[发明专利]一种异质单片混合信号处理器的制备方法

说明书

本发明公开一种异质单片混合信号处理器的制备方法，步骤包括：S1.在硅片表面沉积化合物功能薄膜，并在化合物功能薄膜上定义微纳图形，制备无源微波射频电路；S2.对经过步骤S1得到的异质硅基基片的表面使用HSQ胶，并进行热压处理后形成表面平整的二氧化硅隔离层；S3.在经过步骤S2形成有二氧化硅隔离层的异质硅基基片表面制备信号处理电路；S4.将各信号处理电路进行互连，得到异质单片混合信号处理器。本发明能够兼容硅基工艺实现异质单片混合信号处理器的制备，且具有实现操作简单、所需制备成本低、制备效率及制备良率高，并能够保证芯片系统的热可靠性等优点。

技术领域

本发明涉及集成电路制备工艺技术领域，尤其涉及一种异质单片混合信号处理器的制备方法。

背景技术

毫米波雷达、探测器具有空间分辨率高、抗干扰能力强、全天候全天时有效工作等特点，已广泛应用于汽车防撞、无损探伤、安全维稳等场合。但是目前上述设备具有体积大、功耗高、可靠性低、造价贵等问题，已不再满足现代应用需求。为了促进该类系统微型化、提高巡航能力、简化制备流程降低制造成本，将其系统单芯片化是发展的主要方向。毫米波系统涉及到链路中多种信号转换，包括射频信号、模拟信号、数字信号等，为使得器件与电路能够充分响应不同频段下信号处理需求，通常是采用不同的基底材料完成不同频段下的电路制备，如三五族化合物基制备射频电路，硅基衬底制备数字电路等。因此如果将上述不同频段下的信号处理芯片集成为单芯片，就势必需要解决异质集成所面临的问题。

目前主流通用的集成电路制备方法都是基于平面光刻工艺进行的，其存在以下问题：

（1）为实现高可靠性制造，基于平面光刻工艺必须有一个高平整度的衬底表面，而异质集成衬底的化合物基通常是采用在硅基表面生长或沉积的方法制备出来的，为保证结晶质量，化合物表面和硅基表面会有一个较大的高度落差；

（2）传统集成电路制备工艺中作为隔离层的二氧化硅通常是首先采用沉积技术实现，后用化学机械研磨（CMP）进行表面的平坦化处理，期间产生的机械应力会对衬底表面的微纳金属电极结构产生破坏性影响；此外基于沉积技术的隔离层的生长厚度也难以填平两个平面的高度差，即难以实现全芯片级的表面平坦化；

（3）硅基集成电路生产线作为数量最多的集成电路生产线，为避免污染，一般不允许化合物基衬底进入其中，反之亦然，化合物基生产线一般也不允许硅基衬底进入其中，即目前还没有一条成熟的生产线能够完整完成异质集成衬底的大规模集成电路加工制造。由于存在上述问题，因此虽然将毫米波系统单芯片化是一个十分重要的发展方向，但是目前仍没有一个有效的方法能够基于现有成熟生产线，实现高效、低成本地完成异质单芯片集成电路制备，这是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够基于现有成熟的硅基工艺实现异质单片信号处理器制备，并能够保证芯片系统的热可靠性，且操作简单、所需制备成本低、制备效率及制备良率高等的异质单片混合信号处理器的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种异质单片信号处理器的制备方法，步骤包括：

S1. 在硅片表面沉积化合物功能薄膜，并在所述化合物功能薄膜上定义微纳图形，制备无源微波射频电路；

S2. 对经过所述步骤S1得到的异质硅基基片的表面使用HSQ（抗蚀剂氢倍半硅氧烷）胶，并进行热压处理后形成表面平整的二氧化硅隔离层；

S3. 在经过所述步骤S2形成有二氧化硅隔离层的硅基表面制备混合信号处理电路；

S4. 将所述混合信号处理电路进行互连，得到异质单片混合信号处理器。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2的具体步骤为：