电感的形成方法技术

一种电感的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底第一区域内形成有焊垫，第二区域内形成有与焊垫齐平的电感金属层，焊垫和电感金属层被介质层覆盖并包围；在衬底表面形成钝化层；在钝化层表面形成掩膜层，掩膜层具有第一开口和第二开口；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀钝化层、介质层，暴露出部分焊垫表面及部分电感金属层表面；去除所述掩膜层，以所述钝化层为掩膜刻蚀焊垫以及电感金属层，在所述焊垫内形成第一凹槽，同时在电感金属层内形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于焊垫的厚度，第二凹槽的深度小于电感金属层的厚度。上述方法可以提高电感的性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，包括：提供衬底，所述衬底第一区域内形成有焊垫，第二区域内形成有与焊垫齐平的电感金属层，焊垫和电感金属层被介质层覆盖并包围；在衬底表面形成钝化层；在钝化层表面形成掩膜层，掩膜层具有第一开口和第二开口；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀钝化层、介质层，暴露出部分焊垫表面及部分电感金属层表面；去除所述掩膜层，以所述钝化层为掩膜刻蚀焊垫以及电感金属层，在所述焊垫内形成第一凹槽，同时在电感金属层内形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于焊垫的厚度，第二凹槽的深度小于电感金属层的厚度。上述方法可以提高电感的性能。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
现有技术的射频(Radio Frequency，简称为RF)电路需要使用大量的无源器件，如电感。无源器件和无源器件电路的微型化是射频器件技术的重要指标。无源器件技术的最新进展产生了集成无源器件(Integrated Passive Device,简称为IPD)，其中电感、电容和电阻集成在单个衬底上。在这些IPD中，电感组件的设计通常需要实现的目标之一就是高品质因数(Quality Factor)，即输入信号的损耗要小。参考图1，图1为电感接于闻频交流电路时的等效电路图，包括电感L、串联电阻Rs和寄生电容Cd，其中电感L与串联电阻Rs串联，寄生电容Cd与串联之后的电感L和串联电阻Rs并联。参考图2，为平板状电感结构的剖面结构示意图。金属结构10周围被介质层11包覆，以使金属结构10实现电绝缘。在输入高频信号的情况下，沿箭头方向流入的电流I1趋于从金属结构10的表面101流过，即有“趋肤效应”。此时，串联电阻的阻值随高频信号频率的平方根成正比增长，导致输入信号损耗增大，金属结构10的品质因数低。为了提高电感的品质因数，现有工艺提出了利兹线(Lize Wire)电感结构。在横截面积相同的情况下，用多股彼此之间绝缘导线的代替单根导线，以增大电流流过该电感时的横截面积，达到提高电感品质因数的目的。参考图3，为一种利兹线电感结构的剖面结构示意图。金属结构30包括三根导线31、32和33。金属结构30周围被介质层34包围，介质层34使导线31、32和33彼此绝缘。但是上述利兹线电感结构对品质因数的提高有限，并且利兹线电感结构对各个导线的布局(layout)方法的要求较高，形成高品质因数的利兹线电感结构工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，提高电感的性能，简化电感的形成工艺。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述第一区域内形成有焊垫，所述第二区域内形成有与焊垫齐平的电感金属层、所述焊垫和电感金属层被介质层覆盖并包围；在所述衬底表面形成钝化层；在所述钝化层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有第一开口和第二开口，所述第一开口暴露出焊垫上方的部分钝化层表面，所述第二开口暴露出电感金属层上方的部分钝化层表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀钝化层、介质层，暴露出部分焊垫表面及部分电感金属层表面；去除所述掩膜层，以所述钝化层为掩膜刻蚀焊垫以及电感金属层，在所述焊垫内形成第一凹槽，同时在电感金属层内形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于焊垫的厚度，第二凹槽的深度小于电感金属层的厚度。可选的，所述第二凹槽的深度为电感金属层厚度的5%?95%。可选的，所述第二开口的数量为I个以上。可选的，所述第二开口的宽度为0.3um?5um。可选的，刻蚀焊垫以及电感金属层的方法为干法刻蚀，所述干法刻蚀的刻蚀气体为Cl2、BCljP CHF3的混合气体，所述混合气体中Cl2的流量范围为IOsccm?lOOsccm，BCl3的流量范围为IOsccm?90sccm，CHF3的流量范围为Isccm?lOsccm，所述干法刻蚀的电源的功率范围为500W?1000W。可选的，所述电感金属层为螺旋状。可选的，所述第二开口的延伸方向与电感金属层的延伸方向相同。可选的，所述二开口呈螺旋状。可选的，所述电感金属层的材料为铜或铝。可选的，所述钝化层的材料为氮化硅。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术的技术方案，在衬底表面形成钝化层，在所述钝化层表面形成具有第一开口和第二开口的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜刻蚀钝化层和焊垫层，将掩膜层内的第一开口和第二开口图形转移到钝化层内；再以所述钝化层为掩膜，刻蚀焊垫和电感金属层，在焊垫内形成第一凹槽，在电感金属层内形成第二凹槽，并且所述第一凹槽的深度小于焊垫的厚度，第二凹槽的深度小于电感金属层的厚度。所述第二凹槽小于电感金属层的厚度，使电感金属层分为连续的本体部和位于所述本体部表面横向分立的凸出部，相邻凸出部横向之间通过第二凹槽隔离，凸出部下端通过本体连接。形成所述凸出部可以增加电感的表面积，并且流入所述凸出部的电流与该凸出部在本体上的位置无关，电流能够均匀流向各个凸出部中，避免了现有利兹线电感结构(各个导线部完全断开)中电流不能均匀流向各个导线的缺陷，增加了各个凸出部中电流的均匀性，有效增大了电流流过电感时的横截面积，减小了电感的串联电阻，从而减小输入信号的损耗，提高电感的品质因数。并且，以所述钝化层为掩膜刻蚀焊垫和电感金属层，同时形成所述第二凹槽与第一凹槽，不需增加额外的掩膜层和刻蚀工艺，可以减少工艺步骤。进一步的，在焊垫内形成的第一凹槽可以暴露出焊垫的表面，并且提高后续封装过程中，焊垫与焊球之间的接触面积，提高封装的可靠性。进一步，所述第二凹槽的深度为电感金属层300厚度的5%?95%，可以确保第二凹槽底部的连续的电感金属层具有一定的厚度，避免由于所述第二凹槽底部的连续的电感金属层的厚度过小，而造成电流流过电感金属层的电阻过大，导致电流信号损耗较大，分布不均匀的问题。【专利附图】【附图说明】图1为电感接于闻频交流电路时的等效电路图；图2为平板状电感结构的结构示意图；图3为利兹绕线电感结构的结构示意图；图4至图8为本专利技术的所述实施例的电感的形成过程的结构示意图。图9为图2中平板状电感结构、图3中利兹线电感结构和图8中电感的品质因数与输入交流电源频率的关系图。【具体实施方式】如
技术介绍
中所述，现有的利兹线电感结构对品质因数的提高有限，并且利兹线电感结构对各个导线的布局(layout)方法的要求较高，形成高品质因数的利兹线电感结构工艺复杂。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参考图3，研究发现，在输入高频信号的情况下，由于利兹线电感结构中每个导线的位置不同，沿箭头方向流入利兹线电感结构的电流I2并不会均匀流向三根导线中，受到磁力作用较大的导线32中流入的电流较小甚至没有，而电流I2大部分从导线31横截面的表面311和导线33横截面的表面331流过。与图2中电流I1流过图2中金属结构10的横截面101的横截面积相比，图3中电流I2流过图3中利兹线电感结构的表面311和331的横截面积之和没有明显增大，利兹线电感结构未能有效增大电流流过利兹线电感结构时的横截面积。并且，为提高利兹线电感结构的品质因数，需使各个导线以特定的排列方式结合在一起，以保证每个导线受同样大小的磁力作用，进而使流入每个导线的电流较为均匀。故利兹线电感结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述第一区域内形成有焊垫，所述第二区域内形成有与焊垫齐平的电感金属层、所述焊垫和电感金属层被介质层覆盖并包围；在所述衬底表面形成钝化层；在所述钝化层表面形成掩膜层，所述掩膜层具有第一开口和第二开口，所述第一开口暴露出焊垫上方的部分钝化层表面，所述第二开口暴露出电感金属层上方的部分钝化层表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀钝化层、介质层，暴露出部分焊垫表面及部分电感金属层表面；去除所述掩膜层，以所述钝化层为掩膜刻蚀焊垫以及电感金属层，在所述焊垫内形成第一凹槽，同时在电感金属层内形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于焊垫的厚度，第二凹槽的深度小于电感金属层的厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黎坡，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31