[发明专利]一种空气桥的制作方法以及空气桥

说明书

本发明揭示了一种空气桥的制作方法，包括以下步骤：步骤1、在基片和电极上制作一层氧化物牺牲层；步骤2、在牺牲层上制作第一层光刻胶，之后对第一层光刻胶光刻，保留“桥体”区域光刻胶，去除“桥墩”区域光刻胶；步骤3、去除“桥墩”区域牺牲层，去除“桥体”区域光刻胶；步骤4、制作桥面金属种层；步骤5、在金属种层上制作第二层光刻胶，之后对第二层光刻胶光刻，去除“桥体”区域和电极上方的光刻胶；步骤6、在金属种层上制作金属加厚层，再去除第二层光刻胶；步骤7、去除金属加厚层下方的金属种层和牺牲层，形成空气桥。这样的制作方法不仅制作空气桥更加可靠，也能提高器件本身可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种拱形空气桥制作方法以及制作的空气桥。

背景技术

以碳化硅SiC、氮化镓GaN、砷化镓GaAs为代表的宽禁带半导体具有大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率、异质结界面二维电子气浓度高等优良特性，使其倍受人们的关注。在理论上，利用这些材料制作的金属肖特基场效应管MESFET、高电子迁移率晶体管HEMT、异质结双极晶体管HBT等器件在微波大功率方面有着无法比拟的优异性能。自上世纪90年代以来，以宽禁带半导体为基础的单片微波集成电路(MMIC)的研发在全世界蓬勃发展起来。

PHEMT等微波器件为了提高器件的最大震荡频率和功率，常把器件做成多栅结构，多栅结构的多个源端或漏端在形成统一的源端或漏端的互连过程会产生金属连线交叠。由电容理论可知，金属线相互交叉或重叠会产生寄生电容，寄生电容大小与填充介质的介电常数成正比，由于空气的介电常数最小，选其作为介质寄生电容最小，以空气为填充介质的连接方式就是空气桥。

制作空气桥的关键是要保证空气桥结构坚固，在高温、震动等恶劣环境中不能倒塌导致器件失效。目前常用制作空气桥的方法是：1)在基片上涂复合光刻胶，光刻桥墩；2)高温烘烤使复合胶收缩成拱形；3)在复合胶上溅射种子层；4)在种子层上涂二次光刻胶，光刻桥面；5)光刻桥面后在种子层上电镀金属；6)剥离去除光刻胶以下的种子层；7)有机溶剂去除牺牲层，形成空气桥。这种方法的不足之处是高温烘烤复合胶使其收缩成拱形的工艺较难控制，烘烤温度过低难以形成拱形，烘烤温度过高则难以去胶。该方法制造的空气桥的过程复杂，而且高温烘烤会对一些利用二维电子气作为导通沟道的异质结构器件(如AlGaN/GaN微波器件)产生影响，降低器件二维电子气的导电特性，进而影响器件的功率和频率特性。采用剥离的方法去除光刻胶以下的种子层，去除过程对器件造成损伤；工艺流程中用的HMDS为致癌物质。然而不采用高温烘烤形成拱形结构，桥面承重能力较差，当空气桥较厚或跨度较大时容易倒塌。

上述现有的空气桥制作方法是利用复合光刻胶做为牺牲层，结合光刻胶烘烤工艺收缩形成拱形，步骤繁琐，均匀性较差，同时烘烤会降低器件二维电子气的导电特性，进而影响器件的功率和频率特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够可靠、高效的生产制作空气桥的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种空气桥的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、在基片和电极上制作一层牺牲层；

步骤2、在牺牲层上制作第一层光刻胶，之后对第一层光刻胶光刻，保留“桥体”区域光刻胶，去除“桥墩”区域光刻胶；

步骤3、去除“桥墩”区域牺牲层，去除“桥体”区域光刻胶；

步骤4、制作桥面金属种层；

步骤5、在金属种层上制作第二层光刻胶，之后对第二层光刻胶光刻，去除“桥体”区域和电极上方的光刻胶；

步骤6、在金属种层上制作金属加厚层，再去除第二层光刻胶；

步骤7、去除金属加厚层下方的金属种层和牺牲层，形成空气桥。