physical mechanism to achieve the objectives of the invention is to use the process of reverse (explosive) lithography instead of two-stage chemical etching, using the effect of dissolving photoresist in a standard alkaline developer, or in a remover under the arch of the bridge, an essential feature is the absence of the need to fulfill the condition that the bridge thickness is greater than the thickness of the lower film electrical conductors. In the prototype method, additional electrolytic deposition of the bridge material is required, while in the proposed embodiment standard technological processes of magnetron or thermal spraying and standard chemical reagents for processing standard photoresists are used.
У авторов изобретения имеется положительный опыт изготовления описанных структур по п. 1 и п. 4 формулы изобретения. Были изготовлены мостики по п. 1. и п. 4 из TiAuPd и алюминия (см. Фиг. 2) длиной 10 мкм, шириной от 1 до 10 мкм, толщиной 100 нм. Куполообразный профиль поддерживающего слоя резиста S1813 под мостиком формировался путем нагрева до температуры растекания 150°С.The authors of the invention have a positive experience in the manufacture of the described structures according to
Технический результат предлагаемого решения состоит в достижении поставленных целей: повышении воспроизводимости, снижении трудоемкости и времени изготовления перемычек в виде воздушных мостиков, уменьшении сопротивления, индуктивности и емкости таких перемычек, уменьшении количества технологических операций и применение стандартных методов и материалов тонкопленочной микроэлектроники.The technical result of the proposed solution consists in achieving the goals set: increasing reproducibility, reducing labor intensity and time of manufacturing jumpers in the form of air bridges, reducing resistance, inductance and capacitance of such jumpers, reducing the number of technological operations and applying standard methods and materials of thin-film microelectronics.
Предлагаемые воздушные мостики предназначены для использования в копланарных линиях передачи. Их необходимость объясняется особенностями распространения волны в таких линиях. В копланарной линии передачи существуют две основные моды распространения, это квази-ТЕМ мода (нечетная или копланарная), для которой поля в двух щелях ориентированы в противофазе, и не-ТЕМ мода (четная или щелевая), для которой поля в щелях находятся в фазе. Копланарная мода является предпочтительной, поскольку имеет низкие потери на излучение. Устранение нежелательной щелевой моды достигается симметрией конструкции и использованием воздушных мостиков для соединения широких проводников земляной шины. Емкость стандартного воздушного моста высотой более 0.1 мкм и площадью от 4 до 20 мкм2 находится в пределах 0.02-0.05 фФ, тогда как погонная емкость копланарной 50 Ом линии составляет около 25 фФ. Таким образом, такой воздушный мостик практически не вносит искажений в распространение копланарной моды на частотах менее 100 ГГц.The proposed air bridges are intended for use in coplanar transmission lines. Their necessity is explained by the peculiarities of wave propagation in such lines. In a coplanar transmission line, there are two main modes of propagation, it is a quasi-TEM mode (odd or coplanar), for which the fields in two slits are oriented out of phase, and a non-TEM mode (even or slotted), for which the fields in the slots are in phase . Coplanar mode is preferred because it has low radiation loss. Elimination of an undesirable slotted mode is achieved by the symmetry of the design and the use of air bridges to connect the wide conductors of the earthen tire. The capacity of a standard air bridge with a height of more than 0.1 μm and an area of 4 to 20 μm 2 is in the range of 0.02–0.05 fF, while the linear capacitance of the coplanar 50 Ohm line is about 25 fF. Thus, such an air bridge practically does not distort the propagation of the coplanar mode at frequencies less than 100 GHz.
Сущность изобретения заключается в технологии формирования тонкопленочной перемычки куполообразной формы, повторяющей в сечении профиль поддерживающего (жертвенного, sacrificial) слоя фоторезиста, который затем удаляется.The invention consists in the technology of forming a thin-film lintel dome-shaped, repeating in cross section the profile of the supporting (sacrificial, sacrificial) layer of photoresist, which is then removed.
Формирование воздушного мостика поверх такой линии в значительной степени определяется тем или иным методом формирования и последующего удаления поддерживающего слоя. Возможны разные варианты технологии, в зависимости от материала мостика, типа применяемого фоторезиста, позитивного или негативного, и метода формирования собственно мостика: либо методом взрыва, либо химическим травлением.The formation of an air bridge on top of such a line is largely determined by one method or another of forming and subsequently removing the supporting layer. Different variants of technology are possible, depending on the material of the bridge, the type of photoresist used, positive or negative, and the method of forming the bridge itself: either by an explosion method or by chemical etching.
После формирования поддерживающей прослойки выполняют еще одну фотолитографию, экспозицию, проявление, нанесение металлической пленки и ее взрыв (по п. 1 формулы изобретения). В результате поверх поддерживающей прослойки оказывается нанесена пленка мостика, которая имеет электрический контакт с двух сторон. Поддерживающий слой удаляется в ремувере (диметилформамид) одновременно с пленкой металла поверх резиста, либо посредством выжигания в плазме кислорода.After the formation of the supporting layer, one more photolithography, exposure, development, deposition of a metal film and its explosion are performed (in accordance with claim 1). As a result, a bridge film is applied over the supporting layer, which has electrical contact on both sides. The supporting layer is removed in a remuver (dimethylformamide) simultaneously with the metal film on top of the resist, or by burning off oxygen in the plasma.
Возможна и другая технология формирования мостика, когда напыление алюминия производится на всю поверхность подложки, затем наносят фоторезист, экспонируют, проявляют и стравливают алюминий в растворе щелочи в открытых областях без резиста.Another technology of forming a bridge is also possible, when aluminum is deposited on the entire surface of the substrate, then a photoresist is applied, exposed, developed and etched aluminum in an alkali solution in open areas without a resist.
Достигнутые преимущества предложенной технологии позволяют: упростить изготовление воздушных мостиков, использовать стандартную технологию фотолитографии и стандартные термические и магнетронные методы нанесения тонких пленок, формировать мостики длиной вдоль копланарной линии более 10 мкм, снизить паразитную вносимую мостиком емкость ниже 0.05 фФ, снизить паразитное сопротивление мостика ниже 1 Ом, снизить индуктивность мостика ниже 1 пГн.The achieved advantages of the proposed technology allow: to simplify the manufacture of air bridges, to use standard photolithography technology and standard thermal and magnetron methods for applying thin films, to form bridges with a length of more than 10 microns along the coplanar line, to reduce the parasitic bridge bushing below 0.05 fF, to reduce the parasitic resistance of the bridge below 1 Ohm, reduce the bridge inductance below 1 pN.
ЛитератураLiterature
1. US Patent 4,857,481 Method of fabricating airbridge metal interconnects, assignee Motorola Inc., date Aug. 15, 19891. US Patent 4,857,481 Method of fabricating airbridge metal interconnects, assignee Motorola Inc., date Aug. 15, 1989
2. US Patent 4,920,639 Method of making a multilevel electrical airbridge interconnect, assignee Microelectronics and Computer Technol. Corp., date May 1, 1990.2. US Patent 4,920,639 Method of making a multilevel electrical airbridge interconnect, assignee Microelectronics and Computer Technol. Corp., date May 1, 1990.
3. US Patent 5,148,260 Semiconductor device having an improved air-bridge lead structure, assignee Kabushiki Kaisha Toshiba, date Sep.15, 1992.3. U.S. Patent 5,148,260 Semiconductor device having an improved air line bridge structure, assignee Kabushiki Kaisha Toshiba, date Sep.15, 1992.
4. US Patent 5,171,713 Process for forming planarized air-bridge interconnects on a semiconductor substrate, inventor J.A.Matthews, date Dec. 15, 1992.4. US Patent 5,171,713 Process for forming air-bridge interconnects on a semiconductor substrate, inventor J. A. Matthews, date Dec. 15, 1992.
5. US Patent 5,891,797 Method of forming a support structure for air bridge wiring of an integrated circuit, assignee Micron Technol. Inc., date Apr. 6, 1999.5. U.S. Patent 5,891,797 Method structure for support, Micron Technol. Inc., date Apr. 6, 1999.
6. US Patent 6,218,911 B1 Planar airbridge RF terminal MEMS switch, assignee TRW Inc., date Apr. 17, 2001.6. US Patent 6,218,911 B1 Planar airbridge RF terminal MEMS switch, assignee TRW Inc., date Apr. 17, 2001.
7. US Patent 6,476,704 B2 MMIC airbridge balun transformer, assignee The Raytheon Comp., date Nov. 5, 2002.7. US Patent 6,476,704 B2 MMIC airbridge balun transformer, assignee The Raytheon Comp., Date Nov. 5, 2002.
8. US Patent 7,037,744 B2 Method for fabricating a self-aligned nanocolumnar airbridge and structure produced thereby, date May 2, 2006.8. US Patent 7,037,744 B2 Method for fabricating a self-aligned nanocolumnar airbridge and structured thereby, dated May 2, 2006.
9. Mohammad Abuwasib, Philip Krantz, and Per Delsing. Fabrication of large dimension aluminum air-bridges for superconducting quantum circuits. Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena, 31(3):031601, 2013.9. Mohammad Abuwasib, Philip Krantz, and Per Delsing. Air-bridges for superconducting quantum circuits. Journal of Vacuum Science & Technology, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena, 31 (3): 031601, 2013.
10. Zijun Chen, Anthony Megrant, Julian Kelly, Rami Barends, Joerg Bochmann, Yu Chen, Ben Chiaro, Andrew Dunsworth, Evan Jeffrey, JY Mutus, et al. Fabrication and characterization of aluminum airbridges for superconducting microwave circuits. Applied Physics Letters, 104(5):052602, 201410. Zijun Chen, Anthony Megrant, Julian Kelly, Rami Barends, Joerg Bochmann, Yu Chen, Ben Chiaro, Andrew Dunsworth, Evan Jeffrey, JY Mutus, et al. Fabrication and characterization of aluminum for superconducting microwave circuits. Applied Physics Letters, 104 (5): 052602, 2014
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122277A RU2685082C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122277A RU2685082C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685082C1 true RU2685082C1 (en) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018122277A RU2685082C1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685082C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857481A (en) * | 1989-03-14 | 1989-08-15 | Motorola, Inc. | Method of fabricating airbridge metal interconnects |
| RU2080693C1 (en) * | 1992-05-19 | 1997-05-27 | Минский радиотехнический институт | Method for generation of film jumpers from high- temperature superconductors |
| US5641709A (en) * | 1994-08-30 | 1997-06-24 | Lg Semicon Co., Ltd. | Method of manufacturing a conductive micro bridge |
| US7037744B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-05-02 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating a self-aligned nanocolumnar airbridge and structure produced thereby |
| RU2550749C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of formation of thin-film microbridges |
| RU2632630C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-10-06 | ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Method of devices with floppy microbridges manufacture |
-
2018
- 2018-06-19 RU RU2018122277A patent/RU2685082C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857481A (en) * | 1989-03-14 | 1989-08-15 | Motorola, Inc. | Method of fabricating airbridge metal interconnects |
| RU2080693C1 (en) * | 1992-05-19 | 1997-05-27 | Минский радиотехнический институт | Method for generation of film jumpers from high- temperature superconductors |
| US5641709A (en) * | 1994-08-30 | 1997-06-24 | Lg Semicon Co., Ltd. | Method of manufacturing a conductive micro bridge |
| US7037744B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-05-02 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating a self-aligned nanocolumnar airbridge and structure produced thereby |
| RU2550749C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of formation of thin-film microbridges |
| RU2632630C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-10-06 | ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Method of devices with floppy microbridges manufacture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7657995B2 (en) | Method of fabricating a microelectromechanical system (MEMS) switch | |
| US4776087A (en) | VLSI coaxial wiring structure | |
| JP6976409B2 (en) | Low insertion loss RF transmission line | |
| US11894594B2 (en) | Coupled transmission line resonate RF filter | |
| US5639686A (en) | Method of fabricating circuit elements on an insulating substrate | |
| US5973910A (en) | Decoupling capacitor in an integrated circuit | |
| CN102201391B (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JPS63150980A (en) | Thin film overvoltage protector | |
| JP2021509767A (en) | Impedance matching conduction structure for high efficiency RF circuits | |
| US5652157A (en) | Forming a gate electrode on a semiconductor substrate by using a T-shaped dummy gate | |
| JPH0786523A (en) | Integrated circuit and forming method thereof | |
| JPH08250592A (en) | Air - dielectric transmission line for integrated circuit | |
| JPH10154797A (en) | Semiconductor device having inductor | |
| Lim et al. | Through silicon via interposer for millimetre wave applications | |
| KR100742023B1 (en) | Methods for forming co-axial interconnect lines in a cmos process | |
| JP4358624B2 (en) | Electronic device, test method and manufacturing method | |
| US20020160563A1 (en) | Practical air dielectric interconnections by post-processing standard CMOS wafers | |
| JP2022174154A (en) | Glass-based empty substrate integrated waveguide device | |
| RU2685082C1 (en) | Method of making air bridges as interelectrode connections of integrated circuits | |
| KR20030038796A (en) | Method of manufacturing a semiconductor component and semiconductor component thereof | |
| US20050255664A1 (en) | Method of forming a metal-insulator-metal capacitor | |
| KR100611474B1 (en) | Method of manufacturing inductor in a semiconductor device | |
| US7157365B2 (en) | Semiconductor device having a dummy conductive via and a method of manufacture therefor | |
| JP2009021770A (en) | Ebg element, its array structure, and high-frequency circuit | |
| US5751201A (en) | Resonator with metal layers devoid of DC connection and semiconductor device in substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200620 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210414 |