一种微同轴结构及制备方法与流程

    专利查询2025-03-24  34


    本申请属于通信的,尤其涉及一种微同轴结构及制备方法。


    背景技术:

    1、毫米波/太赫兹电子系统在高性能雷达和空间通信等领域具有非常广阔的应用前景。

    2、为解决毫米波/太赫兹传输结构、器件及系统的小型化和轻量化问题,国内及国际上诸多知名科研机构都将射频微系统视为重点研究方向。其主流的研究方向主要是可以在微电子机械系统(mems)工艺的基础上,由多层电镀铜进行堆叠而成的多层金属结构,即微同轴结构。在微电子机械系统(mems)工艺的基础上,在矩形的铜质外导体中引入中心导体及其介质支撑结构,形成空气填充的微型同轴传输线,该结构被命名为polystrata-tm结构(微同轴结构)。微同轴在毫米波/太赫兹电子系统在高性能雷达和空间通信等领域具有非常广阔的应用前景。

    3、现有技术中的微同轴结构的稳定性较差。


    技术实现思路

    1、本申请旨在至少能够在一定程度上解决相关技术中微同轴结构稳定性较差的技术问题。为此,本申请提供了一种微同轴结构及制备方法。

    2、第一方面,本申请实施例提供一种微同轴结构,包括:

    3、晶圆,开设有凹槽;

    4、屏蔽层,设置于所述晶圆开设所述凹槽的表面以及所述凹槽的内壁;

    5、支撑屏蔽层组,设置在所述屏蔽层上并位于所述凹槽的两侧;

    6、顶屏蔽层,设置在所述支撑屏蔽层组上,并位于所述凹槽上方,所述屏蔽层、所述支撑屏蔽层组和所述顶屏蔽层合围成空腔;

    7、中心导体和绝缘支撑桥,所述绝缘支撑桥悬置在所述空腔内,且所述绝缘支撑桥的至少部分固定在所述支撑屏蔽层组与所述屏蔽层之间,所述中心导体位于空腔内且位于所述绝缘支撑桥上;

    8、绝缘支撑块,固定设置在所述屏蔽层或所述晶圆上,用于支撑所述中心导体的端部

    9、在一些实施例中,所述绝缘支撑块设置在所述屏蔽层上,所述中心导体的两端均位于所述空腔外,且位于所述绝缘支撑块上。

    10、在一些实施例中,所述绝缘支撑块设置在所述晶圆上,并贯穿所述屏蔽层,所述绝缘支撑块上开设有通孔,所述通孔内设置有导热层,所述导热层与所述中心导体和所述晶圆均导热接触。

    11、在一些实施例中,所述支撑屏蔽层组包括从所述晶圆至所述顶屏蔽层依次层叠设置的第一支撑屏蔽层、第二支撑屏蔽层和第三支撑屏蔽层;

    12、所述第一支撑屏蔽层包括多个设置在所述屏蔽层上的第一支撑屏蔽件,多个所述第一支撑屏蔽件分别位于所述绝缘支撑桥的两侧,所述第一支撑屏蔽件上开设有避让所述绝缘支撑桥的避让孔,所述第一支撑屏蔽层设置在所述屏蔽层上,所述绝缘支撑桥的两端位于所述避让孔内。

    13、在一些实施例中,所述第一支撑屏蔽件设置有两个,所述第一支撑屏蔽件沿所述凹槽的长度方向设置,所述第一支撑屏蔽件上开设有与所述绝缘支撑桥数量一致的避让孔,所述绝缘支撑桥朝向所述第二支撑屏蔽层的端面与所述第一支撑屏蔽件朝向所述第二支撑屏蔽层的端面齐平。

    14、在一些实施例中,所述第二支撑屏蔽层包括多个呈间隔设置的第二支撑屏蔽件,多个所述第二支撑屏蔽层分别位于所述凹槽的两侧,所述第二支撑屏蔽件位于所述绝缘支撑桥上,并与所述第一支撑屏蔽件连接;

    15、所述第三支撑屏蔽层包括多个第三支撑屏蔽件,多个所述第三支撑屏蔽件分别所述凹槽的两侧,并同时位于多个所述第二支撑屏蔽件上,所述第三支撑屏蔽件、第二支撑屏蔽件和第一支撑屏蔽件合围成连通于所述空腔的第一释放孔。

    16、在一些实施例中,多个所述第二支撑屏蔽件沿所述凹槽的长度方向间隔设置;所述第三支撑屏蔽件设置有两个,所述第三支撑屏蔽件沿所述凹槽的长度方向设置;位于所述凹槽一侧的所述第三支撑屏蔽件同时位于该侧的所有第二支撑屏蔽件上,位于所述凹槽另一侧的所述第三支撑屏蔽件同时位于该侧的所有第二支撑屏蔽件上。

    17、在一些实施例中,所述顶屏蔽层上开设有连通于所述空腔的第二释放孔。

    18、第二方面,本申请实施例还提供一种微同轴结构制备方法,用于制备上述第一方面所述的微同轴结构,所述制备方法包括:

    19、在所述晶圆上开设所述凹槽;

    20、在所述晶圆开设所述凹槽的表面以及所述凹槽的内壁制作所述屏蔽层;

    21、在所述屏蔽层上制作所述绝缘支撑桥和所述绝缘支撑块;

    22、在所述绝缘支撑桥和所述绝缘支撑块上制作所述中心导体并在所述屏蔽层上制作所述支撑屏蔽层组;

    23、在所述支撑屏蔽层组上制作所述顶屏蔽层,得到所述微同轴结构。

    24、在一些实施例中,所述制备方法还包括对所述晶圆进行减薄处理。

    25、本发明至少具有以下有益效果:

    26、本发明提供一种微同轴结构,微同轴结构包括晶圆、屏蔽层、支撑屏蔽层组、顶屏蔽层、中心导体、绝缘支撑桥和绝缘支撑块。晶圆上开设有凹槽;屏蔽层设置于晶圆开设凹槽的表面以及凹槽的内壁;支撑屏蔽层组设置在屏蔽层上并位于凹槽的两侧;顶屏蔽层设置在支撑屏蔽层组上,并位于凹槽的上方,屏蔽层、支撑屏蔽层组和顶屏蔽层合围成空腔;绝缘支撑桥悬置在空腔内,且绝缘支撑桥的至少部分固定在支撑屏蔽层组与屏蔽层之间,中心导体位于空腔内且位于绝缘支撑桥上;绝缘支撑块固定设置在屏蔽层或晶圆上,用于支撑中心导体的端部。

    27、按照上述这样设计后,支撑屏蔽层组和顶屏蔽层形成了微同轴结构的上屏蔽结构,晶圆、晶圆上的凹槽及屏蔽层形成了微同轴结构的下屏蔽结构,晶圆支撑绝缘支撑桥,绝缘支撑桥下不用再通过设置多层使得中心导体悬空的且用于屏蔽的下屏蔽结构,减小了微同轴结构的层数,从而有助于降低微同轴结构的高度,进而提高了微同轴结构的稳定性,微同轴结构的耐受力更强,微同轴结构的强度更高。

    28、这样设计后,将原本的需采用光刻等工艺制备出的下屏蔽结构,替换为了先在晶圆上开设凹槽,再在凹槽和晶圆上采用沉积等方式形成下屏蔽结构,使得光刻的工艺得到简化,避免繁琐的光刻工艺降低微同轴结构的稳定性,不仅提高了微同轴结构稳定性,还降低了微同轴结构的工艺复杂度以及加工成本。



    技术特征:

    1.一种微同轴结构,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的微同轴结构,其特征在于,所述绝缘支撑块(160)设置在所述屏蔽层(120)上,所述中心导体(140)的两端均位于所述空腔外,且位于所述绝缘支撑块(160)上。

    3.根据权利要求1所述的微同轴结构,其特征在于,所述绝缘支撑块(160)设置在所述晶圆(110)上,并贯穿所述屏蔽层(120),所述绝缘支撑块(160)上开设有通孔,所述通孔内设置有导热层(170),所述导热层(170)与所述中心导体(140)和所述晶圆(110)均导热接触。

    4.根据权利要求1-3中任一项所述的微同轴结构,其特征在于,所述支撑屏蔽层组(130)包括从所述晶圆(110)至所述顶屏蔽层(180)依次层叠设置的第一支撑屏蔽层(131)、第二支撑屏蔽层(132)和第三支撑屏蔽层(133);

    5.根据权利要求4所述的微同轴结构,其特征在于,所述第一支撑屏蔽件(1311)设置有两个,所述第一支撑屏蔽件(1311)沿所述凹槽(110a)的长度方向设置,所述第一支撑屏蔽件(1311)上开设有与所述绝缘支撑桥(150)数量一致的避让孔,所述绝缘支撑桥(150)朝向所述第二支撑屏蔽层(132)的端面与所述第一支撑屏蔽件(1311)朝向所述第二支撑屏蔽层(132)的端面齐平。

    6.根据权利要求4所述的微同轴结构,其特征在于,所述第二支撑屏蔽层(132)包括多个呈间隔设置的第二支撑屏蔽件(1321),多个所述第二支撑屏蔽层(132)分别位于所述凹槽(110a)的两侧,所述第二支撑屏蔽件(1321)位于所述绝缘支撑桥(150)上,并与所述第一支撑屏蔽件(1311)连接;

    7.根据权利要求6所述的微同轴结构,其特征在于,多个所述第二支撑屏蔽件(1321)沿所述凹槽(110a)的长度方向间隔设置;所述第三支撑屏蔽件(1331)设置有两个,所述第三支撑屏蔽件(1331)沿所述凹槽(110a)的长度方向设置;位于所述凹槽(110a)一侧的所述第三支撑屏蔽件(1331)同时位于该侧的所有第二支撑屏蔽件(1321)上,位于所述凹槽(110a)另一侧的所述第三支撑屏蔽件(1331)同时位于该侧的所有第二支撑屏蔽件(1321)上。

    8.根据权利要求1-3中任一项所述的微同轴结构,其特征在于,所述顶屏蔽层(180)上开设有连通于所述空腔的第二释放孔(100b)。

    9.一种微同轴结构制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1-8中任一项所述的微同轴结构(100),所述制备方法包括:

    10.根据权利要求9所述的微同轴结构(100)制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括对所述晶圆(110)进行减薄处理。


    技术总结
    本申请公开了一种微同轴结构及制备方法,属于通信技术领域。本发明提供一种微同轴结构,微同轴结构包括晶圆、屏蔽层、支撑屏蔽层组、顶屏蔽层、中心导体、绝缘支撑桥和绝缘支撑块。晶圆上开设有凹槽;屏蔽层设置于晶圆开设凹槽的表面以及凹槽的内壁;支撑屏蔽层组设置在屏蔽层上并位于凹槽的两侧;顶屏蔽层设置在支撑屏蔽层组上,并位于凹槽的上方,屏蔽层、支撑屏蔽层组和顶屏蔽层合围成空腔;绝缘支撑桥悬置在空腔内,且绝缘支撑桥的至少部分固定在支撑屏蔽层组与屏蔽层之间,中心导体位于空腔内且位于绝缘支撑桥上;绝缘支撑块,固定设置在屏蔽层或晶圆上,用于支撑中心导体的端部。

    技术研发人员:王鹏辉,王荣栋,陆原,王侠
    受保护的技术使用者:北京赛微电子股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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