用于PolyStrata技术的光刻工艺探索研究

汪郁东，赵广宏，陈青松，金小锋，张 姗

（北京遥测技术研究所 北京 100076）

引 言

微机电系统MEMS是21世纪科技与产业的热点之一，随着MEMS技术向更小型化、高集成度、高频段需求发展，RF MEMS集成系统的优势逐渐显露出来。RF MEMS系统在小型化、高集成度的同时，满足高精度、低功耗的需求，比起微带线、共面波导结构，微同轴结构在微波毫米波段优势更加明显。微同轴器件由外导体屏蔽结构、悬空的内导体结构组成，内外导体之间形成空气腔结构，使得器件隔离度高、无色散且损耗低。2004年，美国Rohmand Haas公司开发出PolyStrata技术[1]，应用电化学增材的三维堆叠集成并在同轴结构中引入内导体的介质支撑结构，在美国国防高级研究计划局DAPRA（Defense Advanced Research Projects Agency）的支持下实现封闭外导体与内导体之间为空气介质的同轴传输线结构[2]。从研究至今，国外基于PolyStrata技术已经实现天线[3,4]、天线阵列[5]、耦合器[6]、功分器[7]、谐振器[8]等MEMS微小型器件的三维集成，集成度高、频带宽且损耗低，在毫米波甚至太赫兹频段优势更为明显，且能与MMIC电路或其他无源器件互连[9]，实现一体化封装集成。国内对于PolyStrata技术的研究刚刚起步，目前，已有加工的同轴器件只有五层的较基础的传输线、耦合器及天线结构等[10,11]，远不如国外已经完成的十层结构及一体化集成器件。

PolyStrata技术是在硅基表面利用光刻胶制作电铸母型，电化学沉积在其上电铸金属Cu，利用研磨或抛光将基片表面平坦化处理，根据器件结构重复上述过程，最后释放光刻胶得到悬空的内导体及空气腔结构。……