KR100271800B1 - 반도체장치의 인덕터 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치의 인덕터 제조 방법에 관한 것으로서, 반도체기판 상의 소정 부분을 소정 깊이로 식각하여 일렬로 배열되는 다수 개의 홈을 형성하는 공정과, 상기 다수 개의 홈을 채우는 제 1 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 다결정실리콘층 상의 소정 부분을 산화시켜 산화실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 다결정실리콘층 상에 상기 산화실리콘층을 덮도록 제 2 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 다결정실리콘층을 상기 제 1 다결정실리콘층의 일측을 상기 산화실리콘층을 지나서 인접하는 제 1 다결정실리콘층의 타측과 전기적으로 연결되도록 패터닝하는 공정을 구비한다. 따라서, 본 발명에서는 일반적인 반도체기판 상에 제 1 및 제 2 다결정실리콘층을 3차원적으로 연결하여 인덕터를 형성하므로서, 고집적화에 적당하면서도 용량을 제어할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 반도체장치의 인덕터 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체기판 상에 집적화에 적당한 3차원적인 반도체장치의 인덕터 제조 방법에 관한 것이다.
인덕턴스(inductance)는 캐패시턴스와 함께 전기 회로가 가진 주요 속성의 하나로 코일, 또는, 회로가 있는 부분이 그속을 흐르는 전류에 대해 거기에 자속을 만들고 자기에너지를 쌓는 성질을 파라미터로하여 양적으로 표현한 것으로서 같은 전류에 의해 생기는 자속값은 인덕턴스에 비례하여 증가한다.
일반적으로 실리콘 집적소자 제조 공정에서 인덕턴스 소자인 인덕터는 평면 회절 기하(planar spiral geometries) 방식을 이용하여 제조한다. 상부의 금속은 기판에서 낮은 전기저항과 캐패시턴스를 제공하므로 나선형 권선(spiral turns)으로 사용되고 그 중앙 부위는 하부 금속과 연결되어 구성된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따라 제조된 인덕터를 도시하는 평면 및 단면도이다.
도 1a는 종래 기술에 따라 제조된 인덕터를 도시한 평면도로서 반도체기판 상에 나선형 구조를 가지며 두께 W를 갖는 하부 도전층(15)이 나선형으로 형성되어 두께 D를 갖는 상부 도전층(17)과 연결되어 있다.
도 1b는 종래 기술에 따라 제조된 인덕터를 도 1a에서의 X-X' 방향으로 절단한 단면도로서 반도체기판(11) 상에 층간절연막(13)이 1.4∼1.6㎛의 높이로 형성되어 있고 상부 도전층(15)은 하부 도전층(17)으로부터 소정의 간격을 갖도록 떨어져 형성되어 있다. 상기에서 층간절연막(13)은 유전체 역할을 한다.
이러한 인덕터에 전류를 변화시키면 자기장의 변화를 일으키고 그러므로서 자력선속의 변화를 일으킨다. 이것은 그대로 프라이데이(Faraday) 법칙에 따라 자체에 유도되는 기전력을 일으킨다. 이것은 코일의 감은 수, 코일의 모양에 따라 변하게된다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 반도체장치의 인덕터는 상부 도전층만을 인덕터로 이용하는 것으로서 상부 도전층의 회전수, 즉, 권선수가 증가할수록 그 면적이 기하급수적으로 증가하게된다. 따라서, 종래의 평면 회절 기하 방식으로는 고집적회로에서 그 사용이 한계가 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 반도체기판 상에 집적화에 적당하도록 3차원적인 반도체장치의 인덕터의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 인덕터의 제조 방법은 반도체기판 상의 소정 부분을 소정 깊이로 식각하여 일렬로 배열되는 다수 개의 홈을 형성하는 공정과, 상기 다수 개의 홈을 채우는 제 1 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 다결정실리콘층 상의 소정 부분을 산화시켜 산화실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 다결정실리콘층 상에 상기 산화실리콘층을 덮도록 제 2 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 다결정실리콘층을 상기 제 1 다결정실리콘층의 일측을 상기 산화실리콘층을 지나서 인접하는 제 1 다결정실리콘층의 타측과 전기적으로 연결되도록 패터닝하는 공정을 구비한다.
도 1은 종래의 단일 소자로써의 인덕터를 도시하는 구조도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체장치의 인덕터 제조 방법을 도시하는 단면 및 평면 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
21 : 반도체기판 23 : 제 1 마스크층
25 : 제 1 다결정실리콘층 27 : 산화실리콘층
29 : 제 2 다결정실리콘층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체장치의 인덕터 제조 방법을 도시하는 단면 및 평면 공정도이다.
본 방법은 도 2a에 나타낸 바와 같이 저농도의 도전형 불순물이 도핑된 반도체기판(21) 상에 산화실리콘층과 같이 상기 반도체기판(21)과 식각선택비가 다른 절연막을 이용하여 제 1 마스크층(23)을 형성하고, 상기 제 1 마스크층(23)을 패터닝하여 상기 반도체기판(21)의 소정 부분을 노출시킨다. 그런 후에 상기 노출된 반도체기판(21)을 소정 깊이의 U자 형태로 식각하여 상기 반도체기판(21)에 다수 개의 홈(24)을 형성한다. 상기에서 홈(24)의 수는 인덕터의 코일이 감기는 수와 같게 형성한다.
그리고, 상기 도 2b와 같이 상기 제 1 마스크층(23) 상에 상기 홈(24)을 채우도록 불순물이 도핑된 제 1 다결정실리콘층(Polysilicon layer : 25)을 형성하고, 상기 제 1 다결정실리콘층(25)을 에치백(Etch-back)하여 상기 다수 개의 홈(24) 내부에만 상기 제 1 다결정실리콘층(25)이 잔류하도록한다.
그런 후에, 도 2c에 나타낸 바와 같이 상기 제 1 마스크층(23) 및 제 1 다결정실리콘층(25) 상에 상기 제 1 마스크층(23) 및 다결정실리콘과 식각선택비가 다른 질화실리콘을 사용하여 제 2 마스크층(26)을 형성하고 상기 제 2 마스크층(26)을 패터닝하여 상기 홈(24)을 채운 다수 개의 제 1 다결정실리콘층(25) 및 제 1 마스크층(23)의 소정 부분을 일렬로 노출시키는 패턴을 형성한다. 상기의 제 2 마스크층(26)을 마스크로 사용하여 상기 노출된 제 1 다결정실리콘층(25) 및 제 1 마스크층(23)을 저온 산화 방법으로 산화시켜 노출된 제 1 다결정실리콘층(25)과 제 1 마스크층(23)으로 가려진 반도체기판(21)이 상기 제 1 마스크층(23)을 통과하여 확산해 들어온 산소와 결합하여 연결된 바(bar) 형태의 산화실리콘층(27)을 형성한다.
그리고, 도 2d와 같이 상기 제 2 마스크층(26)로 사용된 질화실리콘층을 습식 식각 방법으로 제거하고, 상기 제 1 마스크층(23) 상에 상기 산화실리콘층(27)을 덮도록 전면에 불순물이 도핑된 제 2 다결정실리콘층(29)을 형성한다.
그런 후에, 도 2e에 나타낸 바와 같이 상기 제 2 다결정실리콘층(29)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 상기 하나의 제 1 다결정실리콘층(25)의 일측과 좌우에 인접한 제 1 다결정실리콘층(25)의 타측을 상기 제 1 마스크층(23) 및 산화실리콘층(27)을 가로질러 전기적으로 연결하는 제 2 다결정실리콘층(29)을 형성하여 제 1 다결정실리콘층(25)과 제 2 다결정실리콘층(29)이 서로 연결되어 상기 바 형태의 산화실리콘층(27)에 코일처럼 한 방향으로 감겨진 인덕터를 형성한다.
따라서, 본 발명에서는 일반적인 반도체기판 상에 제 1 및 제 2 다결정실리콘층을 3차원적으로 연결하여 인덕터를 형성하므로서, 고집적화에 적당하면서도 용량을 제어할 수 있는 이점이 있다.
Claims (3)
- 반도체기판 상의 소정 부분을 소정 깊이로 식각하여 일렬로 배열되는 다수 개의 홈을 형성하는 공정과,상기 다수 개의 홈을 채우는 제 1 다결정실리콘층을 형성하는 공정과,상기 제 1 다결정실리콘층 상의 소정 부분을 산화시켜 산화실리콘층을 형성하는 공정과,상기 제 1 다결정실리콘층 상에 상기 산화실리콘층을 덮도록 제 2 다결정실리콘층을 형성하는 공정과,상기 제 2 다결정실리콘층을 상기 제 1 다결정실리콘층의 일측을 상기 산화실리콘층을 지나서 인접하는 제 1 다결정실리콘층의 타측과 전기적으로 연결되도록 패터닝하는 공정을 구비하는 반도체장치의 인덕터 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서 상기 반도체기판 상에 일렬로 배열되는 다수 개의 상기 홈을 상기 반도체기판과 식각선택비가 다른 산화실리콘으로 이루어진 제 1 마스크층을 마스크로 사용하여 형성하는 반도체장치의 인덕터 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서 상기 산화실리콘층을 상기 제 1 다결정실리콘층 상에 다결정실리콘 및 산화실리콘과 식각선택비가 다른 질화실리콘으로 이루어진 제 2 마스크층을 마스크로 사용하여 형성하는 반도체장치의 인덕터 제조 방법.
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