[發明專利]一種集成LC濾波器及其制造方法

在審

• 申請號: 202111465493.2
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114157257A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 伍榮翔
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03H1/00
• 分類號: H03H1/00;H03H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種集成LC濾波器，包括襯底、第一導電層、第一介質層和第二導電層；所述襯底的第一表面開設有至少一個第一凹槽，所述第一導電層、第一介質層、第二導電層依次設置于已形成所述至少一個第一凹槽的所述襯底的第一表面；所述第一導電層、所述第一介質層和所述第二導電層形成的疊層結構為所述集成LC濾波器提供電容；所述至少一個第一凹槽包括一個連續線條形第一凹槽，所述連續線條形第一凹槽內設置的所述第二導電層形成與所述連續線條形第一凹槽匹配的導電繞組，所述導電繞組為所述集成LC濾波器提供電感。本發明通過在襯底表面設置凹槽，并將集成LC濾波器的電容和電感均主要設置于凹槽內(凹槽外區域仍提供少量電容值)，共用凹槽面積和加工工藝，同時利用凹槽的側面積和深度增加電容有效面積和電感導電繞組厚度，具有工藝簡單、面積利用率高、電容密度大、電感寄生電阻小等有益效果。

技術領域

本發明涉及一種集成LC濾波器及其制造方法。

背景技術

LC濾波器在射頻電路、電源管理、抗電磁干擾等領域具有廣泛應用。LC濾波器的小型化、集成化對于減小尺寸、降低成本、提高電子系統集成度具有重要作用。然而，小型化、集成化帶來的尺寸、工藝限制為高性能集成LC濾波器的實現增加了難度。

如圖1所示，為現有的一種集成LC濾波器的截面圖。設置于襯底表面的第一導電層、第一介質層、第二導電層形成的疊層結構為集成LC濾波器提供電容，電容大小由C＝εA/d決定，其中ε為第一介質層材料的介電常數，A為電容有效面積，d為第一介質層的厚度。由于電容有效面積為第一導電層、第一介質層、第二導電層重疊區域的面積，該結構電容有效面積不超過襯底尺寸，無法提供大容值的電容。設置于襯底表面最頂層的第三導電層通過圖形化形成的螺旋形繞組為集成LC濾波器提供電感。受工藝限制，設置于襯底表面最頂層的第三導電層線條寬度通常大于線條厚度，不易形成非常厚的第三導電層，無法提供低寄生電阻的電感。

發明內容

本發明的目的在于，針對背景技術存在的缺陷，提出了一種新型的集成LC濾波器。本發明通過在襯底表面設置凹槽，并將集成LC濾波器的電容和電感均主要設置于凹槽內(凹槽外區域仍提供少量電容值)，共用凹槽面積和加工工藝，同時利用凹槽的側面積和深度增加電容有效面積和電感導電繞組厚度，以實現工藝簡單、面積利用率高、電容密度大、電感寄生電阻小等有益效果。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種集成LC濾波器，其特征在于，包括襯底、第一導電層、第一介質層和第二導電層；所述襯底的第一表面開設有至少一個第一凹槽，所述第一導電層、第一介質層、第二導電層依次設置于已形成所述至少一個第一凹槽的所述襯底的第一表面；所述第一導電層、所述第一介質層和所述第二導電層形成的疊層結構為所述集成LC濾波器提供電容；所述至少一個第一凹槽包括一個連續線條形第一凹槽，所述連續線條形第一凹槽內設置的所述第二導電層形成與所述連續線條形第一凹槽匹配的導電繞組，所述導電繞組為所述集成LC濾波器提供電感。

進一步地，所述第一導電層在包括所述至少一個第一凹槽表面的所述襯底的第一表面連續，所述第二導電層設置于所述至少一個第一凹槽內部。

進一步地，所述至少一個第一凹槽的截面為矩形或者梯形。

進一步地，所述至少一個第一凹槽的深度大于開口寬度。

進一步地，所述襯底為高阻硅，所述第一導電層為重摻雜的硅，所述第一介質層為氧化硅、氮化硅或者高K介質，所述第二導電層為銅。

進一步地，所述第二導電層完全填充所述至少一個第一凹槽。

優選地，所述連續線條形第一凹槽為螺旋形第一凹槽。

優選地，所述集成LC濾波器的第一端口耦合到所述導電繞組的一端和所述第一導電層之間，所述集成LC濾波器的第二端口耦合到所述導電繞組的另一端和所述第一導電層之間。