一种新型低损耗射频微带结构制作方法技术

本发明专利技术提供了一种新型低损耗射频微带结构制作方法，应用于射频微波集成电路领域。本方法采用高阻硅和钛/镍/银的材料体系实现射频微带结构。该材料体系能满足制造过程与IC工艺的兼容从而大大降低了批量生产的成本，并缩短了生产周期。同时引入钝化层可以有效防止银的电迁移。而且银在该材料体系中比金和铜具有更低电阻率，使微带结构具有更小的传输损耗，即器件具有更小的插入损耗，从而提高了器件射频性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新型低损耗射频微带结构制作方法
本专利技术涉及射频微波集成电路领域，尤其涉及一种一种新型低损耗射频微带结构制作方法。
技术介绍
随着现代微波集成电路运算速度的提高和其特征尺寸的减小，延迟、串扰和信号变形越来越明显，传输线的研究在现代微波集成电路设计中具有十分重要的意义。作为微波混合集成电路和微波单片集成电路基础的微带线，因具有体积小、重量轻、使用频率宽、可靠性高、制造成本低以及容易实现微带电路的小型化和集成化的特点，成为研究热点之一。传统射频微带结构基本采用在陶瓷基板上丝网印刷金线或铜线形成。但该技术所用的材料价格相当昂贵，制造过程也相对复杂。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种新型低损耗射频微带结构制作方法，应用于射频微波集成电路领域，其特征在于，提供一硅基底，包括以下步骤：步骤S1、对所述硅基底表面进行表面预处理；步骤S2、在所述硅基底正面表面形成一第一掩膜层，图案化所述第一掩膜层，形成工艺窗口；步骤S3、在所述第一掩膜层表面和所述硅基底表面形成一金属叠层；步骤S4、去除所述第一掩膜层；步骤S5、在所述金属叠层表面和所述硅基底表面形成一钝化层；随后，在所述钝化层表面形成一第二掩膜层，图案化所述第二掩膜层，在所述金属叠层作为焊盘的位置形成工艺窗口；步骤S6、通过所述第二掩膜层对所述钝化层进行刻蚀，露出所述金属叠层；随后，去除所述第二掩膜层；步骤S7、对所述硅基底反面进行减薄处理；步骤S8、在减薄后的所述硅基底反面形成一金属层。其中，步骤S1中所述表面预处理方式为使用盐酸或H2SO4+H2O2的混合溶液(SPM)对所述硅基底表面进行清洗。其中，所述第一掩膜层为光刻胶，所述光刻胶采用负性光刻胶或反转胶，且所述光刻胶厚度大于5微米。其中，所述步骤S3中形成金属叠层的方法为在所述第一掩膜层表面和所述硅基底表面依次蒸镀金属钛、镍、银，所述蒸镀时真空度小于10-5Pa，所述蒸镀厚度大于3微米。其中，所述去除第一掩膜层的方法为使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)对所述第一掩膜层进行浸泡。其中，所述钝化层的材质为氧化硅或者氮化硅。其中，所述金属层与所述金属叠层相同。其中，所述步骤S2中形成的工艺窗口为倒梯形结构。其中，所述新型低损耗射频微带结构的最终结构自上而下依次包括一所述钝化层，一所述金属叠层，一所述硅基底，一所述金属层。有益效果：本专利技术采用高阻硅和钛/镍/银的材料体系实现射频微带结构。该材料体系能满足制造过程与IC工艺的兼容从而大大降低了批量生产的成本，并缩短了生产周期。同时引入钝化层可以有效防止银的电迁移。而且银在该材料体系中比金和铜具有更低电阻率，使微带结构具有更小的传输损耗，即器件具有更小的插入损耗，从而提高了器件射频性能。附图说明图1～图8本专利技术各步骤结构示意图；图9本专利技术流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。在一个较佳的实施例中，提出了一种新型低损耗射频微带结构制作方法，应用于射频微波集成电路领域，其特征在于，提供一硅基底，包括以下步骤：步骤S1、对所述硅基底表面进行表面预处理；步骤S2、在所述硅基底正面表面形成一第一掩膜层，图案化所述第一掩膜层，形成工艺窗口；步骤S3、在所述第一掩膜层表面和所述硅基底表面形成一金属叠层；步骤S4、去除所述第一掩膜层；步骤S5、在所述金属叠层表面和所述硅基底表面形成一钝化层；随后，在所述钝化层表面形成一第二掩膜层，图案化所述第二掩膜层，在所述金属叠层作为焊盘的位置形成工艺窗口；步骤S6、通过所述第二掩膜层对所述钝化层进行刻蚀，露出所述金属叠层；随后，去除所述第二掩膜层；步骤S7、对所述硅基底反面进行减薄处理；步骤S8、在减薄后的所述硅基底反面形成一金属层。上述技术方案中，本专利技术采用高阻硅和钛/镍/银的材料体系实现射频微带结构。该材料体系能满足制造过程与IC工艺的兼容从而大大降低了批量生产的成本，并缩短了生产周期。同时引入钝化层可以有效防止银的电迁移。而且银在该材料体系中比金和铜具有更低电阻率，使微带结构具有更小的传输损耗，即器件具有更小的插入损耗，从而提高了器件射频性能。在一个较佳的实施例中，使用浓度为的盐酸或者SPM混合溶液对硅基底表面进行预处理。上述技术方案可以降低硅片表面态，提高表面亲水性，使后续金属与硅基底之间的接触更紧密，粘附性更好。在一个较佳的实施例中，在硅基底表面使用负胶或者反转胶形成一掩膜层1，掩膜层1的厚度大于5μm。随后对掩膜层1图案化，在预定位置形成倒梯形结构的工艺窗口。上述技术方案中，倒梯形结构的工艺窗口有利于后续金属剥离工艺的完成。在一个较佳的实施例中，光刻完成后使用例如O2等离子体对硅基底表面进行表面处理。上述技术方案中，表面处理的步骤既可以避免负胶残留，还可以提高蒸镀金属的稳定性和粘附力。在一个较佳的实施例中，在进行过表面处理后的掩膜层1表面和硅基底表面依次蒸镀Ti201、Ni202、Ag203，形成金属叠层；蒸镀时，真空度需小于10-5Pa，且蒸镀厚度大于3μm。上述技术方案中，上述真空度条件下蒸镀的金属膜质量会有显著提高，同时粘附力也会增强。在一个较佳的实施例中，使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)进行了金属剥离(Lift-Off)工艺，在金属剥离的同时去除掩膜层1。上述技术方案中，可以实现在金属剥离的同时去除光刻胶，并且此时的图形精度完全依靠之前光刻时的光刻精度决定，所以，金属图形精度误差小于2μm。在一个较佳的实施例中，在金属叠层表面和硅基底表面依次形成一钝化层3、一掩膜层5，图案化掩膜层5，在焊盘位置形成工艺窗口。其中，钝化层3可以使用SiO2或者Si3N4，上述技术方案中，SiO2和Si3N4形成时采用高温生长，可以间接完成多层金属退火工艺，增强金属与硅基底、金属间的粘附力，同时释放应力。在一个较佳的实施例中，通过掩膜层5对钝化层3进行刻蚀，至露出金属叠层。上述技术方案中，露出部分的金属叠层作为焊盘，未露出部分的金属叠层作为导线。在一个较佳的实施例中，对硅基底进行厚度可控的背面减薄。上述技术方案中，采用背面减薄使得硅基底的厚度也可称为设计变量，实现了基底厚度的可控。在一个较佳的实施例中，在减薄后的硅基底背面蒸镀一金属层。上述技术方案中，金属层的结构可以与金属叠层相同，也可以使用其他金属结构。以上所述仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本专利技术说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型低损耗射频微带结构制作方法，应用于射频微波集成电路领域，其特征在于，提供一硅基底，包括以下步骤：步骤S1、对所述硅基底表面进行表面预处理；步骤S2、在所述硅基底正面表面形成一第一掩膜层，图案化所述第一掩膜层，形成工艺窗口；步骤S3、在所述第一掩膜层表面和所述硅基底表面形成一金属叠层；步骤S4、去除所述第一掩膜层；步骤S5、在所述金属叠层表面和所述硅基底表面形成一钝化层；随后，在所述钝化层表面形成一第二掩膜层，图案化所述第二掩膜层，在所述金属叠层作为焊盘的位置形成工艺窗口；步骤S6、通过所述第二掩膜层对所述钝化层进行刻蚀，露出所述金属叠层；随后，去除所述第二掩膜层；步骤S7、对所述硅基底反面进行减薄处理；步骤S8、在减薄后的所述硅基底反面形成一金属层。

【技术特征摘要】
1.一种新型低损耗射频微带结构制作方法，应用于射频微波集成电路领域，其特征在于，提供一硅基底，包括以下步骤：步骤S1、对所述硅基底表面进行表面预处理；步骤S2、在所述硅基底正面表面形成一第一掩膜层，图案化所述第一掩膜层，形成工艺窗口；步骤S3、在所述第一掩膜层表面和所述硅基底表面形成一金属叠层；步骤S4、去除所述第一掩膜层；步骤S5、在所述金属叠层表面和所述硅基底表面形成一钝化层；随后，在所述钝化层表面形成一第二掩膜层，图案化所述第二掩膜层，在所述金属叠层作为焊盘的位置形成工艺窗口；步骤S6、通过所述第二掩膜层对所述钝化层进行刻蚀，露出所述金属叠层；随后，去除所述第二掩膜层；步骤S7、对所述硅基底反面进行减薄处理；步骤S8、在减薄后的所述硅基底反面形成一金属层。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S1中所述表面预处理方式为使用盐酸或H2SO4+H2O2的混合溶液对所述硅基底表面进行清洗。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君儒，吉涛，
申请(专利权)人：中航重庆微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50