[发明专利]具有嵌入的多孔电介质的电子产品、相关的半导体产品及其制造方法

说明书

在包括绝缘体上硅衬底的电子产品中，阳极氧化物或阳极氢氧化物的多孔层形成在绝缘体上硅衬底的硅层之上。形成在多孔层之上的金属层提供至少一条电传输线。电信号在至少一条电传输线中的速度可以通过多孔层的孔隙率的适当配置来控制。

技术领域

本发明涉及集成领域，并且更特别地，涉及电子产品、相关半导体产品及其制造方法。

背景技术

近年来，已经开发了半导体产品，在半导体产品中不同的电子子块被集成在公共衬底上，以构建用于生成、传输、转换、检测等电信号的功能。许多高级芯片需要在同一衬底上或通过根据封装解决方案进行的堆叠将电子功能耦接至附加的电子功能或部件。

图1示出了设置在晶片或衬底Sub上的示例集成功能结构100的平面图。例如，衬底Sub可以是绝缘体上硅(SOI)晶片。

在图1所示的示例中，功能结构100利用被实现为差分SGS共面波导(CPW)的电传输线。SGS共面波导包括由条形电导体G形成的接地线和由两个相应的条形电导体S形成的两条信号线。为了简单起见，图1未示出向信号导体S供应电信号的电连接。共面波导的导线形成在电介层Diel上。

在诸如图1所示的功能结构的器件中，期望精确地控制电信号在电传输线中传播的速度。电波以速度V_电∝V_F∝c/√(ε_eff)(V_F是速度因子，并且ε_eff是通过电波在插入在传播线(信号线)与地回路之间的由介电常数为εr的介质(medium)/媒介(media)组成的电传输线中行进所看到的等效介电常数)传播。电介质的性质对控制电信号的速度的能力具有重要影响。

此外，在功能结构100中，还期望确保用于传播电信号的电传输线的良好阻抗匹配。实际上，不适当的阻抗匹配可能会导致电波的大部分被反射回至源，从而导致功能结构的效率损失和/或不适当控制。一般作为参考的阻抗Z通常是Z＝50Ω，并且电传输线的特性阻抗的大小是Z～√(L/(C))，其中L是线电感(H.m^-1)，并且C是线电容(F.m^-1)。然而，在实践中，使用常规电介质难以实现足够低的阻抗以确保良好的阻抗匹配，因为对于平面内的线宽/空间以及对于连接通孔导体的直径/间距，用常规技术(例如，共烧陶瓷)可实现的最小尺寸(临界尺寸，CD)被限制为几十μm。

鉴于以上问题而完成了本发明。

发明内容

本发明提供一种电子产品，包括：

绝缘体上硅衬底，其包括基础衬底、该基础衬底上的绝缘层和该绝缘层上的硅层；

形成在硅层之上的阳极氧化物或阳极氢氧化物的多孔层；以及

形成在多孔层之上的金属层，该金属层提供至少一条电传输线，

其中，多孔层在金属层下方的区域中的孔隙率基于电信号在至少一条电传输线中的期望速度来配置。

在具有以上配置的电子产品中，多孔层可以形成为包含大量空气/真空。此外，空气/真空在成品中的分数(fraction)可以通过控制在多孔层中形成的孔的大小来设置。

通过合适地调整多孔层中存在的材料与空气/真空的比率(孔隙率)，可以实现许多有益的结果。

第一，通过合适地调整多孔层的孔隙率，可以控制介质的表观介电常数ε_eff。对ε_eff的控制使得能够控制与电信号在电传输线中的速度相关的速度因子V_f。因此，可以实现电信号在电传输线中的期望速度，以满足例如特定应用要求。