[发明专利]一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构及其制作方法

权利要求书

1.一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构，其特征在于，硅晶圆上包括TSV孔结构，TSV孔结构的内壁上设置种子层，且完全覆盖TSV孔结构的内壁；绝缘层设置在种子层上，且绝缘层完全覆盖种子层；TSV孔结构的内部填满玻璃介质，玻璃介质内设置通孔，通孔内设置信号线。

2.根据权利要求书1所述的一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构，其特征在于：绝缘层采用二氧化硅或氮化硅；种子层采用铜或钛；玻璃介质采用硼硅玻璃、有机玻璃、铅玻璃或钠玻璃。

3.一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构的制作方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

101)刻蚀TSV孔结构步骤：硅晶圆上通过光刻工艺图形化TSV孔结构，并通过刻蚀形成TSV孔结构，TSV孔结构的外径范围为5um到10mm之间；

102)电镀金属边框步骤：在刻蚀好TSV结构的硅晶圆上表面沉积种子层，种子层上沉积绝缘层；通过电镀工艺在此硅晶圆的上表面电镀一层金属，形成金属接地屏蔽层；

103)加入介电材料步骤：通过回流工艺将玻璃介质回流入步骤102)处理后的硅晶圆的TSV孔结构中，再通过CMP工艺将溢出TSV孔结构的玻璃介质去除；

104)刻蚀通孔步骤：通过光刻工艺在步骤103)处理后的硅晶圆的TSV孔结构上形成TGV光刻图形，并通过刻蚀得到同轴结构内部的放置信号走针的TGV；

105)填充通孔步骤：对步骤104)的TGV进行电镀，将TGV填满并完全金属化，使金属化的结构与TSV孔结构形成同轴结构再进行退火处理形成完整的信号线；进行化学机械抛光去除溢出在外的信号线，减薄硅晶圆的另一面，使信号线露头，得到最终的同轴结构。

4.根据权利要求书3所述的一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构的制作方法，其特征在于：步骤101)、104)的光刻工艺使用的光刻胶可为旋涂的液态胶、干膜或掩模；此处刻蚀TSV孔结构的刻蚀方法采用湿法刻蚀或干法刻蚀。

5.根据权利要求书3所述的一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构的制作方法，其特征在于：步骤102)绝缘层采用二氧化硅或氮化硅，种子层采用铜或钛，金属采用铜；沉积方式采用化学气相沉积、物理气相沉积或蒸镀；绝缘层的厚度为1um到50um之间，种子层厚度为0.2um到2um之间，金属接地屏蔽层厚度为1um到50um之间。

6.根据权利要求书3所述的一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构的制作方法，其特征在于：步骤103)的玻璃介质采用硼硅玻璃、有机玻璃、铅玻璃或钠玻璃；回流所用的玻璃介质状态为固态块体材料、颗粒状材料或纳米级的材料。

7.根据权利要求书3所述的一种用于射频微系统垂直互联的混合基通孔微同轴结构的制作方法，其特征在于：步骤103)通过回流工艺将玻璃介质从硅晶圆的TSV孔结构的上表面回流，再通过CMP工艺将上表面多余玻璃介质去除；

填充玻璃介质的硅晶圆的TSV孔结构的上表面，沉积种子层，再在此种子层上表面电镀铜，接着在此表面进行临时键合；

对硅晶圆的下表面进行减薄露出TSV孔结构的底部，通过回流工艺将玻璃介质从硅晶圆的背面回流，再通过CMP工艺将硅晶圆下表面多余玻璃介质去除。