[发明专利]电流调谐的集成磁膜微电感的制作方法和电感调谐方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，基于射频集成电路工艺，具体涉及一种集成磁膜微电感的制作方法和电感调谐方法，更具体涉及一种电流调谐的集成磁膜微电感的制作方法和电感调谐方法。

背景技术

在射频电路的设计中，常常应用电感器件实现阻抗匹配、直流偏置、移相和滤波等各类功能，电感更是广泛的应用在放大器、振荡器、混频器和匹配网络等单元电路中。集成微电感是开发小体积、低重量、低造价、低功耗、低噪声、低失真通信终端设备所必不可少的无源器件。从应用现状来看，射频电路中的集成微电感主要面临两个问题：(1)面积问题。微电感相对于其它无源元件，占用了巨大的芯片面积，阻碍了射频集成电路的高度集成和低成本化。(2)性能问题。同时，电感性能的可调谐性将有助于各类智能RF/MMIC(射频/微波单片集成电路)的发展。在常规射频集成工艺中，采用适当的工艺在衬底上制作出平面螺旋形线圈实现集成电感的基本结构，从而实现电感的电学性能。高频条件下衬底的漏电流和电磁耦合效应将使制作在衬底上的微电感的损耗迅速增加，Q值大大降低，电感性能恶化。因此，微电感已成为制约射频器件高频化、小型化发展的主要因素。研究射频集成微电感显得尤为重要。如果在这方面取得突破，将大大推动微波器件的发展。而将磁性材料集成到微电感中可以增加电感感值，有效减小线圈磁漏，并且制作螺旋型微电感将大大节省芯片面积，是实现高性能、小体积集成微电感很有前景的一种方法。并且现有的RF/MMIC无源微电感的电感量和品质因数在电感制作完成后就是固定的，无法实现调谐功能。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种电流调谐的集成磁膜微电感的制作方法和电感调谐方法，使得到的微电感器件在微波频段(1~6GHz)下具有电感量可调、品质因数可调等特点，并且该电感的制作过程与GaAs、GaN基片标准MMIC制造工艺兼容，可广泛应用于各种RF/MMIC单元电路如放大器、混频器等，特别是各类智能RF/MMIC。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种电流调谐的集成磁膜微电感的制作方法，包括如下步骤：

(1)在清洗过的基片上使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到控制极金属压块图形和金属导线图形，使用电子束蒸发工艺淀积金属，使用剥离工艺，得到第一控制极金属压块、第二控制极金属压块和金属导线，所述第一控制极金属压块和第二控制极金属压块通过金属导线连接；

(2)使用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)工艺在步骤(1)形成的器件上淀积第一SiN(氮化硅)介质层；

(3)使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到磁膜图形，该图形与第二控制极金属压块部分重叠，使用溅射工艺淀积NiFe-SiOx磁性薄膜，使用剥离工艺，得到图形化的NiFe-SiOx磁性薄膜，NiFe-SiOx磁性薄膜与第二控制极金属压块部分重叠；

(4)使用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)工艺在步骤(3)形成的器件上淀积第二SiN介质层；

(5)使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到介质通孔图形，该图形与第一控制极金属压块和第二控制极金属压块重叠，使用RIE(反应离子刻蚀)工艺刻蚀步骤(2)和(4)中生长的SiN介质层，使用丙酮去除剩余的光刻胶，得到介质通孔，露出第一控制极金属压块和第二控制极金属压块；

(6)使用溅射工艺淀积电镀种子层，使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到电感金属图形和互联金属图形，使用电镀工艺电镀金属，使用泛曝光、显影去除剩余光刻胶，使用湿法刻蚀去除剩余的种子层金属，得到电感金属和互联金属，所述互联金属连接NiFe-SiOx磁性薄膜和第二控制极金属压块。