RU2130215C1

RU2130215C1 - Monolithic microwave integrated circuit manufacturing process

Info

Publication number: RU2130215C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Божков; К.И. Куркан; В.А. Геннеберг
Original assignee: Государственное научно-производственное предприятие "НИИПП"
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1999-05-10

Abstract

FIELD: semiconductor electronics; production of integrated circuits operating primarily in extremely high-frequency bands and built in waveguide assemblies. SUBSTANCE: in the course of plate separation into separate circuits, each chip incorporating separate circuit is divided by selective etching into set of chips of smaller size at the same time removing largest part of circuit substrate; layout of photoresist masking sections is chosen during separation so that side planar chips meant for circuit mounting in waveguide are oriented according to planes. EFFECT: reduced microwave power loss and facilitated circuit wiring. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано при создании монолитных интегральных схем (МИС) СВЧ и прежде всего - схем миллиметрового диапазона длин волн (ММДВ), монтируемых в волноводный узел. The invention relates to semiconductor electronics and can be used to create monolithic integrated circuits (MIS) microwave and, above all, circuits of the millimeter wavelength range (MMDV) mounted in a waveguide assembly.

Известно, что переход к гибридно-интегральным конструкциям при создании схем СВЧ-диапазона позволяет улучшить массогабаритные характеристики устройств, повысить их надежность, понизить стоимость. В качестве подложек используют кварц, дюроид и другие диэлектрики, отличающиеся низким значением диэлектрической постоянной и тангенса угла диэлектрических потерь. Способ создания гибридно-интегральных схем СВЧ (ГИС СВЧ) на таких подложках (см., например, [1] ) заключается в формировании на них с помощью методов вакуумного напыления, электроосаждения и фотолитографии линий передачи, элементов согласования, пассивных элементов, фильтров, затем следует разделение подложки на отдельные чипы, каждый из которых содержит пассивную часть схемы, крепление (монтаж) в заранее предусмотренных местах кристаллов с активными элементами, защита схемы, при необходимости, и крепление ее в волноводный узел (корпус). It is known that the transition to hybrid integrated structures when creating microwave circuits can improve the overall dimensions of the devices, increase their reliability, and lower the cost. As substrates, quartz, duroid, and other dielectrics are used, characterized by a low value of the dielectric constant and the dielectric loss tangent. The method of creating hybrid microwave integrated circuits (microwave GIS) on such substrates (see, for example, [1]) consists in forming transmission lines, matching elements, passive elements, filters on them using vacuum deposition, electrodeposition and photolithography methods, then it follows the separation of the substrate into individual chips, each of which contains a passive part of the circuit, fastening (mounting) in pre-defined places of crystals with active elements, protecting the circuit, if necessary, and fastening it to the waveguide assembly (housing).

Недостаток известного способа создания интегральных схем СВЧ заключается в том, что при монтаже кристаллов с активными элементами в пассивную часть схемы трудно достичь воспроизводимости геометрического расположения и идентичности параметров (например, в балансных схемах). Это приводит к ухудшению параметров схемы, особенно ММДВ. Кроме того, монтаж кристаллов в схему очень трудоемок. A disadvantage of the known method of creating microwave integrated circuits is that when mounting crystals with active elements in the passive part of the circuit, it is difficult to achieve reproducibility of the geometric arrangement and the identity of the parameters (for example, in balanced circuits). This leads to a deterioration of the parameters of the circuit, especially MMDV. In addition, the installation of crystals in the circuit is very time-consuming.

Известен способ создания МИС СВЧ и прежде всего схем ММДВ, который может быть взят в качестве прототипа, лишенный указанных недостатков [2]. Согласно этому способу МИС создаются на полупроводниковых пластинах с полуизолирующей подложкой из GaAs и выращенными на ней эпитаксиальными слоями. При этом элементы линий передачи, элементы согласования, фильтры и пассивные элементы создаются в едином технологическом цикле с активными элементами. После их формирования пластину разделяют скрайбированием или травлением на отдельные чипы, каждый из которых представляет монолитную СВЧ-схему, выполненную на полуизолирующей подложке. При таком способе изготовления МИС СВЧ исключается проблема невоспроизводимости геометрического положения активных элементов, значительно легче достигается идентичность параметров активных элементов, исключается трудоемкий процесс монтажа активных элементов в схему. A known method of creating MIS microwave and, above all, schemes MMDV, which can be taken as a prototype, devoid of these disadvantages [2]. According to this method, MISs are created on semiconductor wafers with a semi-insulating GaAs substrate and epitaxial layers grown on it. At the same time, elements of transmission lines, matching elements, filters and passive elements are created in a single technological cycle with active elements. After their formation, the plate is separated by scribing or etching into separate chips, each of which represents a monolithic microwave circuit made on a semi-insulating substrate. With this method of manufacturing an MIS microwave, the problem of the irreproducibility of the geometric position of the active elements is eliminated, the identity of the parameters of the active elements is much easier to achieve, the time-consuming process of mounting the active elements in the circuit is eliminated.

Недостатком такого способа создания МИС СВЧ является то, что использование такого способа создания МИС СВЧ является то, что использование арсенидогаллиевых полуизолирующих подложке приводит к значительным потерям в них СВЧ-мощности, более высоким, чем в случае использования кварцевых и дюроидных подложек. Кроме того, высокая диэлектрическая проницаемость подложки (ε ≃ 12,9 для GaAs) затрудняет согласование такой МИС с другими линиями передачи, в частности, с волноводами. В результате возникают дополнительные потери СВЧ-мощности, усложняется конструкция СВЧ-узла за счет необходимости дополнительной настройки. Кроме того, МИС СВЧ, изготовленные таким способом (в виде чипов), неудобны в монтаже. The disadvantage of this method of creating a microwave MIS is that the use of this method of creating a microwave MIS is that the use of arsenide-gallium semi-insulating substrates leads to significant microwave power losses in them, higher than in the case of quartz and duroid substrates. In addition, the high dielectric constant of the substrate (ε ≃ 12.9 for GaAs) makes it difficult to match this MIS with other transmission lines, in particular, with waveguides. As a result, additional losses of microwave power occur, the design of the microwave assembly is complicated due to the need for additional settings. In addition, the MIS microwave, manufactured in this way (in the form of chips), are inconvenient in installation.

Целью предлагаемого способа является уменьшение потерь СВЧ-мощности в МИС СВЧ и упрощение ее монтажа в волноводный узел (корпус) за счет удаления полупроводниковой пластины, за исключением отдельных ее участков (кристаллов) с расположенными на них активными и пассивными элементами и вспомогательных кристаллов, ориентированных определенным способом. The aim of the proposed method is to reduce the loss of microwave power in the MIS microwave and simplify its installation in the waveguide assembly (housing) by removing the semiconductor wafer, with the exception of its individual sections (crystals) with active and passive elements located on them and auxiliary crystals oriented to a certain way.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе создания МИС СВЧ, включающем формирование на полупроводниковой пластине с полуизолирующей подложкой и эпитаксильными слоями активных и пассивных элементов, элементов линий передачи и согласования, создают дорожки для разделения пластины на кристаллы, содержащие отдельные монолитные интегральные схемы, и одновременно с разделением полупроводниковой пластины на кристаллы каждый кристалл селективным травлением с использованием фоторезистивных масок разделяют на совокупность кристаллов меньших размеров. При этом расположение маскирующих участков фоторезиста выбирают таким образом, что на части оставшихся в результате травления кристаллов с лицевой стороны сформированы активные элементы, на другой части - пассивные элементы, а на третьей части - вспомогательные кристаллы. Указанные кристаллы покрыты с лицевой стороны частично или полностью металлизацией. Кроме того, для обеспечения устойчивого положения МИС в волноводном узле ориентацию пластины с поверхностью, совпадающей с плоскостью (100), при разделении ее на отдельные МИС выбирают таким образом, чтобы боковые грани кристаллов, соприкасающиеся с поверхностью волноводного канала, были ориентированы в плоскостях (011) или

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что операция разделения пластины на отдельные монолитные интегральные схемы травлением с обратной стороны совмещается с операцией формирования, вместо одного кристалла, совокупности кристаллов меньших размеров на каждой схеме. Для их формирования предварительно создается необходимый фотошаблон. Геометрия фотошаблона определяется характером монолитной схемы и в общем случае предусматривает формирование кристаллов трех типов: на кристаллах первого типа с лицевой стороны сформированы активные элементы, на кристаллах второго типа - пассивные элементы, кристаллы третьего типа - вспомогательные. Лицевая сторона кристаллов частично или полностью покрыта металлизацией, так что металлизация связывает все кристаллы между собой, часть вспомогательных кристаллов служит для скрепления схемы в единое целое, а часть располагается таким образом, что при дальнейшем монтаже схемы в волноводный узел позволяет зафиксировать ее в нужном месте. Для обеспечения устойчивого положения МИС в волноводном узле боковые грани кристаллов, соприкасающиеся с поверхностью волноводного канала, должны обеспечить плотный, плоский контакт. С этой целью при разделении пластины на отдельные МИС ее ориентируют таким образом, чтобы плоскости контактирующих с волноводом граней кристаллов совпадали с кристаллографическими плоскостями (011) и

которые создают при травлении правильную прямоугольную огранку кристаллу.This goal is achieved by the fact that in the known method of creating an MIS microwave, including the formation on a semiconductor wafer with a semi-insulating substrate and epitaxial layers of active and passive elements, elements of transmission and matching lines, create tracks for dividing the plate into crystals containing separate monolithic integrated circuits, and simultaneously with the separation of the semiconductor wafer into crystals, each crystal by selective etching using photoresistive masks is divided into Smaller size crystals. In this case, the arrangement of the masking portions of the photoresist is chosen in such a way that active elements are formed on the part of the crystals remaining as a result of etching from the front side, passive elements on the other part, and auxiliary crystals on the third part. These crystals are coated on the front side partially or completely metallized. In addition, to ensure a stable position of the MIS in the waveguide assembly, the orientation of the plate with the surface coinciding with the (100) plane, when dividing it into separate MISs, is chosen so that the side faces of the crystals in contact with the surface of the waveguide channel are oriented in the (011 ) or

A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the operation of dividing the plate into individual monolithic integrated circuits by etching on the back side is combined with the operation of forming, instead of one crystal, a set of smaller crystals in each circuit. For their formation, the necessary photo template is preliminarily created. The geometry of the photomask is determined by the nature of the monolithic scheme and, in the general case, provides for the formation of crystals of three types: active elements are formed on the crystals of the first type on the front side, passive elements are formed on the crystals of the second type, and auxiliary crystals are of the third type. The front side of the crystals is partially or completely covered with metallization, so that metallization binds all the crystals together, part of the auxiliary crystals serves to fasten the circuit into a single unit, and part is located in such a way that with further installation of the circuit in the waveguide assembly it can be fixed in the right place. To ensure a stable position of the MIS in the waveguide node, the lateral faces of the crystals in contact with the surface of the waveguide channel must provide a dense, flat contact. For this purpose, when dividing the plate into separate MISs, it is oriented in such a way that the planes of the crystal faces in contact with the waveguide coincide with the crystallographic planes (011) and

which, when etched, create a regular rectangular cut to the crystal.

Поскольку в результате используемого способа большая часть полупроводниковой пластины удаляется и остается ее незначительная часть, то потери СВЧ-мощности в такой схеме минимальны, по той же причине (отсутствие подложечного материала с большим значением диэлектрической проницаемости) и благодаря относительно малой толщине металлизации становится возможным достаточно простое включение схемы в Е-плоскость волновода (путем зажима между половинками волновода), значительно упрощается ее согласование по входу и выходу, уменьшаются потери мощности на рассогласование. Наконец, благодаря формированию в процессе разделения пластины совокупности кристаллов с прямоугольной огранкой по плоскости (011) и

обеспечивается устойчивое положение схемы в волноводном узле перед монтажом, благодаря тесному, плоскому контакту кристаллов с волноводом. Это исключает возможность нарушения положения схемы в волноводном канале (например, из-за случайного прикосновения инструмента и оснастки) и тем самым значительно упрощает процесс сборки (монтажа).Since, as a result of the method used, most of the semiconductor wafer is removed and its insignificant part remains, the microwave power losses in this circuit are minimal, for the same reason (the absence of a substrate material with a large dielectric constant) and due to the relatively small metallization thickness, a rather simple one becomes possible the inclusion of the circuit in the E-plane of the waveguide (by clamping between the halves of the waveguide), its matching at the input and output is greatly simplified, losses are reduced power mismatch. Finally, due to the formation in the process of plate separation of a set of crystals with a rectangular cut along the (011) plane and

a stable position of the circuit in the waveguide assembly before installation is ensured due to the close, flat contact of the crystals with the waveguide. This eliminates the possibility of violating the position of the circuit in the waveguide channel (for example, due to the accidental touch of the tool and equipment) and thereby greatly simplifies the assembly (installation) process.

Таким образом, по совокупности операций предлагаемый способ создания МИС СВЧ соответствует критерию "новизна". Сравнение с другими известными способами создания монолитных интегральных схем (арсенидогаллиевых схем сантиметрового диапазона [3] и кремниевых ИС [4] позволяет сделать вывод и о соответствии критерию "существенные отличия". Подтверждение этому является и существенное отличие конструкции монолитной СВЧ-схемы, изготовленной предлагаемым способом, как следует из описания схемы. Thus, according to the totality of operations, the proposed method of creating a microwave MIS meets the criterion of "novelty." Comparison with other known methods for creating monolithic integrated circuits (centimeter-range arsenide-gallium circuits [3] and silicon ICs [4]) allows us to conclude that the criterion is “significant differences.” This is also confirmed by the significant difference in the design of a monolithic microwave circuit made by the proposed method , as follows from the description of the circuit.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 4. The invention is illustrated in FIG. fourteen.

На фиг. 1 представлен фрагмент полупроводниковой пластины со сформированными на ней интегральными схемами. Для примера использована монолитная схема переключателя на диодах с барьером Шоттки (БШ):1 области со сформированными активными элементами (три последовательно соединенных диода с БШ), 2 - вывод для подачи постоянного смещения на диоды, 3 - четвертьволновые отрезки щелевой линии передачи, 4 - разрывы в металлизации (дорожки) для разделения пластины от отдельные схемы, 5 - щель для изоляции вывода 2 по постоянному току. In FIG. Figure 1 shows a fragment of a semiconductor wafer with integrated circuits formed on it. For example, we used a monolithic switch circuit on diodes with a Schottky barrier (BS): 1 area with formed active elements (three diodes connected in series with a BS), 2 - output for applying a constant bias to the diodes, 3 - quarter-wave segments of the slot transmission line, 4 - breaks in metallization (tracks) for separating the plate from separate circuits, 5 - gap for isolating terminal 2 by direct current.

На фиг. 2 представлен фрагмент той же пластины (с обратной стороны), подготовленной к операции разделения на отдельные схемы травления положки: 1' - участки фоторезиста, маскирующие активные элементы (последовательно соединенные тройки диодов с БШ); 6', 7' и 8' - участки фоторезиста, маскирующие области подложки (кристаллы), служащие для скрепления схемы (6'и 7') и для фиксирования схемы в корпусе (8'). Ориентация участков 7'и 8'относительно основных кристаллографических направлений в пластине показана с помощью системы координат, приведенной в правом нижнем углу. In FIG. Figure 2 shows a fragment of the same plate (on the reverse side) prepared for the operation of separating the poses into separate etching schemes: 1 '—photoresist regions masking the active elements (serially connected triples of diodes with BS); 6 ', 7' and 8 '- areas of the photoresist masking regions of the substrate (crystals), used to fasten the circuit (6'i 7') and to fix the circuit in the housing (8 '). The orientation of sections 7'and 8'relative to the main crystallographic directions in the plate is shown using the coordinate system shown in the lower right corner.

На фиг. 3 представлена монолитная интегральная схема переключателя - вид с обратной стороны (со стороны подложки), получаемая в результате разделения пластины на схемы травлением с обратной стороны 1, 6, 7 и 8 - полупроводниковые кристаллы, выполняющие различные функции. In FIG. Figure 3 shows a monolithic integrated circuit of the switch — a view from the back side (from the substrate side) obtained by dividing the plate into circuits by etching from the back side 1, 6, 7, and 8 — semiconductor crystals that perform various functions.

На фиг. 4 показана с лицевой стороны монолитная интегральная схема переключателя, закрепленная в волноводный узел (корпус)(обозначения прежние). In FIG. Figure 4 shows the monolithic integrated circuit of the switch mounted on the waveguide assembly (housing) on the front side (old designations).

Фиг. 3 и 4 поясняют назначение различных кристаллов, создаваемых в результате разделения пластины на отдельные схемы. На кристаллах 1 с лицевой стороны сформированы активные элементы (диодные тройки с БШ). Кристаллы 6 и 7 служат для скрепления схемы в единое целое. В отсутствие этих кристаллов схема "рассыпается", поскольку вывод для подачи смещения 2 должен быть изолирован от корпуса схемы (волновода), см. фиг. 4. Одновременно на кристаллах 6 и 7 с лицевой стороны сформированы пассивные элементы - емкость на основе МДП-структур или БШ, обеспечивающие низкое сопротивление по СВЧ-сигналу. 8 - вспомогательные кристаллы для фиксирования монолитной схемы в корпусе при монтаже. На фиг. 4 показано, что кристаллы 8, а также кристаллы 7 жестко закрепляют положение схемы в волноводном узле и тем самым исключают случайное смещение схемы (от толчков, прикосновений инструментов) при окончательном ее закреплении с помощью сварки, термокомпрессии или другим методом. FIG. 3 and 4 explain the purpose of the various crystals created by dividing the plate into separate circuits. Active elements (diode triples with BS) are formed on crystals 1 from the front side. Crystals 6 and 7 are used to fasten the circuit into a single whole. In the absence of these crystals, the circuit “crumbles”, since the terminal for applying bias 2 must be isolated from the body of the circuit (waveguide), see FIG. 4. At the same time, passive elements are formed on crystals 6 and 7 on the front side - a capacitance based on MIS structures or BS, providing low resistance to a microwave signal. 8 - auxiliary crystals for fixing a monolithic circuit in the housing during installation. In FIG. Figure 4 shows that crystals 8, as well as crystals 7, rigidly fix the position of the circuit in the waveguide assembly and thereby exclude accidental displacement of the circuit (from jerks, touches of instruments) during its final fixation by welding, thermal compression, or another method.

Схема крепится в Е-плоскости волновода к одной из половинок волноводного узла (фиг. 4). Поскольку толщина в этих местах полупроводниковой пластины становится малой (равной толщине металлизации схемы 6 - 12 мкм), то нет необходимости в специальной выемке для схемы. Это значительно упрощает окончательную сборку узла: схема может быть закреплена между двумя половинками узла даже простым механическим прижимом, без приварки или термокопрессии к одной из них. Отсутствие подложки значительно упрощает согласование схемы с волноводным трактом и позволяет исключить дополнительные потери на рассогласование, ориентация боковых граней кристаллов 7 и 8 по плоскостям (011) и

обеспечивает надежное закрепление схемы в волноводном узле перед монтажом.The circuit is attached in the E-plane of the waveguide to one of the halves of the waveguide assembly (Fig. 4). Since the thickness in these places of the semiconductor wafer becomes small (equal to the metallization thickness of the circuit 6 - 12 μm), there is no need for a special recess for the circuit. This greatly simplifies the final assembly of the assembly: the circuit can be fixed between the two halves of the assembly even with a simple mechanical clamp, without welding or thermal compression to one of them. The absence of a substrate greatly simplifies the matching of the circuit with the waveguide path and eliminates additional loss of mismatch, the orientation of the side faces of

crystals

7 and 8 along the (011) planes and

provides reliable fastening of the circuit in the waveguide assembly before installation.

Предлагаемый способ создания монолитной интегральной СВЧ-схемы реализуют следующим образом. The proposed method for creating a monolithic integrated microwave circuit is implemented as follows.

В качестве полупроводниковых пластин используются арсенидогаллиевые структуры i+n+-n-типа: на полуизолирующей подложке выращен буферный слой n+(n⁺>2•10¹⁸см^-3 толщиной 3 - 5 мкм и "рабочий" слой n-типа (n=(5-10)•10¹⁶ см^-3 толщиной 0,1 - 0,3 мкм. На этой пластине известными методами формируются диоды с барьером Шоттки с планарными выводами: четыре группы по три последовательно соединенных диода в каждой.Arsenide-gallium structures of i + n + -n type are used as semiconductor wafers: an n + (n ⁺ > 2 • 10 ¹⁸ cm ^-3 buffer layer 3–5 μm thick and a n-type working layer (n = ( 5-10) • 10 ¹⁶ cm ^-3 0.1–0.3 μm thick Diodes with a Schottky barrier with planar leads are formed on this plate by known methods: four groups of three diodes connected in series in each.

Для формирования планарных ДБШ может быть использован способ, описанный в статье: W.L.Bichop, K.Mokinney, R.J.Mattauch, T.W.Growe, G.Creen. A novel whiskerless Schottky diode millimeter and submillimeter wave application// IEEE MTT-S, Unt.Microwave Symp.Dig. - 1987. - V. 2. - P. 607. Согласно этому способу барьер Шоттки и омический контакт формируются во вскрытых в SiO₂ окнах путем нанесения металлизации Pt-Cr-Au и Sn/Ni-Ni-Au, соответственно. Для уменьшения паразитной емкости ДБШ анодный вывод к БШ изолируется от полупроводника путем вытравливания под ним канала глубиной до i-подложки. Металлизация Cr-Au наносится на всю пластину и служит для формирования ДБШ и топологии остальной схемы одновременно. Для этого проводятся фотолитография и электрохимическое осаждение золота в окна, вскрытие в фоторезисте. При этом формируются полосковый вывод 2 для подачи постоянного смещения на диоды, элементы щелевых линий 3, щели 5 для изоляции вывода 2 по постоянному току и разрывы в металлизации (дорожки) 4 - для разделения в дальнейшей пластины на отдельные монолитные схемы. Для того чтобы после разделения пластины на отдельные схемы последние сохраняли упругость и прочность, необходимые для проведения операции сборки, одновременно не допускали разрывов в области крепления кристаллов к схеме в процессе механических и климатических испытаний, осаждение золота ведется до толщин 6 - 12 мкм. Утолщение золотой металлизации ведется избирательно: после достижения 2 - 3 мкм области активных элементов защищаются фоторезистом, и затем проводится дальнейшее осаждение до 6 - 12 мкм. После этого удаляются фоторезист и подслой Cr-Au под ним. Малая толщина металлизации в области активных элементов (2 - 3 мкм) необходима, чтобы избежать больших механических напряжений, отрицательно влияющих на характеристики активных элементов (ДБШ).To form planar DBL, the method described in the article can be used: WLBichop, K. Mokinney, RJMattauch, TWGrowe, G. Creen. A novel whiskerless Schottky diode millimeter and submillimeter wave application // IEEE MTT-S, Unt. Microwave Symp.Dig. - 1987. - V. 2. - P. 607. According to this method, the Schottky barrier and ohmic contact are formed in windows opened in SiO ₂ by applying metallization Pt-Cr-Au and Sn / Ni-Ni-Au, respectively. To reduce the stray capacitance of the DBL, the anode terminal to the BS is isolated from the semiconductor by etching a channel under it to a depth of i-substrate. Metallization of Cr-Au is applied to the entire plate and serves to form the DBL and the topology of the rest of the circuit at the same time. To do this, photolithography and electrochemical deposition of gold in the windows, opening in photoresist are carried out. In this case, a strip terminal 2 is formed for supplying a constant bias to the diodes, slotted line elements 3, slots 5 for isolating the terminal 2 for direct current and breaks in metallization (tracks) 4 for further separation into separate monolithic circuits. In order for the latter to retain the elasticity and strength necessary for the assembly operation after dividing the plate into separate circuits, at the same time to prevent breaks in the area of crystal attachment to the circuit during mechanical and climatic tests, gold is deposited to a thickness of 6 - 12 μm. Thickening of gold metallization is carried out selectively: after reaching 2–3 μm, the regions of active elements are protected by a photoresist, and then further deposition is carried out to 6–12 μm. After that, the photoresist and the Cr-Au sublayer under it are removed. A small metallization thickness in the region of active elements (2–3 μm) is necessary to avoid large mechanical stresses that adversely affect the characteristics of active elements (DBS).

Перед разделением пластины на отдельные монолитные интегральные схемы с лицевой стороны схемы проводится вытравливанием n и n+-слоев в щели 5 и в области щелевой линии 3. При этом области диодных троек 1 и обратная сторона пластины маскируются, травление необходимо, чтобы устранить шунтирование в схеме по проводящей части полупроводниковой структуры. В результате травления участки металлизации, разделенные щелью 5, оказываются соединенными между собой малой емкостью БШ. Before dividing the plate into separate monolithic integrated circuits, the front side of the circuit is etched with n and n + layers in the slit 5 and in the area of the slit line 3. In this case, the areas of diode triples 1 and the reverse side of the plate are masked, etching is necessary to eliminate shunting in the circuit the conductive part of the semiconductor structure. As a result of the etching, the metallization sections separated by a gap 5 are interconnected by a small BS capacity.

Для проведения операции разделения пластины на отдельные схемы подложка стравливается до толщины 70 - 100 мкм. Затем наносится фоторезист и проводится его экспонирование через специальный фотошаблон, спроектированный таким образом, чтобы после экспонирования и проявления остались участки 1', 6' 7' и 8' (фиг.2). Учитывая, что кристаллы под участками фоторезиста 7' и 8' предназначены для закрепления схемы в волноводном узле, их выполняют в виде прямоугольников и пластину предварительно ориентируют таким образом, чтобы стороны участков 7'и 8' совпадали с направляющими [011] и [011], перпендикулярными соответствующим плоскостям. Далее, используя эти участки фоторезиста в качестве маски, проводят травление открытой части подложки вплоть до металлизации, в результате чего пластина разделяется на отдельные схемы по дорожкам 4 (фиг. 2) и одновременно формируются кристаллы 1, 6, 7, 8 (фиг. 2, 3), причем боковые грани кристаллов 7 и 8 ориентированы по плоскостям (011) и (011). В результате достигаются цели предлагаемого способа: уменьшаются потери мощности в подложке за счет удаления большей ее части и повышается удобство монтажа схемы в корпус за счет специально ориентированных кристаллов 7 и 8, надежно фиксирующих положение схемы в волноводном узле (корпусе). For the operation of dividing the plate into separate circuits, the substrate is etched to a thickness of 70 - 100 μm. Then a photoresist is applied and exposed through a special photomask designed in such a way that after exposure and development areas 1 ', 6' 7 'and 8' remain (Fig. 2). Considering that the crystals under the photoresist sections 7 'and 8' are designed to fix the circuit in the waveguide assembly, they are made in the form of rectangles and the plate is pre-oriented so that the sides of sections 7'and 8 'coincide with the guides [011] and [011] perpendicular to the corresponding planes. Then, using these sections of the photoresist as a mask, etching of the open part of the substrate is carried out until metallization, as a result of which the plate is divided into separate circuits along tracks 4 (Fig. 2) and crystals 1, 6, 7, 8 are formed at the same time (Fig. 2 , 3), and the lateral faces of crystals 7 and 8 are oriented along the planes (011) and (011). As a result, the goals of the proposed method are achieved: power losses in the substrate are reduced due to the removal of most of it and the convenience of mounting the circuit in the housing is increased due to specially oriented crystals 7 and 8, which reliably fix the position of the circuit in the waveguide assembly (housing).

Предлагаемый способ создания монолитной интегральной СВЧ-схемы носит универсальный характер, так как может быть использован для создания схем различного типа: смесителей, детекторов, ограничителей, переключателей и т.д. и многофункциональных устройств на их основе. The proposed method for creating a monolithic integrated microwave circuit is universal in nature, as it can be used to create various types of circuits: mixers, detectors, limiters, switches, etc. and multifunctional devices based on them.

Использование предлагаемого способа позволит улучшить массогабаритные характеристики аппаратуры и снизить трудоемкость изготовления за счет упрощения конструкций, повысить надежность и улучшить характеристики. Using the proposed method will improve the overall dimensions of the equipment and reduce the complexity of manufacturing by simplifying designs, increase reliability and improve performance.

Claims

1. A method of creating a monolithic integrated microwave circuit in which active and passive elements, transmission and matching elements are formed on a semiconductor wafer with a semi-insulating substrate, paths are created for dividing the semiconductor wafer into separate monolithic integrated circuits, and then it is separated from the back of the semiconductor wafer along paths to crystals containing individual monolithic integrated circuits, characterized in that simultaneously with the separation of the semiconductor wafers into crystals, each crystal is divided into a set of crystals of smaller sizes, performing various functions, the front side of which is partially or completely coated with metallization.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aggregate of smaller crystals perform three types: active elements are formed on the crystals of the first type on the front side, passive elements are formed on the crystals of the second type, and crystals of the third type are auxiliary.

3. The method according to claim 1, characterized in that the individual monolithic integrated circuits thicken selectively.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the crystals with passive elements serve to fasten the monolithic integrated circuit into a single unit and fix it in the waveguide node, and auxiliary crystals - for fixing and fixing it in the waveguide node.

5. The method according to claim 4, characterized in that when separating the semiconductor wafer into separate monolithic integrated circuits, it is oriented in such a way that the planes of the crystal faces in contact with the waveguide assembly coincide with the crystallographic planes (011) and