[發明專利]整合于半導體集成電路結構的變壓器的制作方法

有效

• 申請號: 200610074355.0
• 申請日: 2006-04-17
• 公開（公告）號: CN101060097A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 洪建州;曾華洲;梁其翔;陳佑嘉;許村來
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L21/02;H01L21/768;H01L27/00;H01F41/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波;侯宇

技術領域

本發明涉及一種整合于半導體集成電路的變壓器的制作方法，尤其涉及一種與銅工藝結合的變壓器的制作方法。

背景技術

隨著半導體技術的突飛猛進與無線通信芯片需求的日益殷切下，傳統的電感性元件，例如電感或變壓器等，皆已被整合至單一芯片上，即，與集成電路結構整合，以符合無線通信芯片的小體積及低成本的要求。

請參閱圖1至圖5，圖1至圖5為美國專利第6,727,138號的變壓器制作方法的示意圖。一般變壓器與集成電路結構的整合，于半導體芯片后段工藝(back-end-of-the-line，BEOL)中進行，例如于最上層的連接墊(contact?pad)制作完成后，始進行變壓器的制作。如圖1所示，一集成電路結構100具有一基底102、一通過銅工藝形成于基底102內的最高金屬層(topinterconnection?metal?layer)104，而最高金屬層的表面則覆蓋有一層保護層106及一金屬墊(metal?pad)108。

請參閱圖2與圖3。隨后于基底102上形成一介電層110，于介電層110上對應于金屬墊108的位置利用光刻暨蝕刻方法形成一孔洞(via)112，以暴露出金屬墊108。并于介電層110與孔洞112的底部與側邊形成一銅擴散阻擋層(copper-diffusion?barrier?layer)114。

請參閱圖4與圖5。接著于銅擴散阻擋層114上依序形成一主繞組層(primary?winding?layer)116、一絕緣層(passivation?layer)118、與一填滿孔洞112的副繞組層(secondary?winding?layer)120。最后，如圖5所示，蝕刻部分主繞組層120、絕緣層118、副繞組層116、與銅擴散阻擋層114，以形成一具有線圈圖案且與金屬墊108電連接的變壓器。

由此可知，現有的變壓器于半導體后段工藝，尤其是金屬墊工藝完成之后，方可進行變壓器的制作。故此制作過程不但較為復雜，還使得集成電路結構制作成本大為增加。另外，如圖5所示，由于變壓器的主繞組層與副繞組層暴露于外界，因此該些金屬層易受微粒或外界水氣影響其電性表現。而現有解決該問題的方法只能在完成電壓器的制作后，再于基底上形成一保護層，覆蓋主繞組層與副繞組層，并需再進行一光刻暨蝕刻工藝，以暴露出各金屬墊，或直接將此載有變壓器的晶粒進行封裝工藝等。

發明內容

因此，本發明的主要目的為提供一種整合于半導體集成電路的變壓器的制作方法，以解決現有半導體工藝中變壓器工藝與半導體后段工藝需分別進行的問題，并可簡化半導體工藝以增進產業的利用性。

為達上述目的，本發明于此提供一種整合于半導體集成電路的變壓器的制作方法，首先提供一基底，并于該基底上同時形成一頂層金屬內連線層與一主繞組層(primary?winding?layer)。隨后于該基底上形成一絕緣層，且該絕緣層暴露出部分該頂層金屬內連線層。接下來，于該絕緣層上同時形成一副繞組層(secondary?winding?layer)與至少一個金屬焊墊(bonding?pads)，且該金屬焊墊通過該些開口與該最高金內連線層電連接。

根據本發明，本發明另提供一整合于半導體集成電路的變壓器，其包括一基底、一設置于該基底上的主繞組層與一頂層金屬內連線層、一設置于該主繞組層與該頂層金屬內連線層上的絕緣層，且該絕緣層具有多個開口設置于該頂層金屬內連線層上、一設置于該絕緣層上的副繞組層與至少一個金屬焊墊，且該金屬焊墊通過該些開口電連接至該頂層金屬內連線層。其中，該主繞組層與該副繞組層構成該變壓器。

根據本發明所提供的方法，通過同時制作變壓器的主繞組層與頂層金屬內連線層，以及同時制作變壓器的副繞組層與金屬焊墊，提供一整合于半導體集成電路的變壓器，并達到簡化半導體工藝的目的。

附圖說明

圖1至圖5為現有的變壓器的制作方法的示意圖；

圖6至圖10為本發明所提供整合于半導體集成電路的變壓器的制作方法的一優選實施例的示意圖；

圖11為本發明所提供的整合于半導體集成電路的變壓器上視圖。

簡單符號說明

100????集成電路結構????102????基底

104????最高金屬層??????106????保護層

108????金屬墊??????????110????介電層

112????孔洞????????????114????銅擴散阻擋層

116????主繞組層????????118????絕緣層