一種實現基于bcb的磷化銦微波電路多層互聯方法
【專利摘要】本發明是一種實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法，包括以下步驟：1）在磷化銦（InP）襯底上光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化；2）旋涂BCB（Benzocyclobutene），并在氮氣氛圍下采用高溫方式使其固化；3）在固化后的BCB上光刻互聯通孔圖形，以光刻膠為掩膜，通過干法刻蝕實現BCB通孔的圖形化，最終通過電鍍的方式實現多層金屬的互聯；4）光刻二次布線圖形，通過電鍍方式實現互聯通孔的填充及二次互聯圖形的金屬化，實現不同金屬層之間的互聯。優點：可增加多層互聯的可靠性，提高對不同厚度的BCB多層互聯工藝的適應性，降低InP基微波電路的互聯損耗。
【專利說明】—種實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法，是一種基于BCB的化合物半導體電路多層互聯加工工藝，屬于化合物半導體【技術領域】。
【背景技術】
[0002]InP基微波電路具備十分優異的高頻特性，在微波電路以及數模混合電路中具有廣泛用途。作為InP基微波電路互聯層的BCB材料具備以下優點:其具備高的擊穿電壓，可實現有效隔離，有效降低器件的表面態密度；低的介電常數，可以減小寄生效應，提高器件性能；良好的熱導性，可增加高電流下器件的熱穩定性；工藝流程簡單，常溫BCB為液體狀態，可以像光刻膠那樣通過勻膠機直接旋涂，并且高溫固化過程也較為簡單，且平坦度好。
【發明內容】
[0003]本發明提出的是一種實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法，其目的旨在增加多層互聯的可靠性，提高不同厚度的BCB多層互聯工藝的適應性，降低InP基微波電路的互聯損耗。
[0004]本發明的技術解決方案:實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法，包括如下步驟:
1)在磷化銦(InP)襯底上光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化；
2)旋涂BCB(Benzocyclobutene),并在氮氣氛圍下采用高溫方式使其固化；
3)在固化后的BCB上光刻互聯通孔圖形，以光刻膠為掩膜，采用干法刻蝕方法刻蝕掉一次布線上的BCB，形成BCB互聯通孔；
4)光刻二次布線圖形，通過電鍍方式實現互聯通孔的填充及二次互聯圖形的金屬化，實現不同金屬層之間的互聯。
[0005]本發明的優點:在整個過程中采用高耐壓，低介電，良熱導的BCB材料增加了多層互聯的可靠性，防止電路的退化或者失效。并通過電鍍互聯方式提高了對不同厚度的BCB多層互聯工藝的適應性。同時采用電鍍方式減少了多層互聯接觸電阻，降低了 InP基微波電子器件及電路的互聯損耗，增加了 BCB多層互聯的在微波電路領域應用范圍；增加了多層互聯的可靠性，提高了對不同厚度的BCB多層互聯工藝的適應性，降低了 InP基微波電路的互聯損耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖中的I是一次布線、2是InP襯底材料、3是BCB、4是光刻膠、5是二次布線。
[0007]圖1是在磷化銦(InP)襯底上通過光刻、蒸發、剝離實現一次布線后的剖面圖。
[0008]圖2是完成旋涂BCB并在氮氣氛圍下采用高溫方式使其固化后的剖面圖。
[0009]圖3是在固化后的BCB上光刻互聯通孔圖形的剖面圖。[0010]圖4是以光刻膠為掩膜通過干法刻蝕完一次布線上BCB后形成的互聯通孔剖面圖。
[0011]圖5是通過電鍍方式實現互聯通孔填充及二次互聯圖形金屬化后的互聯剖面圖。【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案:
①在磷化銦(InP)襯底上光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬鈦/鉬/金(Ti/Pt/Au)并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化，剖面圖如圖1所示。
[0013]②旋涂BCB，并在充滿氮氣氛圍的烘箱內將其在150°C下烘烤20min使BCB固化，固化完后BCB首I]面圖如圖2所不。
[0014]③在固化后的BCB上光刻互聯通孔圖形，光刻后首I]面圖如圖3所不。
[0015]④以光刻膠為掩膜，采用干法刻蝕方法刻蝕掉一次布線上的BCB，形成BCB互聯通孔。干法刻蝕工藝所采用的設備為反應離子刻蝕機(RIE)或者感應離子耦合刻蝕機(ICP)，刻蝕氣體為四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)或者三氟甲烷(CHF3)。利用干法刻蝕工藝刻蝕掉一次布線上的BCB之后的通孔剖面圖如圖4所示。
[0016]⑤在去除互聯通孔圖形光刻膠后對二次布線圖形進行光刻，通過電鍍Au方式實現互聯通孔Au的填充及二次互聯圖形的金屬化，最終實現不同金屬布線層之間互聯，剖面圖如圖5所示。
實施例
[0017]①在磷化銦(InP)襯底上采用光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬Ti/Pt/Au并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化，其中光刻工藝所采用的光刻膠為AZ7908，發射極金屬為鈦/鉬/金(Ti/Pt/Au)，Ti的厚度為40納米，Pt的厚度為40納米，Au的厚度為500納米。
[0018]②在涂膠機上旋涂BCB，旋涂轉速為1000 rpm，完成旋涂后在充滿氮氣氛圍的烘箱內將其在150°C下烘烤20min使BCB固化。
[0019]③在固化后的BCB上采用AZ7908光刻膠實現互聯通孔圖形的光刻。
[0020]④以光刻膠AZ7908為掩膜，采用干法刻蝕方法刻蝕掉一次布線上的BCB，形成BCB互聯通孔。干法刻蝕工藝所采用的設備為感應離子耦合刻蝕機(ICP)，刻蝕氣體為四氟化碳(CF4),氣體流量為50sccm，刻蝕速率為200nm/min。
[0021]⑤采用丙酮、酒精去除互聯通孔圖形光刻膠，采用AZ7908光刻膠實現二次布線圖形光刻，通過電鍍Au方式實現互聯通孔的填充及二次互聯圖形的金屬化，最終完成不同金屬層之間的互聯。
【權利要求】
1.一種實現基于BCB的磷化銦微波電路多層互聯方法，其特征是該方法包括以下步驟: 1)在磷化銦(InP)襯底上光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化； 2)旋涂BCB(Benzocyclobutene),并在氮氣氛圍下采用高溫方式使其固化； 3)在固化后的BCB上光刻互聯通孔圖形，以光刻膠為掩膜，通過干法刻蝕實現BCB通孔的圖形化，最終通過電鍍的方式實現多層金屬的互聯； 4)光刻二次布線圖形，通過電鍍方式實現互聯通孔的填充及二次互聯圖形的金屬化，實現不同金屬層之間的互聯。
2.根據權利要求1所述的一種實現基于BCB的InP微波電路多層互聯方法，其特征是所述的步驟I)在磷化銦(InP)襯底上采用光刻一次布線圖形，通過蒸發金屬Ti/Pt/Au并進行剝離，實現一次布線金屬圖形化，其中光刻工藝所采用的光刻膠為AZ7908，發射極金屬為鈦/鉬/金(Ti/Pt/Au)，Ti的厚度為40納米，Pt的厚度為40納米，Au的厚度為500納米。
3.根據權利要求1所述的一種實現基于BCB的InP微波電路多層互聯方法，其特征是所述的步驟2)在涂膠機上旋涂BCB，旋涂轉速為1000 rpm，完成旋涂后在充滿氮氣氛圍的烘箱內將其在150°C下烘烤20min使BCB固化。
4.根據權利要求1所述的一種實現基于BCB的InP微波電路多層互聯方法，其特征是所述的步驟3)在固化后的BCB上采用AZ7908光刻膠實現互聯通孔圖形的光刻。
5.根據權利要求1所述的一種實現基于BCB的InP微波電路多層互聯方法，其特征是所述的步驟4)干法刻蝕工藝所采用的設備為感應離子耦合刻蝕機(ICP)，刻蝕氣體為四氟化碳(CF4),氣體流量為50sccm，刻蝕速率為200nm/min。
【文檔編號】H01L21/60GK103811364SQ201310728903
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】王元, 程偉, 趙巖, 牛斌, 劉海琪, 陳征 申請人:中國電子科技集團公司第五十五研究所