[發明專利]用于防止極低K電介質分層的部分金屬填充

在審

• 申請號: 201780056517.4
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109716514A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 王忠澤;陳國慶
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/528
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

在電介質層上的超厚金屬(UTM)導體的占用面積內提供部分金屬填充來加強電介質層，以抑制UTM導體的分層，而不會在UTM導體和部分金屬填充之間引起顯著的電耦合。

相關申請的引用

本發明要求2016年09月16日提交的美國專利申請號15/268,479的優先權，以其整體通過引用并入本文。

技術領域

本申請總體上涉及集成電路制造，并且更具體地涉及用于防止超厚金屬結構從極低k電介質層分層的金屬填充布置。

背景技術

與常規的金屬層引線相比，超厚金屬(UTM)導體具有減小的電阻。因此，常規地形成UTM電感器以為RF濾波器和相關電路提供高品質因數。為了進一步提高品質因數，UTM導體沉積在低k電介質材料上。為了進一步提高性能，UTM導體沉積在極低k(ELK)電介質材料(具有大約為2.5或更小的介電常數(k))之上。難以將介電常數設計制造得如此之低以致ELK電介質材料傾向于是多孔的(諸如多孔SiOCH)。盡管低k和ELK電介質有利地增強了對應的UTM結構的電性能，但是它們的孔隙率導致差的機械強度。ELK電介質的拉伸強度、硬度和內聚強度遠低于傳統的電介質材料(諸如二氧化硅)的對應強度。因此，穩健的UTM導體從低k和ELK電介質分層成為問題。為了增強電介質層以抑制分層，通常在UTM占用面積之外使用虛設金屬填充。在UTM導體的下方(在占用面積內)不使用虛設金屬填充，以防止由于金屬填充與UTM導體的電耦合而導致的最終品質因數的降低。但是由于ELK電介質的機械強度差，分層仍然是個問題。

因此，本領域需要改進低k電介質和ELK電介質的強度，以防止UTM導體的分層。

發明內容

在電介質層上提供超厚金屬(UTM)電感器，該電介質層包括配置有到UTM電感器的占用面積內的部分金屬填充中的過孔的多個金屬層。部分金屬填充包括通過金屬層內的焊盤耦合的多個中斷的過孔堆疊。中斷的過孔堆疊沒有延伸穿過所有金屬層，以抑制它們與UTM電感器的電耦合，從而提供適當高的品質因數。電介質層可以是極低k電介質層，而由于電介質層通過部分金屬填充的強化，UTM電感器被保護免于從電介質層分層。

在電介質層上的UTM電感器的占用面積之外，金屬層可以配置有過孔以形成多個未中斷的過孔堆疊。通過耦合每個金屬層內的對應的金屬焊盤，未中斷的過孔堆疊延伸穿過所有金屬層。未中斷的過孔堆疊進一步加強電介質層，以便抑制UTM電感器的分層，而不會由于來自UTM電感器的未中斷的過孔堆疊的位移而顯著影響其品質因數。

通過以下詳細描述可以更好地理解這些和其他優點。

附圖說明

圖1A是根據本公開的一個方面的UTM電感器封裝的部分剖視平面圖。

圖1B是根據本公開的一個方面的UTM電感器封裝的截面圖，該UTM電感器封裝具有在包括部分金屬填充的電介質層上的占用面積，其中過孔不延伸超過相鄰的金屬層。

圖2A是部分金屬填充的金屬層的平面圖，其中以行和列布置焊盤。

圖2B是部分金屬填充的金屬層的平面圖，其中以移位的行布置焊盤。

圖3是具有帶有部分金屬填充的占用面積的UTM電感器封裝的截面圖，其中過孔不延伸超過相鄰的金屬層并且其中沒有以關于每個金屬層的規則的圖案布置焊盤。

圖4是具有帶有部分金屬填充的占用面積的UTM電感器封裝的截面圖，其中過孔不延伸超過三個相鄰的金屬層，并且其中沒有以從金屬層到金屬層的規則圖案布置焊盤。

圖5是根據本公開的方面的制造超厚金屬導體封裝的方法的流程圖。

圖6是包含通過圖5的方法生產的超厚金屬導體封裝的示例設備的框圖。