KR20030015529A - 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 최상층의 금속층을 본딩 와이어로 서로 연결하는 솔레노이드 형태의 인덕터를 형성하여 하부 회로에 자기장의 영향을 주지 않는 고효율의 인덕터를 얻을 수 있는 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 반도체 소자가 형성된 반도체 기판상에 복수개의 금속층을 형성하는 단계와 상기 금속층상에 절연막을 형성하는 단계와 상기 금속층상에 대응되는 영역의 상기 절연막을 식각하여 상기 금속층 양단부에 콘택홀을 형성하는 단계와 상기 콘택홀을 통하여 상기 금속층를 서로 본딩 와이어로 연결하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 최상층의 금속층을 본딩 와이어로 서로 연결하는 솔레노이드 형태의 인덕터를 형성하여 하부 회로에 자기장의 영향을 주지 않는 고효율의 인덕터를 얻을 수 있는 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다
통신 산업의 발전, 특히 개인용 휴대 통신의 발전으로 인해 RF(radio frequency) 아날로그(analog) 소자의 개발이 필요함에 따라 수동소자인 인덕터의 집적화가 요구되어 지고 있다. 일반적으로 반도체 소자의 인덕터는 최상층의 금속층을 코일(coil)부로 사용한다. 이 코일은 나선형(spiral)의 형태로 평면상에 형성된다.
그러나 나선형의 형태로 평면상에 형성되는 인덕터는 코일의 중심부에 자기장이 발생하고, 자기장의 방향이 반도체 소자의 내부로 향하게 된다. 따라서 반도체 소자의 회로에 영향을 주는 문제가 발생한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술의 반도체 소자 인덕터의 단면도이다.
반도체 소자의 각 구성 요소들이 형성되어 있는 반도체 기판(1)상에 제 1 금속층(2)을 형성하고, 제 1 금속층(2)을 포함한 반도체 기판(1)상에 제 1 층간 절연막(3)과 제 2 층간 절연막(4)을 형성한다.
제 1 금속층(2)와 대응되는 영역의 제 1 층간 절연막(3)과 제 2 층간 절연막(4)을선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하고, 콘택홀의 측면에 하면에 장벽금속층(5)와 플러그(6)을 형성한다.
플러그(6)을 포함한 제 2 층간 절연막(4)상에 제 2 금속층(7)을 형성하고, 플러그(6)과 제 2 금속층(4)가 연결되는 상태에서 나선형(spiral)형태로 패터닝한다.
마지막으로 나선형 형태의 제 2 금속층(7)상에 몰딩층(8)을 형성하여 인덕터를 완성한다.
도 2는 종래 기술의 반도체 소자 인덕터의 평면도이다.
제 2 층간 절연막(4)상에 플러그(6)과 전기적으로 연결되는 제 2 금속층(7)을 나선형 형태로 형성된 패터닝한 인덕터의 평면도를 보여 준다.
이와 같은 종래 기술의 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 문제가 있다.
첫 번째, 나선형의 형태로 평면상에 형성되는 인덕터는 코일의 중심부에 자기장이 발생하고, 자기장의 방향이 반도체 소자의 내부로 향하게 된다. 따라서 반도체 소자의 회로에 영향을 주어 오동작을 유발시킬 수 있다.
두 번째, 디자인룰(design rule)상의 인덕터의 두께와 최상층 금속층의 두께가 일치하지 않아 반도체 설계 및 제조 공정에서 문제가 발생할 가능성이 높다.
세 번째, 인덕터 형성에 따른 공정이 추가되므로 제조 원가가 증가하고 공정사고가 발생할 가능성이 증가한다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법에 대한 문제를 해결하기 위한 것으로 반도체 칩상에서, 최상층의 금속층을 본딩 와이어로 서로 연결하는 솔레노이드(solenoid) 형태의 인덕터를 형성하여 반도체 소자의 하부 회로에 자기장의 영향을 주지 않는 고효율의 인덕터를 얻을 수 있는 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술의 반도체 소자 인덕터의 단면도
도 2은 종래 기술의 반도체 소자 인덕터의 평면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 인덕터 제조 방법의 공정 단면도
도 4는 본 발명의 반도체 소자의 인덕터의 사시도
도 5는 본발명에 따른 반도체 소자 인덕터의 제조 방법의 평면도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자 인덕터의 구조 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31 : 반도체 기판 32 : 제 1 금속층
33 : 제 1 층간 절연막 34 : 제 2 층간 절연막
35 : 장벽 금속층 36 : 플러그
37: 제 2 금속층 패턴 38 : 제 3 층간 절연막
39 : 콘택홀 40 : 본딩 와이어
41 : 몰딩층 41 : 자성층 패턴
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 인덕터 구조는 반도체 소자가 형성된 반도체 기판; 상기 반도체 기판상의 복수개의 금속층; 상기 금속층의 양단부를 서로 연결한 본딩 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 인덕터 제조 방법은 반도체 소자가 형성된 반도체 기판상에 복수개의 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 금속층상에 대응되는 영역의 상기 절연막을 식각하여 상기 금속층 양단부에 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 통하여 상기 금속층를 서로 본딩 와이어로 연결하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 반도체 소자의 인덕터 그의 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 인덕터 제조 방법의 공정 단면도이다.
도 3(a)와 같이, 반도체 소자의 각 구성 요소들이 형성되어 있는 반도체 기판(31)상에 제 1 금속층(32)을 형성하고, 제 1 금속층(32)을 포함한 반도체 기판(31)상에 제 1 층간 절연막(33)과 제 2 층간 절연막(34)을 형성한다.
제 1 금속층(32)와 대응되는 영역의 제 1 층간 절연막(33)과 제 2 층간 절연막(34)을 선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하고, 콘택홀의 측면에 하면에 장벽금속층(35)와 플러그(36)을 형성한다.
플러그(36)을 포함한 제 2 층간 절연막(34)상에 제 2 금속층(도면에 도시되지 않음)을 형성하고, 제 2 금속층을 분리된 형태의 복수의 제 2 금속층 패턴(37)으로 패터닝한다. 복수의 제 2 금속층 패턴(37)중 하나는 플러그(36)과 전기적으로 연결된다.
제 2 금속층 패턴(37)상에 제 3 층간 절연막(38)을 형성하고 제 2 금속층 패턴(37)의 양단부와 대응되는 제 3 층간 절연막(38)을 식각하여 콘택홀(39)을 형성한다.
여기서 제 1 층간 절연막(33), 제 2 층간 절연막(34), 그리고 제 3 층간 절연막(38)은 산화막 또는 질화막으로 형성한다.
도 3(b)와 같이, 콘택홀(39)을 통하여 복수의 제 2 금속층 패턴(37)을 본딩 와이어(40)로 서로 연결하여 솔레노이드(solenoid) 형태의 인덕터를 형성한다.
마지막으로 인덕터를 포함한 제 3 층간 절연막(38)상에 자성고무 및 자성 플라스틱등의 재료로 몰딩층(molding layer)(41)을 형성한다. 몰딩층(41)은 인덕터의 코어부를 형성하여 고효율의 인덕턴스를 얻게 한다.
도 4는 본 발명의 반도체 소자 인덕터의 사시도로 제 2 금속층 패턴(37)의 양단부가 본딩 와이어(40)로 서로 연결된 형태를 도시한다.
도 5는 본발명에 따른 반도체 소자 인덕터의 제조 방법의 평면도이다.
도 5(a)는 제 2 금속층 패턴(37)의 양단부에 콘택홀(39)이 제 3 층간 절연막(38)을 관통하여 형성되어 있는 평면도이다.
도 5(b)는 제 2 금속층 패턴(37)의 양단부의 콘택홀(39)을 통하여 본딩 와이어(40)이 형성되어 있는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자 인덕터의 단면도이다.
반도체 소자의 각 구성 요소들이 형성되어 있는 반도체 기판(31)상에 제 1 금속층(32)을 형성하고, 제 1 금속층(32)을 포함한 반도체 기판(31)상에 제 1 층간 절연막(33)과 제 2 층간 절연막(34)을 형성한다.
제 1 금속층(32)와 대응되는 영역의 제 1 층간 절연막(33)과 제 2 층간 절연막(34)을 선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하고, 콘택홀 측면의 하면에 장벽금속층(35)와 플러그(36)를 형성한다.
플러그(36)를 포함한 제 2 층간 절연막(34)상에 제 2 금속층(도면에 도시되지 않음)을 형성하고, 제 2 금속층을 분리된 형태의 복수의 제 2 금속층 패턴(37)으로 패터닝한다. 복수의 제 2 금속층 패턴(37)중 하나는 플러그(36)와 전기적으로 연결된다.
제 2 금속층 패턴(37)상에 제 3 층간 절연막(38)과 자성층(도면에 도시되지 않음)을 형성하고 자성층을 선택적으로 식각하여 제 2 금속층 패턴(37)사이에 자성층 패턴(43)을 형성한다. 그리고 제 2 금속층 패턴(37)의 양단부와 대응되는 제 3 층간절연막(38)을 식각하여 콘택홀(39)을 형성한다.
자성층은 인덕턴스를 증가시키는 기능을 하면 Co, Fe, Ni, 그리고 Mg중 하나를 선택하여 사용한다.
콘택홀(39)을 통하여 복수의 제 2 금속층 패턴(37)을 본딩 와이어(40)로 서로 연결하여 솔레노이드(solenoid) 형태의 인덕터를 형성한다.
이와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자 인덕터 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫 번째, 인덕터를 제조하기 위해 추가 공정없이 반도체 소자의 패키지 공정시 복수의 금속층를 본딩 와이어를 통하여 연결시킴으로써 공정을 단순화시키고 제조 원가를 절감할 수 있다.
두 번째, 인덕터가 솔레노이드 형태로 구성되어 반도체 칩과 평행한 방향으로 자기장이 형성되므로 인덕터 하부의 반도체 소자의 회로에 영향을 주지 않는 다.
세 번째, 종래 기술의 나선형 형태보다 본 발명의 솔레노이드 형태가 작은 공간내에서 권선수를 증가시킬수 있어 고효율의 인덕터를 얻을 수 있고 코일의 두께를 감소시킬수 있다.
Claims (7)
- 반도체 소자가 형성된 반도체 기판;상기 반도체 기판상의 복수개의 금속층;상기 금속층의 양단부를 서로 연결한 본딩 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 인덕터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 금속층과 상기 본딩 와이어를 몰딩하는 몰딩층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 인덕터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 몰딩층은 자성 고무 또는 자성 플라스틱을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 인덕터.
- 상기 반도체 소자가 형성된 반도체 기판;상기 반도체 기판상의 복수개의 금속층;상기 금속층사이의 자성층;상기 금속층의 양단부를 서로 연결한 본딩 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 인덕터.
- 제 4 항에 있어서, 상기 자성층은 Co, Fe, Ni, 그리고 Mg중 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 인덕터.
- 반도체 소자가 형성된 반도체 기판상에 복수개의 금속층을 형성하는 단계;상기 금속층상에 절연막을 형성하는 단계;상기 금속층상에 대응되는 영역의 상기 절연막을 식각하여 상기 금속층 양단부에 콘택홀을 형성하는 단계;상기 콘택홀을 통하여 상기 금속층를 서로 본딩 와이어로 연결하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 인덕터의 제조 방법.
- 반도체 소자가 형성된 반도체 기판상에 복수개의 금속층을 형성하는 단계;상기 금속층상에 절연막을 형성하는 단계;상기 금속층상에 대응되는 영역의 상기 절연막을 식각하여 상기 금속층 양단부에 콘택홀을 형성하는 단계;상기 금속층사이의 상기 절연막상에 자성층을 형성하는 단계;상기 콘택홀을 통하여 상기 금속층를 서로 본딩 와이어로 연결하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 인덕터의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020010049299A KR20030015529A (ko) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법 |
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| KR1020010049299A KR20030015529A (ko) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 반도체 소자의 인덕터 및 그의 제조 방법 |
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| KR (1) | KR20030015529A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469248B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 무선통신 모듈용 마이크로 인덕터 |
-
2001
- 2001-08-16 KR KR1020010049299A patent/KR20030015529A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469248B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 무선통신 모듈용 마이크로 인덕터 |
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