本发明专利技术涉及的是一种软磁磁芯螺旋微电感的制作方法，其特征在于集成NiFe-AlOx软磁磁芯螺旋电感，工艺步骤包括1）制备电感下层金属；2）制备第一层苯并环丁烯BCB介质层；3）制备NiFe-AlOx薄膜；4）制备第二层苯并环丁烯BCB介质层；5）制备苯并环丁烯BCB介质通孔；6）制备电感上层金属。优点：本发明专利技术将软磁磁性材料与MMIC微电感集成，制备出用于RF/MMIC的软磁磁芯微电感，与无磁芯微电感相比，具有（1）电感量大幅提升；（2）品质因数有一定提升；（3）整个工艺与GaAs（砷化镓）、GaN（氮化镓）MMIC（单片微波集成电路）制造工艺兼容等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是，属于微电子
技术介绍
在射频电路的设计中，常常应用电感器件实现阻抗匹配、直流偏置、移相和滤波等各类功能，电感更是广泛的应用在放大器、振荡器、混频器和匹配网络等单元电路中。集成微电感是开发小体积、低重量、低造价、低功耗、低噪声、低失真通信终端设备所必不可少的无源器件。从应用现状来看，射频电路中的集成微电感主要面临两个问题(1)面积问题。微电感相对于其它无源元件，占用了巨大的芯片面积，阻碍了射频集成电路的高度集成和低成本化；(2)性能问题。在常规射频集成工艺中，采用适当的工艺在衬底上制作出平面螺旋形线圈实现集成电感的基本结构，从而实现电感的电学性能。高频条件下衬底的漏电流和电磁耦合效应将使制作在衬底上的微电感的损耗迅速增加，Q值大大降低，电感性能恶·化。因此，微电感已成为制约射频器件高频化、小型化发展的主要因素。研究射频集成微电感显得尤为重要。如果在这方面取得突破，将大大推动微波器件的发展。而将磁性材料集成到微电感中可以增加电感感值，有效减小线圈磁漏，并且制作螺旋型微电感将大大节省芯片面积，是实现高性能、小体积集成微电感很有前景的一种方法。在国际上，最具代表性的集成磁膜电感是由Masahiro Yamaguchi等人制作的Sandwich-type磁膜电感(Sandwich-type ferromagnetic RF integrated inductor. IEEETrans Microwave Theory and Tech. , 2001，MTT-49 (12) : 2331-2335);国内，清华大学微电子研究所的杨晨等人制作了 CoZrO铁氧体磁膜电感(娃基CoZrO铁氧体磁膜结构RF集成微电感.半导体学报，Vol. 26, No. 11 :2208-2212)。但是，现有大多数研究均是平面结构集成磁膜电感，使用的工艺也是硅基半导体工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足和市场对微电感器件的需求，提供，使得到的微电感器件在50MHz飞OOMHz下具有高电感量，高品质因数等特点，并且该电感的整个制作过程与GaAs、GaN基片标准MMIC制造工艺兼容，可广泛应用于各种RF/MMIC单元电路如放大器、混频器、滤波器和振荡器等电路中。本专利技术的技术解决方案，集成NiFe-AlOx软磁磁芯螺旋电感，包括如下工艺步骤 1)制备电感下层金属； 2)制备第一层苯并环丁烯BCB介质层； 3)制备NiFe-AlOx薄膜； 4)制备第二层苯并环丁烯BCB介质层； 5)制备苯并环丁烯BCB介质通孔； 6)制备电感上层金属。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为1)制备出的软磁磁芯螺旋微电感与无磁芯电感相比，电感量提升250% (0. 8nH — 2. 8nH) ；2)制备出的软磁磁芯螺旋微电感与无磁芯电感相比，品质因数Q提升66% (1.2-2)；3)采用溅射/剥离法制备集成NiFe-AlOx软磁薄膜，该方法与常规半导体工艺，尤其是GaAs、GaN基片标准MMIC制造工艺兼容，且制备出的薄膜性能良好，图形化精度高。附图说明图I是软磁磁芯螺旋微电感结构的俯视图。图2是软磁磁芯螺旋微电感结构的主视图。图3是软磁磁芯螺旋微电感结构的左视图。图4是NiFe-AlOx薄膜结构示意图。·图5是制作电感下层金属的示意图。图6是制作第一层苯并环丁烯BCB介质的示意图。图7是制作图形化的NiFe-AlOx薄膜的示意图。图8是制作第二层BCB介质的示意图。图9是制作BCB通孔的示意图。图10是制作电感上层金属的示意图。图11是电感量对比示意图。图12是品质因数对比不意图。图中I是电感上层金属，2是NiFe-AlOx薄膜，3是BCB介质，4是电感下层金属，5是基片，6是NiFe, 7是Al2O3。具体实施例方式，包括如下工艺步骤制备电感下层金属；制备第一层苯并环丁烯BCB介质层；制备NiFe-AlOx薄膜；制备第二层苯并环丁烯BCB介质介质层；制备苯并环丁烯BCB介质通孔；制备电感上层金属，具体工艺步骤 1)制备电感下层金属使用去离子水将基片清洗干净，使用溅射工艺在基片上淀积电镀种子层，使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到下层电镀金属图形，使用电镀工艺电镀金属，使用湿法刻蚀去除剩余的种子层金属，使用泛曝光、显影去除剩余光刻胶，得到螺旋电感下层金属，如图5 ； 2)制备第一层苯并环丁烯BCB介质层使用匀胶工艺旋涂苯并环丁烯BCB介质，使用常规退火工艺固化苯并环丁烯BCB介质，具体为在N2气氛中，由室温升温到270°C，升温速率约为f 2°C /min，在270°C时保温40飞0分钟，然后缓慢降温至室温，降温速率约为I 2。。/min，如图 6 ； 3)制备NiFe-AlOx薄膜使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到磁芯图形，使用溅射工艺淀积NiFe-AlOx磁性薄膜，具体为使用的靶材为Ni含量为60%的NiFe合金及纯度为98%的Al2O3,溅射条件为溅射前腔体真空小于I X 10-3Pa ;溅射在Ar气体中进行，Ar气压力PAr为0. 7 IPa ；NiFe使用直流功率源，溅射功率为25 50W ；A1203使用射频功率源，溅射功率为 70 130W，NiFe 与 Al2O3 交替溅射，得到 Al203/NiFe/ Al203/NiFe/A1203/NiFe/ Al203/NiFe/Al2O3结构的磁性薄膜，薄膜总厚度为385 425nm，使用剥离工艺，得到图形化的NiFe-AlOx磁性薄膜，如图7; 4)制备第二层苯并环丁烯BCB介质层使用匀胶工艺旋涂苯并环丁烯BCB介质，使用常规退火工艺固化苯并环丁烯BCB，具体为在N2气氛中，由室温升温到270°C，升温速率约为f 2°C /min，在270°C时保温40飞0分钟，然后缓慢降温至室温，降温速率约为f 2°C /min,如图8 ; 5)制备苯并环丁烯BCB通孔使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到苯并环丁烯BCB介质通孔图形，使用电感耦合等离子ICP刻蚀技术刻蚀苯并环丁烯BCB，使用丙酮、乙醇去除剩余光刻胶，如图9 ； 6)制备电感上层金属使用溅射工艺在基片上淀积电镀种子层，使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到下层电镀金属图形，使用电镀工艺电镀金属，使用泛曝光、显影去除剩余光刻胶，使用湿法刻蚀去除剩余的种子层金属，得到螺旋电感上层金属，如图10 ；·实施例基于GaN HEMT (氮化镓高电子迁移率晶体管)丽IC制造工艺，制作的一种软磁磁芯螺旋微电感，具体制作过程如下 1)制备电感下层金属使用去离子水将基片清洗干净，使用溅射工艺在GaN基片上淀积50/100 nm的Ti/Au金属作为电镀种子层；使用光刻工艺匀胶、曝光、显影，得到下层电镀金属图形，使用电镀工艺电镀2 y m的Au金属，使用泛曝光、显影去除剩余光刻胶，使用湿法刻蚀去除剩余的种子层金属，得到螺旋电感下层金属； 2)制备第一层苯并环丁烯BCB介质层使用匀胶工艺旋涂BCB介质，使用常规退火工艺固化苯并环丁烯BCB，具体为在N2气氛中，由室温升温到270°C，升温速率约为2V /min,在270°C时保温40分钟，然后缓慢降温至室温，降温速率约为2V /min ； 3)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种软磁磁芯螺旋微电感的制作方法，其特征在于集成NiFe？AlOx软磁磁芯螺旋电感，包括如下工艺步骤：1）制备电感下层金属；2）制备第一层苯并环丁烯BCB介质层；3）制备NiFe？AlOx薄膜；4）制备第二层苯并环丁烯BCB介质层；5）制备苯并环丁烯BCB介质通孔；6）制备电感上层金属。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔岑，周建军，李辉，陈效建，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：
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