具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器制造技术

一种电感器包括第一金属化层多匝迹线。该电感器还包括第二金属化层多匝迹线，该第二金属化层多匝迹线通过至少一个第一过孔被耦合至第一金属化层多匝迹线。该电感器还包括多个离散的第三金属化层迹线段，该多个离散的第三金属化层迹线段通过多个第二过孔耦合至第二金属化层多匝迹线。金属化层多匝迹线。金属化层多匝迹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年3月8日提交的标题为“STACKED INDUCTOR HAVING A DISCRETE METAL
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STACK PATTERN(具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器)”的美国专利申请号17/195,220的优先权，其公开内容通过引用全文并入本文。


[0003]本公开的各个方面涉及半导体器件，并且更具体地涉及一种具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器。

技术介绍

[0004]无线通信设备包含射频(RF)模块，它促进通信和用户预期的特征。随着无线系统变得越来越普遍并且包括更多的能力，芯片的生产变得越来越复杂。第五代(5G)新无线电(NR)无线通信设备包含最新一代的电子裸片，它将许多特征和器件封装到更小并且互连越来越小的模块中。随着这些模块密度的增加，电感器对性能很重要，并且可能占据裸片上的重要区域。
[0005]移动射频(RF)芯片(诸如移动RF收发器)的设计挑战包括模拟/RF性能考虑，包括失配、噪声和其他性能考虑。这些移动RF收发器的设计包括使用无源器件，诸如电感器，以抑制谐振和/或执行滤波、旁路和耦合。这些电感器被集成到高功率的片上系统器件中，诸如应用处理器和图形处理器。
[0006]在该示例中，移动RF收发器的无源器件可能涉及高性能电感器组件。例如，模拟集成电路使用各种类型的无源器件，诸如集成电感器。集成电感器的使用可能消耗层压板或封装衬底上的大量区域，并且还可能导致更高的插入损耗和更低的质量(Q)因子。期望改进集成电感器的关键性能指标(KPI)以提供更高的Q因子，同时提供改进的散热。集成电感器可以被用于5G NR RF模块中的毫米波(mmW)滤波器。

技术实现思路

[0007]一种电感器包括第一金属化层多匝迹线。电感器还包括第二金属化层多匝迹线，该第二金属化层多匝迹线通过至少一个第一过孔被耦合至第一金属化层多匝迹线。电感器还包括多个离散的第三金属化层迹线段，该多个离散的第三金属化层迹线段通过多个第二过孔被耦合至第二金属化层多匝迹线。
[0008]描述了一种用于制作堆叠电感器的方法，该堆叠电感器具有离散金属堆叠图案。该方法包括形成第一金属化层多匝迹线。该方法还包括形成第二金属化层多匝迹线，该第二金属化层多匝迹线通过至少一个第一过孔被耦合至第一金属化层多匝迹线。该方法还包括形成多个离散的第三金属化层迹线段，该多个离散的第三金属化层迹线段通过多个第二过孔被耦合至第二金属化层多匝迹线。
[0009]描述了一种射频前端(RFFE)模块。RFFE模块包括半导体裸片和被耦合至半导体裸
片的集成无源器件(IPD)滤波器裸片。IPD裸片由电感器组成。电感器包括第一金属化层多匝迹线。电感器还包括第二金属化层多匝迹线，该第二金属化层多匝迹线通过至少一个第一过孔被耦合至第一金属化层多匝迹线。电感器还包括多个离散的第三金属化层迹线段，该多个离散的第三金属化层迹线段通过多个第二过孔被耦合至第二金属化层多匝迹线。
[0010]这已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便以下具体实施方式可以被更好地理解。本公开的附加特征和优点将在下面描述。本领域技术人员应该了解，本公开可以被容易地用作修改或设计用于执行本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应该认识到，这种等效构造不脱离所附权利要求中陈述的本公开的教导。当结合附图考虑时，被认为是本公开的特性的关于其组织和操作方法的新颖特征以及其他目标和优点将从以下描述更好地理解。然而，要明确理解的是，附图中的每个附图被提供仅用于图示和描述的目的，并且不旨在作为本公开的限制的定义。
附图说明
[0011]为了更完整地理解本公开，现在参照结合附图的以下描述。
[0012]图1是使用无源器件的射频前端(RFFE)模块的示意图。
[0013]图2是针对芯片组使用无源器件的射频前端(RFFE)模块的示意图。
[0014]图3是图示了根据本公开的各个方面的射频前端(RFFE)模块的截面图的框图，该RFFE模块包括半导体裸片和集成无源器件(IPD)滤波器裸片。
[0015]图4A和4B是图示了根据本公开的各个方面的具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器的顶视图和透视图的框图。
[0016]图5是图示了根据本公开的各个方面的具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器的俯视图的图。
[0017]图6A和6B是图示了根据本公开的各个方面的具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器的透视图和截面图。
[0018]图7A和7B图示了根据本公开的各个方面的具有图6A的离散金属堆叠图案的堆叠电感器的电感与频率的曲线图和质量因子与频率的曲线图。
[0019]图8是图示了根据本公开的各个方面的用于制作具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器的方法的工艺流程图。
[0020]图9是示出了其中本公开的配置可以被有利地使用的示例性无线通信系统的框图。
[0021]图10是图示了根据一种配置的用于半导体组件的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。
具体实施方式
[0022]下面结合所附附图陈述的具体实施方式旨在作为各种配置的描述，并且不旨在表示其中本文描述的概念可以被实践的唯一配置。具体实施方式包括具体细节，以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些概念可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，众所周知的结构和组件以框图形式示出，以避免混淆这种概念。
[0023]如本文描述的，术语“和/或”的使用旨在表示“包括性或(OR)”，并且术语“或”的使用旨在表示“排他性或”。如本文描述的，该描述中使用的术语“示例性”是指“充当示例、实例或图示”，并且应该不必被解释为比其他示例性配置更优选或更有利。如本文描述的，该描述中使用的术语“耦合”是指“直接或间接通过介入连接(例如开关)、电气、机械或其他方式连接”，并且不一定限于物理连接。附加地，连接可以是使得物体被永久地连接或可释放地连接。连接可以通过交换机进行。如本文描述的，该描述中使用的术语“接近”是指“相邻、非常接近、紧邻或靠近”。如本文描述的，该描述中使用的术语“导通”在一些配置中是指“直接导通”，并且在其他配置中是“间接导通”。
[0024]由于成本和功耗考虑，移动射频(RF)芯片(例如移动RF收发器)已迁移到深亚微米工艺节点。移动RF收发器的设计由于添加了支持通信增强的电路功能而变得复杂，诸如第五代(5G)新无线电(NR)通信系统。移动RF收发器的进一步设计挑战包括使用无源器件，这直接影响模拟RF性能考虑，包括失配、噪声和其他性能考虑。
[0025]移动射频(RF)收发器中的无源器件可能包括高性能电感器组件。例如，模拟集成电路使用各种类型的无源器件，诸如集成电感器。电感器是用于根据电感值在线圈内的磁场中临时存储能量的电气器件的示例。该电感值提供了电压与通过电感器的电流变化率之比的度量。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电感器，包括：第一金属化层多匝迹线；第二金属化层多匝迹线，通过至少一个第一过孔耦合至所述第一金属化层多匝迹线；以及多个离散的第三金属化层迹线段，通过多个第二过孔耦合至所述第二金属化层多匝迹线。2.根据权利要求1所述的电感器，其中所述多个离散的第三金属化层迹线段根据预定图案遵循所述第二金属化层多匝迹线的形状。3.根据权利要求1所述的电感器，其中所述第一金属化层多匝迹线包括线
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迹线段，所述线
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迹线段耦合至成角度的接合迹线段和/或成角度的迹线段。4.根据权利要求1所述的电感器，其中所述多个离散的第三金属化层迹线段中的第一离散的第三金属化层迹线段的厚度不同于所述多个离散的第三金属化层迹线段中的第二离散的第三金属化层迹线段的厚度。5.根据权利要求1所述的电感器，其中所述多个离散的第三金属化层迹线段包括线
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迹线段、成角度的接合迹线段或成角度的迹线段。6.根据权利要求1所述的电感器，其中所述电感器被集成到集成无源器件(IPD)中。7.根据权利要求6所述的电感器，其中所述IPD被集成到射频(RF)滤波器中。8.根据权利要求6所述的电感器，其中所述IPD被集成到射频(RF)模块中。9.一种用于制作具有离散金属堆叠图案的堆叠电感器的方法，所述方法包括：形成第一金属化层多匝迹线；形成第二金属化层多匝迹线，所述第二金属化层多匝迹线通过至少一个第一过孔耦合至所述第一金属化层多匝迹线；以及形成多个离散的第三金属化层迹线段，所述多个离散的第三金属化层迹线段通过多个第二过孔耦合至所述第二金属化层多匝迹线。10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述多个离散的第三金属化层迹线段包括：根据预定图案，沉积所述多个离散的第三金属化层迹线段，所述多个离散的第三金属化层迹线段遵循所述第二金属化层多匝迹线的形状。11.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟海，C，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：