[发明专利]电感结构

说明书

技术领域

本发明涉及电感结构，并更特别涉及电感结构和形成具有附着的磁芯结构的电感结构的方法。

背景技术

电感器是众所周知的存储电磁能的结构，而变压器是众所周知的从初级线圈感性传递电能到次级线圈的结构。电感器和变压器通常使用称为磁芯的磁性材料，从而增加电感值和从初级线圈存储或传递到次级线圈的能量的量。

半导体电感器和变压器通常在后端硅加工期间形成。尽管在现有技术中存在许多用于形成半导体电感器和变压器的技术，但是需要形成半导体电感器和变压器的另外方法。

发明内容

本发明的电感结构将位于半导体结构上方的线圈结构与磁芯结构集成，从而提供改善的电感。本发明的电感结构包括粘合地附着到半导体结构的第一磁芯结构，以及接触第一磁芯结构的顶表面的第一非导电层。该电感结构还包括接触第一非导电层并位于第一磁芯结构上方的线圈，接触线圈的顶表面的第二非导电层，以及接触第二非导电层的第二磁芯结构。第二磁芯结构直接位于第一磁芯结构上方。

形成本发明的电感结构的方法包括放置第一磁芯结构从而接触半导体结构，并形成第一非导电层从而接触第一磁芯结构的顶表面。该方法也包括形成线圈从而接触第一非导电层并位于第一磁芯结构上方，形成第二非导电层从而接触线圈的顶表面，以及放置第二磁芯结构从而接触第二非导电层。

附图说明

图1A-1B到20A-20B是根据本发明图解形成电感器100的方法的例子的一系列视图。图1A-20A是一系列平面图，而图1B-20B分别是沿图1A-20A中的直线1B-20B取得的一系列剖面图。

图21A-21D到37A-37D是根据本发明图解形成集成电感器件2100的方法的例子的一系列视图。图21A-37A是一系列平面图，图21B-37B分别是沿图21A-37A中的直线21B-37B取得的一系列剖面图，图21C-37C分别是沿图21A-37A中的直线21C-37C取得的一系列剖面图，并且图21D-37D分别是沿图21A-37A中的直线21D-37D取得的一系列剖面图。

图38A-38B是根据本发明的可替换实施例图解变压器3800的例子的视图。图38A是平面图，而图38B是沿图38A的直线38B-38B取得的剖面图。

具体实施方式

图1A-1B到20A-20B示出根据本发明图解形成电感器100的方法的例子的一系列视图。图1A-20A示出一系列平面图，而图1B-20B分别示出沿图1A-20A中的直线1B-20B取得的一系列剖面图。如下面更详细描述，磁芯结构和位于半导体结构上方的厚线圈结构集成，从而提供改善的电感。

如在图1A-1B中示出，形成电感器100的方法利用常规形成的半导体晶圆110。晶圆110进而可以用导电材料（例如硅）或非导电材料（例如石英或G10-FR4）实施。如在图1A-1B中进一步示出，该方法开始于，在晶圆110的顶表面上形成图案化的光刻胶层112。

图案化的光刻胶层112以常规方式形成，该常规方式包括淀积光刻胶层，投射光通过称为掩模的图案化的黑色/透明玻璃板，从而在光刻胶层上形成图案化的图像，该图像使曝光的光刻胶区域软化，接着移除软化的光刻胶区域。

如在图2A-2B中示出，在形成图案化的光刻胶层112之后，以常规方式刻蚀晶圆110的暴露区域，从而在晶圆110中形成空腔114。在空腔114形成之后，以常规方式移除图案化的光刻胶层112。如果晶圆110是导电的，那么可以在晶圆110上可选地形成保形非导电材料（例如氧化物或等离子氮化物），从而铺垫（line）空腔114，使得空腔114的底表面是不导电的。

接下来，如在图3A-3B中示出，底部磁芯段120放置在空腔114中，并附着到空腔114的底表面。底部磁芯段120可以使用常规贴片机（pick and place machine）放置在空腔114中，并以常规方式使用例如常规导电或非导电粘合剂（例如管芯附着膜）进行附着。管芯附着膜可以是例如25μm厚。另外，以常规方式在单独工艺中形成的底部磁芯段120可以用例如（Co）NiFe或软铁氧体（例如NiZn或MnZn）的电镀合金实施。

如在图4A-4B中示出，在底部磁芯段120已经附着到空腔114的底表面之后，在底部磁芯段120和晶圆110上淀积非导电层122。如示出，非导电层122也填满空腔114的剩余部分。在淀积非导电层122之后，在非导电层122中形成数个开口124，从而使底部磁芯段120的顶表面暴露。