[发明专利]半导体螺线管电感及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电感，尤其是一种半导体螺线管电感。本发明还涉及一种半导体螺线管电感的制作方法。

背景技术

在射频集成电路或射频微机械领域中，电感是一种常用的器件。目前常用的制作方法是用螺旋线圈，如图1所示，由于没有磁芯，这种电感无法产生较大的磁感应强度，而为了增大磁感应强度，需要尽量增加线圈的圈数，但是增加圈数又使得这种电感占用较大的芯片面积。而现在半导体器件的集成度越来越高，现有的这种半导体电容已经越来越不能适应技术发展的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体螺线管电感，以及这种半导体螺线管电感的制作方法，能够有效提高磁感应强度，并且减少半导体电感所占用的芯片面积，提高芯片的集成度。

为解决上述技术问题，本发明半导体螺线管电感的技术方案是，包括多个上层金属条和多个下层金属条，一个磁心夹在所述上层金属条和所述下层金属条之间，所述上层金属条和所述下层金属条通过接触孔依次首尾相接，形成一个沿同一方向环绕所述磁心的螺线管，所述磁心周围包裹有绝缘介质。

本发明还提供了一种半导体螺线管电感的制作方法，其技术方案是，依次包括如下步骤：

(1)光刻刻蚀形成下层金属条；

(2)在所述下层金属条上制作绝缘层，完全覆盖所述下层金属条；

(3)在步骤(2)淀积的绝缘层上制作磁心；

(4)在磁心上再制作绝缘层，完全覆盖所述磁心；

(5)制作接触孔，所述接触孔将所述下层金属条的首尾端引出；

(6)在步骤(4)淀积的绝缘层上光刻刻蚀形成上层金属条，使得上层金属条和所述下层金属条通过接触孔依次首尾相接，形成一个沿同一方向环绕所述磁心的螺线管。

本发明通过采用不同层间金属条相互连接缠绕与磁心的方式，有效提高了磁感应强度，并且减少了半导体电感所占用的芯片面积，提高了芯片的集成度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的半导体电感的结构示意图；

图2为本发明半导体螺线管电容的剖面示意图；

图3和图4为本发明半导体螺线管电容实施例的示意图；

图5～图10为本发明半导体螺线管电容的制作方法各步骤的示意图。

图中附图标记为，1.上层金属条；2.下层金属条；3.磁心；4.接触孔；5.绝缘介质。

具体实施方式

本发明公开了一种半导体螺线管电感，如图2、图3和图4所示，包括多个上层金属条1和多个下层金属条2，一个磁心3夹在所述上层金属条1和所述下层金属条2之间，所述上层金属条1和所述下层金属条2通过接触孔4依次首尾相接，形成一个沿同一方向环绕所述磁心3的螺线管，所述磁心3周围包裹有绝缘介质5。

如图3所示，所述磁心为条状。

如图4所示，所述磁心为环状。

本发明还公开了一种上述半导体螺线管电感的制作方法，依次包括如下步骤：

(1)光刻刻蚀形成下层金属条2，如图5所示；

(2)在所述下层金属条2上制作绝缘层，完全覆盖所述下层金属条2，所述绝缘层由绝缘介质5构成，如图6所示；

(3)在步骤(2)淀积的绝缘层上制作磁心3，如图7所示；

(4)在磁心3上再制作由绝缘介质5构成的绝缘层，完全覆盖所述磁心3，如图8所示；

(5)制作接触孔4，所述接触孔4将所述下层金属条的首尾端引出，如图9所示；

(6)在步骤(4)淀积的绝缘层上光刻刻蚀形成上层金属条1，使得上层金属条1和所述下层金属条通过接触孔依次首尾相接，形成一个沿同一方向环绕所述磁心的螺线管，如图10所示。

所述步骤(2)和步骤(4)中制作绝缘层的方法是先利用化学汽相淀积形成绝缘层，然后对绝缘层进行化学机械抛光。

所述步骤(3)中制作所述磁心的方法是，先利用物理汽相淀积或化学汽相淀积的方法淀积磁心薄膜，然后用光刻刻蚀方法制作形成磁心。

在本发明中，所述上层金属条或者下层金属条可以与当前层的金属互连线一起制作，所述绝缘介质可以采用二氧化硅等材料，磁心材料可以是镍、钴、铁等。

综上所述，本发明通过采用不同层间金属条相互连接缠绕与磁心的方式，有效提高了磁感应强度，并且减少了半导体电感所占用的芯片面积，提高了芯片的集成度。