[发明专利]一种线圈电感的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种线圈电感的形成方法，且特别涉及一种减少能量损失的线圈电感的形成方法。

背景技术

传统的电感制造方式是利用导电材料在硅衬底(substrate)上形成线圈。线圈可为形成于介电膜上的螺旋状结构。如图1的螺旋状电感的俯视图所示，传统的螺旋状电感为螺旋状结构的电感线圈102平放在衬底表面104上，线圈102的两个端点106及108分别电性连接于一转接垫(transfer pad)。流经电感线圈102的电流产生感应系数L及质量因子Q。同时，也会产生流过衬底，称为涡流(eddy current)的微小电流。

涡流可视为在衬底上耗费的功率，并产生了电感的能量损失，降低质量因子Q，即电感的性能。质量因子Q定义为电感内储存的能量与电感的功率损耗的比值。因此，当涡流产生的功率损耗变大，更多的质量因子Q将因此降低。因此，制造硅衬底上的电感的挑战常来自于如何降低涡流的产生。

因此，如何设计一个能减少涡流，进而使质量因子提高的电感结构，为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种线圈电感的形成方法，以获得涡流减少、质量因子提高的电感结构。

为达到上述目的，本发明提供一种线圈电感的形成方法，其中该线圈电感为螺线管状的结构，该形成方法包含下列步骤：形成多个底部导电结构于第一电介质层上；形成多对侧部导电结构，其中每对侧部导电结构分别直立形成于每个底部导电结构的第一端点及第二端点上；形成第二电介质层于该第一电介质层上，该第二电介质层覆盖该底部导电结构及侧部导电结构；以及形成多个顶部导电结构于该第二电介质层上，其中每个顶部导电结构电性连接每一对侧部导电结构；该底部导电结构、侧部导电结构及顶部导电结构共同形成该线圈电感结构。

为达到上述目的，本发明还提供了另一种线圈电感的形成方法，其中该线圈电感为螺旋状的结构，该形成方法包含下列步骤：形成光刻胶层于第一电介质层上；图案化该光刻胶层以形成螺旋状图案；根据该螺旋状图案电镀(plating)导电螺旋状结构于该第一电介质层上；移除该光刻胶层；以及形成铁磁芯(ferromagnetic core)于该导电螺旋状结构的中心。

虽然本发明已经以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的改变与变形，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的为准。

为让本发明的上述和具它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，下面结合附图详细说明。

附图说明

图1是现有技术中的螺旋状电感的俯视图；

图2为通过本发明的第一实施例的形成方法所制造的线圈电感的立体图；

图2A-2F为线圈电感在本发明的第一实施例的形成方法的各步骤后，沿A线的剖面图；

图3为通过本发明的第二实施例的形成方法所制造的线圈电感的立体图；

图3A-3G为具有铁磁芯的线圈电感在本发明的第二实施例的形成方法的各步骤后，沿B线的剖面图；

图4为在本发明的第三实施例中，具有铁磁芯的螺旋状线圈电感的俯视图；

图4A-4F为线圈电感在本发明的第三实施例的形成方法的各步骤后，沿C线的剖面图；以及

图5为集成电路芯片的剖面图。

【主要器件符号说明】

102：电感线圈         104：衬底表面

106、108：端点        200：线圈电感

202：第一电介质层           204：导电线圈电感结构

206：衬底                   208：终端接点

210：导电连接件             212：底部导电结构

214：侧部导电结构           218：第二电介质层

220：顶部导电结构           302：铁磁芯

304：沟槽                   306：光刻胶层

308：侧部导电结构延伸部     310：第三电介质层

312：光刻胶层               402：光刻胶

404：导电螺旋层             406：光刻胶层

408：铁磁芯                 500：集成电路芯片

502：晶体管层               504：金属层

506：金属层间电介质层       508：连接点