CN101211914B - 螺旋感应器 - Google Patents
螺旋感应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101211914B CN101211914B CN2007103023664A CN200710302366A CN101211914B CN 101211914 B CN101211914 B CN 101211914B CN 2007103023664 A CN2007103023664 A CN 2007103023664A CN 200710302366 A CN200710302366 A CN 200710302366A CN 101211914 B CN101211914 B CN 101211914B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal wire
- spiral
- helical shape
- toroidal helical
- dielectric layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 177
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 177
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 80
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 10
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001002 morphogenetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F2017/0053—Printed inductances with means to reduce eddy currents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F2017/0086—Printed inductances on semiconductor substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于半导体器件中的螺旋感应器。该螺旋感应器包括由堆叠在半导体衬底上的多层形成的电介质层,以及形成在电介质层中的多个弯曲金属线,将其串连连接以形成环形螺旋型。
Description
本申请要求享有2006年12月29日提出的申请号为No.10-2006-0137301的韩国专利申请的优先权,在此结合其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种半导体器件,更具体地说,本发明涉及一种用于半导体器件的螺旋感应器。
背景技术
为了在半导体的衬底中产生感应系数,半导体器件包括一般由将金属线形成为螺旋状态形成的感应器。例如,在如图1所示的结构中,通过将一系列直线形成为螺旋结构,在半导体衬底100中将金属线102形成胃感应器。
但是,在将一系列直线形成螺旋结构的过程中存在的一个困难因素是在金属线的边缘处会出现极化现象,将导致感应器内阻抗的增加和金属线之间的高寄生电容的产生。特别地,在金属导线直接形成在半导体衬底上的结构中,会在衬底上形成涡流电流,该涡流电流阻止了例如晶体管的任何已在半导体衬底上形成的电路的运作。从而,一个困难因素在于,由于现有工艺的感应器所产生的涡流电流或位移电流所引起的损耗,在半导体衬底上生产出高质量的感应器非常困难。
发明内容
本发明为解决上述现有技术中的问题而提出。本发明的目的是提供一种能够降低感应器的金属线之间的寄生电容、减少涡流电流或位移电流所造成的损耗,并能提高感应器质量的螺旋感应器。
为了达到上述目的,根据本发明的一个方面的螺旋感应器包括:由堆叠在半导体衬底上的多个层形成的电介质层,以及埋设于电介质层中的多条弯曲金属线,将该弯曲金属线串联连接以形成螺旋形状。其中,设置在所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线具有第一高度,而设置在所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线具有第二高度。其中,所述第一高度不同于所述第二高度,使得所述金属线形成圆锥形或者倒圆锥形的螺旋。
此外,根据本发明的另一个方面的螺旋感应器,包括:电介质层,其由堆叠在半导体衬底上的多层形成;多条弯曲金属线,其设置在所述电介质层中,并被串连连接以形成环形螺旋形状;第一连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线相连接;以及第二连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线的另一端相连接。其中,设置在所述环形螺旋形状的所述中心部分的所述弯曲金属线具有第一高度,而设置在所述环形螺旋形状的所述外部部分的所述弯曲金属线具有第二高度。其中,所述第一高度不同于所述第二高度,使得所述金属线形成圆锥形或者倒圆锥形的螺旋。
附图说明
附图提供对本发明的进一步理解,其包含在说明书中并构成说明书的一部分。其示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1示出了根据现有技术的螺旋感应器的示意性平面图;
图2A示出了根据本发明第一实施方式在半导体衬底上形成的螺旋感应器的投影示意图;
图2B为沿图2A中的A-A’线提取的根据本发明的螺旋导体的示意性截面图;
图3至图11为说明用于形成根据本发明第一实施方式的螺旋感应器的方法的示意性投影图和截面图;
图12示出了根据本发明第二实施方式的螺旋感应器的示意性投影图和截面图;
图13至图22为根据本发明第三实施方式的螺旋感应器的结构及其制造方法示意性投影图和截面图;以及
图23为根据本发明第四实施方式的螺旋感应器的示意性投影图和截面图。
具体实施方式
在下文中,将结合附图详细描述根据本发明的螺旋感应器的优选实施方式。
在下文中,将结合附图描述本发明的实施方式的结构。将以至少一种实施方式说明附图中所示并在详细论述中描述的本发明的结构,该结构并不限制本发明的技术思路、核心结构或内涵。
实施方式1
图2A和2B说明了根据本发明的螺旋感应器的第一实施方式,其中图2A是示出了形成在半导体衬底上的螺旋感应器结构的俯视图,图2B是沿图2A中的线A-A’提取的示意性截面图。
在图2A和2B中,螺旋感应器包括:由堆叠在半导体衬底200上的多个层组成的电介质层,以及在电介质层217和多个电介质层201、202a、205a、208a、211a、214a之间形成并沉积的弯曲金属线204、210、213、和216。随后,串联连接弯曲金属线204、210、213和216以形成环形的螺旋形状。
串联连接金属线204、210、213和216,以便金属线210,213,和216形成环形的螺旋形状,在从半导体衬底200的上部观看时,其具有从环形螺旋的外部部分至环形螺旋的中心部分逐渐变窄的线宽度。
感应器的环形螺旋结构通过将弯曲金属线210、213和216串联连接形成。
因此,在从半导体衬底200的上表面观看时,形成环形的螺旋结构以使连接的弯曲线的线宽度在朝向中心部分的过程中逐渐变窄。
在这种结构中,优选情况下,保持环形螺旋中弯曲金属线210、213和216之间的间隙“d”不变。
另外,形成在环形螺旋中心部分的第一金属线210形成在第一电介质层208a中,而与第一金属线210相连接的第二金属线213形成在第二电介质层211a中。与第二金属线213相连接的第三金属线216形成在第三电介质层214a中。在这个例子中,形成有第一金属线210的第一电介质层208a为底部电介质层,形成有第二金属线213的第二电介质层211a形成在第一电介质层208a上,并且形成有第三金属线216的第三电介质层214a形成在第二电介质层211a上。因此,如剖面图2B所示,将环形螺旋体形成为倒圆锥形。
如上所述,当使用弯曲金属线形成螺旋形状的感应器时,将避免使用直线形成的螺旋感应器所产生的极化现象。因此,感应器中的阻抗将被最小化,从而使保持感应器的高品质因数成为可能。
另外,由于弯曲金属线210,213和216的宽度从外部部分中的第一宽度逐渐减小至环形螺旋体中心部分的较小宽度,感应器涡流电流所造成的损耗将被减少。因此,在保持高品质因数的同时,可以改善自感应。
同时,在本发明中,可以将环形螺旋成为圆锥形或倒圆锥形结构,从而减少形成螺旋的金属线之间的寄生电容。从而,可保持感应器的高品质因数。
为了形成圆锥形或倒圆锥形结构,设置在环形螺旋中心部分的第一弯曲金属线210与设置在环形螺旋外部部分的第三弯曲金属线216之间存在高度差异。同样,金属线210、213和216之间也均存在高度差异。
因此,在一种实施方式中,设置在环形螺旋体中心部分的第一弯曲金属线210形成为具有高于设置在环形螺旋外部部分的第三弯曲金属线216的高度。所以,将弯曲金属线210,213和216中的每一条都形成为不同的高度,从而形成圆锥形。这还将在下面的另一实施方式中加以描述。
在金属线210、213和216形成倒圆锥形的另一实施方式中,将设置在环形螺旋体中心部分的第一金属线210形成为具有低于设置在环形螺旋体外部部分的第三金属线216的高度。所以,将金属线形成为不同的高度从而形成倒圆锥形。
另外,根据本发明的感应器进一步包括:连接到设置在环形螺旋体中心部分的第一金属线210一端的第一连接终端,以及连接到设置在环形螺旋体外部部分的第三金属线216一端的第二连接终端。作为举例,形成于上述下部电介质层202a中的第四金属线204可以作为第一连接终端。而且,作为第一连接终端的第四金属线204可通过金属塞207与第一金属线连接。
第二连接终端(未示出)连接至外部电路,从而将第三金属线216的一端与外部电路连接。
这里,通过在第四金属线204与第二和第三金属线213和216之间放置至少一个电介质层205a或电介质层205a和208b,用作第一连接终端的第四金属线204与第二和第三金属线213和216隔离。
将电介质层201设置在形成于底层中的金属线,在本例中是第四金属线204,以及半导体衬底200之间。电介质层201的厚度优选情况下在0.01至3μm之间,并且1μm或更多将更好。
如上所述,将厚电介质层设置在底部电介质层中的第四金属线204与半导体衬底之间,从而由于电介质层的阻抗远大于硅衬底,致使由感应器引起的涡流电流将保留在中间电介质层201中,而不会形成在半导体衬底上。因此,由涡流电流所造成的损耗将被减少。
在这种实施方式中,将连接到第一金属线210一端的第一连接终端204设置在环形螺旋的中心部分,从而在俯视图中其与其它金属线交叠。优选的情况下,多条金属线210、213和216在交叠的区域处相互连接。因此,形成环形螺旋体的多条金属线210、213和216在交叠区域中串联连接。
在金属线连接到第一连接终端204的区域中,金属线的宽度随金属线从环形螺旋体的中心部分向外部部分前进而逐渐增加。这降低了产生在第一连接终端204与金属线210、213和216之间的寄生电容。
同时,在第一连接终端204的交叠区域中形成金属线210、213和216之间的连接,从而也降低了在金属线210、213和216连接区域中形成的寄生电容。
现在,将参照图3至11描述一种形成根据本发明的螺旋感应器的方法。
首先,如图3所示,在半导体衬底200上形成第一电介质层201和第二电介质层202之后,形成第一光刻胶图案203以在第二电介质层202上形成用于第一连接终端的第四金属线204。随后,在使用第一光刻胶图案203的蚀刻工艺中选择性蚀刻第二电介质层202,以形成第二介电质图案202a。
随后,执行灰化和清洗工艺以去除第一光刻胶图案203。相继地,在第二电介质层202a图案上沉积第一金属薄膜,并应用化学机械抛光(CMP)法在第一金属薄膜上执行平坦化工艺以形成用于第一连接终端的第四金属线204,如图4所示。
其次,如图5所示,在半导体衬底200和第四金属线204上方形成第三电介质层205,并形成第二光刻胶图案206以在第三电介质层205上形成接触孔。随后,在应用第二光刻胶图案206的蚀刻工艺中,选择性蚀刻第三电介质层205,从而形成接触孔。
随后,如图6所示,在半导体衬底200和接触孔上方沉积第二金属薄膜之后,应用化学机械抛光(CMP)法在第二金属薄膜上执行平坦化工艺,以形成连接倒第四金属线204的金属塞207。
其次,如图7所示,在半导体衬底200和金属塞207上方形成第四电介质层208,并在第四电介质层208上形成第一螺旋光刻胶图案209。形成第一螺旋光刻胶图案209以应用所生成的环形螺旋的中心作为轴线在近似环形中形成开口,其中开口的宽度从在金属塞207处的开口宽度逐渐增加。
其次,通过应用第一光刻胶图案209执行蚀刻工艺形成第一电介质层图案208a。随后,执行灰化和清洗工艺以去除第一螺旋光刻胶图案209。随后,在半导体衬底200和第一电介质层图案208a上方沉积第三金属薄膜。随后应用化学机械抛光法在第三金属薄膜上执行平坦化工艺。
从而,如图8所示,形成第一螺旋金属线210,其一端与金属塞207相连接。这里,形成第一金属线210以使螺旋金属线的线宽从环形螺旋的中心部分向外逐渐增加。
如图9所示,在半导体衬底200和第一金属线210上方形成第五电介质层211,并在第五电介质层211上形成第二螺旋光刻胶图案212。通过应用第二螺旋光刻胶图案212执行蚀刻工艺形成第五电介质层图案211a之后,将执行灰化和清洗工艺以去除第二螺旋光刻胶图案212。
随后,如图10所示,在半导体衬底200和第五电介质层图案211a上方沉积第四金属薄膜,随后应用化学机械抛光法在第四金属薄膜上执行平坦化工艺,从而形成与第一金属线210相串联连接的第二螺旋金属线213。这里,形成第二金属线213,以使其具有朝向环形螺旋外部部分逐渐增加的宽度。
如图11所示,在半导体衬底200和第二金属线213上方形成第六电介质层214,并在第六电介质层214上形成第三螺旋光刻胶图案215。通过应用第三螺旋光刻胶图案215执行蚀刻工艺形成第六螺旋电介质层214a之后,执行灰化和清洗工艺以去除第三螺旋光刻胶图案215。
其后,在半导体衬底200和第六螺旋电介质层214a上方沉积第六金属薄膜,并应用化学机械抛光法在第六金属薄膜上执行平坦化工艺,以形成一端与第二金属线213相连接的第三螺旋金属线216。随后,在半导体衬底200和第三金属线216上方形成第七电介质层217以完成具有图2所示的结构的螺旋感应器。
实施方式2
根据本发明的螺旋感应器的另一实施方式如图12所示,其中形成结构为图2所示的相反结构的环形螺旋。
即,将环形螺旋的中心部分的第一金属线210设置在顶层中,同时,将第三金属线216设置在底层中。从而,形成圆锥形的环形螺旋。
因此,环形螺旋结构,其中螺旋的宽度从设置在底层的第三金属线216中的第一宽度逐渐减少至设置在顶层中的第一金属线210中的第二宽度。
用于形成图12中所示的螺旋感应器的方法与第一实施方式相似,只是顺序上存在不同,其应用了光掩模以形成螺旋光刻胶图案。
与上述的第一实施方式相似,在第二实施方式中,也将额外的电介质层217设置在底层的第三金属线216与半导体衬底200之间,电介质层217的厚度优选为0.01至3μm之间,更优选的情况下为至少1μm或更多。
实施方式3
图13至22为说明根据本发明的第三实施方式的螺旋感应器及其制造方法的示意性投影图和截面图。图22所示的根据第三实施方式的螺旋感应器构成倒圆锥形的环形螺旋,其与图2所示的螺旋感应器相似。
根据第三实施方式的螺旋感应器存在不同,其具有金属线的宽度从环形螺旋的外部部分到环形螺旋的中心部分在一系列步骤中增加的形状。在下文中,将详细描述形成根据第三实施方式的螺旋感应器的方法。
首先,如图13所示,相继在半导体衬底400上形成第一电介质层401和第二电介质层402,其中在第二电介质层402上形成第一光刻胶图案403。随后,通过应用第一光刻胶图案403执行蚀刻工艺形成第二电介质层图案402a。随后,执行灰化和清洗工艺以去除第一光刻胶图案403。
其后,如图14所示,在第二电介质层图案402a上沉积第一金属薄膜,并应用化学机械抛光(CMP)法在第一金属薄膜上执行平坦化工艺以形成用于第一连接终端的金属线404。
之后,如图15所示,在第二电介质层图案402a和金属线404上形成第三电介质层405,并在第三电介质层405上形成用于形成连接孔的第二光刻胶图案406。随后,通过应用第二光刻胶图案406执行蚀刻工艺在第三电介质层405中形成接触孔。随后,执行灰化和清洗工艺以去除第二光刻胶图案406。
其后,如图16所示,在半导体衬底400上方沉积第二金属薄膜,并应用化学机械抛光(CMP)法在第二金属薄膜上执行平坦化工艺以形成连接金属线404的金属塞407。
随后,如图17所示,在第三电介质层图案405a上形成第四电介质层408,并在第四电介质层408上形成第一螺旋光刻胶图案409。第一螺旋光刻胶图案409具有与第一实施方式的第一螺旋光刻胶图案209完全相同形状的开口。接下来,通过应用第一螺旋光刻胶图案409选择性蚀刻第四电介质层408形成第四螺旋电介质层图案408a。随后执行灰化和清洗工艺以去除第一螺旋光刻胶图案409。
随后,如图18所示,在将第三金属薄膜沉积在第四螺旋电介质层图案408a上之后,应用化学机械抛光(CMP)法在第三金属薄膜上执行平坦化工艺以形成第一螺旋金属线410。第一螺旋金属线410也具有与第一实施方式的第一螺旋金属线210完全相同的形状。
其后,如图19所示,在第一螺旋金属线410和第四螺旋电介质层图案408a上形成第五电介质层411,并在第五电介质层411上形成第二螺旋光刻胶图案412。这里,第二螺旋光刻胶图案412具有开口,其形状使第一螺旋光刻胶图案409的开口和在第一实施方式中的第二螺旋光刻胶212的开口能够连续。从而,第二螺旋光刻胶图案412具有两个螺旋旋转的开口。
随后,如图20所示,在通过应用第二螺旋光刻胶图案412执行蚀刻工艺以形成第五螺旋电介质层图案411a之后,执行灰化和清洗工艺以去除第二螺旋光刻胶图案412。其后,在第五螺旋电介质层图案411a上沉积第四金属薄膜,并应用化学机械抛光(CMP)法在第四金属薄膜上执行平坦化工艺以形成第二螺旋金属线413,其部分与第一螺旋金属线410相交叠。
之后,如图21所示,在第二螺旋金属线413和第五螺旋电介质层图案411a上形成第六电介质层414,并在第六电介质层414上形成第三螺旋光刻胶图案415。第三螺旋光刻胶图案415具有开口,其形状使第二螺旋光刻胶图案412的开口和在第一实施方式中的第三螺旋光刻胶215的开口能够连续。从而,第三螺旋光刻胶图案415具有2.5个螺旋旋转的开口。
如图22所示,在通过应用第三螺旋光刻胶图案415执行蚀刻工艺形成第六螺旋电介质层图案411a之后,执行灰化和清洗工艺以去除第三螺旋光刻胶图案415。其后,在第六螺旋介电质薄膜图案414a上沉积第五金属薄膜,并应用化学机械抛光(CMP)法执行平坦化工艺以形成第三螺旋金属线416,其部分与第二螺旋金属线413相交叠。其后,在第三螺旋金属线416上形成第七电介质层417以形成根据第三实施方式的倒圆锥形环形螺旋结构。
与根据第一实施方式的螺旋感应器相比,根据第三实施方式的螺旋形感应器存在不同,其金属线的厚度从环状螺旋的中心部分开始逐步增加。
依照本发明的环形螺旋结构的感应器具有金属线的宽度向中心部分降低的形状。这会通过降低由感应器引起的涡流电流造成的损失来增加感应系数。
同时,如上所述的第三实施方式减小了金属线的宽度以减小金属线的界面面积,从而允许感应器的阻抗保持恒定。
因此,金属线的宽度具有与第一实施方式相同的形式,而金属线的厚度是从环形螺旋的中心部分开始逐渐增加,从而防止感应器阻抗的增加。因而,可以防止由于感应器阻抗的增加导致的品质因数的退化。
实施方式4
根据本发明的螺旋感应器的第四实施方式如图23所示。图23所示的螺旋感应器的环形螺旋具有与第三实施方式不同的圆锥形状。即,底层的金属线为金属线416,顶层的金属线为金属线410,并将环形螺旋的中心部分的金属线410设置在顶层。因此,环形螺旋结构的宽度从设置在底层的金属线416到设置在顶层的金属线410逐渐减小。
用于制造图23中所示的螺旋感应器的方法与第三实施方式的方法相似,只是用于形成螺旋光刻胶图案的光掩模的顺序存在不同。因此,将忽略对该方法的详细描述。
尽管上面已经对本发明的优选实施方式进行了描述,本领域的技术人员仍可在不脱离本发明的本质特点和范围的情况下对本发明进行改进。
因此,这里描述的本发明的实施方式应被视作仅是对本发明的说明,而不是对本发明的限制。权利要求示出了上面的描述的本发明的范围,在其等同物中体现的所有不同点应被解释为包括在本发明中。
为了改进感应器的品质因数,减小感应器的寄生阻抗并改善感应系数是非常重要的。
将本发明的螺旋感应器形成为环形螺旋结构,从而防止了现有技术中在直金属线的边缘处产生的极化现象。因而,可有效地减少感应器的阻抗。
第二,将螺旋感应器的结构形成为金属线的宽度从环形螺旋的外部部分至中心部分逐渐减少,从而使降低由于涡流电流产生的损失成为可能,并改善了感应系数。
第三,将感应器形成为圆锥形或倒圆锥形,使降低金属线之间呈现的寄生电容成为可能。
第四,由于线宽度随着向外部部分伸展而增加,在形成螺旋结构的连接终端和金属线的交叠部分中产生的寄生电容将减小。
第五,将具有适当厚度的电介质层插入组成感应器的底层的金属线与硅衬底之间,使防止涡流电流的产生成为可能。
Claims (23)
1.一种螺旋感应器,包括:
由堆叠在半导体衬底上的多层形成的电介质层;以及
设置在所述电介质层中的多条弯曲金属线,该多条金属线被串连连接以形成环形螺旋形状,
其中,设置在所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线具有第一高度,而设置在所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线具有第二高度,
其中,所述第一高度不同于所述第二高度,使得所述金属线形成圆锥形或者倒圆锥形的螺旋。
2.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,所述环形螺旋形状的金属线具有从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一宽度至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二宽度逐渐变窄的宽度。
3.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述螺旋形状的所述中心部分的所述金属线的所述第一高度高于设置在所述螺旋形状的所述外部部分的金属线的所述第二高度,以便所述金属线形成所述圆锥形的螺旋。
4.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述螺旋形状的所述中心部分的所述金属线的所述第一高度低于设置在所述螺旋形状的所述外部部分的金属线的所述第二高度,以便所述金属线形成所述倒圆锥形的螺旋。
5.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,所述金属线的厚度从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一厚度逐渐增加至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二厚度。
6.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,所述金属线的厚度从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一厚度逐渐减少至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二厚度。
7.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,还进一步包括第一连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线的一端相连接;以及第二连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线的另一端相连接。
8.根据权利要求7所述的螺旋感应器,其特征在于,还进一步包括设置在与所述第一连接终端相连接的所述环形螺旋形状的所述中心部分的所述金属线和所述环形螺旋形状的另一金属线之间的至少一电介质层。
9.根据权利要求7所述的螺旋感应器,其特征在于,在从所述半导体衬底的顶部观看时,所述多条金属线在所述多条金属线与所述第一连接终端相交叠的区域处相互连接。
10.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,在所述多条金属线之间形成间隙,其中所述多条金属线之间的距离恒定。
11.根据权利要求1所述的螺旋感应器,其特征在于,还进一步包括设置在所述多条金属线中的底部金属线与所述半导体衬底之间的电介质层。
12.根据权利要求11所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述底部金属线与所述半导体衬底之间的所述电介质层的厚度为1μm或更多。
13.一种螺旋感应器,包括:
电介质层,其由堆叠在半导体衬底上的多层形成;
多条弯曲金属线,其设置在所述电介质层中,并被串连连接以形成环形螺旋形状;
第一连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线相连接;以及
第二连接终端,其与设置在所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线的另一端相连接;
其中,设置在所述环形螺旋形状的所述中心部分的所述弯曲金属线具有第一高度,而设置在所述环形螺旋形状的所述外部部分的所述弯曲金属线具有第二高度,
其中,所述第一高度不同于所述第二高度,使得所述金属线形成圆锥形或者倒圆锥形的螺旋。
14.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,所述环形螺旋形状的所述金属线具有从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一宽度至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二宽度逐渐变窄的宽度。
15.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述螺旋形状的所述中心部分的所述金属线的所述第一高度高于设置在所述螺旋形状的所述外部部分的金属线的所述第二高度,以便所述金属线形成所述圆锥形的螺旋形状。
16.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述螺旋形状的所述中心部分的所述金属线的所述第一高度低于设置在所述螺旋形状的所述外部部分的金属线的所述第二高度,以便所述金属线形成所述倒圆锥形的螺旋形状。
17.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,所述金属线的厚度从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一厚度逐渐增加至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二厚度。
18.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,所述金属线的厚度从所述环形螺旋形状的外部部分的所述金属线中的第一厚度逐渐减少至所述环形螺旋形状的中心部分的所述金属线中的第二厚度。
19.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,还进一步包括设置在与所述第一连接终端相连接的所述环形螺旋形状的所述中心部分的所述金属线和所述环形螺旋形状的另一金属线之间的至少一电介质层。
20.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,在从所述半导体衬底的顶部观看时,所述多条金属线在所述多条金属线与所述第一连接终端相交叠的区域处相互连接。
21.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,在所述多条金属线之间形成间隙,其中所述多条金属线之间的距离恒定。
22.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,还进一步包括设置在所述多条金属线中的底部金属线与所述半导体衬底之间的电介质层。
23.根据权利要求13所述的螺旋感应器,其特征在于,设置在所述底部金属线与所述半导体衬底之间的所述电介质层的厚度为1μm或更多。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060137301 | 2006-12-29 | ||
KR10-2006-0137301 | 2006-12-29 | ||
KR1020060137301A KR100869741B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 나선형 인덕터 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101211914A CN101211914A (zh) | 2008-07-02 |
CN101211914B true CN101211914B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=39583052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007103023664A Expired - Fee Related CN101211914B (zh) | 2006-12-29 | 2007-12-25 | 螺旋感应器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7486168B2 (zh) |
KR (1) | KR100869741B1 (zh) |
CN (1) | CN101211914B (zh) |
TW (1) | TW200828363A (zh) |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI402866B (zh) * | 2007-08-29 | 2013-07-21 | Ind Tech Res Inst | 懸吊式電感元件 |
WO2009148668A2 (en) | 2008-03-07 | 2009-12-10 | California Institute Of Technology | Effective-inductance-change based magnetic particle sensing |
JP2009272360A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Panasonic Corp | インダクタおよびその製造方法 |
US8710834B2 (en) * | 2008-11-29 | 2014-04-29 | General Electric Company | Drive coil, measurement probe comprising the drive coil and methods utilizing the measurement probe |
US20110175602A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-07-21 | California Institute Of Technology | Inductors with uniform magnetic field strength in the near-field |
US9599591B2 (en) | 2009-03-06 | 2017-03-21 | California Institute Of Technology | Low cost, portable sensor for molecular assays |
CN101996861B (zh) * | 2009-08-17 | 2012-02-01 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电感器的形成方法 |
WO2011033496A1 (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | Maradin Technologies Ltd. | Micro coil apparatus and manufacturing methods therefor |
WO2011162759A1 (en) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Empire Technology Development Llc | Conversion of bio-energy into electrical energy |
EP2522994A1 (en) | 2011-05-13 | 2012-11-14 | General Electric Company | Magnetic inspection systems for inspection of target objects |
JP5800691B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2015-10-28 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | トランス |
CN102522388B (zh) * | 2011-12-22 | 2015-11-11 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 电感及形成方法 |
US20130300529A1 (en) * | 2012-04-24 | 2013-11-14 | Cyntec Co., Ltd. | Coil structure and electromagnetic component using the same |
US9431473B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-08-30 | Qualcomm Incorporated | Hybrid transformer structure on semiconductor devices |
DE102013101768A1 (de) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Intel Mobile Communications GmbH | Transformator und elektrische Schaltung |
US10002700B2 (en) | 2013-02-27 | 2018-06-19 | Qualcomm Incorporated | Vertical-coupling transformer with an air-gap structure |
US9634645B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-04-25 | Qualcomm Incorporated | Integration of a replica circuit and a transformer above a dielectric substrate |
JP6120623B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-04-26 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 磁気デバイス |
US9449753B2 (en) | 2013-08-30 | 2016-09-20 | Qualcomm Incorporated | Varying thickness inductor |
KR101539879B1 (ko) * | 2014-01-02 | 2015-07-27 | 삼성전기주식회사 | 칩 전자부품 |
US9906318B2 (en) | 2014-04-18 | 2018-02-27 | Qualcomm Incorporated | Frequency multiplexer |
CN105896985A (zh) * | 2015-01-26 | 2016-08-24 | 台达电子工业股份有限公司 | 电源装置、磁性元件及其绕组单元 |
JP6260748B2 (ja) * | 2015-08-07 | 2018-01-17 | 株式会社村田製作所 | 多層基板及びその製造方法 |
DE102015222400A1 (de) * | 2015-11-13 | 2017-06-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Multilayer-Platine und Verfahren zu deren Herstellung |
US10262786B2 (en) | 2016-07-26 | 2019-04-16 | Qualcomm Incorporated | Stepped-width co-spiral inductor structure |
KR20180071644A (ko) | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
KR102674655B1 (ko) * | 2017-01-23 | 2024-06-12 | 삼성전기주식회사 | 코일부품 및 그 제조방법 |
US20180323369A1 (en) | 2017-05-02 | 2018-11-08 | Micron Technology, Inc. | Inductors with through-substrate via cores |
US10134671B1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-11-20 | Micron Technology, Inc. | 3D interconnect multi-die inductors with through-substrate via cores |
US10872843B2 (en) | 2017-05-02 | 2020-12-22 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor devices with back-side coils for wireless signal and power coupling |
KR101994759B1 (ko) | 2017-10-18 | 2019-07-01 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
KR102483611B1 (ko) | 2018-02-05 | 2023-01-02 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
KR102029581B1 (ko) | 2018-04-12 | 2019-10-08 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 및 그 제조방법 |
JP6536768B1 (ja) * | 2018-04-16 | 2019-07-03 | 株式会社村田製作所 | Esd保護素子 |
KR102064072B1 (ko) | 2018-04-26 | 2020-01-08 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
KR102150565B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2020-09-01 | 한국전자통신연구원 | 저손실 스파이럴 코일 |
KR102609134B1 (ko) | 2018-05-14 | 2023-12-05 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 및 이를 구비하는 인덕터 모듈 |
KR102064073B1 (ko) | 2018-05-18 | 2020-01-08 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
KR102064075B1 (ko) | 2018-05-25 | 2020-01-08 | 삼성전기주식회사 | 고주파 인덕터 |
KR102029586B1 (ko) * | 2018-05-28 | 2019-10-07 | 삼성전기주식회사 | 코일 전자부품 |
KR102494342B1 (ko) | 2018-07-03 | 2023-02-01 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
WO2020055710A1 (en) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | Multi-Fineline Electronix, Inc. | Balanced, symmetrical coil |
WO2020132187A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Avx Corporation | Multilayer electronic device including a high precision inductor |
KR20210017661A (ko) * | 2019-08-09 | 2021-02-17 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 |
US11670601B2 (en) * | 2020-07-17 | 2023-06-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Stacking via structures for stress reduction |
US20240021353A1 (en) * | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Qualcomm Incorporated | Three-dimensional vertical co-spiral inductors |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1288240A (zh) * | 1999-09-14 | 2001-03-21 | 株式会社村田制作所 | 电感器 |
CN1489158A (zh) * | 2002-09-13 | 2004-04-14 | ��ʿͨ��ʽ���� | 可调电感器及其电感的调节方法 |
CN1665018A (zh) * | 2005-01-24 | 2005-09-07 | 复旦大学 | 一种小面积高性能叠层结构差分电感 |
US7082580B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-07-25 | Lsi Logic Corporation | Energy recycling in clock distribution networks using on-chip inductors |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5781110A (en) * | 1996-05-01 | 1998-07-14 | James River Paper Company, Inc. | Electronic article surveillance tag product and method of manufacturing same |
US5831331A (en) * | 1996-11-22 | 1998-11-03 | Philips Electronics North America Corporation | Self-shielding inductor for multi-layer semiconductor integrated circuits |
US6075427A (en) * | 1998-01-23 | 2000-06-13 | Lucent Technologies Inc. | MCM with high Q overlapping resonator |
US6303423B1 (en) * | 1998-12-21 | 2001-10-16 | Megic Corporation | Method for forming high performance system-on-chip using post passivation process |
US6480086B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-11-12 | Advanced Micro Devices, Inc. | Inductor and transformer formed with multi-layer coil turns fabricated on an integrated circuit substrate |
KR100475908B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-03-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 다이브 저감시스템 |
KR100475533B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2005-03-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 인덕터 모니터링 패턴 및 그 제조방법 |
KR100602078B1 (ko) * | 2003-10-01 | 2006-07-19 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조방법 |
-
2006
- 2006-12-29 KR KR1020060137301A patent/KR100869741B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-10-28 US US11/926,027 patent/US7486168B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-31 TW TW096141097A patent/TW200828363A/zh unknown
- 2007-12-25 CN CN2007103023664A patent/CN101211914B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1288240A (zh) * | 1999-09-14 | 2001-03-21 | 株式会社村田制作所 | 电感器 |
CN1489158A (zh) * | 2002-09-13 | 2004-04-14 | ��ʿͨ��ʽ���� | 可调电感器及其电感的调节方法 |
US7082580B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-07-25 | Lsi Logic Corporation | Energy recycling in clock distribution networks using on-chip inductors |
CN1665018A (zh) * | 2005-01-24 | 2005-09-07 | 复旦大学 | 一种小面积高性能叠层结构差分电感 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JP特开平5-13238A 1993.01.22 |
同上. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7486168B2 (en) | 2009-02-03 |
KR20080062033A (ko) | 2008-07-03 |
TW200828363A (en) | 2008-07-01 |
CN101211914A (zh) | 2008-07-02 |
US20080157913A1 (en) | 2008-07-03 |
KR100869741B1 (ko) | 2008-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101211914B (zh) | 螺旋感应器 | |
US7667566B2 (en) | Inductor structure | |
US6060383A (en) | Method for making multilayered coaxial interconnect structure | |
US6333224B1 (en) | Method for fabricating an integrated circuit capacitor | |
US8871638B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
US6624040B1 (en) | Self-integrated vertical MIM capacitor in the dual damascene process | |
JP2002141417A (ja) | 並列キャパシタの積層構造と製造方法 | |
WO1997045873A1 (en) | Conductors for integrated circuits | |
KR100652298B1 (ko) | 반도체 소자의 mim 캐패시터 제조 방법 | |
JP2003521114A (ja) | マイクロ電子回路に集積するためのコイルおよびコイルシステム、ならびにマイクロ電子回路 | |
JP2005501418A (ja) | 並列分岐構造の螺旋形インダクタ | |
CN101106129A (zh) | 具有高质量因素的集成电路螺旋电感 | |
CN1943023A (zh) | 层内电容降低的集成电路布线结构 | |
US20080120828A1 (en) | High Density Planarized Inductor And Method Of Making The Same | |
JP2002009161A (ja) | 半導体装置およびダミーパターンの配置方法 | |
US20100084770A1 (en) | Semiconductor device which includes contact plug and embedded interconnection connected to contact plug | |
CN101383347A (zh) | 具有mim电容器的半导体器件及其制造方法 | |
JP2005150389A (ja) | 半導体装置 | |
US9230912B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and device manufactured using the same | |
CN111900166B (zh) | 半导体结构及其制作方法 | |
CN102420256B (zh) | 一种提高mim电容密度的结构及其制作工艺 | |
JP4134405B2 (ja) | 半導体素子の製造方法及び半導体素子 | |
KR100735482B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조방법 | |
US20240222268A1 (en) | Semiconductor device having contact plug | |
US7528464B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 Termination date: 20131225 |