[发明专利]一种提高射频MEMS开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法

说明书

本发明属于聚酰亚胺牺牲层制备方法技术领域，具体涉及一种提高射频MEMS开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法，包括下列步骤：将冷藏得聚酰亚胺在常温环境静置12h以上；置于功率为400W的氧等离子体中轰击5min，之后置于温度为110℃的热板上加热90s；将处理的晶圆迅速置于匀胶机上，趁其温度较高，旋涂聚酰亚胺；将旋涂有聚酰亚胺的晶圆水平放置在培养皿中，加盖，之后将培养皿放置在鼓风烘箱中进行预固化处理；经过预固化后的聚酰亚胺已经变成固态，通过光刻胶在聚酰亚胺上刻蚀锚点通孔；用丙酮去除光刻胶；将晶圆置于氮气烘箱中进行固化处理；去除残留的丙酮，完成高平整度牺牲层的制备。本发明用于聚酰亚胺牺牲层的制备。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺牺牲层制备方法技术领域，具体涉及一种提高射频MEMS开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法。

背景技术

射频MEMS开关较传统的机械式和电子式开关而言，具有体积小、质量轻、功耗低、插损小、隔离度高、频带宽、线性度好和集成度高等优点，可以广泛的应用于移相器、衰减器、滤波器、天线等射频器件中，受到了国内外科研机构及相关企业的高度重视。射频MEMS开关从结构上可以分为悬臂梁式和固支梁式两种类型，这两种类型开关的制作都需要制备高质量的牺牲层，牺牲层的厚度直接决定着射频MEMS开关的驱动电压和隔离度，牺牲层的平坦度决定着射频MEMS开关悬空结构的平整度，直接影响着开关的射频性能和寿命。

常用的牺牲层材料为SiO₂等非金属材料和（Ti、Al、Cu、Ni）等金属材料，但它们都存在一些缺陷。SiO₂牺牲层的阶梯覆盖率差而且它通常需要湿法蚀刻来释放结构，存在粘滞问题的风险。金属材料做牺牲层涂覆成本高、耗时，金属图形化困难，往往可能与其他工艺不兼容，而且金属牺牲层同样需要湿法刻蚀来释放结构，存在粘滞问题。聚酰亚胺是一种高分子材料，具有耐高温、抗辐射、耐腐蚀、化学稳定性好的优点，通常采用氧等离子体刻蚀的方法去除，避免了湿法刻蚀可能存在的粘滞问题，而且涂覆方便，图形化简单，十分适合作为MEMS器件的牺牲层材料。但是聚酰亚胺作为牺牲层同样存在一些问题，台阶覆盖率差、粘附性差容易脱落、厚度难以控制等。

发明内容

针对上述技术问题，提供了一种粘附性良好、不易脱落的提高射频MEMS开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种提高射频MEMS开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法，包括下列步骤：

S1、首先将冷藏得聚酰亚胺在常温环境静置12h以上；

S2、将制作有信号线、驱动电极、隔离层的晶圆置于功率为400W的氧等离子体中轰击5min，之后置于温度为110℃的热板上加热90s；

S3、将经过S2处理的晶圆迅速置于匀胶机上，趁其温度较高，旋涂聚酰亚胺；

S4、将旋涂有聚酰亚胺的晶圆水平放置在培养皿中，加盖，之后将培养皿放置在鼓风烘箱中进行预固化处理；

S5、经过预固化后的聚酰亚胺已经变成固态，通过光刻胶在聚酰亚胺上刻蚀锚点通孔；

S6、用丙酮去除S5的光刻胶；

S7、将晶圆置于氮气烘箱中进行固化处理；

S8、去除S6中残留的丙酮，完成高平整度牺牲层的制备。

所述S1中聚酰亚胺的黏度为7000-8000cp。

所述S3和S4中匀胶和预固化的参数可以根据需要聚酰亚胺的厚度进行调整。

所述S4中的预固化参数为：50℃持续4h以上、80℃持续3h以上，所述50℃持续4h以上为平流参数，根据聚酰亚胺的粘度不同可以调整平流温度和时间，所述温度为聚酰亚胺流速最快时的温度，所述时间为聚酰亚胺停止流动所需的时间。