微波内匹配功率晶体管匹配电容及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容及其制作方法技术领域，尤其涉及一种微波内匹配功率晶体管匹配电容及其制作方法。
【背景技术】
[0002]为避免加入内匹配网络后产生过大的损耗对器件的整体性能产生不利的影响，要求内匹配电容和内匹配电感对微波的损耗一定要小。随着工作频率的提高，键合引线的电感量也会增加，微波损耗就会加大，对微波器件的频率性能不利，尤其是对共源极结构的场效应晶体管的源极接地线和共基极结构的双极晶体管的基极键合引线，其长度对微波性能的发挥影响甚大。为尽量减小接地引线的电感量，申请号为CN201310126712.3的专利文献公开了一种Μ頂电容及其制作方法(所述电容结构如图1所示)，其采用接地电极从上表面引出的方法通过键合引线来实现电容金属电极的接地，该键合引线随着器件工作频率的提高，对器件的微波性能的影响将更加显著。对进一步提升微波内匹配功率晶体管的频率性能不利，也浪费了晶圆片的面积。
[0003]传统的微波内匹配功率晶体管的内匹配电容一般有采用Μ0Μ (金属一氧化物一金属)电容结构的，也有采用M0S (金属一氧化物一半导体)结构的，由于其金属下电极都是导电的，故无需采用通过键合引线来实现电容金属下电极接地。但Μ0Μ电容成本高，M0S电容的微波性能和高温工作的稳定性不如Μ0Μ电容，所以为使内匹配器件能高温工作，开发出了耐高温工作的内匹配电容(见CN201310126712.3专利)。而为避免高温下金属与衬底发生合金等反应影响电容的稳定性，开发出的耐高温工作的内匹配电容一般采用的衬底材料为碳化硅或蓝宝石等高稳定性材料，而非一般的半导体材料，由于碳化硅及蓝宝石的导电性能不好，所以，电容的接地电极要从电容的上表面引出，这不但占用了晶圆的面积，电容的接地还必须通过键合引线来实现，这对内匹配功率晶体管的微波性能不利。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种微波内匹配功率晶体管匹配电容及其制作方法，通过所述方法制备的电容，具有耐高温，频率性能好，体积小，制作工艺简单，成本低的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种微波内匹配功率晶体管匹配电容，其特征在于:包括完成了内匹配电容正面工艺的Μ頂上电容组件，Μ頂上电容组件包括衬底，所述衬底的上表面设有金属下电极，所述衬底上设有引出通孔，所述衬底的下表面设有金属下电极引出电极，所述金属下电极引出电极的一部分穿过所述引出通孔与所述金属下电极电连接。
[0006]进一步的技术方案在于:所述Μ頂上电容组件包括衬底，所述衬底的上表面设有金属下电极，金属下电极的外侧包裹有绝缘介质层，所述绝缘介质层的上表面设有金属上电极。
[0007]进一步的技术方案在于:所述金属下电极引出电极包括位于上层的金属种子层和位于金属种子层下表面的金属加厚层。
[0008]进一步的技术方案在于:所述金属种子层的制作材料为钛-金或钛妈-金，所述金属加厚层的制作材料为金，所述衬底为碳化硅或蓝宝石。
[0009]本发明还公开了一种微波内匹配功率晶体管匹配电容的制作方法，其特征在于所述方法包括如下步骤:
1)Μ頂上电容组件制备:通过电容正面加工工艺，制作内匹配电容的Μ頂上电容组件，所述Μ頂上电容组件包括衬底，所述衬底的上表面设有金属下电极，金属下电极的外侧包裹有绝缘介质层，所述绝缘介质层的上表面设有金属上电极；
2)减薄:将Μ頂上电容组件的衬底进行背面减薄；
3)背面光刻:在减薄后的衬底上采用光刻形成刻蚀背面引出通孔的掩膜；
4)背面引出通孔的腐蚀:在衬底对应Μ頂电容的金属下电极的位置，背面腐蚀出Μ頂电容的金属下电极的引出通孔，引出通孔腐蚀后去除光刻掩膜；
5)形成引出电极:在形成引出通孔的衬底背面形成ΜΙΜ电容的金属下电极引出电极，使金属下电极引出电极与金属下电极直接接触，形成电连接。
[0010]进一步的技术方案在于:所述Μ頂上电容组件制备的步骤如下:首先将衬底材料清洗干净，然后通过光刻和金属化工艺在衬底上形成Μ頂电容的金属下电极，随后采用PECVD或LPCVD方法沉积电容的绝缘介质层，接着通过光刻及金属化工艺形成Μ頂电容的金属上电极。
[0011]进一步的技术方案在于:所述方法在步骤2)之前还包括粘片的步骤，具体的，将Μ頂上电容组件的正面与一蓝宝石片粘接在一起。
[0012]进一步的技术方案在于:所述方法在步骤5)之后还包括去片的步骤，具体的，将粘接在Μ頂上电容组件正面的蓝宝石片去除。
[0013]进一步的技术方案在于:所述步骤5)具体为:
背面溅射金属:在形成引出通孔的衬底背面溅射一层金属种子层；
金属背面电镀:通过电镀加厚的方法，在金属种子层上形成金属加厚层，金属种子层和金属加厚层一起构成ΜΙΜ电容的金属下电极引出电极。
[0014]进一步的技术方案在于:所述步骤5)之后还包括划片步骤，具体的，将整个晶圆片上的Μ頂电容通过划片刀按划片道的指示分割开来，形成一个个分立的Μ頂电容。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:为避免内匹配电容接地键合引线对频率性能的不利影响，本发明将键合引线省略，取而代之的是采用电容接地从衬底的背面引出。较原来结构的内匹配电容，既节省了晶圆片的下电极引出电极所占据的晶圆上表面面积，又提高了内匹配电容的微波频率性能，还有利于减小内匹配电容的尺寸，在同一晶圆上实现更多的内匹配电容，降低了内匹配电容的制造成本，还省略了电容接地键合引线，简化了工艺。即本发明不但利于内匹配器件的高温稳定工作，还有利于提高器件的频率性能，减小器件的体积，减轻手工装架和键合的劳动强度及工作难度，并降低内匹配电容的成本，也就降低了内匹配器件的总成本。
[0016]为实现上述目标，在内匹配电容的制造工艺中，完成了内匹配电容正面工艺后，增加了一次对碳化硅或蓝宝石衬底的背面减薄工艺，目的是避免内匹配电容背面引出通孔过深，出现金属不连续，无法实现电容金属下电极的电连通，并增加了一次背面引出通孔光亥IJ、腐蚀、金属化工艺。但省略了耐高温内匹配电容的下电极从上表面引出孔的光刻、腐蚀工艺，还省去了金属下电极从上电极引出的金属电极，在后续手工装调工艺中，又省略了内匹配电容下电极(接地电极)的金属键合引线工作。从而从整体上简化了工艺，降低了制造成本，提升了内匹配微波功率晶体管的微波性能；同时由于内匹配电容面积的减小，还可进一步减小内匹配功率晶体管的体积，有利于实现器件的小型化。
【附图说明】
[0017]图1是申请号为CN201310121712.3中MIM电容的结构示意图；
图2是本发明所述电容完成了正面工艺的Μ頂上电容组件结构示意图；
图3是本发明所述电容进行背面衬底减薄后的结构示意图；
图4是本发明所述电容背面引出通孔光刻后的掩模图形；
图5是本发明所述电容背面引出通孔腐蚀干净并去除掩模后的结构示意图；
图6是本发明所述电容背面金属溅射后的结构示意图；
图7是本发明所述电容背面金属电镀后的结构示意图；
其中:1、衬底2、金属下电极3、绝缘介质层4、现有技术中的金属引出电极5、金属上电极6、掩膜7、引出通孔8、金属种子层9、金属加厚层10、金属下电极引出电极。
【具体实施方式】
[0018]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]实施例一
如图7所示，本发明公开了一种微波内匹配功率晶体管匹配电容，所述电容包括完成了内匹配电容正面工艺的Μ頂上电容组件，所述Μ頂上电容组件包括衬底1，所述衬底1为在高温下不容易与金属电极发生合金反应且稳定的材料，如碳化硅或蓝宝石。所述衬底1的上表面设有金属下电极2，金属下电极2的外侧包裹有绝缘介质层3，所述绝缘介质层3的上表面设有金属上电极5。所述衬底1上设有引出通孔7，所述衬底1的下表面设有金属下电极引出电极，所述金属下电极引出电极10的一部分穿过所述引出通孔7与所述金属下电极2电连接。所述金属下电极引出电极包括位于上层的金属种子层8和位于金属种子层8下表面的金属加厚层9。所述金属种子层8的制作材料为钛-金或钛钨-金，所述金属加厚层9的制作材料为金。
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