[发明专利]一种实现基于BCB的磷化铟微波电路多层互联方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种实现基于BCB的磷化铟微波电路多层互联方法，是一种基于BCB的化合物半导体电路多层互联加工工艺，属于化合物半导体技术领域。

背景技术

InP基微波电路具备十分优异的高频特性，在微波电路以及数模混合电路中具有广泛用途。作为InP基微波电路互联层的BCB材料具备以下优点：其具备高的击穿电压，可实现有效隔离，有效降低器件的表面态密度；低的介电常数，可以减小寄生效应，提高器件性能；良好的热导性，可增加高电流下器件的热稳定性；工艺流程简单，常温BCB为液体状态，可以像光刻胶那样通过匀胶机直接旋涂，并且高温固化过程也较为简单，且平坦度好。

发明内容

本发明提出的是一种实现基于BCB的磷化铟微波电路多层互联方法，其目的旨在增加多层互联的可靠性，提高不同厚度的BCB多层互联工艺的适应性，降低InP基微波电路的互联损耗。

本发明的技术解决方案：实现基于BCB的磷化铟微波电路多层互联方法，包括如下步骤：

1）在磷化铟（InP）衬底上光刻一次布线图形，通过蒸发金属并进行剥离，实现一次布线金属图形化；

2）旋涂BCB（Benzocyclobutene），并在氮气氛围下采用高温方式使其固化；

3）在固化后的BCB上光刻互联通孔图形，以光刻胶为掩膜，采用干法刻蚀方法刻蚀掉一次布线上的BCB，形成BCB互联通孔；

4）光刻二次布线图形，通过电镀方式实现互联通孔的填充及二次互联图形的金属化，实现不同金属层之间的互联。

本发明的优点：在整个过程中采用高耐压，低介电，良热导的BCB材料增加了多层互联的可靠性，防止电路的退化或者失效。并通过电镀互联方式提高了对不同厚度的BCB多层互联工艺的适应性。同时采用电镀方式减少了多层互联接触电阻，降低了InP基微波电子器件及电路的互联损耗，增加了BCB多层互联的在微波电路领域应用范围；增加了多层互联的可靠性，提高了对不同厚度的BCB多层互联工艺的适应性，降低了InP基微波电路的互联损耗。

附图说明

图中的1是一次布线、2是InP衬底材料、3是BCB、4是光刻胶、5是二次布线。

图1是在磷化铟（InP）衬底上通过光刻、蒸发、剥离实现一次布线后的剖面图。

图2是完成旋涂BCB并在氮气氛围下采用高温方式使其固化后的剖面图。

图3是在固化后的BCB上光刻互联通孔图形的剖面图。

图4是以光刻胶为掩膜通过干法刻蚀完一次布线上BCB后形成的互联通孔剖面图。

图5是通过电镀方式实现互联通孔填充及二次互联图形金属化后的互联剖面图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

①在磷化铟（InP）衬底上光刻一次布线图形，通过蒸发金属钛/铂/金（Ti/Pt/Au）并进行剥离，实现一次布线金属图形化，剖面图如图1所示。

②旋涂BCB，并在充满氮气氛围的烘箱内将其在150℃下烘烤20min使BCB固化，固化完后BCB剖面图如图2所示。

③在固化后的BCB上光刻互联通孔图形，光刻后剖面图如图3所示。

④以光刻胶为掩膜，采用干法刻蚀方法刻蚀掉一次布线上的BCB，形成BCB互联通孔。干法刻蚀工艺所采用的设备为反应离子刻蚀机（RIE）或者感应离子耦合刻蚀机（ICP），刻蚀气体为四氟化碳（CF₄）、六氟化硫（SF₆）或者三氟甲烷（CHF₃）。利用干法刻蚀工艺刻蚀掉一次布线上的BCB之后的通孔剖面图如图4所示。

⑤在去除互联通孔图形光刻胶后对二次布线图形进行光刻，通过电镀Au方式实现互联通孔Au的填充及二次互联图形的金属化，最终实现不同金属布线层之间互联，剖面图如图5所示。

实施例

①在磷化铟（InP）衬底上采用光刻一次布线图形，通过蒸发金属Ti/Pt/Au并进行剥离，实现一次布线金属图形化，其中光刻工艺所采用的光刻胶为AZ7908，发射极金属为钛/铂/金（Ti/Pt/Au），Ti的厚度为40纳米，Pt的厚度为40纳米，Au的厚度为500纳米。

②在涂胶机上旋涂BCB，旋涂转速为1000 rpm，完成旋涂后在充满氮气氛围的烘箱内将其在150℃下烘烤20min使BCB固化。

③在固化后的BCB上采用AZ7908光刻胶实现互联通孔图形的光刻。