[发明专利]半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋电感，特别是涉及使用焊垫金属层的电感。

背景技术

螺旋电感在射频集成电路(如：压控振荡器、低噪声放大器以及无源元件式滤波器)中为重要且限制性能的零组件，电感的品质因数(quality factor)为螺旋线圈与基板的电阻损耗所限制，并可表示为Q＝im(Z)/re(Z)，其中Z为电感的阻抗。

图1A所示为传统的螺旋电感的布局，图1B所示为图1A的螺旋电感100的剖面图，如图所示，电感是以主流硅工艺中的多层互连形成于硅基板上，至少两金属层方可形成基本的螺旋线圈110以及底通线(underpass)120，以将螺旋线圈110的内部端点连至外部，螺旋线圈110通常是以顶端金属层形成，而底通线120则以顶端金属层之下的金属层所形成，底通线120连接至螺旋线圈110使得螺旋线圈110的内部端点可连接至外部。

半导体制造工艺中的顶端金属层通常比其他金属层要厚，因此螺旋电感100通常以顶端金属层形成，使得其品质因数可最佳化，不幸的是底通线120通常是以较薄的金属层形成，导致螺旋电感100的电阻较高，因此，螺旋电感100会有电阻损耗，且其品质因数也因此劣化。

发明内容

为克服现有技术缺陷，依据本发明的一个实施例的一种半导体元件，即使用焊垫金属层的电感，包括金属螺旋体、金属桥接体以及金属互连，金属桥接体是以焊垫金属层与多个连接窗形成，且有一端与金属螺旋体连接，金属互连与金属桥接体的另一端连接，此外，焊垫金属层的电阻系数比金属螺旋体要低。

如上所述的半导体元件，其中，该金属螺旋体是以顶端金属层形成。

如上所述的半导体元件，其中，该金属互连是以该顶端金属层形成。

如上所述的半导体元件，其中，该顶端金属层包括含铜的金属层，且该焊垫金属层包括含铝的金属层。

如上所述的半导体元件，其中，该顶端金属层的厚度介于 至 之间。

如上所述的半导体元件，其中，该焊垫金属层的厚度介于 至 之间。

如上所述的半导体元件，其中该金属螺旋体的位置低于该焊垫金属层。

依据本发明的另一个实施例的一种半导体元件，即使用焊垫金属层的电感，包括金属螺旋体、金属桥接体以及金属互连，金属桥接体是以第一金属层与多个连接窗形成，且有一端与金属螺旋体连接，金属互连与金属桥接体的另一端连接，金属螺旋体与金属互连是以第二金属层形成，且焊垫金属层位于该第二金属层上，此外，第一金属层低于第二金属层。

依据本发明的另一个实施例的一种半导体元件，包括：金属螺旋体；金属桥接体，是以第一金属层与多个第一连接窗形成，且有一端与金属螺旋体连接；以及金属互连，与金属桥接体的另一端连接；其中，金属螺旋体与金属互连是以第二金属层与经由多个第二连接窗连接至该第二金属层的焊垫金属层所形成，且，该第一金属层低于该第二金属层。

本发明提供使用焊垫金属层的电感，由于焊垫金属层通常很厚，因此使用焊垫金属层的电感的品质因数有所改善，此外，使用焊垫金属层的电感可相容于标准的制造工艺，而不需有工艺的调整。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A所示为传统的螺旋电感的布局。

图1B所示为图1A的螺旋电感的剖面图。

图2A所示为依据本发明一个实施例的使用焊垫金属层的电感的布局图。

图2B所示为图2A所示的使用焊垫金属层的电感的剖面图。

图3A所示为依据本发明一个实施例的使用焊垫金属层的电感的布局图。

图3B所示为图3A所示的使用焊垫金属层的电感的剖面图。

图4所示为图3B所示的使用焊垫金属层的电感300的变形。

其中，附图标记说明如下：

200～电感；

210～金属螺旋体；

220～金属桥接体；

221～焊垫金属层；

223～连接窗；

230～金属互连；

300～电感；

310～金属螺旋体；

320～金属桥接体；

321～第一金属层；

323～连接窗；

330～金属互连；

340～焊垫金属层；

350～第二金属层。

具体实施方式