TWI645428B - 積體電感 - Google Patents

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Abstract

一種積體電感，其包含基板、絕緣層及電感。基板包含溝槽。至少一部分的絕緣層形成於溝槽內。電感配置於溝槽內，並位於絕緣層上。

Description

積體電感
本案係有關於一種基本電子電路，且特別是有關於一種積體電感。
一般電感於晶片中佔用較多面積，且電磁輻射(EMI radiation)狀況較為嚴重。因此，八字型電感應運而生，其具備較低的電磁輻射，且基於其結構特性而能相互抵銷耦合現象，而具備較低的互耦值。
然而，隨著現有電子裝置逐漸朝向微型化發展，八字型電感於晶片中依然佔據了一定的體積，而不利於電子裝置之微型化。此外，相較於一般電感，八字型電感之品質因素(quality factor)較低。
由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示 內容的完整概述，且其用意並非在指出本案實施例的重要/關鍵元件或界定本案的範圍。
本案內容之一目的是在提供一種積體電感，藉以改善先前技術的問題。
為達上述目的，本案內容之一技術態樣係關於一種積體電感，其包含基板、絕緣層及電感。基板包含溝槽。至少一部分的絕緣層形成於溝槽內。電感配置於溝槽內，並位於絕緣層上。
因此，根據本案之技術內容，本案實施例藉由提供一種積體電感，以改善八字型電感於晶片中佔據了一定的體積，而不利於電子裝置之微型化的問題，並改善八字型電感之品質因素(quality factor)較低的問題。本案因配置電感於基板之溝槽內，基板有其阻隔EMI輻射之功效，進而除了改善原先八字型電感之品質因素(quality factor)，亦可保留其阻隔EMI的功能。另亦可在基板之構槽之金屬上方的金屬層(inter-metal)放置圖案式接地防護層(PGS)，以加強隔絕耦合，於PGS上方另可放置其餘走線。
在參閱下文實施方式後，本案所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本案之基本精神及其他發明目的，以及本案所採用之技術手段與實施態樣。
100‧‧‧積體電感
100A~100D‧‧‧積體電感
110‧‧‧基板
140‧‧‧圖案化防護層
150‧‧‧金屬層
160‧‧‧連接部
112‧‧‧溝槽
114‧‧‧第一開口
116‧‧‧溝槽分支
120‧‧‧絕緣層
130‧‧‧電感
132‧‧‧第二開口
134‧‧‧電感分支
170‧‧‧電介質層
180‧‧‧分支部
182‧‧‧第二環形溝槽
184‧‧‧第三開口
190‧‧‧第二環形電感
192‧‧‧第四開口
為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係依照本案一實施例繪示一種積體電感的示意圖。
第2圖係依照本案一實施例繪示一種如第1圖所示之積體電感的剖面示意圖。
第3圖係依照本案另一實施例繪示一種積體電感的示意圖。
第4圖係依照本案另一實施例繪示一種如第3圖所示之積體電感的剖面示意圖。
第5圖係依照本案再一實施例繪示一種積體電感的俯視示意圖。
第6圖係依照本案又一實施例繪示一種積體電感的俯視示意圖。
第7圖係依照本案另一實施例繪示一種積體電感的俯視示意圖。
根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本案的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本案具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本案所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
第1圖係依照本案一實施例繪示一種積體電感100的示意圖。第2圖係依照本案一實施例繪示一種如第1圖所示之積體電感100的剖面示意圖。請一併參閱第1圖與第2圖，積體電感100包含基板110、絕緣層120及電感130。此外，基板110包含溝槽112。請參閱第2圖，至少一部分的絕緣層120形成於溝槽112內。電感130配置於溝槽112內，並位於絕緣層120上。需說明的是，第2圖繪示了積體電感100之完成圖，於製作時，會於基板110中形成溝槽112，隨後，於溝槽112上形成絕緣層120，再將電感130配置於絕緣層120上但位於溝槽112內。
如此一來，由於積體電感100之電感130位於基板110的溝槽112內，因此，得以節省體積。再者，由於電感130位於溝槽112內，因此，得以屏蔽電感130於運作時產生的電磁輻射。
第3圖係依照本案另一實施例繪示一種積體電感100A的示意圖。相較於第1圖所示之積體電感100，第3圖之 積體電感100A更包含圖案化防護層(patterned shield)140，此圖案化防護層140配置於基板110及電感130上方。由於在結構配置上，圖案化防護層140配置於電感130上方，因此，得以進一步屏蔽電感130於運作時產生的電磁輻射。在一實施例中，圖案化防護層140可耦接於接地端，而稱為圖案式接地防護層(patterned ground shield,PGS)，此外，圖案化防護層140亦可採用浮接(floating)之方式。
第4圖依照本案另一實施例繪示一種如第3圖所示之積體電感100A的剖面示意圖。由第4圖能夠更易於理解第3圖所示之積體電感100A的結構配置。如圖所示，圖案化防護層140配置於電感130上方，此外，電感130上方可堆疊金屬，如金屬層150。舉例而言，此金屬層150配置於圖案化防護層140與電感130之間，並透過複數個連接部(via)160以耦接於金屬層150與電感130。在一實施例中，積體電感100A更包含電介質層170，此電介質層170配置於圖案化防護層140與電感130之間，並覆蓋於金屬層150與該些連接部160上。
在另一實施例中，第1圖至第4圖所示之積體電感100、100A內的電感130可為八字型電感，而積體電感100、100A的基板110之溝槽112可為八字型溝槽，於第1圖與第3圖中雖僅繪示八字型電感的一部份，然本領域技術人員基於本案之上述說明，應可理解八字型電感可相應地配置於八字型溝槽內。請參閱第4圖，雖然相較於一般電感，八字型電感之品質因素(quality factor)較低，但是藉由本案之堆疊金屬於電感130上方的方式，以透過堆疊之金屬來控制電感130，得 以提升八字型電感之品質因素，其位於基板溝槽112內的電感130可遠比基板上方的金屬層來得厚，厚度可為20um-100um不等。
第5圖係依照本案再一實施例繪示一種積體電感100B的俯視示意圖。在本實施例中，積體電感100B包含第一環形溝槽112B，絕緣層120形成於第一環形溝槽112B上，此外，積體電感100B包含第一環形電感130B，第一環形電感130B配置於第一環形溝槽112B內，並位於絕緣層120上。在另一實施例中，第一環形溝槽112B包含第一開口114，第一環形電感130B包含第二開口132，此第二開口132與第一開口114相應配置。舉例而言，第一環形溝槽112B包含一未貫通之部分，於此俯視圖中，未貫通之部分形似第一環形溝槽112B之開口，因此，稱其為第一開口114，另外，第一環形電感130B亦包含第二開口132，此兩者之開口114、132相應地配置。
第6圖係依照本案又一實施例繪示一種積體電感100C的俯視示意圖。相較於第5圖所示之積體電感100B，第6圖之積體電感100C之第一環形溝槽112C更包含溝槽分支116，絕緣層120形成於溝槽分支116上，此外，第一環形電感130C更包含電感分支134，且電感分支134配置於溝槽分支116內，並位於絕緣層120上。在一實施例中，積體電感100C更包含分支部180，此分支部180與電感分支134交錯配置。
第7圖係依照本案另一實施例繪示一種積體電感100D的俯視示意圖。相較於第6圖所示之積體電感100C，第7圖之積體電感100D更包含第二環形溝槽182，此第二環形溝槽 182配置於第一環形溝槽112D外圍。此外，積體電感100D更包含第二環形電感190，此第二環形電感190配置於第二環形溝槽182內。在一實施例中，第二環形溝槽182包含第三開口184，第二環形電感190包含第四開口192，第四開口192與第三開口184相應配置。在另一實施例中，第一環形電感130D之第二開口132位於積體電感100D之一側(如圖中之上方)，第二環形電感190之第四開口192位於積體電感100D之另一側(如圖中之下方)。
在另一實施態樣中，本案之積體電感的製造方法包含以下步驟：步驟210：於基板中形成溝槽；步驟220：形成至少一部分的絕緣層於溝槽內；以及步驟230：配置電感於溝槽內，並位於絕緣層上。
為使本案實施例之積體電感的製造方法易於理解，請一併參閱第2圖。在步驟210中，於基板110中形成溝槽112。於步驟220中，形成至少一部分的絕緣層120於溝槽110內。於步驟230中，配置電感130於溝槽112內，並位於絕緣層120上。
為使本案實施例之積體電感的製造方法易於理解，請一併參閱第3圖及第4圖，在一實施例中，本案之積體電感的製造方法更包含以下步驟：配置圖案化防護層140於基板110及電感130上方。在另一實施例中，本案之積體電感的製造方法更包含以下步驟：配置金屬層150於圖案化防護層140 與電感130之間；以及藉由複數個連接部160以耦接金屬層150與電感130。
於再一實施例中，本案之積體電感的製造方法更包含以下步驟：形成電介質層170於圖案化防護層140與電感130之間，並覆蓋於金屬層150與該些連接部160上。
為使本案實施例之積體電感的製造方法易於理解，請一併參閱第5圖，在一實施例中，步驟210包含：於基板110中形成第一環形溝槽112B，此外，步驟230包含：配置第一環形電感130B於第一環形溝槽112B內。在另一實施例中，上述第一環形溝槽112B包含第一開口114，第一環形電感130B包含第二開口132，第二開口132與第一開口114相應配置。
在又一實施例中，為使本案實施例之積體電感的製造方法易於理解，請一併參閱第6圖。第一環形溝槽112C更包含溝槽分支116，第一環形電感130C更包含電感分支134，電感分支134配置於溝槽分支116內。
在另一實施例中，為使本案實施例之積體電感的製造方法易於理解，請一併參閱第7圖。本案之積體電感的製造方法更包含以下步驟：配置第二環形溝槽182於第一環形溝槽112D外圍；以及配置第二環形電感190於第二環形溝槽182內。於再一實施例中，上述第二環形溝槽182包含第三開口184，第二環形電感190包含第四開口192，第四開口192與第三開口184相應配置。在又一實施例中，第一環形電感130D之第二開口132位於積體電感100D之一側(如圖中之上方)，第 二環形電感190之第四開口192位於積體電感100D之另一側(如圖中之下方)。
由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。本案實施例藉由提供一種積體電感及其製造方法，以改善八字型電感於晶片中佔據了一定的體積，而不利於電子裝置之微型化的問題，並改善八字型電感之品質因素較低的問題。
本案因配置電感於基板之溝槽內，基板有其阻隔EMI輻射之功效，進而除了改善原先八字型電感之品質因素(quality factor)，亦可保留其阻隔EMI的功能。另亦可在基板之構槽金屬上方的金屬層(inter-metal)放置圖案式接地防護層(PGS)，以加強隔絕耦合，於PGS上方另可放置其餘走線。
雖然上文實施方式中揭露了本案的具體實施例，然其並非用以限定本案，本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本案之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本案之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種用於積體電路之積體電感，包含：一半導體基板，包含：一溝槽；一絕緣層，至少一部分的該絕緣層形成於該溝槽內；一電感，配置於該溝槽內，並位於該絕緣層上；以及一圖案化防護層，配置於該基板及該電感上方，且該圖案化防護層並未耦接於該電感。
  2. 如請求項1所述之積體電感，更包含：一金屬層，配置於該圖案化防護層與該電感之間；以及複數個連接部，耦接於該金屬層與該電感。
  3. 如請求項2所述之積體電感，更包含：一電介質層，配置於該圖案化防護層與該電感之間，並覆蓋於該金屬層與該些連接部上。
  4. 如請求項1所述之積體電感，其中該溝槽包含一第一環形溝槽，該電感包含一第一環形電感，其中該第一環形電感配置於該第一環形溝槽內。
  5. 如請求項4所述之積體電感，其中該第一環形溝槽包含一第一開口，該第一環形電感包含一第二開口，其中該第二開口與該第一開口相應配置。
  6. 如請求項5所述之積體電感，其中該第一環形溝槽包含一溝槽分支，該第一環形電感包含一電感分支，其中該電感分支配置於該溝槽分支內。
  7. 如請求項5所述之積體電感，更包含：一第二環形溝槽，配置於該第一環形溝槽外圍；以及一第二環形電感，配置於該第二環形溝槽內。
  8. 如請求項7所述之積體電感，其中該第二環形溝槽包含一第三開口，該第二環形電感包含一第四開口，其中該第四開口與該第三開口相應配置。
  9. 如請求項8所述之積體電感，其中該第一環形電感之該第二開口位於一積體電感之一側，該第二環形電感之該第四開口位於該積體電感之另一側。
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