[發明專利]電感器、半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202110244125.9
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN114334917A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 郭建賢;黃宏麟;呂翰一;蕭景文;亞歷山大卡爾尼斯基
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L23/522;H01L21/768
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

一種電感器包括芯體及纏繞在芯體周圍的導電螺旋。芯體包括依序堆疊的緩沖層、刻蝕停止層及芯體材料層。芯體材料層包含鐵磁材料。芯體材料層的垂直投影的總面積小于由刻蝕停止層占據的面積。芯體材料層的垂直投影完全落在刻蝕停止層上。刻蝕停止層相對于芯體材料層水平地突出。

技術領域

本公開實施例是涉及一種電感器、半導體組件及其制造方法。

背景技術

在各種電子設備(例如，手機及其他移動電子裝備)中使用的半導體器件及集成電路通常制造在單個半導體晶片上。可在晶片級上將晶片的管芯與其他半導體器件或管芯一起處理并封裝，且已經開發出用于晶片級封裝的各種技術及應用。多個半導體器件的集成已成為本領域的一個挑戰。為響應對小型化、更高的速度及更好的電性能(例如，更低的傳輸損耗及插入損耗)的日益增長的需求，正積極地研究更具創造性的封裝及組裝技術。

發明內容

根據本公開的一些實施例，一種電感器包括芯體及纏繞在所述芯體周圍的導電螺旋。所述芯體包括依序堆疊的緩沖層、刻蝕停止層及芯體材料層。所述芯體材料層包含鐵磁材料。所述芯體材料層的垂直投影的總面積小于由所述刻蝕停止層占據的面積。所述芯體材料層的所述垂直投影完全落在所述刻蝕停止層上。所述刻蝕停止層相對于所述芯體材料層水平地突出。

根據本公開的一些實施例，一種半導體器件包括半導體襯底、介電層、導電跡線、導通孔、緩沖層、刻蝕停止層及芯體材料層。所述介電層及所述導電跡線交替地堆疊在所述半導體襯底之上。所述導通孔延伸穿過所述介電層，以將所述導電跡線彼此電連接且并將所述導電跡線與形成在所述半導體襯底上的電路器件電連接。所述緩沖層、所述刻蝕停止層及所述芯體材料層在所述介電層中的一對介電層之間在垂直方向上依次設置在彼此上。所述導電跡線包括電感器跡線。所述導通孔包括電感器通孔。所述電感器跡線與所述電感器通孔連接到彼此以形成纏繞在所述一對介電層周圍的電感器導線。所述緩沖層的側邊緣與所述刻蝕停止層的側邊緣在垂直方向上對齊。所述緩沖層的所述側邊緣及所述刻蝕停止層的所述側邊緣在垂直方向上與所述芯體材料層的所述側邊緣不對齊。

根據本公開的一些實施例，一種半導體器件的制造方法包括以下步驟。設置第一導電材料，以形成沿著第一方向彼此平行地延伸且沿著第二方向彼此相距一距離的第一電感器螺旋跡線。在所述第一電感器螺旋跡線上形成第一介電層。所述第一介電層包括第一開口，所述第一開口暴露出所述第一電感器螺旋跡線的相對的端部。在所述第一介電層上以及在所述第一開口中的所述第一電感器螺旋跡線上毯覆地設置緩沖材料。在所述緩沖材料上毯覆地設置刻蝕停止材料。在所述刻蝕停止材料上毯覆地設置鐵磁材料。移除所述第一開口之上的鐵磁材料以形成芯體材料層。所述芯體材料層覆蓋與所述第一電感器螺旋跡線重疊的第一區域。移除所述第一開口中的所述刻蝕停止材料及所述緩沖材料，以分別形成刻蝕停止層及緩沖層。所述刻蝕停止層及所述緩沖層覆蓋與所述第一電感器螺旋跡線重疊的第二區域。所述第一區域小于所述第二區域。所述第一區域包含在所述第二區域內。在所述第一介電層上形成第二介電層，以嵌置所述緩沖層、所述刻蝕停止層及所述芯體材料層。設置第二導電材料，以形成上部電感器跡線及電感器通孔，所述上部電感器跡線在所述第二介電層上延伸，所述電感器通孔延伸穿過所述第一介電層及所述第二介電層以連接所述上部電感器跡線與所述第一電感器螺旋跡線。

附圖說明

結合附圖閱讀以下詳細說明，能最好地理解本公開的各個方面。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特征并非按比例繪制。事實上，為使論述清晰，可任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1A到圖15A是說明根據本公開的一些實施例的在半導體器件的制造工藝期間生產的結構的示意性剖視圖。

圖1B到圖15B是根據本公開的一些實施例的圖1A到圖15A所示結構的沿著不同平面截取的示意性剖視圖。

圖16是根據本公開的一些實施例的半導體器件的示意性剖視圖。

圖17A及圖17B是根據本公開的一些實施例的電感器的示意性俯視圖。