Способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ Российский патент 2023 года по МПК H01L21/77 

Описание патента на изобретение RU2810691C1

Изобретение относится к электронной технике СВЧ, а именно способу изготовления монолитных интегральных схем (МИС) СВЧ широкого применения, в том числе в радиолокационных станциях с фазированными антенными решетками (ФАР).

Основными характеристиками интегральной схемы СВЧ и особенно в последнем случае ее применения являются выходная мощность, коэффициент усиления, коэффициент полезного действия, надежность, воспроизводимость, массогабаритные характеристики.

Известен электронный прибор СВЧ и соответственно способ изготовления, предназначенный для поверхностного монтажа, содержащий, по меньшей мере, один электронный компонент с выводами, монтажные площадки, металлизированные переходные отверстия.

В котором, с целью расширения диапазона рабочих частот, повышения выходной мощности и надежности за счет уменьшения теплового сопротивления, уменьшения массогабаритных характеристик, повышения воспроизводимости, электронный компонент с выводами, монтажные площадки, металлизированные переходные отверстия выполнены в виде единого кристалла, при этом электронный компонент выполнен на лицевой стороне с заданным активным слоем единого кристалла, монтажные площадки - на обратной его стороне, металлизированные переходные отверстия - в объеме единого кристалла, при этом электронный компонент, монтажные площадки и металлизированные переходные отверстия выполнены в монолитном интегральном исполнении, при этом металлизированные переходные отверстия непосредственно соединены одними концами с выводами электронного компонента, а другими концами - с монтажными площадками [Патент № 2442241 РФ. Электронный прибор СВЧ /Ю. М. Богданов и др.//Опубл. - 2012 - № 4].

Известна интегральная схема СВЧ и соответственно способ изготовления, содержащая диэлектрическую подложку, выполненную из алмаза, элементы интегральной схемы - активные и пассивные элементы, линии передачи, выводы, на обратной стороне диэлектрической подложки выполнено металлизационное покрытие, при этом элементы интегральной схемы электрически соединены и заземлены согласно ее электрической схемы.

В которой, с целью улучшения электрических характеристик и повышения их воспроизводимости, повышения надежности, улучшения массогабаритных характеристик, на лицевой стороне упомянутой диэлектрической подложки дополнительно выполнен слой кристаллического полуизолирующего кремния, толщиной не более 10 мкм, а элементы интегральной схемы - активные и пассивные элементы, линии передачи, выводы выполнены на поверхности этого слоя, при этом элементы интегральной схемы выполнены монолитно, в упомянутой диэлектрической подложке и слое кристаллического полуизолирующего кремния выполнены сквозные металлизированные отверстия, а заземлена интегральная схема посредством этих сквозных металлизированных отверстий. [Патент № 2556271 РФ. Интегральная схема СВЧ /А.М. Темнов и др.//Опубл. - 2015 - № 19].

Известен способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ, включающий изготовление диэлектрической подложки из алмаза, толщиной 100-200 мкм, нанесение на нее металлизационного покрытия, формирование активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов, элементов заземления.

В которой, с целью повышения выходной мощности, коэффициента усиления, коэффициента полезного действия, надежности и воспроизводимости, улучшения массогабаритных характеристик, предварительно изготавливают слой кристаллического полуизолирующего кремния с толщиной 350-500 мкм и предусматривающий обработку его поверхности с лицевой стороны с шероховатостью не ниже 14 класса, а диэлектрическую подложку из алмаза изготавливают на лицевой стороне слоя кристаллического полуизолирующего кремния, посредством химического осаждения из газовой фазы с плазменным возбуждением, далее слой кристаллического полуизолирующего кремния с обратной стороны утоняют в два этапа на первом - до толщины 40-50 мкм посредством механической шлифовки, на втором - до толщины 5-10 мкм, посредством химико-динамической полировки, а активные и пассивные элементы, элементы линий передачи и выводы формируют на обратной стороне слоя кристаллического полуизолирующего кремния в едином технологическом процессе, посредством соответствующих технологических операций соответствующих технологических процессов тонкопленочной технологии, в диэлектрической подложке из алмаза и слое кристаллического полуизолирующего кремния со стороны диэлектрической подложки из алмаза изготавливают сквозные отверстия с топологией, обеспечивающей заземление, а далее наносят металлизационное покрытие на диэлектрическую подложку из алмаза и одновременно на стенки упомянутых сквозных отверстий [Патент № 2557317 РФ. Способ изготовления интегральной схемы СВЧ /А.М. Темнов и др.//Опубл. - 2015 - № 20] - прототип.

Использование, при формировании элементов заземления активных и пассивных элементов монолитной интегральной схемы, технологического процесса плазмохимического травления - сухого процесса химического травления, в отличие от жидкостного химического травления первого и второго аналогов, позволило значительно уменьшить величину подтрава стенок сквозных отверстий элементов заземления, увеличить степень анизотропности травления и соответственно воспроизводимости технологического процесса травления.

Однако используемые режимы и технологические параметры данного технологического процесса плазмохимического травления, не обеспечивают в ряде случаев его применения должный профиль - конфигурацию стенок сквозных отверстий элементов заземления, что приводит к увеличению паразитной индуктивности и соответственно снижению электрических характеристик - параметров монолитной интегральной схемы СВЧ.

Технический результат заявленного способа изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ - повышение коэффициента усиления, расширение рабочей полосы частот, путем снижения паразитной индуктивности, повышение воспроизводимости и надежности.

Указанный технический результат достигается заявленным способом изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ, включающим

последовательное формирование на лицевой стороне полупроводниковой подложки из заданного материала с заданной структурой активных слоев, части элементов заданной монолитной интегральной схемы, в составе - активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов, элементов защиты в виде диэлектрических слоев, посредством соответствующих технологических операций соответствующих технологических процессов тонкопленочной технологии, при этом каждая технологическая операция с заданными технологическими параметрами и режимами,

формирование на обратной стороне полупроводниковой подложки другой части элементов - элементов заземления заданной монолитной интегральной схемы, в составе - сквозных отверстий и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки, обеспечивающих заземление каждого из заданных активных и пассивных элементов, при этом -

сквозные отверстия формируют посредством технологических операций технологического процесса плазмохимического травления, металлизационное покрытие на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки формируют посредством технологических операций технологического процесса гальванического осаждения, при этом одновременно и в едином технологическом процессе.

При этом

сквозные отверстия формируют посредством технологических операций процесса плазмохимического травления в два этапа -

на первом этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 8:3 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4-5,3 Па, мощности емкостной плазмы 15-25 Вт, мощности индуктивной плазмы 850-1000 Вт,

на втором этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 2:1 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4,7-6 Па, мощности емкостной плазмы 20-30 Вт, мощности индуктивной плазмы 900-1000 Вт,

непосредственно перед формированием упомянутого металлизационного покрытия, на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки дополнительно формируют слой из прямой последовательности компонентов - титан Ti, золото Au, толщиной 50-100 нм, 300-500 нм соответственно, посредством технологических операций процесса магнетронного напыления.

Монолитная интегральная схема СВЧ представляет собой монолитную интегральную схему усилителя мощности СВЧ, либо переключателя СВЧ, либо аттенюатора СВЧ, либо приемопередающего модуля СВЧ.

В качестве материала полупроводниковой подложки используют полупроводниковый материал из группы AIIIBV, например, арсенид галлия, либо гетероструктуру на их основе.

Элементы защиты в виде диэлектрических слоев формируют из диэлектрического материала нитрида кремния Si3N4, толщиной более 20 нм.

При формировании активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов их тип и соответственно последовательность технологических операций их изготовления задаются типом заданной монолитной интегральной схемы СВЧ.

Раскрытие сущности изобретения.

Совокупность существенных признаков ограничительной и отличительной частей заявленного способа изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ обеспечивает, а именно.

Формирование элемента заземления - сквозных отверстий посредством технологических операций технологического процесса плазмохимического травления в два этапа.

При этом

на первом этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 8:3 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4-5,3 Па, мощности емкостной плазмы 15-25 Вт, мощности индуктивной плазмы 850-1000 Вт,

на втором этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 2:1 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4,7-6 Па, мощности емкостной плазмы 20-30 Вт, мощности индуктивной плазмы 900-1000 Вт.

Это обеспечивает

во-первых, оптимальные технологические параметры и режимы технологических операции формирования элемента заземления - сквозных отверстий, посредством технологического процесса плазмохимического травления, при этом как на первом, так и на втором его этапах, так и другого элемента заземления - металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки, при этом которые обеспечивают заземление каждого из заданных активных и пассивных элементов монолитной интегральной схемы СВЧ,

во-вторых, оптимальные физические и электрические параметры самих элементов заземления.

А именно и, тем самым это обеспечивает

повышение селективности травления и степени анизотропности травления элементов заземления - сквозных отверстий (фиг. 2 а, б),

максимально приближенный к идеальному профиль - конфигурация травления элементов заземления - сквозных отверстий (фиг. 2 а, б), в том числе должный угол его наклона, с точки зрения обеспечения возможности осуществления должного качества последующего технологического процесса формирования другого элемента заземления -металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки и дополнительного слоя и,

тем самым - значительное повышение точности геометрических размеров элементов заземления - сквозных отверстий и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки (фиг. 3 а, б).

И, как следствие, последнего - значительного повышения точности геометрических размеров элементов заземления - сквозных отверстий и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки (фиг. 3 а, б) -

во-первых, снижение паразитной индуктивности элементов монолитной интегральной схемы, подлежащих заземлению и, как следствие, - повышение коэффициента усиления,

во-вторых, расширение рабочей полосы частот,

в-третьих, повышение воспроизводимости конструкционных параметров элементов заземления - сквозных отверстий и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки (фиг. 2 а, б, фиг. 3 а, б).

Более того, указанные соотношения в газовой смеси компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3 на первом этапе 8:3, на втором этапе 2:1 соответственно обеспечивают значительное снижение наличия компонента хлора Cl2 на втором этапе и, тем самым - значительное снижение скорости травления на этом этапе и, тем самым обеспечивают:

во-первых,

а) улучшение морфологии поверхности стенок сквозных отверстий,

б) повышение чистоты поверхности стенок сквозных отверстий (фиг. 2 а, б, фиг. 3 а, б) и,

тем самым - повышение адгезии металлизационного покрытия и, тем самым - повышение надёжности металлизационного покрытия,

во-вторых, исключение возможности травления активных и пассивных элементов монолитной интегральной схемы и,

тем самым исключение возможности нарушения целостности активных и пассивных элементов монолитной интегральной схемы.

И, как следствие, первого и второго - повышение надежности монолитной интегральной схемы СВЧ.

Формирование, непосредственно перед формированием упомянутого металлизационного покрытия, на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки дополнительно слоя из прямой последовательности компонентов - титан Ti, золото Au, толщиной 50-100 нм, 300-500 нм соответственно, посредством технологических операций технологического процесса магнетронного напыления обеспечивает дополнительно повышение адгезии металлизационного покрытия, как к поверхности стенок сквозных отверстий, так и свободной поверхности полупроводниковой подложки и, тем самым дополнительно - повышение надежности металлизационного покрытия и, как следствие, - дальнейшее повышение надежности монолитной интегральной схемы СВЧ.

Указанные в формуле изобретения пределы технологических параметров и режимов технологического процесса плазмохимического травления на первом и втором его этапах, так и технологисеские параметры формирование дополнительно слоя из прямой последовательности компонентов - титан Ti, золото Au являются каждый из них и в их совокупности оптимальными, с точки зрения достижения заявленного технического результата и нарушение каждого из них, как слева, так и справа не желательно либо не допустимо, последнее например, в случае проведения технологического процесса плазмохимического травления при температуре более 100°С, из-за потери функциональности резистной маски.

При этом указанное подтверждено данными, представленными в таблице.

Итак, заявленный способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ в полной мере обеспечивает указанный технический результат - повышение коэффициента усиления, расширение рабочей полосы частот, повышение воспроизводимости и надёжности монолитной интегральной схемы СВЧ.

Изобретение поясняется иными материалами.

На фиг. 1 дан фрагмент монолитной интегральной схемы СВЧ, изготовленной заявленным способом, где

- полупроводниковая подложка - 1 (а, б, лицевая и обратная ее стороны соответственно), из заданного материала, с заданной структурой активных слоев - 2;

на лицевой стороне полупроводниковой подложки 1а изготовлены элементы заданной монолитной интегральной схемы СВЧ, в составе:

- активные и пассивные элементы - 3, 4, соответственно,

- линии передачи и выводы - 5, 6 соответственно,

- элементы защиты в виде диэлектрических слоев - 7;

на обратной стороне полупроводниковой подложки 1 б изготовлены

- элементы заземления - 8 а, б, при этом сквозные отверстия 8а, металлизационное покрытие на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки 8б,

- слой - дополнительный - 9.

На Фиг. 2 а, б представлены фотографии элемента заземления - двух

сквозных отверстий 8а в составе монолитной интегральной схемы СВЧ малошумящего усилителя мощности М421390, изготовленного заявленным способом, при этом после осуществления технологической операции плазмохимического травления соответственно.

При этом изображение получено посредством сканирующего электронного микроскопа LEO, под углом 45 градусов от нормали к поверхности обратной стороны полупроводниковой подложки 1 б, при этом

фиг. 2 а - во вторичных электронах,

фиг. 2 б - в отражённых электронах.

Как видно из фиг. 2 а, б поверхность элемента заземления - двух сквозных отверстий 8а отличается высокой однородностью и должной шероховатостью и, прежде всего с точки зрения обеспечения должного качества последующего технологического процесса формирования другого элемента заземления - металлизационного покрытия.

На фиг. 3 а, б, представлены фотографии элемента заземления - тех же двух сквозных отверстий 8а в составе той же монолитной интегральной схемы СВЧ малошумящего усилителя мощности М421390, изготовленного заявленным способом, при этом так же после осуществления технологической операции плазмохимического травления соответственно.

Но при этом

дан вид сверху,

изображение получено посредством так же сканирующего электронного микроскопа LEO, но под углом 0 градусов от нормали к поверхности обратной стороны полупроводниковой подложки 1 б, при этом с обозначением значений размеров сечений сквозных отверстий в полупроводниковой подложке 1 как на обратной 1б, так и лицевой 1а ее сторонах.

Как видно из фиг. 3 а, б элементы заземления - сквозные отверстия отличаются достаточно высокой воспроизводимостью их геометрических размеров.

Примеры конкретного выполнения заявленного способа изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ.

Пример 1. Рассмотрен пример изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ - малошумящий усилитель мощности М421390 (далее МШУ М421390).

При этом тип, которого - МШУ М421390 задает тип активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов, элементов заземления и последовательность соответствующих технологических операций соответствующих технологических процессов их изготовления.

1. Осуществляют последовательное формирование на лицевой стороне полупроводниковой подложки 1а из полупроводникового материала арсенида галлия GaAs со структурой активных слоев 2 - GaAs-InGaAs, сформированной посредством технологического процесса молекулярно-лучевой эпитаксии, части элементов монолитной интегральной схемы МШУ М421390.

В составе -

активных элементов 3 в виде полевых транзисторов с барьером Шоттки - 3 шт,

пассивных элементов 4 - конденсаторы различной их функционалльности - 8 шт., резистоы - 7 шт., индуктивности -11 шт.,

элементов линий передачи 5 в виде копланарной линии передачи - 12 шт.,

выводов 6 - 9 шт.,

элементов защиты 7 в виде диэлектрических слоев из диэлектрического материала нитрида кремния Si3N4, толщиной 150 нм.

При этом указанное формируют посредством соответствующих технологических операций соответствующих технологических процессов тонкопленочной технологии.

2. Осуществляют формирование на обратной стороне полупроводниковой подложки 1б другой части элементов - элементов заземления монолитной интегральной схемы МШУ М421390).

В составе - сквозных отверстий 8а и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки 8б, обеспечивающих заземление каждого из заданных активных и пассивных элементов.

При этом

на первом этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 8:3 соответственно, при температуре 50°С, давлении 4,5 Па, мощности емкостной плазмы 20 Вт, мощности индуктивной плазмы 925 Вт,

на втором этапе - в смеси газов состава компонентов - хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, объём.% 2:1 соответственно, при температуре 50°С, давлении 5,3 Па, мощности емкостной плазмы 25 Вт, мощности индуктивной плазмы 950 Вт,

Непосредственно перед формированием упомянутого металлизационного покрытия 8б, на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки 1 дополнительно формируют слой 9 из прямой последовательности компонентов - титан Ti, золото Au, толщиной 75 нм, 400 нм соответственно, посредством технологических операций процесса магнетронного напыления.

Далее осуществляют формирование металлизационного покрытия 8б на поверхности стенок сквозных отверстий 8а и свободной поверхности полупроводниковой подложки 1, посредством технологических операций технологического процесса гальванического осаждения, при этом одновременно и в едином технологическом процессе.

Примеры 2-5.

Аналогично примеру 1 изготовлены образцы монолитной интегральной схемы МШУ М421390, но при других технологических параметрах и режимах, указанных в формуле изобретения (примеры 2-3) и вне ее (примеры 4-5).

Пример 6 соответствует прототипу.

На изготовленных образцах монолитной интегральной схемы СВЧ - МШУ М421390.

Измерены:

- коэффициент усиления (Ку), посредством анализатора цепей (Agilent Technologies PNA Network Analyzer) на рабочей частоте 20 ГГц.

- рабочая полоса частот (ΔF), посредством анализатора цепей (Agilent Technologies PNA Network Analyzer).

Определены:

воспроизводимость как сохранение геометрических размеров элемента заземления - сквозных отверстий относительно его идеального геометрического размера, в процентах,

надежность - как количество часов наработки.

Данные представлены в таблице.

Как видно из таблицы, образцы монолитной интегральной схемы СВЧ МШУ М421390, изготовленные согласно заявленной формулы изобретения (примеры 1-3) имеют следующие значения параметров:

коэффициент усиления (Ку) порядка 25 дБ,

рабочая полоса частот (ΔF) - диапазон 12-25 ГГц,

воспроизводимость - порядка 95 процента,

надёжность - порядка 65000 часов.

В отличие от образцов, изготовленных за ее пределами, которые имеют более низкие значения аналогичных параметров.

Таким образом, заявленный способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ обеспечит по сравнению с прототипом -

повышение коэффициента усиления более чем в 2 раза.

Данные относительно других вышеуказанных параметров отсутствуют.

Заявленный способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ может быть использован при изготовлении монолитных интегральных схем СВЧ различных компонентов электронной базы СВЧ и, прежде всего в радиолокационных станциях с фазированными антенными решетками (ФАР), в радиоэлектронной борьбы (РЭБ).

Похожие патенты RU2810691C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления полевого транзистора СВЧ 2023
  • Маркус Дмитрий Васильевич
  • Красник Валерий Анатольевич
  • Рогачев Илья Александрович
  • Игнатьев Олег Игоревич
  • Курочка Александр Сергеевич
RU2806808C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Духновский Михаил Петрович
  • Городецкий Александр Юрьевич
RU2557317C1
Способ изготовления мощного полевого транзистора СВЧ на полупроводниковой гетероструктуре на основе нитрида галлия 2022
  • Рогачев Илья Александрович
  • Красник Валерий Анатольевич
  • Курочка Александр Сергеевич
  • Богданов Сергей Александрович
  • Цицульников Андрей Федорович
  • Лундин Всеволод Владимирович
RU2787550C1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Богданов Юрий Михайлович
RU2556271C1
СОСТАВ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НИТРИД ТАНТАЛОВОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЗАТВОРА МЕТОДОМ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ 2010
  • Данила Андрей Владимирович
  • Гущин Олег Павлович
  • Красников Геннадий Яковлевич
  • Бакланов Михаил Родионович
  • Шамирян Денис Георгиевич
RU2450385C1
Интегральная схема СВЧ 2020
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2737342C1
СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ 2010
  • Лапин Владимир Григорьевич
  • Петров Константин Игнатьевич
RU2436183C1
Способ формирования сквозных металлизированных отверстий в подложке карбида кремния 2022
  • Ананьева Екатерина Викторовна
  • Дрюкова Мария Викторовна
  • Кантюк Дмитрий Владимирович
  • Середа Александр Иванович
  • Сова Евгений Михайлович
  • Толстолуцкая Анна Владимировна
  • Толстолуцкий Сергей Иванович
RU2791206C1
Интегральная схема СВЧ 2017
  • Темнов Александр Михайлович
  • Гудкова Нина Борисовна
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2654970C1
Интегральная схема СВЧ 2021
  • Ефимов Александр Сергеевич
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
RU2782184C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 810 691 C1

Реферат патента 2023 года Способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ

Изобретение относится к технологии изготовления интегральных схем. Способ согласно изобретению включает последовательное формирование на лицевой стороне полупроводниковой подложки элементов интегральной схемы посредством соответствующих технологических процессов тонкопленочной технологии, формирование на обратной стороне полупроводниковой подложки элементов заземления интегральной схемы, из сквозных отверстий и металлизационных покрытий на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки, обеспечивающих заземление каждого из заданных активных и пассивных элементов, при этом сквозные отверстия формируют посредством процесса плазмохимического травления в два этапа, на первом этапе в смеси газов: хлор Cl2 и трихлорида бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, об.% 8:3 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4-5,3 Па, мощности емкостной плазмы 15-25 Вт, мощности индуктивной плазмы 850-1000 Вт, а на втором этапе в смеси хлора Cl2 и трихлорида бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, об.% 2:1 соответственно, при температуре менее 100°С, давлении 4,7-6 Па, мощности емкостной плазмы 20-30 Вт, мощности индуктивной плазмы 900-1000 Вт, непосредственно перед формированием металлизационного покрытия, на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки дополнительно формируют слой из последовательности компонентов: титан Ti, золото Au, толщиной 50-100 нм, 300-500 нм соответственно посредством процесса магнетронного напыления. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента усиления, расширение рабочей полосы частот, повышение воспроизводимости и надежности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 810 691 C1

1. Способ изготовления монолитной интегральной схемы СВЧ, включающий

последовательное формирование на лицевой стороне полупроводниковой подложки из заданного материала с заданной структурой активных слоев, части элементов заданной монолитной интегральной схемы, в составе – активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов, элементов защиты в виде диэлектрических слоев, посредством соответствующих технологических операций соответствующих технологических процессов тонкопленочной технологии, при этом каждая технологическая операция с заданными технологическими параметрами и режимами,

формирование на обратной стороне полупроводниковой подложки другой части элементов – элементов заземления заданной монолитной интегральной схемы, в составе – сквозных отверстий и металлизационного покрытия на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки, обеспечивающих заземление каждого из заданных активных и пассивных элементов, при этом –

сквозные отверстия формируют посредством технологических операций технологического процесса плазмохимического травления, металлизационное покрытие на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки формируют посредством технологических операций технологического процесса гальванического осаждения, при этом одновременно и в едином технологическом процессе, отличающийся тем, что

сквозные отверстия формируют посредством технологических операций процесса плазмохимического травления в два этапа –

на первом этапе – в смеси газов состава компонентов – хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, об.% 8:3 соответственно, при температуре менее 100° С, давлении 4-5,3 Па, мощности емкостной плазмы 15-25 Вт, мощности индуктивной плазмы 850-1000 Вт,

на втором этапе – в смеси газов состава компонентов – хлор Cl2 и трихлорид бора BCl3, при следующем их соотношении в газовой смеси, об.% 2:1 соответственно, при температуре менее 100° С, давлении 4,7-6 Па, мощности емкостной плазмы 20-30 Вт, мощности индуктивной плазмы 900-1000 Вт,

непосредственно перед формированием упомянутого металлизационного покрытия, на поверхности стенок сквозных отверстий и свободной поверхности полупроводниковой подложки дополнительно формируют слой из прямой последовательности компонентов – титан Ti, золото Au, толщиной 50-100 нм, 300-500 нм соответственно, посредством технологических операций процесса магнетронного напыления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что монолитная интегральная схема СВЧ представляет собой монолитную интегральную схему усилителя мощности СВЧ, либо переключателя СВЧ, либо аттенюатора СВЧ, либо приемопередающего модуля СВЧ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала полупроводниковой подложки используют полупроводниковый материал из группы AIIIBV, например, арсенид галлия, либо гетероструктуру на их основе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы защиты в виде диэлектрических слоев формируют из диэлектрического материала нитрида кремния Si3N4, толщиной более 20 нм.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании активных и пассивных элементов, элементов линий передачи, выводов их тип и соответственно последовательность технологических операций их изготовления задаются типом заданной монолитной интегральной схемы СВЧ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2810691C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Духновский Михаил Петрович
  • Городецкий Александр Юрьевич
RU2557317C1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ 2013
  • Темнов Александр Михайлович
  • Дудинов Константин Владимирович
  • Богданов Юрий Михайлович
RU2556271C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПЛАТ ДЛЯ МНОГОКРИСТАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ, ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ И МИКРОСБОРОК 2011
  • Нетесин Николай Николаевич
  • Короткова Галина Петровна
  • Корзенев Геннадий Николаевич
  • Поволоцкий Сергей Николаевич
  • Карпова Маргарита Валерьевна
  • Королев Олег Валентинович
  • Баранов Роман Валентинович
  • Поволоцкая Галина Ювеналиевна
RU2459314C1
Способ создания двустороннего топологического рисунка в металлизации на подложках со сквозными металлизированными микроотверстиями 2017
  • Жуков Андрей Александрович
  • Запетляев Валентин Михайлович
RU2671543C1

RU 2 810 691 C1

Авторы

Маркус Дмитрий Васильевич

Красник Валерий Анатольевич

Рогачев Илья Александрович

Игнатьев Олег Игоревич

Курочка Александр Сергеевич

Даты

2023-12-28Публикация

2023-07-07Подача