一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片技术

本发明专利技术公开了一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片，方法包括以下步骤：获取正面具有GaN外延层的衬底；在所述GaN外延层上方制作上电极层；对衬底背面进行背孔刻蚀以形成盲孔，刻蚀深度止于GaN外延层，所述盲孔位于所述上电极层下方；在所述盲孔内进行金属化，以形成下电极层。本发明专利技术上电极层位于下电极层正上方，减少了下电极互连线，使得其占用芯片面积少，寄生电感小；同时采用高温外延层GaN，相较低温外延生长的多晶介质，损耗小，故Q值高，发热少；GaN的导热特性也优于低温外延层，故承受射频功率大；高温外延层的厚度均匀且精确，可以在不影响电容良率的前提下严格精准控制电容大小。率的前提下严格精准控制电容大小。率的前提下严格精准控制电容大小。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片


[0001]本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片。

技术介绍

[0002]功率放大器是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的A倍，A是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的A倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的A倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。而经过不断的电流放大，就完成了功率放大。功率放大器通常由3部分组成：前置放大器、驱动放大器、末级功率放大器。功放芯片则是实现功率放大器的一种芯片。
[0003]而对于功放芯片，芯片用到很多旁路的匹配电容，现有技术多采用MIM(金属
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介质
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金属)结构实现片上电容。其具体结构参见图1，整体制作工艺流程如下：在具有第一外延层102的衬底101上依次完成下电极层103、第二外延层105和上电极层104的制作实现正面工艺(如果有其他器件就一并制作，例如三极管等)，其中下电极层103、第二外延层105和上电极层104即组成对应的金属
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介质
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金属(MIM)结构，并且第二外延层105的位于下电极103层和上电极层104之间的部分为电容有效区；之后进行背面工艺，在非电容有效区的下部的衬底101上开设穿过所述第一外延层102但不穿过下电极层103的通孔106，然后制作相应的金属化接地通孔。采用该种方式具有以下几个缺点：(1)先进行正面工艺再进行背面工艺是本领域所必须的顺序，但是采用该种方式会使得在背面制作工艺开孔中，对下电极层103造成一定损伤；(2)由于通孔106开设的位置位于非电容有效区的下方，使得整体电容占用宝贵的芯片面积较大并且寄生电感大；(3)第二外延层105多采用低温外延层SiO2、SiN
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或Al2O3实现，由于低温外延层较薄，生长厚度和表面平整性控制难，使得实现容值精度不够高，继而影响了芯片的良率；同时低温外延层为多晶结构，因此厚度相对粗糙，在功放芯片的不同位置实现的条件各异，因而容值相对不准确，一致性也较低；(4)制作流程复杂。
[0004]为了解决上述部分问题，现有技术(申请号为CN202211059956.X的专利技术专利)公开了一种电容器及其制备方法，其具体结构参见图2，其由上至下分别包括：上电极层204、介电层202、衬底201，衬底201的下方开设有凹槽205，并在凹槽205内分别设置多层金属层以形成下电极层203，其中介电层202(即前述的第二外延层)采用的是SiO2，即相当于前述的低温外延层。采用该种方式，使得上电极层204设置于下电极层203的正下方，减少了芯片的面积占用；同时下方开槽也不会损伤上部器件，而且制作流程简单，减少了多个步骤的制作工艺，解决了前述现有技术的多个问题。但是该方式还存在以下问题：其采用盲孔的形式实现凹槽205，即凹槽205具有一定深度，由于电容的大小受控于该凹槽205的深度的精确控制，但是采用该种方式难以实现电容精度的高度控制；同时由于介电层202采用的是SiO2，
因此该凹槽的制作无法替换为通孔，会使得SiO2被损坏，并且与前述现有技术存在相同的问题，SiO2的多晶结构也会影响芯片的良率。
[0005]因此，针对上述问题，提供一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法、旁路电容和功放芯片。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法，包括以下步骤：
[0009]获取正面具有GaN外延层的衬底；
[0010]在所述GaN外延层上方制作上电极层；
[0011]对衬底背面进行背孔刻蚀以形成盲孔，刻蚀深度止于GaN外延层，所述盲孔位于所述上电极层下方；
[0012]在所述盲孔内进行金属化，以形成下电极层。
[0013]进一步地，所述获取正面具有GaN外延层的衬底包括：
[0014]所述衬底上本身具有GaN外延层；或者：
[0015]在衬底上制备GaN外延层。
[0016]进一步地，在所述GaN外延层上方制作上电极层的同时，制备芯片电路。
[0017]进一步地，所述在所述盲孔内进行金属化，以形成下电极层包括：
[0018]制备第一下电极层，通过溅射的方式覆盖在所述盲孔表面和衬底背部表面；
[0019]制备第二下电极层，通过电镀的方式填充于所述盲孔并覆盖在第一下电极层表面。
[0020]进一步地，所述盲孔为圆孔、椭圆孔或方孔。
[0021]进一步地，所述衬底为碳化硅衬底、金刚石衬底、硅衬底或蓝宝石衬底。
[0022]进一步地，所述GaN外延层替换为AlGaN外延层、AlN外延层、SiC外延层或Ga2O3外延层。
[0023]本专利技术的第二方面，提供一种旁路电容，采用所述的大功率旁路电容结构的制作方法制作得到。
[0024]本专利技术的第三方面，提供一种功放芯片，包括所述的旁路电容。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026]在本专利技术的一示例性实施例中，上电极层位于下电极层正上方，减少了下电极互连线，使得其占用芯片面积少，寄生电感小；
[0027]同时采用高温外延层GaN，相较低温外延生长的多晶介质，损耗小，故Q值高，发热少；GaN的导热特性也优于低温外延层，故承受射频功率大；高温外延层的厚度均匀且精确，通过光刻实现的电极也非常精确，因此实现的电容是非常准确且具有高度一致性的，并且可以在不影响电容良率的前提下严格精准控制电容大小。
附图说明
[0028]图1为现有技术中提供的MIM电容的结构示意图；
[0029]图2为现有技术中提供的一种电容器的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术一示例性实施例提供的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法的第一步骤制作示意图；
[0031]图4为本专利技术一示例性实施例提供的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法的第二步骤制作示意图；
[0032]图5为本专利技术一示例性实施例提供的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法的第三步骤制作示意图；
[0033]图6为本专利技术一示例性实施例提供的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法的第四步骤制作示意图；
[0034]图中，101/201/301
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衬底，103/203/303
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下电极，104/204/304本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：获取正面具有GaN外延层的衬底；在所述GaN外延层上方制作上电极层；对衬底背面进行背孔刻蚀以形成盲孔，刻蚀深度止于GaN外延层，所述盲孔位于所述上电极层下方；在所述盲孔内进行金属化，以形成下电极层。2.根据权利要求1所述的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法，其特征在于：所述获取正面具有GaN外延层的衬底包括：所述衬底上本身具有GaN外延层；或者：在衬底上制备GaN外延层。3.根据权利要求1所述的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法，其特征在于：在所述GaN外延层上方制作上电极层的同时，制备芯片电路。4.根据权利要求1所述的一种集成电路的大功率旁路电容结构的制作方法，其特征在于：所述在所述盲孔内进行金属化，以形成下电极层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽涛，黎明，魏小洋，
申请(专利权)人：成都海威华芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：