SE520093C2 - Skärmad induktor - Google Patents
Skärmad induktorInfo
- Publication number
- SE520093C2 SE520093C2 SE0004614A SE0004614A SE520093C2 SE 520093 C2 SE520093 C2 SE 520093C2 SE 0004614 A SE0004614 A SE 0004614A SE 0004614 A SE0004614 A SE 0004614A SE 520093 C2 SE520093 C2 SE 520093C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- substrate
- integrated circuit
- circuit according
- ditches
- metal
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 67
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/10—Inductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/5227—Inductive arrangements or effects of, or between, wiring 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
- H01L27/08—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 including only semiconductor components of a single kind
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
25 30 520 093 2 leder till förbättrade Q-värden tack vare både en skärmande effekt mot att elektriska strömmar indu- ceras i substratet och en minskning av de inducerade virvelströmmarna i det jordade skärmskiktet, eftersom det jordade skärmskiktet är mönstrat på sådant sätt, att strömmama inte kan cirkulerai me- tallen under induktorn, se fig. la, lb i denna ansökan.
I Burghartz et al., "Progress in RF Inductors on Silicon - Understanding MMIC Inductors", IEDM Tech. Digest, 1998, sid. 523 - 526, görs en jämförelse av olika förfaranden för att minska sub- stratförluster, mellan de utföranden, som beskrivs i den anförda artikeln av C.P. Yue et al. och i den anförda patentansökningen med Yue et al. som uppfinnare.
Forskningsområdet innefattande induktorer integrerade i kiselstrukturer är ännu under utveck- ling. Rapporterade resultat kan tyckas motsäga varandra. De exakta mekanismema för förlusterna och bästa sättet att ställa upp modeller med hjälp av ekvivalenta kretsar, som beskriver hur förluster- na uppkommer, på ett fysikaliskt, inte alltför förenklat sätt, diskuteras fortfarande. En induktorstruk- tur, som har goda egenskaper, när den används i en tillämpningskrets, kan ibland inte ha lika goda egenskaper, när den används i en annan typ av krets, dvs induktorstrukturens elektriska egenskaper är beroende av den faktiska kretsen eller närmare bestämt av den exakta fysikaliska omgivande strukturen. Det är därför svårt att bestämma den optimala strukturen för en induktor med hjälp av en- bart teoretiska undersökningar eller beräkningar.
Det förfarande, som beskrivs i artikeln av C.P. Yue et al. och i motsvarande patent, förbättrar induktorers prestanda. Metalliseringsmönstret måste dock vara kontinuerligt och det måste vara för- bundet med en fast potential vid någon punkt, företrädesvis vid flera punkter, för att fungera bra som skärrnning. Emellertid anges inte några medel för att förbättra inverkan av det under metalliserings- mönstret liggande substratet. Dessutom har mönstret öppningar mot substratet, i vilka det elektro- magnetiska fältet kan tränga igenom. Enligt våra försök och den anförda artikeln av Burghartz et al. kan en jordning av substratet nära den elektriska ledare, som utgör induktorn, förbättra Q-värdet, eftersom ett elektriskt väl ledande substrat med väldefinierad potential såsom jordpotential även fun- gerar som en skärmning och minskar effekterna av virvelströmmar i kislet. I de processer, som för närvarande används för att tillverka integrerade kretsar, finns dock inte någon helt bra kontakt på framsidan. De kontakter, som används, har fortfarande betydande elektrisk resistans mot substratet.
I den publicerade internationella patentansökningen WO 97/ 35344 motsvarande U.S.-patentan- sökan nr 08/821,880, "Semiconductor device shielded by an array of electrically conductive pins and a method to manufacture such a device", med uppfinnare Tomas J arstad och Hans Norström, visas en skärmning av en halvledarkomponent eller elektrisk förbindningsbana på ett halvledarsubstrat, vilken skärrnning innefattar separata substratkontakter anordnade i ett mönster omkring kom- 10 15 20 25 30 -520 093 3 ponenten eller ledningsbanan, van/id varje kontakt har en förhållandevis liten tvärsnittsyta och tvär- snittsytorna exempelvis är fyrkantiga.
Vidare beskrivs i den publicerade japanska patentansökningen 1 l- 1 45 386 en induktor försedd med ett dike, vilket sträcker sig parallellt med den elektriska ledningsbanan hos induktorn och är be- läget mellan angränsande delar av den spiralforrnade ledningsbanan. I U.S.-patentet 5,742,09l för Francois Hébert visas ett utförande av en induktor med spiralformad metalledare, i vilken ett konti- nuerligt djupt dike är beläget omedelbart under den spiralformade banan. Dessutom kan ett andra kontinuerligt spiralfonnat dike anordnas i mellanrummen hos det första diket, dvs även mellan an- gränsande delar av den spiralformade ledaren. I en alternativ utföringsfonn har diket ett mask- eller nätliknande rektangulärt mönster, som är beläget under hela den yta, vilken upptas av ledaren, och kan betraktas som innefattande två uppsättningar av avsnitt av diken, vilka korsar varandra, varvid avsnitten i varje uppsättning är parallella med varandra. I U.S.-patentet 5,71 7,243 visas en utform- ning av en induktor med en spiralformad metalledare, i vilken radiella diken är anordnade under den spiralformade ledningsbanan.
I den publicerade intemationella patentansökningen WO 97/45873, som motsvarar U.S.-pa- tentansökan 08/865, 1 30, "Conductors for integrated circuits", med uppfinnare Ted Johansson och Hans Norström, visas ett utförande av en induktor med en spiralformad metalledare, i vilket ett mask- eller nätliknande mönster bildat av diken är beläget under det område, som upptas av metalle- daren. Mönstret kan vara ett rätvinkli gt mönster innefattande två uppsättningar av varandra korsande diken, varvid dikena i varje uppsättning är parallella med varandra.
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med föreliggande uppfinningen att anvisa en utfonnning av en induktor för en integrerad krets med förbättrad elektrisk skärmning.
Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att anvisa en induktor i en integrerad krets med förbättrat Q-värde.
Ett problem som uppfinningen avser att lösa är följaktligen allmänt hur man skall förbättra Q- värdet för en induktor i en integrerad krets. I synnerhet avser problemet hur man skall skärma de pa- rasitkapacitanser som härrör från substratet utan att försämra induktansen hos en sådan induktor.
Allmänt innefattar sålunda en skärmad induktor en elektrisk ledare utformad på lämpligt sätt, exempelvis i ett spiralformat mönster, och en stor uppsättning diken anordnade i ett mönster under den elektriska ledaren. Öarna mellan dikenas öppningar innehåller kiselsubstratet och en epitaxiell struktur anordnad ovanpå substratet. Substratet har god ledningsförmåga och kan ha ett lågdopat el- ler svagt dopat skikt anordnat på sin ovansida. Dikena sträcker sig från ytan ned till skiktet med dop- 10 15 20 25 30 520 093 4 ning av p+ eller n+. I öarna finns substratkontakter, som är förbundna med metallområden, vilka täc- ker öamas ovansida, så att ett separat metallornråde är anordnat för varje substratkontakt. Metallom- rådena är sålunda skilda från varandra i sidled och de kan täcka väsentligen öarnas hela yta och sträc- ker sig företrädesvis även något över angränsande diken, över små kantområden av dessa.
KORT F IGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas såsom icke-begränsande utföringsfonner med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka: - Fig. la är en perspektivvy av en mönstrad jordad skännning i enlighet med känd teknik, - F i g. lb är en vy ovanifrån av en rätvinkli g spiralformad induktor anordnad över den mönstrade jor- dade skärmningen i fig. la enligt känd teknik, - Fig. 2a är ett schematiskt tvärsnitt av en del av en integrerad krets, som visar en ytstruktur innefat- tande en ledningsbana hos en induktor med skärmning utformad på ett altemativt sätt, - Fig. 2b är en schematisk vy ovanifrån av den i fig. 2a visade delen av skärmningen, - F i g. 2c är en schematisk vy ovanifrån av en induktor anordnad ovanför ytstrukturen enligt fi g. 2a och 2b, - F i g. 3 är en vy ovanifrån av ett mönster av diken, som används under en induktor hos en integrerad krets enligt känd teknik, - F ig. 4a är ett schematiskt tvärsnitt av en del av en integrerad krets, som visar en ytstruktur innefat- tande en ledningsbana hos en induktor med ytterligare en skärmningsstruktur, - Fig. 4b är en schematisk vy ovanifiån den i fig. 4a visade delen av skärmningen, och - F ig. 5 är en schematisk vy ovanifrån av en ledningsbana hos en induktor omgiven av en ram.
BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. 3 är en vy ovanifrån av en del av ett substrat, i vilket en stor grupp diken l har etsats för att bilda ett lämpligt mönster. Mönstret med dikena används under en skärmad induktor för att mins- ka förluster från induktom till substratet, såsom föreslås i det anförda U.S.-patentet för Hébert och den anförda intemationella patentansökningen WO 97/45 873. Det visade mönstret innefattar en förs- ta uppsättning flera raka likadana diken anordnade parallellt med varandra och på inbördes lika av- stånd och även en andra uppsättning likadana diken anordnade parallellt med varandra och på inbör- des lika avstånd, så att dikena i den andra uppsättningen är vinkelräta mot dikena ingående i den första uppsättningen. Hos varje valt mönster bör dikena vara så långa och belägna, att de passerar förbi induktoms yttersta varv in i substratmaterial, som omger induktom. Det använda mönstret för dikena kan ha godtycklig utfomining med maskor eller nätfonn, innefattande korta dikesavsnitt, som är förbundna med varandra och avgränsar förhållandevis små öar, vilka är skilda från varandra. Öar- 10 15 20 25 30 i 520 093 5 na kan sålunda ha varje lämplig, företrädesvis konvex form, exempelvis triangulär, fyrkantig, rekt- angulär, rombforrnad, hexagonal, oktagonal, cirkulär, osv. Dikena är allmänt taget djupa och av- långa, kontinuerliga urtagningar eller spår, som sträcker sig från något ytskikt hos strukturen ned i substratet. Öarna 5 mellan dikena är kvarvarande delar av ett kiselsubstrat eller substratskikt 7 och av nå- gon skiktstruktur anordnad ovanpå substratet, se det schematiska tvärsnittet i fig. 2a. Substratet 7 har dopningstyp p+ eller n+ och har följaktligen förhållandevis god elektrisk ledningsförmåga och i den visade utföringsformen är ovanpå detsamma ett lågdopat brunnsskikt 9 med dopningstyp p- eller n- beläget. Dikena l sträcker sig från ytan av brunnsskiktet 9 av typ p- eller n- ned i substratet eller skiktet 7, som har god elektrisk ledningsförmåga med dopning av typ p+ eller n+. Substratet 7 och brunnens dopningstyper är i den i fi g. 2a visade utföringsforrnen lika, dvs de är båda av p-typ eller n- typ, men de kan också vara olika, dvs substratet kan vara av p-typ och brunnen av n-typ eller också kan substratet vara av n-typ och brunnen av p-typ.
I varje kvarvarande ö 5 mellan dikena 1 finns en substratkontakt eller ett kontaktstifi 1 1 av ett lämpligt fyllande, elektriskt ledande material, exempelvis en metall såsom W, t ex av den typ som beskrivs i den anförda internationella patentansökningen WO 97/35344. Dessa kontaktstift 1 l kan vara förbundna med metallområden 13 anordnade på ovansidan av varje kvarvarande ö 5 och de sträcker sig in i substratskiktet 7, med vilket de följaktligen är elektriskt förbundna och vilket är av- sett att förbindas med någon konstant potential såsom jordpotential, varigenom substratet skärmas från det elektriska fält, vilket alstras av den elektriska ström, som flyter i den elektriska ledarbanan hos induktom. Följaktligen spärras endast det elektriska fältet, vilket leder till lägre inverkan på in- duktorn från parasitkapacitanserna. Magnetfáltet spärras inte. Med en fullständig skännning utan nå- got hål skulle magnetfältet bli spärrat och därigenom skulle induktanserna och Q-värdet hos den be- traktade konduktom minskas. Substratkontakterna l l har allmänt formen av smala stifi eller stänger anordnade i djupa bottenhål hos brunnen 9 och sträcker sig in i substratskiktet 7. Stiften eller stäng- ema kan lämpligen ha fyrkantigt tvärsnitt.
Metallområdena 13 är utformade som separata öar över det kvarvarande kislet i varje ö 5 och sträcker sig fram till dikena l, vilka bildar gränser för de respektive öarna, och de sträcker sig också företrädesvis en liten sträcka förbi dessa gränser, så att de innefattar smala kantremsor belägna ovan- för dikena l. Metallområdena 13 är via substratkontaktema l l och substratet 7 elektriskt förbundna med jordpotential. De har inte direkt kontakt med någon annan metallyta, vilket framgår av vyn ovanifrån i fig. 2b. Därigenom minskas virvelströmmar inducerade i metallområdena 13. 10 15 20 25 30 520 093 6 Metallområdena 13 kan vara kvarvarande områden av ett mönstrat första metallhuvudskikt M 1 i eller vid strukturens yta, varvid detta första metallskikt är utformat ovanpå ett passiviseringsskikt 13', som i sin tur är anordnat omedelbart ovanpå brunnen 9 och dikena l. Ovanpå deni fig. 2b visade strukturen innefattande ett övre metallskikt M1 är ett annat nonnalt passiviseringsskikt eller elekt- riskt isolerande skikt 14 såsom ett kiseloxidskikt deponerat. Ytterligare mönstrade metallhuvudskikt M2, M3, kan vara anordnade ovanför det isolerande skiktet 14. De ytterligare metallhuvudskikten är då också mönstrade och de åtskiljs av elektriskt isolerande skikt, exempelvis av kiseloxid. I dessa skikt framställs den spiralformade ledningsbanan hos en induktor genom att utnyttja de ytterligare metallskikten såsom är välkänt inom området, se exempelvis de anförda intemationella patentansök- ningama. Sålunda kan i ett undre metallskikt såsom M3 en undre ledningsbana 15 utformas och i metallskiktet M4 omedelbart därovanpå kan induktoms själva ledningsbana 17 utfonnas, se även fig. 2c, som visar den slutliga strukturen sedd ovanifrån. l denna figur ses ett område 19, som är beläget under induktoms hela ledningsbana och är helt fyllt med en grupp diken och substratkontakter, så- som har beskrivits med hänvisning till fig. 2a och 2b.
Hela induktorstrukturen kan omges av en ram 21 innefattande områden av samma metallskikt som metallområdena 13, se fi g. 2b och fig. 5. Metallramen 21 är elektriskt förbunden med en under- liggande ramliknande struktur innefattande rader av kontaktstifi 23, som är utformade på samma sätt som substratkontaktema l 1 och som tränger in i substratet 7. Metallramen 21 är ett kontinuerligt remsa med ett gap eller öppning 25, så att den blir en öppen struktur, i syfte att undvika cirkulerande strömmar.
Typiska värden kan vara att dikena har en bredd om 1 um, öama har mått om 3,5 x 3,5 umz och metallöama 3,7 x 3,7 umz.
Den ovan beskrivna strukturen innefattande isolerade metallöar minskar förluster från kiselsub- stratet. Följaktligen förbättrar den induktoremas Q-värden. Dessutom krävs i allmänhet inga ytterli- gare bearbetningssteg, förutsatt att substratkontakter enligt vad som visas i den publicerade intema- tionella patentansökningen PCT/ SE97/ 00487 motsvarande U.S.-patentansökan 08/ 82 1 ,880 används.
För att ytterligare förbättra verkan av det starkt ledande, jordade substratet 7 kan, om så erford- ras, en ytterligare dopning av typ p+ resp. n+ användas, som sträcker sig från ytan av brunnsskiktet 9 och något stycke in i detta skikt, se områdena 27 i fig. 2a. Dessa ytterligare dopade områden kan åstadkommas genom jonimplantation och har samma dopningstyp som brunnen 9. Tillsammans med substratkontaktstiften 11 fungerar de som yta-till-substratkontakter.
För att ytterligare förbättra substratets skärmning kan, såsom beskrivs i artikeln av C.P. Yue et al. och i den intemationella patentansökningen WO 98/ 50956, vilka anförts ovan, områden 29 hos ett 10 15 20 25 30 år 520 093 7 ytterligare elektriskt ledande, mönstrat skikt, vilka har en väsentligen omvänd placering i förhållande till de ovan beskrivna metallöama 13 och har en viss överlappning, placeras över eller under de skär- mande öarna 13, såsom åskådliggörs av den schematiska tvärsnittsvyn i fig. 4a och vyn-ovanifrån i fi g. 4b. Ornrådena 29 kan vara bildade i ett andra metallhuvudskikt M2 och har sålunda en form, som väsentligen stämmer överens med dikenas l form, men dess ledningsbanor kan uppenbarligen vara något bredare eller smalare än dikena. Dessa områden hos det ytterligare ledande mönstrade skiktet kan i det typiska fallet vara förbundna med jordpotential.
Huvudstegen hos ett förfarande för att tillverka den i fig. 2a - 2c visade strukturen skall nu kortfattat beskrivas.
Först tillhandahålls ett substrat eller substratskikt 7, som har god elektrisk ledningsförrnåga och följaktligen är hö gdopat, med antingen p+, såsom visas, eller n+. Brunnsskiktet 9 anbringas där- efter ovanpå substratet, exempelvis genom epitaxiell odling. Det är medelhögt dopat, så att det har ganska låg elektrisk ledningsförrnåga, med dopning av exempelvis typ p- i det visade exemplet, men det kan likaväl vara dopat till n-. Därpå åstadkoms djupa och smala urtagningar eller hålrum för di- kena, genom att först anbringa en mask och därefter utföra torretsning för att åstadkomma ur- tagningar, som sträcker sig in i substratskiktets 7 yta. Maskskiktet avlägsnas och urtagningar åter- fylls med elektriskt isolerande material, såsom kiseloxid, odopat polykisel eller något annat dielekt- riskt material, och i varj e fall bör materialet ha en elektrisk ledningsförrnåga, som är lägre än sub- stratskiktets 7 och brunnsskiktets 9 elektriska ledningsförmåga. För tillräckligt smala hål blir den vid återfyllningsförfarandet ovanpå substratet åstadkomna ytan väsentligen plan. De på detta sätt åstad- komna dikena l kan ha en bredd om ungefär 1 - 2 um och ett djup om ungefär 5 - 20 um. Bredden hos substratstrukturen och substratmaterialet mellan angränsande diken kan vara så liten som är praktiskt möjligt, exempelvis inom området 2 - 4 um.
Om så önskas kan en ytterligare dopning för att åstadkomma områdena 27, se fi g. 2a, avsedda för att förbättra skärmningen och innefattande ytterligare implanterade dopningsänmen av samma dopningstyp som brunnen 9, utföras i detta steg, med hjälp av en mönstrad fotomask för att endast implantera områden inuti den induktorstruktur, som skall bildas.
På ytan av plattan deponeras ungefär 1 um elektriskt isolerande material, företrädesvis kiseldi- oxid, och det kan därefter göras väsentligen plant med hjälp av konventionella förfaranden för att bil- da det isolerande skiktet 13'. Därnäst anbringas ett maskskikt för djupa hål på den väsentligen plana ytan av det isolerande materialet och mönstras sedan. Öppningarna i masken och de djupa hål, som skall åstadkommas, kan ha mått som motsvarar bredden hos dikena, dvs de kan ha bredder/ diarnetrar inom området 1 - 2 um. De djupa hålen åstadkoms genom torretsning och maskskiktet avlägsnas. De 10 15 20 25 30 520 093 Kaa fzffleß *w 8 djupa hålen ges vid etsningsförfarandet ett djup som är större än höjden hos det isolerande skiktet 13' och brunnsskiktet 9 för att nå ned till det högdopade substratet 7. Därpå åstadkoms konventionella kontakthål, ej visade, ned till alla aktiva eller passiva anordningar, ej visade, som behöver elektrisk kontakt, och därefter anbringas i alla kontakthål i ett undre metallskikt, exempelvis innefattande Ti, Pt, Co, som inte vidhäfiar till det isolerande materialet i det översta skiktet l3'. Detta undre metall- skikt uppvärms under en kort tidsperiod för att bilda en bra metall-till-halvledarkontald. En spärrme- tall, ej visad, exempelvis TiN, deponeras i hålen ovanpå det undre metallskiktet och slutligen fylls hålen med CVD-deponerat wolfram W, men andra metaller kan också användas för att bilda sub- stratkontaktema l l och andra kontaktpluggar. Under deponeringen fylls de djupa hålen helt och hål- let med metall, "pluggas igen", om den deponerade tjockleken är av samma storleksordning som tvärrnåttet eller diametern hos de djupa hålen. Under fyllningsförfarandet deponeras även wolfiam W på plattans yta. Därnäst deponeras ytterligare ett elektriskt ledande skikt, exempelvis innefattande aluminium, över hela plattans yta. Efter mönstring och etsning genom de två ledande skikten med hjälp av konventionella förfaranden tjänar de invid varandra liggande, mönstrade W- och Al-skikten som det första metallhuvudskiktet Ml.
Ytterligare ett elektriskt isolerande oxidskikt 14 anbringas därefter, hål etsas i detta skikt och ovanpå detta isolerande skikt anbringas ytterligare ett metallskikt. Detta andra metallskikt (skikt M3 i fi g. 2a) mönstras, så att det kommer att innefatta den elektriska ledaren 15 för att förbinda den inre änden av induktorns ledningsbana. Ett ytterligare elektriskt isolerande oxidskikt anbringas därefter, hål åstadkoms däri och därpå anbringas ett tredje metallskikt (skikt M4 i fi g. 2a) och mönstras för att bilda induktorns ledningsbana l 7. Tj ockleken hos vart och ett av huvudmetallskikten kan typiskt lig- ga inom området l - 2 pm. Bredden hos den ledningsbana, som bildar induktom, kan vara ungefär 5 pm och avståndet mellan angränsande delar hos ledningsbanan kan vara av samma storleksordning som ledningsbanornas bredd. De övre metallskikten kan åstadkommas genom att deponera ett lämp- ligt metallmaterial för att även fylla hålen i oxidskiktet, så att elektriska förbindningar med ledama hos det underliggande metallskiktet åstadkoms. Efter deponering etsas metallskikten med hjälp av konventionella förfaranden för att bilda de erforderliga ledarna.
De ytterligare mönstrade metalliseringsskikten (exempelvis M2 i fig. 4a) bildas, om de erford- ras, med hjälp av konventionella förfaranden, exempelvis dem som har beskrivits för de övre metall- skikten.
Claims (12)
1. 0 15 20 25 30 s2o oas fr PATENTKRAV l. Integrerad krets innefattande en induktor, vilken innefattar en metalledare anordnad i en yt- struktur hos ett substrat med god elektrisk ledningstörrnåga, särskilt ett dopat kiselsubstrat, och vida- re innefattande diken i ytstrukturen, som sträcker sig ned in i substratet, är belägna under metalleda- ren och är fyllda med elektriskt isolerande material, varvid dikena är anordnade i ett nätliknande mönster med maskor eller i ett gallerrnönster, så att öar bildas av substratrnaterialet i ytstrukturen mellan maskoma hos mönstret mellan angränsande delar av dikena, kännetecknad av substratkon- takter anordnade inuti de från varandra åtskilda öama, som bildas av maskoma, varvid substratkon- taktema är gjorda av elektriskt ledande material och sträcker sig genom ytstrukturen ned in i substra- tet.
2. Integrerad krets enligt krav 1, kännetecknad av åtskilda första elektriskt ledande områden, som täcker öarna, varvid de första elektriskt ledande områdena är förbundna med respektive åtskilda substraktkontakter och är elektriskt isolerade från varandra.
3. Integrerad krets enligt krav 2, kännetecknad av att de första elektriskt ledande områdena har en utsträckning, så att de täcker förhållandevis smala kantpartier av angränsande diken.
4. Integrerad krets enligt något av krav 2 - 3, kännetecknad av att de första elektriskt ledande områdena är elektriskt isolerade från metalledaren av ett elektriskt isolerande skikt anbragt ovanpå av de första elektriskt ledande områdena.
5. Integrerad krets enligt något av krav 1 - 4, kännetecknad av att i de åtskilda öama har ma- terialet vid sin yta en dopning för att ge ytan en god elektrisk ledningsförrnåga.
6. Integrerad krets enligt något av krav 2 - 4, kännetecknad av andra elektriskt ledande områ- den, som täcker dikena.
7. Integrerad krets enligt krav 6, kännetecknar! av att de andra elektriskt ledande områdena är utformade med väsentligen sarnrna mönster som dikena.
8. Integrerad krets enligt något av krav 6 - 7, kännetecknad av att de andra elektriska område- na är områden av ett metalliserat skikt beläget i ett plan ovanför eller under de första elektriskt ledan- de områdena.
9. Integrerad krets enligt något av krav 1 - 8, kännetecknad av en rarn av metall, som omger induktoms metalledare.
10. lO. Integrerad krets enligt krav 9, kännetecknad av att ramen av metall är elektriskt förbunden med en struktur av substratkontakter belägna under ramen av metall.
11. l 1. Integrerad krets enligt något av krav 9 - 10, kännetecknad av att ramen av metall är utfor- mad som en kontinuerlig remsa med minst en spalt. 520 093 /0
12. Integrerad krets enligt något av krav 2 - 4, kännetecknad av en metallrarn, som omger induktoms metalledare och är utförd i ett metallskikt, i vilket de första elektriskt ledande områdena är utformade.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0004614A SE520093C2 (sv) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Skärmad induktor |
TW090103022A TW518619B (en) | 2000-12-13 | 2001-02-12 | Integrated circuit |
AU2002222870A AU2002222870A1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Shielded inductor |
PCT/SE2001/002768 WO2002049110A1 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-13 | Shielded inductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0004614A SE520093C2 (sv) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Skärmad induktor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0004614D0 SE0004614D0 (sv) | 2000-12-13 |
SE0004614L SE0004614L (sv) | 2002-06-14 |
SE520093C2 true SE520093C2 (sv) | 2003-05-27 |
Family
ID=20282217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0004614A SE520093C2 (sv) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Skärmad induktor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2002222870A1 (sv) |
SE (1) | SE520093C2 (sv) |
TW (1) | TW518619B (sv) |
WO (1) | WO2002049110A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1538672B1 (en) * | 2003-05-29 | 2007-12-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
US6833603B1 (en) | 2003-08-11 | 2004-12-21 | International Business Machines Corporation | Dynamically patterned shielded high-Q inductor |
KR101205115B1 (ko) * | 2004-04-27 | 2012-11-26 | 엔엑스피 비 브이 | 반도체 디바이스 및 그 제조 방법 |
US7268409B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-09-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Spiral inductor with electrically controllable resistivity of silicon substrate layer |
US7247922B2 (en) | 2004-09-24 | 2007-07-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Inductor energy loss reduction techniques |
US10217703B2 (en) * | 2017-01-03 | 2019-02-26 | Xilinx, Inc. | Circuits for and methods of implementing an inductor and a pattern ground shield in an integrated circuit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3592505B2 (ja) * | 1997-11-10 | 2004-11-24 | 松下電器産業株式会社 | インダクタ素子の製造方法 |
TW363278B (en) * | 1998-01-16 | 1999-07-01 | Winbond Electronics Corp | Preparation method for semiconductor to increase the inductive resonance frequency and Q value |
US6310387B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-10-30 | Silicon Wave, Inc. | Integrated circuit inductor with high self-resonance frequency |
US6140197A (en) * | 1999-08-30 | 2000-10-31 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method of making spiral-type RF inductors having a high quality factor (Q) |
-
2000
- 2000-12-13 SE SE0004614A patent/SE520093C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-02-12 TW TW090103022A patent/TW518619B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-12-13 AU AU2002222870A patent/AU2002222870A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-13 WO PCT/SE2001/002768 patent/WO2002049110A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2002222870A1 (en) | 2002-06-24 |
SE0004614L (sv) | 2002-06-14 |
WO2002049110A1 (en) | 2002-06-20 |
SE0004614D0 (sv) | 2000-12-13 |
TW518619B (en) | 2003-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8564047B2 (en) | Semiconductor power devices integrated with a trenched clamp diode | |
EP2985790B1 (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
TWI389309B (zh) | 利用下沉溝槽之具有頂部汲極的半導體功率元件 | |
CN104040720B (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
US7250343B2 (en) | Power transistor arrangement and method for fabricating it | |
CN106549009A (zh) | 层叠式半导体器件结构及其制作方法 | |
US20110201175A1 (en) | System on a Chip with On-Chip RF Shield | |
DE102017108048A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit einer grabenstruktur | |
CN102386145A (zh) | 包括沟槽内的特征件的电子器件 | |
CN108346579A (zh) | 具有单元沟槽结构和接触点的半导体器件及其制造方法 | |
DE102017108047A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit struktur zum schutz gegen elektrostatische entladung | |
KR19990055422A (ko) | 실리콘 기판에서의 인덕터 장치 및 그 제조 방법 | |
JPH11501459A (ja) | 高密度トレンチ形dmosトランジスタ素子 | |
JP2000031497A (ja) | 横形igbtとその製造方法 | |
JP2000507045A (ja) | 導電ピンアレーで遮蔽された半導体デバイスとその製造方法 | |
CN108091573A (zh) | 屏蔽栅沟槽mosfet esd结构及其制造方法 | |
SE520093C2 (sv) | Skärmad induktor | |
JPH0332234B2 (sv) | ||
CN110391212A (zh) | 半导体装置以及其制造方法 | |
CN106684126A (zh) | 一种沟槽型晶体管器件结构及制作方法 | |
US7176546B2 (en) | Diode circuit and method of producing a diode circuit | |
KR100396065B1 (ko) | 집적회로구조및이의제조방법 | |
US5070388A (en) | Trench-resident interconnect structure | |
CN102956481A (zh) | 具有源极沟槽的沟槽式功率半导体元件的制造方法 | |
TWI788755B (zh) | 使用底部崩潰電流路徑的雪崩保護電晶體及其形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |