專利名稱：用以抑制電感q值下降的電感式結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種集成電路的制程有關(guān)，特別是一種電感結(jié)構(gòu)用以降低因介層窗電阻所造成的電感Q值下降問題。
一般集成電路的平面電感器中(planar inductor)包含一螺旋狀的主體結(jié)構(gòu)，上述的螺旋狀主體包含以矩形、圓形、橢圓形或其它多邊形之以一中心點向外旋轉(zhuǎn)發(fā)散的外觀。一美國專利號US5416356則有揭露相關(guān)的螺旋狀電感器。電感器的Q值為一此元件的參數(shù)，其為儲存于電感器中的磁能與能量消散(power dissipated)的比值。而Q值與電感的阻抗有關(guān)，電感器的總電感可以區(qū)分為自感以及互感兩部分。自感主要是導(dǎo)線中電流與自身的磁場感應(yīng)所發(fā)生的交互作用，互感則是導(dǎo)線中電流與相鄰磁場感應(yīng)所發(fā)生的交互作用，而Q值則與電感的DC電阻成反比。因此過高的電阻往往造成電感Q值下降。
美國專利號US544631揭露一種降低電感總DC電阻的方法。藉由提供不同金屬層的螺旋狀平面電感(spiral planar inductors in difference levelof metal)，DC電阻將降低與平行連接的繞曲數(shù)目有關(guān)(the reduction In DCresistance depends on the number of parallel connected windings)。因此利用上述專利所提供的結(jié)構(gòu)可以提升電感的Q值。
在上述的技術(shù)中，過高的介層窗電阻以及在其下穿過的底層金屬線是降低Q值的主要因素。
本發(fā)明的另一目的為利用降低介層窗電阻以及增加螺旋主體的金屬層厚度，用以抑制電感Q值下降的電感結(jié)構(gòu)。
一種電感結(jié)構(gòu)，至少包含護(hù)層，形成于一絕緣層之上，該絕緣層包含介層窗形成于其中；螺旋主體，位于該護(hù)層之上且回填于該介層窗中；及覆蓋層，覆蓋于該螺旋主體之上。
一種用以抑制電感Q值下降的電感結(jié)構(gòu)，至少包含一螺旋主體，其特征在于上述的螺旋主體位于護(hù)層之上且一覆蓋層覆蓋于該螺旋主體之上。其中做為該螺旋主體導(dǎo)電通道的介層窗口面積大于5微米乘以5微米，用以降低介層窗電阻，其中該螺旋主體的厚度約為6微米至26微米之間，用以降低串連電阻。覆蓋層的組成包含聚醯亞胺(Polyimide)、氮化矽材質(zhì)或其組合。
基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，螺旋主體金屬電阻可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的十三分之一，而將上述的介層窗開口擴大增加面積，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，可將介層窗接觸電阻視為零。最后電感的總電阻RS約為原先的十三分之一，大大的提高電感的Q值。


圖1為本發(fā)明的截面圖；圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為電路示意圖。
主要元件對照表絕緣材質(zhì) 2，金屬層 4，護(hù)層 6，電感螺旋主體 8，金屬栓10，聚醣亞胺或氮化矽材質(zhì) 12。
金屬層4可以配置于絕緣材質(zhì)之中，做為內(nèi)連線之功用。一護(hù)層(passivation)6可以沉積于上述絕緣材質(zhì)2之上，復(fù)數(shù)個介層窗利用習(xí)知的微影制程形成于金屬層4以及護(hù)層6之間。介層窗的開口較傳統(tǒng)的介層窗口大，用以降低接觸電阻進(jìn)而提升Q值(于低頻時，Q約等于wL/R)。值得注意的是，本發(fā)明的電感制作于護(hù)層6的上方，不象現(xiàn)有技術(shù)植于內(nèi)部。是故可以擴大介層窗的開口面積。舉一較佳實施例而言，可以使用大于5微米乘以5微米的面積(現(xiàn)有技術(shù)約微米乘以0.16微米)。在介層窗中形成做為電感螺旋主體8的金屬層，圖1為沿著圖2A-A切線的截面。由圖1可以看出螺旋的切面8a，金屬栓10回填于介層窗之中用以與底層金屬層4連接，形成電訊通道。而此螺旋主體8厚度介于6-26微米之間，較厚于現(xiàn)有技術(shù)的厚度，用以降低電成串連電阻?，F(xiàn)有技術(shù)的電感植于內(nèi)部，其厚度約為2微米，造成無法增加其厚度用以降低串連電阻，因擴大厚度有違于縮小元件的趨勢，然而本發(fā)明將電感形成于護(hù)層6之上則可免去其困擾。一覆蓋層12覆蓋于元件之上用以保護(hù)電感。覆蓋層12的組成包含聚醯亞胺(polyimide)、氮化矽材質(zhì)或其組合。
參閱圖3，其為電路的示意圖，可知電感的總電阻R＝螺旋主體金屬電阻+介層窗接觸電阻基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，螺旋主體金屬電阻可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的十三分之一，而將上述的介層窗開口擴大增加面積，與先前技術(shù)相較，可將介層窗接觸電阻視為零。最后電感的總電阻RS約為原先的十三分之一，大大的提高電感的Q值。
本發(fā)明以較佳實施例說明如上，而熟悉此領(lǐng)域技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動潤飾，其專利保護(hù)范圍當(dāng)視專利權(quán)利要求范圍及其等同領(lǐng)域而定。
權(quán)利要求
1.一種電感結(jié)構(gòu)，至少包含護(hù)層，形成于一絕緣層之上，該絕緣層包含介層窗形成于其中；螺旋主體，位于該護(hù)層之上且回填于該介層窗中；及覆蓋層，覆蓋于該螺旋主體之上。
2.如權(quán)利要求1所述的電感結(jié)構(gòu)，其特征在于上述的介層窗口面積大于5微米乘以5微米，用以降低介層窗電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的電感結(jié)構(gòu)，其特征在于上述的螺旋主體的厚度約6至26微米之間，用以降低串連電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的電感結(jié)構(gòu)，其特征在于上述的螺旋主體包含金屬材質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的電感結(jié)構(gòu)，其特征在于上述的覆蓋層包含聚醯亞胺(Polyimide)、氮化矽或其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的電感結(jié)構(gòu)，其特征在于其中更包含金屬栓形成于該介層窗之中。
7.一種用以抑制電感Q值下降的電感結(jié)構(gòu)，至少包含一螺旋主體，其特征在于上述的螺旋主體位于護(hù)層之上且一覆蓋層覆蓋于該螺旋主體之上，其中做為該螺旋主體導(dǎo)電通道的介層窗口面積大于5微米乘以5微米，用以降低介層窗電阻，其中該螺旋主體的厚度約為6至26微米之間，用以降低串連電阻。
8.如權(quán)利要求7所述的一種用以抑制電感Q值下降的電感式結(jié)構(gòu)，其特征在于其中上述的螺旋主體包含金屬材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求7所述的一種用以抑制電感Q值下降的電感式結(jié)構(gòu)，其特征在于更包含覆蓋層覆蓋于該電感之上，上述的覆蓋層包含聚醯亞胺(polyimide)、氮化矽、或其組合。
10.如權(quán)利要求7所述的一種用以抑制電感Q值下降的電感式結(jié)構(gòu)，其特征在于更包含金屬栓形成于該介層窗的中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用以抑制電感Q值下降的電感式結(jié)構(gòu)，至少包含護(hù)層形成于一絕緣層之上，該絕緣層包含介層窗形成于其中。螺旋主體，位于護(hù)層之上且回填于介層窗中，覆蓋層覆蓋于螺旋主體之上，其中上述的介層窗口面積大于5微米乘以5微米，用以降低介層窗電阻，其中該螺旋主體的厚度約6至26微米之間，用以降低串連電阻。
文檔編號H01L27/00GK1449037SQ02108570
公開日2003年10月15日 申請日期2002年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者蔡肇杰, 王是琦 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司