專利名稱：用于半導(dǎo)體器件的電感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)，更具體而言涉及用于半導(dǎo)體器件的電感器(inductor)及其制造方法，其可以通過減小電感器的相鄰金屬線之間的寄生電容擴(kuò)展電感器的可用頻帶。
背景技術(shù)：
通常，電感器是構(gòu)成射頻(RF)發(fā)送/接收電路的一種元件，基本上用于RF器件和模擬器件，電感器隨著無線通信市場的發(fā)展已經(jīng)得到廣泛的使用。電感器通常形成為螺旋形結(jié)構(gòu)。這種具有螺旋形結(jié)構(gòu)的電感器的缺點在于由于電感器的金屬線之間的寄生電容，該電感器的自諧振頻率降低。
通常，隨著頻率增大，電感器的輸入阻抗從電感變?yōu)殡娙輹r電感器的轉(zhuǎn)變頻點稱為自諧振頻率。電感器主要在低于該自諧振頻率的頻率時使用。對于具有螺旋形結(jié)構(gòu)的電感器，隨著器件的電感值增大，器件的尺寸增大且寄生成分也增加，使得電感器的自諧振頻率降低。這導(dǎo)致了可用頻帶的實際減小。
以下，參考附圖描述傳統(tǒng)電感器。圖1A為示出了傳統(tǒng)電感器的俯視圖，圖1B為沿圖1A中A-A線的剖視圖。
參考圖1A和1B，層間介電體11形成在硅襯底10的頂部上，且隨后被平坦化。之后，具有螺旋形結(jié)構(gòu)的電感器金屬線12形成在層間介電體11上。電感器金屬線12通過通路(未示出)連接下金屬線12’。上保護(hù)膜13形成在電感器金屬線12上。
由于電感器金屬線12之間的間隔a變窄，該具有螺旋形結(jié)構(gòu)的電感器的寄生電容增大，這導(dǎo)致了自諧振頻率的降低，相應(yīng)也使得該電感器的可用頻帶縮減。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于半導(dǎo)體器件的電感器及其制造方法，該電感器可以通過減小電感器金屬線之間的寄生電容擴(kuò)展該電感器的可用頻帶。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種用于半導(dǎo)體器件的電感器，包括層間介電體，其形成在硅襯底的頂部上；至少一個電介質(zhì)圖案，其選擇性地形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第一金屬線，其形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第二金屬線，其形成在所述電介質(zhì)圖案的頂部上；以及上保護(hù)膜，其形成在所述層間介電體的頂部上，以完全覆蓋所述第一金屬線和第二金屬線；其中，所述第一金屬線和第二金屬線交替地布置在不同的垂直位置并形成為螺旋形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的電感器中，所述電介質(zhì)圖案的厚度可大于所述第一金屬線的厚度。
根據(jù)本發(fā)明另一個實施例，提供了一種用于半導(dǎo)體器件的電感器的制造方法，包括在硅襯底的頂部上形成層間介電體；在該層間介電體的頂部上選擇性地形成至少一個電介質(zhì)圖案；在該層間介電體的頂部上形成至少一個第一金屬線，并在所述電介質(zhì)圖案的頂部上形成至少一個第二金屬線；以及在該層間介電體的頂部上形成上保護(hù)膜，以完全覆蓋該第一金屬線和第二金屬線；其中所述第一金屬線和第二金屬線交替地布置于不同的垂直位置并形成螺旋形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，形成該第一金屬線和第二金屬線可包括在該層間介電體和所述電介質(zhì)圖案的整個表面上沉積金屬層，以及蝕刻該金屬層。優(yōu)選地，所述電介質(zhì)圖案的厚度可大于所述第一金屬線的厚度。


通過結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例進(jìn)行的下述描述，本發(fā)明的上述和其他目的及特征將變得顯而易見。附圖中圖1A和1B為示出了傳統(tǒng)電感器的俯視圖和剖視圖；圖2A和2B為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電感器的俯視圖和剖視圖；以及圖3A至3C為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電感器制造方法的剖視圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地實施。
在描述本發(fā)明的實施例時，省略了對本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的以及與本發(fā)明無直接關(guān)聯(lián)的技術(shù)內(nèi)容的描述。其原因是省略不需要的描述，并更明確地傳達(dá)本發(fā)明的要點，而不是使本發(fā)明的要點變得模糊。出于相同的原因，圖示中的一些元件被夸大地表示，省略，或者示意性示出。圖示中各個元件的尺寸不反映真實尺寸。
圖2A為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電感器的俯視圖，圖2B為沿圖2A中B-B線的剖視圖。
參考圖2A和2B，具有螺旋形結(jié)構(gòu)的電感器金屬線22形成在層間介電體21的頂部上，其中，層間介電體21形成在硅襯底20的頂部上。電感器金屬線22通過通路(未示出)連接下金屬線22’，上保護(hù)膜23形成在電感器金屬線22上。
電感器金屬線22劃分為布置于不同的垂直位置的兩種類型的金屬線。第一金屬線22a直接形成在層間介電體21的頂部上，第二金屬線22b形成在電介質(zhì)圖案24上，其中，電介質(zhì)圖案24選擇性地形成在層間介電體21的頂部上。此外，第一金屬線22a和第二金屬線22b交替地形成，以此防止布置于相同垂直位置的金屬線相互毗鄰。
如前所述，由于第一金屬線22a和第二金屬線22b交替地布置于不同的垂直位置，電感器金屬線之間的間隔b和c被加寬。因此，寄生電容減小，自諧振頻率增大，由此可以擴(kuò)展可用頻帶。
以下描述電感器制造方法。通過對制造方法的以下描述，也可以進(jìn)一步闡明電感器的結(jié)構(gòu)。圖3A至3C為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電感器制造方法的剖面視圖。
首先，如圖3A所示，在硅襯底20的頂部上形成層間介電體21，并將該層間介電層平坦化。接著，在層間介電體21的頂部上選擇性地形成電介質(zhì)圖案24。各電介質(zhì)圖案24由氧化物膜或氮化物膜制成，并優(yōu)選地形成為厚于將后續(xù)形成的電感器金屬線。
接著，如圖3B所示，形成第一金屬線22a和第二金屬線22b，所述第一金屬線和第二金屬線構(gòu)成電感器金屬線22。第一金屬線22a和第二金屬線22b可以采用以下方法形成在層間介電體21和電介質(zhì)圖案24的整個表面上沉積金屬層；以及通過光蝕刻工藝一次圖案化該金屬層。這種情況下，在層間介電體21的頂部上直接形成第一金屬線22a，在電介質(zhì)圖案24的頂部上形成第二金屬線22b，使得第一金屬線22a和第二金屬線22b布置于不同的垂直位置。此外，交替地形成第一金屬線22a和第二金屬線22b，以防止布置于相同垂直位置的金屬線相互毗鄰。
接著，如圖3C所示，形成上保護(hù)膜23，以完全覆蓋電感器金屬線22。
如前所述，本發(fā)明提供了一種電感器及其制造方法，其中，電介質(zhì)圖案選擇性地形成在該層間介電體的頂部上，且第一金屬線和第二金屬線交替地形成在該層間介電體和所述電介質(zhì)圖案的頂部上，以使得可以實現(xiàn)在不同的垂直位置布置所述電感器金屬線。相應(yīng)地，本發(fā)明的優(yōu)點為由于與所有電感器金屬線布置于相同垂直位置的情形相比，電感器金屬線之間的間隔加寬，從而寄生電容減小，且自諧振頻率增大，因而，可以擴(kuò)展可用頻帶。
盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例描述和示出了本發(fā)明，并已經(jīng)使用了明確的術(shù)語，但是該優(yōu)選實施例和所述明確術(shù)語僅在其一般意義上使用，以容易地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并便于對本發(fā)明的理解，而非旨在限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不背離由所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體器件的電感器，包括層間介電體，其形成在硅襯底的頂部上；至少一個電介質(zhì)圖案，其選擇性地形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第一金屬線，其形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第二金屬線，其形成在所述電介質(zhì)圖案的頂部上；以及上保護(hù)膜，其形成在所述層間介電體的頂部上，以完全覆蓋所述第一金屬線和第二金屬線；其中，所述第一金屬線和第二金屬線交替地布置在不同的垂直位置并形成為螺旋形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的電感器，其中所述電介質(zhì)圖案的厚度大于所述第一金屬線的厚度。
3.一種用于半導(dǎo)體器件的電感器的制造方法，包括在硅襯底的頂部上形成層間介電體；在該層間介電體的頂部上選擇性地形成至少一個電介質(zhì)圖案；在該層間介電體的頂部上形成至少一個第一金屬線，且在所述電介質(zhì)圖案的頂部上形成至少一個第二金屬線；以及在該層間介電體的頂部上形成上保護(hù)膜，以完全覆蓋所述第一金屬線和第二金屬線；其中，所述第一金屬線和第二金屬線交替地布置在不同的垂直位置并形成螺旋形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中形成所述第一金屬線和第二金屬線包括在該層間介電體和所述電介質(zhì)圖案的整個表面上沉積金屬層，以及蝕刻該金屬層。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述電介質(zhì)圖案形成的厚度大于所述第一金屬線的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于半導(dǎo)體器件的電感器，包括層間介電體，其形成在硅襯底的頂部上；至少一個電介質(zhì)圖案，其選擇性地形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第一金屬線，其形成在該層間介電體的頂部上；至少一個第二金屬線，其形成在所述電介質(zhì)圖案的頂部上；以及上保護(hù)膜，其形成在所述層間介電體的頂部上，以完全覆蓋所述第一金屬線和第二金屬線；其中，所述第一金屬線和第二金屬線交替地布置在不同的垂直位置并形成為螺旋形結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01F41/00GK1992271SQ20061017243
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者金南柱 申請人:東部電子股份有限公司