发明名称 具有气隙沟之电感元件结构及其制造方法
摘要 一种单片电路之电感元件的结构,其主要由多层金属层及介电层所构成,每一金属层皆具有一螺旋图案且重合,而金属层间各有一介电层,介电层中配置有介层窗,使得金属层间彼此相连,且金属层与介电层中具有多个气隙沟,使得金属层螺旋图案之间隙部分镂空。透过多层金属层与介层窗构成三度空间的立体结构,可在不增加线宽的原则下降低串联电阻值,且藉由气隙沟结构中的空气,由于具有较低的介电常数,因此降低了寄生电容值,因此本发明之电感结构可获得较高之品质因子。
申请公布号 TW386279 申请公布日期 2000.04.01
申请号 TW087113023 申请日期 1998.08.07
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 刘萍
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种具有气隙的电感元件结构,可应用于一单片电路,该电感元件结构包括:一基底;复数层金属层,配置于该基底上,该等金属层分别具有一螺旋图案;复数层介电层,配置于该等金属层中,二相邻金属层之间;复数个金属插塞,配置于该等介电层中,用以连接该等金属层;复数个气隙沟,配置于该螺旋图案与该等介电层中,使该螺旋图案之间隙镂空;一第一接线,配置于该等金属层之底层,用以连接该金属层之该螺旋图案的一端;以及一第二接线,配置于该等金属层之顶层,用以连接该金属层之该螺旋图案的一端。2.如申请专利范围第1项所述之电感元件结构,其中该等金属层之材质包括铝。3.如申请专利范围第1项所述之电感元件结构,其中该等金属插塞之材质包括钨。4.如申请专利范围第1项所述之电感元件结构,其中该等介电层之材质包括氧化矽。5.如申请专利范围第1项所述之电感元件结构,更包括一第一连接垫连接该第一接线,以及一第二连接垫连接该第二接线。6.如申请专利范围第1项所述之电感元件结构,其中该螺旋图案包括方螺旋图案。7.一种具有气隙之电感元件的制造方法,应用于一单片电路的制造中,该电感元件的制造方法包括:a.提供一基底,该基底上至少具有一绝缘层;b.形成一底金属层于该绝缘层上,该底金属层至少具有一第一接线;c.形成一底介电层于该底金属层上,该介电层至少具有一介层洞,该介层洞中填入一金属插塞,用以连接该底金属层;d.形成一金属层于该底介电层上,该金属层至少具有一螺旋图案;e.形成另一介电层于该金属层上,该介电层至少具有一介层洞,该介层洞中填入一金属插塞,用以连接该金属层;f.依序重复步骤d及步骤e复数次,以形成一螺旋型电感元件结构;g.形成一顶金属层,该顶金属层至少具有一螺旋图案及一第二接线连接该螺旋图案之一端;h.形成一顶介电层于该顶金属层上;i.形成一罩幕覆盖于该顶介电层上,并暴露出该螺旋型电感元件结构中间隙的部分;以及j.进行一蚀刻步骤,蚀刻未被该罩幕覆盖之部分的该顶介电层及该等介电层,至暴露出该底介电层,以形成一气隙沟。8.如申请专利范围第7项所述之电感元件的制造方法,其中该底金属层、该顶金属层及该等金属层之材质包括铝,且形成该底金属层、该顶金属层与该等金属层之方法包括溅镀法。9.如申请专利范围第7项所述之电感元件的制造方法,其中该底介电层及该等介电层之材质包括氧化矽,且该底介电层与该等介电层之形成方法包括化学气相沉积法。10.如申请专利范围第7项所述之电感元件的制造方法,其中该等金属插塞之材质包括钨。11.如申请专利范围第10项所述之电感元件的制造方法,其中该等金属插塞的形成方法更包括:以化学气相沉积法沉积一钨层于该介电层上,并填入该介层洞中;以及去除该介电层上之该钨层,使得该钨层仅填入于该介层洞中。12.如申请专利范围第11项所述之电感元件的制造方法,其中去除该介电层上之该钨层的方法包括化学机械研磨法。13.如申请专利范围第11项所述之电感元件的制造方法,其中去除该介电层上之该钨层的方法包括回蚀法。14.如申请专利范围第7项所述之电感元件的制造方法,其中该顶介电层包括由一氧化矽层及一氮化矽层所构成,且该氧化矽层及该氮化矽层之形成方法包括化学气相沉积法。15.如申请专利范围第14项所述之电感元件的制造方法,其中形成该气隙沟后更包括在该气隙沟中形成一氮化矽层,以覆盖该氮化矽沟之侧壁及底部。16.如申请专利范围第7项所述之电感元件的制造方法,其中该顶介电层包括由一氧化矽层所构成,且形成该气隙沟后更包括在该气隙沟中形成一氮化矽层,以覆盖该氮化矽构之侧壁及底部。图式简单说明:第一图所绘示为实际电感元件的等效电路。第二图绘示依照本发明一较佳实施例的一种电感元件的俯视图。第三图A至第三图H所绘示为依照本发明一较佳实施例的一种电感元件制造方法的流程剖面图。第四图A至第四图C所绘示为继第三图E之后另一形成气隙沟的制程。第五图A至第五图C所绘示为继第三图E之后另一形成气隙沟的制程。
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