[發明專利]一種集成螺線管型雙層磁膜電感及其制備方法

有效

• 申請號: 201710302799.3
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107039395B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 白飛明;何禹含;鐘智勇;張懷武
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.一種集成螺線管型雙層磁膜電感，包括硅襯底、下層磁芯膜、深埋層、下層線圈、上層磁芯膜、絕緣層及上層線圈；其特征在于，所述下層磁芯膜設置于硅襯底上，深埋層覆蓋于硅襯底上、并將下層磁芯膜深埋，所述深埋層上表面還開設有下層線圈凹槽，所述下層線圈對應設置于下層線圈凹槽內；所述上層磁芯膜位于深埋層上，所述上層線圈位于上層磁芯膜上，上層磁芯膜與深埋層之間、以及上層線圈與上層磁芯膜之間均設置絕緣層相隔離，所述絕緣層與上層磁芯膜均對應于下層線圈凹槽開設通孔，用于上層線圈與下層線圈導通。

2.按權利要求1所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述下層磁芯膜與硅襯底之間還設置有絕緣層。

3.按權利要求1或2所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述深埋層采用PI(聚酰亞胺)，厚度為10～100um。

4.按權利要求1或2所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述下層磁芯膜和上層磁芯膜采用非晶合金：NiFe合金、CoNbZr、CoZrTa或FeCoSiB，又或者軟磁納米復合顆粒膜：FeCoXO、FeCoXN，其中X＝Si，Hf，Zr，Ti，Zn；厚度為1～10um。

5.按權利要求1或2所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述下層線圈凹槽的深度為3～50um。

6.按權利要求1或2所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述絕緣層采用SiO₂、Si₃N₄或PI(聚酰亞胺)，厚度為500nm-3um。

7.按權利要求1或2所述集成螺線管型雙層磁膜電感，其特征在于，所述下層線圈和上層線圈采用Cu或Ag。

8.按權利要求1所述集成螺線管型雙層磁膜電感的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在硅襯底上采用反轉光刻膠光刻形成下層磁芯膜圖形，然后采用磁芯膜/SiO₂交替濺射形成磁芯膜，最后剝離反轉光刻膠后形成圖形化下層磁芯膜；

步驟2、在經步驟1的硅襯底上旋涂一層PI、并亞胺化，形成深埋層；

步驟3、在深埋層上表面采用反轉光刻膠光刻形成下層線圈凹槽刻蝕掩膜圖形，并濺射一層鋁作為刻蝕掩膜，剝離反轉光刻膠后刻蝕形成下層線圈凹槽，并去除刻蝕掩膜；

步驟4、在步驟3形成下層線圈凹槽中電鍍形成下層線圈，并進行化學機械拋光(CMP)，將凹槽以外銅全部拋光干凈使深埋層上表面平整；

步驟5、在經步驟4的深埋層上表面旋涂一層PI、并亞胺化，作為絕緣層，在絕緣層上表面采用步驟1工藝制備上層磁芯膜，再次旋涂一層PI、并亞胺化，作為絕緣層覆蓋上層磁芯膜；

步驟6、采用光刻膠作通孔刻蝕掩蔽層，在步驟5形成上層磁芯膜和絕緣層上刻蝕通孔，并去除殘留光刻膠，然后再采用光刻膠光刻形成上層線圈圖形，并一次性電鍍形成通孔與上層線圈，使得下層線圈與上層線圈導通，即制備得所述集成螺線管型雙層磁膜電感。