CN106206534B - 积体电感 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种积体电感包含图案式接地防护层、内侧围栏以及电感。图案式接地防护层配置于第一方向上。内侧围栏藕接于图案式接地防护层，并配置于积体电感内侧及第二方向上，第一方向垂直于第二方向。电感配置于图案式接地防护层之上。

Description

积体电感

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构，且特别是有关于一种积体电感。

背景技术

随著科技的进步，积体电感(integrated inductor)的制程已朝向28纳米(nm)及20纳米发展。在此微型尺寸下，存在诸多因微型尺寸所致的负面影响，例如，因积体电感内的氧化层厚度较薄，而导致电容值较高，因积体电感内采用的重配置层(redistributionlayer,RDL)较厚，而在RDL层状结构间产生较高的电容值等，这些状况皆会对电感的品质因素产生影响。

由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来仍未发展出适当的解决方案。

发明内容

发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

本发明内容的一目的是在提供一种积体电感，藉以改善先前技术的问题。

为达上述目的，本发明内容的一技术态样是关于一种积体电感，此积体电感包含图案式接地防护层、内侧围栏以及电感。图案式接地防护层配置于第一方向上。内侧围栏藕接于图案式接地防护层，并配置于积体电感内侧及第二方向上，上述第一方向垂直于第二方向。电感配置于图案式接地防护层之上。

为达上述目的，本发明内容的另一技术态样是关于一种积体电感，此积体电感包含图案式接地防护层、保护环、外侧围栏及电感。图案式接地防护层配置于第一方向上。保护环藕接于图案式接地防护层，并配置于积体电感外侧。外侧围栏藕接于保护环，并配置于积体电感外侧及第二方向上，上述第一方向垂直于第二方向。电感配置于图案式接地防护层之上。

因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例藉由提供一种积体电感，以改善电感的品质因素下降的问题。

在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1是依照本发明一实施例绘示一种积体电感的示意图。

图2是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的积体电感的局部剖面示意图。

图3是依照本发明又一实施例绘示一种如图1所示的积体电感的局部剖面示意图。

图4是依照本发明再一实施例绘示一种如图2所示的积体电感剖面图的另一视角图。

图5是依照本发明又一实施例绘示一种积体电感的示意图。

图6是依照本发明另一实施例绘示一种如图5所示的积体电感的局部放大图。

图7是依照本发明再一实施例绘示一种如图6所示的积体电感的剖面图。

图8是依照本发明又一实施例绘示一种如图5所示的积体电感的局部放大图。

图9是依照本发明另一实施例绘示一种如图8所示的积体电感的剖面图。

图10是依照本发明再一实施例绘示一种积体电感结构的实验数据图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外，在不同图式间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。

【符号说明】

100、100A：积体电感

110：图案式接地防护层

112：开口

120：内侧围栏

122：底端

124：顶端

130：电感140：保护环

150：图案式防护层

161～165：条状部

170：外侧围栏

172、174、176、178：条状部

180～185：条状部

910、920、930：区块

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本发明所属技术领域中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。

另外，关于本文中所使用的「藕接」，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。

图1是依照本发明一实施例绘示一种积体电感的示意图。如图所示，积体电感100包含底层基板(图中未示)、图案式接地防护层(patterned ground shield)110、内侧围栏120、电感130及保护环(guard ring)140。于结构配置上，图案式接地防护层110配置于底层基板上，且配置于第一方向上。内侧围栏120藕接于图案式接地防护层110，并配置于积体电感100内侧及第二方向上。上述第一方向垂直于第二方向，举例而言，上述第一方向可为XY平面上的任意方向，而第二方向可为垂直于XY平面的Z方向，换言之，图案式接地防护层110配置于XY平面上，而内侧围栏120配置于Z方向上，两者相互垂直。此外，电感130则配置于图案式接地防护层110之上。

为使本发明实施例的积体电感100的结构易于理解，请参阅图2，其是依照本发明另一实施例绘示一种如图1所示的积体电感的局部剖面示意图。需说明的是，图2所示的局部剖面示意图是由图1的标号910处进行剖面所产生。由图中可以清楚地看出，内侧围栏120是由图案式接地防护层110垂直向上延伸。请回头参阅图1，于积体电感100运作时，电感130内圈产生的磁场会影响其品质因素。然而，由于内侧围栏120采用垂直于图案式接地防护层110的方式配置，而于电感130内圈形成围栏结构，此围栏结构能够有效地干扰电感130内圈产生的磁场，因此，得以改善电感130的品质因素并具有电磁场屏蔽的效果。

需说明的是，本发明实施例的积体电感100包含第一金属层M1至第八金属层M8，其排列方式是由积体电感100的底层开始依序向上排列，亦即由积体电感100的底层开始分别为第一金属层M1、第二金属层M2、…、第七金属层M7、第八金属层M8。举例而言，图案式接地防护层110位于第一金属层M1或第二金属层M2，而电感130位于第七金属层M7或第八金属层M8。

请参阅图1，在另一实施例中，图案式接地防护层110包含开口112。此开口112配置于积体电感100内侧及图案式接地防护层110的中心。由图中可知，内侧围栏120绕著开口112而配置。需说明的是，熟习此技艺者可选择性地依照实际需求而配置元件于开口112内，诸如配置金属-绝缘体-金属(metal insulator metal,MIM)电容、金属-氧化物-金属(metal oxide metal,MOM)电容及/或金属-氧化物-半导体(metal oxide semiconductor,MOS)电容于开口112内，上述元件亦可受到本发明实施例的积体电感100的内侧围栏120架构的保护，而避免受到电感130内圈产生的磁场及电场的影响。

图3是依照本发明又一实施例绘示一种如图1所示的积体电感的局部剖面示意图。此图3所示的局部剖面示意图是由图1的标号920处进行剖面所产生。如图所示，图案式接地防护层110及其开口112位于第一金属层M1或第二金属层M2，而电感130位于第七金属层M7或第八金属层M8。上述内侧围栏120可由位于第一金属层M1的开口112处垂直向上延伸至位于第八金属层M8的电感130的下端，并于电感130的下端处封闭。

在另一实施例中，内侧围栏120包含底端122以及顶端124，内侧围栏120的底端122藕接于开口112周围，并由位于第一金属层M1的开口112处垂直向上延伸至顶端124。内侧围栏120的顶端124可配置于第六金属层M6，其位于配置在第八金属层M8的电感130的下端。此外，积体电感100更包含图案式防护层150，其藕接于内侧围栏120的顶端124以使内侧围栏120封闭。在又一实施例中，图案式接地防护层110配置于第一金属层M1，而保护环140可选择性地依据实据需求而配置于第一金属层M1或第六金属层M6。

图4是依照本发明再一实施例绘示一种如图2所示的积体电感剖面图的另一视角图。请先行参阅图2，图4的视角是由图2的A点向内侧围栏120观看的视角。如图所示，积体电感100更包含复数个条状部161～165，每一该些条状部161～165分别藕接于内侧围栏120，并配置于第一方向上，例如配置于XY平面的方向上。此外，图案式接地防护层110亦配置于XY平面的方向上，而内侧围栏120则配置于Z方向上。如图4所示，内侧围栏120与复数个条状部161～165形成鱼骨状结构，此鱼骨状结构有利于干扰电感130内圈产生的磁场，而得以进一步改善电感130的品质因素，并可使电感和周遭有屏蔽的效果。

图5是依照本发明又一实施例绘示一种积体电感的示意图。相较于图1所示的积体电感100，图5的积体电感100A更包含外侧围栏170，此外侧围栏170藕接于保护环140，并配置于积体电感100A外侧及第二方向上。

为使本发明实施例的积体电感100A的结构易于理解，请参阅图6，其是依照本发明另一实施例绘示一种如图5所示的积体电感的局部放大图。需说明的是，图6所示的局部放大图是为图5中标号930处的详细结构图。如图6所示，保护环140藕接于图案式接地防护层110，而外侧围栏170的每一条状部172、174、176、178分别藕接于保护环140与图案式接地防护层110的交接处。

图7是依照本发明再一实施例绘示一种如图6所示的积体电感的剖面图。由图中可以清楚地看出，外侧围栏170是由位于第一金属层M1的图案式接地防护层110垂直向上延伸。于积体电感100A运作时，电感130产生的磁场会影响其品质因素。然而，由于外侧围栏170采用垂直于图案式接地防护层110的方式配置，而形成围栏结构，此围栏结构能够有效地干扰电感130所产生的磁场，因此，得以改善电感130的品质因素。

图8是依照本发明又一实施例绘示一种如图5所示的积体电感的局部放大图。需说明的是，图8所示的局部放大图是为图5中标号930处的详细结构图，且在本实施例中，积体电感100A更包含复数个条状部180，该些条状部180的每一者分别藕接于外侧围栏170，详细而言，该些条状部180的每一者分别藕接于外侧围栏170的条状部172、178。此外，该些条状部180配置于第一方向上，例如配置于XY平面的方向上，图案式接地防护层110亦配置于XY平面的方向上，而外侧围栏170则配置于Z方向上。

图9是依照本发明另一实施例绘示一种如图8所示的积体电感的剖面图。请先行参阅图8，图9的视角是由图8的B点向外侧围栏170观看的视角。请参阅图9，为使图8的积体电感100A的复数个条状部180的架构易于理解，因此，将复数个条状部180绘示为条状部181～185。该些条状部181～185的每一者分别藕接于外侧围栏170，并配置于第一方向上，例如配置于XY平面的方向上。此外，图案式接地防护层110亦配置于XY平面的方向上，而外侧围栏170则配置于Z方向上。如图9所示，外侧围栏170与复数个条状部181～185形成鱼骨状结构，此鱼骨状结构有利于干扰电感130产生的磁场，而得以进一步改善电感130的品质因素。

图10是依照本发明再一实施例绘示一种积体电感的实验数据图。此实验数据图在于说明于不同频率下，积体电感的电感的相应品质因素Q。如图所示，曲线C1为未采用垂直于图案式接地防护层的围栏的实验数据。曲线C2为本发明实施例的积体电感采用垂直于图案式接地防护层的围栏的验证数据。由图10的实验数据可知，曲线C2的品质因素较曲线C1的品质因素为佳，因此，得以证明本发明实施例的积体电感确实可改善其内电感的品质因素，进而提升整体积体电感的效能，其效果大部份为5-10％，习其技艺者可改变位置和形状以达到最佳的效能。

由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例提供一种积体电感，其内侧围栏及外侧围栏架构能够干扰电感产生的磁场，因此，得以改善电感的品质因素。此外，熟习此技艺者可选择性地依照实际需求而配置元件于积体电感的开口内，上述元件可受到内侧围栏架构的保护，而避免受到电感内圈产生的磁场的影响。再者，积体电感的内侧围栏与复数个条状部形成的鱼骨状结构及/或外侧围栏与复数个条状部形成的鱼骨状结构，有利于干扰电感产生的磁场，而得以进一步改善电感的品质因素。

虽然上文实施方式中揭露了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以附随申请专利范围所界定者为准。

Claims (14)

1.一种积体电感，包含：

一图案式接地防护层(patterned ground shield)，配置于一第一方向上；

一内侧围栏，藕接于该图案式接地防护层，并配置于该积体电感内侧及一第二方向上，其中该第一方向垂直于该第二方向；

一电感，配置于该图案式接地防护层之上；以及

复数个条状部，该些条状部的每一者分别藕接于该内侧围栏，并配置于该第一方向上。

2.根据权利要求1所述的积体电感，其中该图案式接地防护层包含：

一开口，配置于该积体电感内侧及该图案式接地防护层的中心，其中该内侧围栏是绕著该开口而配置。

3.根据权利要求2所述的积体电感，其中该内侧围栏由该开口处垂直向上延伸至该电感的下端，并于该电感的下端处封闭。

4.根据权利要求2所述的积体电感，其中该内侧围栏包含：

一底端，藕接于该开口周围；以及

一顶端；

其中该积体电感更包含：

一图案式防护层，藕接于该顶端以使该内侧围栏封闭。

5.根据权利要求1所述的积体电感，更包含：

一保护环(guard ring)，藕接于该图案式接地防护层，并配置于该积体电感外侧；以及

一外侧围栏，藕接于该保护环，并配置于该积体电感外侧及该第二方向上。

6.根据权利要求5所述的积体电感，更包含：

复数个条状部，该些条状部的每一者分别藕接于该外侧围栏，并配置于该第一方向上。

7.根据权利要求5所述的积体电感，其中该积体电感包含一第一金属层至一第六金属层，该第一金属层至该第六金属层是由该积体电感的底层开始依序向上排列，其中该图案式接地防护层配置于该第一金属层，该保护环配置于该第一金属层或该第六金属层。

8.一种积体电感，包含：

一图案式接地防护层，配置于一第一方向上；

一保护环，藕接于该图案式接地防护层，并配置于该积体电感外侧；

一外侧围栏，藕接于该保护环，并配置于该积体电感外侧及一第二方向上，其中该第一方向垂直于该第二方向；

一电感，配置于该图案式接地防护层之上；以及

复数个条状部，该些条状部的每一者分别藕接于该外侧围栏，并配置于该第一方向上。

9.根据权利要求8所述的积体电感，其中该积体电感包含一第一金属层至一第六金属层，该第一金属层至该第六金属层是由该积体电感的底层开始依序向上排列，其中该图案式接地防护层配置于该第一金属层，该保护环配置于该第一金属层或该第六金属层。

10.根据权利要求8所述的积体电感，更包含：

一内侧围栏，藕接于该图案式接地防护层，并配置于该积体电感内侧及该第二方向上。

11.根据权利要求10所述的积体电感，其中该图案式接地防护层包含：

一开口，配置于该积体电感内侧及该图案式接地防护层的中心，其中该内侧围栏是绕著该开口而配置。

12.根据权利要求11所述的积体电感，其中该内侧围栏由该开口处垂直向上延伸至该电感的下端，并于该电感的下端处封闭。

13.根据权利要求11所述的积体电感，其中该内侧围栏包含：

一底端，藕接于该开口周围；以及

一顶端；

其中该积体电感更包含：

一图案式防护层，藕接于该顶端以使该内侧围栏封闭。

14.根据权利要求10所述的积体电感，更包含：

复数个条状部，该些条状部的每一者分别藕接于该内侧围栏，并配置于该第一方向上。