[發(fā)明專利]立體螺旋電感及其形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210301587.0
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102800647A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉瑋蓀
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/02;H01F17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體螺旋無源器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種立體螺旋電感及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，半導體器件的尺寸在不斷的縮小，但是將高性能的電容和電感等無源器件與MOS晶體管等有源半導體器件集成到芯片中上始終是一大難題。理想的，是利用常規(guī)的半導體制造工藝和制程將所述電容和電感與其他有源半導體器件集成在同一塊襯底上，但是，與其他有源半導體器件如MOS晶體管的較小的線寬、特征尺寸相比，電感和電容的體積比較大且不容易與其他有源半導體器件同時集成在襯底上。

現(xiàn)有技術(shù)在半導體襯底上形成的電感為平面螺旋形狀，請參考圖1，為現(xiàn)有的電感的俯視視角的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電感的螺旋平面與襯底表面是平行的。但是單層平面螺旋的電感的Q值往往不高，且平面螺旋的電感所占據(jù)的面積較大，為了提高電感的Q值，專利號為US6429504B1的美國專利文獻公開了一種多層螺旋電感相串聯(lián)形成的具有高Q值的電感，在半導體襯底上的多層層間介質(zhì)層內(nèi)形成平面螺旋電感，并將各層的平面螺旋電感串聯(lián)。但這樣會增加工藝，且對應(yīng)半導體襯底上的層間介質(zhì)層內(nèi)就無法形成器件，所形成的電感占據(jù)的半導體襯底的面積仍很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種占據(jù)面積小、Q值大的立體螺旋電感及其形成方法。

為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種立體螺旋電感，包括：襯底，所述襯底包括第一表面和第二表面，貫穿所述襯底的若干互連通孔，所述互連通孔的俯視圖形呈兩條平行線排列，位于所述襯底的第一表面的若干第一金屬互連線，每一條第一金屬互連線分別與位于兩條平行線的兩個相鄰的互連通孔電學連接，位于所述襯底的第二表面的第二金屬互連線，每一條第二金屬互連線分別與位于兩條平行線的兩個相鄰的互連通孔電學連接，且每一個互連通孔的頂部表面與一條第一金屬互連線相連接，每一個互連通孔的底部表面與一條第二金屬互連線相連接，所述第一金屬互連線和第二金屬互連線不平行，使得所述第一金屬互連線、第二金屬互連線和互連通孔構(gòu)成立體螺旋電感。

可選的，所述襯底的阻值范圍大于1000Ω.cm。

可選的，所述襯底為硅襯底或玻璃襯底。

可選的，位于同一條平行線的相鄰互連通孔之間的間距相同，不同平行線的所述間距相同。

可選的，所述位于同一平行線的互連通孔之間的間距為1微米~5微米。

可選的，所述若干第一金屬互連線平行，所述若干第二金屬互連線平行。

可選的，所述互連通孔的材料為銅或鎢。

可選的，所述第一金屬互連線、第二金屬互連線的材料為銅、鋁或鋁銅。

本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種立體螺旋電感的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括第一表面，對所述襯底的第一表面進行刻蝕，形成通孔，所述通孔的俯視圖形呈兩條平行線排列；在所述通孔內(nèi)填充滿金屬，形成互連通孔；在所述襯底第一表面形成第一金屬互連線，每一條第一金屬互連線分別與位于兩條平行線的兩個相鄰的互連通孔電學連接，且一個互連通孔靠近襯底第一表面的頂部表面與一條第一金屬互連線相連接；在所述襯底的第一表面形成粘合層，利用所述粘合層將所述襯底與承載基板相粘合；對所述襯底第一表面相對的另一表面進行背磨減薄，直到暴露出所述互連通孔的底部表面，形成第二表面；在所述襯底的第二表面形成第二金屬互連線，每一條第二金屬互連線分別與位于兩條平行線的兩個相鄰的互連通孔電學連接，且一個互連通孔靠近襯底第二表面的底部表面與一條第二金屬互連線相連接，且第一金屬互連線和第二金屬互連線不平行，使得所述第一金屬互連線、第二金屬互連線和互連通孔構(gòu)成單方向繞行的立體螺旋電感；除去位于所述襯底第一表面的粘合層和承載基板。

可選的，所述襯底的阻值范圍大于1000Ω.cm。

可選的，所述襯底為硅襯底或玻璃襯底。

可選的，當所述襯底為硅襯底時，形成通孔的刻蝕工藝為深反應(yīng)離子刻蝕工藝。

可選的，當所述襯底為玻璃襯底時，形成通孔的刻蝕工藝為激光刻蝕工藝或深反應(yīng)離子刻蝕工藝。

可選的，當所述襯底為硅襯底時，在所述通孔側(cè)壁形成絕緣層，在所述第一金屬互連線、第二金屬互連線與襯底之間形成絕緣層，使得所述第一金屬互連線、第二金屬互連線與硅襯底電學隔離。

可選的，所述通孔內(nèi)填充的金屬為銅或鎢。

可選的，所述第一金屬互連線、第二金屬互連線的材料為銅、鋁或鋁銅。