GaAs亚微米自对准工艺技术研究

总结了在５０ｍｍＧａＡｓ圆片上实现自对准介质膜隔离等平面工艺技术的研究，着重描述了离子注入、自对准亚微米难熔栅制备、钝化介质膜生长、干法刻蚀、电阻和电容制备等关键工艺的研究结果。这套工艺的均匀性、重复性好，在５０ｍｍＧａＡｓ圆片上获得了满意的成品率。采用这套工艺已成功地研制出多种性能良好的ＧａＡｓＩＣ和ＧａＡｓ功率ＭＥＳＦＥＴ，证明国家自然科学基金委员会这一重大课题的选择对发展我国ＧａＡｓＩＣ确实具有重大意义。

VB GaAs抛光片几何参数控制技术研究

在VB(垂直布里奇曼法)GaAs材料加工过程中,切割、研磨、化学腐蚀、抛光等工序对VB GaAs抛光片的几何参数有着不同程度的影响。通过试验对比,找出了影响不同几何参数指标的关键工艺,其中切割和化学腐蚀是控制VB GaAs晶片翘曲度的关键工艺,而抛光是控制VB GaAs总厚度变化和总指示读数的关键工艺。研究表明,通过调整切割速度、化学腐蚀速率和抛光速率等工艺参数,能够有效地控制VB GaAs抛光片的几何参数。

一种用于砷化镓晶圆级堆叠的工艺技术

随着电子系统对多功能、小型化要求的不断提高,将数字控制电路、移相器、低噪声放大器等砷化镓微波集成电路(MMICs)进行3D集成是解决问题的方向。为此,设计具有数百个互连点的孔链测试结构模拟上下两层电路互连,采用砷化镓穿孔技术将正面互连压点转移到背面,研究适用砷化镓薄片的晶圆级键合技术,开发出两片式砷化镓面对背的晶圆级堆叠工艺技术,堆叠成品率达到90%以上。利用这项工艺,将砷化镓数字电路堆叠到低噪声放大器芯片上,形成了Ka波段幅相多功能电路,测试在32~38 GHz频段内,接收端增益大于21.5 dB,噪声小于4 dB,移相精度小于4°;发射端增益大于23 dB,输出功率大于25 dBm(输入功率10 dBm),移相精度小于4°。

垂直互联结构的封装天线技术研究

封装天线(AiP)是一种能够实现低成本制备、高性能以及小体积天线的技术,在移动通信等领域有着广泛的应用。在扇出型晶圆级封装(FOWLP)中,采用通孔工艺能够实现电信号的垂直互连结构,助力AiP技术的发展。重点阐述了FOWLP工艺中硅通孔(TSV)、玻璃通孔(TGV)和塑封通孔(TMV)的制备方法,以及通过3种通孔技术实现的垂直互连结构在封装天线领域的应用。采用这3种垂直互连结构制备的封装天线能够实现三维集成,从而更进一步地缩小天线的整体封装体积。介绍了3种通孔的制备工艺,以及采用通孔技术的FOWLP工艺在封装天线领域的应用。明确了每一种垂直互连结构应用于AiP的优缺点,为FOWLP工艺在AiP领域中的技术开发和探索提供参考。

基于硅基WLP封装的深孔刻蚀工艺研究

本工作针对硅基晶圆级封装(WLP,Wafer level package)的关键工艺技术——深孔刻蚀工艺进行了研究,通过对掩蔽层材料的选择和图形化工艺研究,制备出满足深孔刻蚀工艺要求的掩蔽层,并采用干法刻蚀设备进行深孔刻蚀和工艺优化,最终制作出工艺指标为:刻蚀深度185μm、深宽比9∶1、陡直度90.08°、侧壁粗糙度小于64 nm、选择比46∶1的硅深孔样品。该深孔刻蚀工艺可应用于薄膜体声波滤波器(FBAR,Film bulk acoustic resonator)晶圆级封装工艺的硅通孔互联(TSV,Through silicon via)技术中。

微系统集成用倒装芯片工艺技术的发展及趋势

倒装芯片(Flip Chip,FC)技术是一种应用广泛的集成电路电子封装技术。随着电子产品不断向小型化和多功能化方向升级,尤其是在微系统集成领域飞速发展的驱动下,FC技术也在不断发展以满足细节距和极细节距芯片的封装要求。同时,FC技术也在工业化的过程中追求着性能、成本和封装效率的平衡。将FC封装体分为芯片凸点、基板以及底填充材料三个主要部分,深入讨论了FC封装的主流工艺和新兴工艺,介绍了各个工艺的流程及优缺点。此外,还分析了FC封装体在热、力以及电载荷作用下的可靠性问题。