專(zhuān)利名稱(chēng)：螺旋感應(yīng)器的制作方法
螺旋感應(yīng)器本申請(qǐng)要求享有2006年12月29日提出的申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10-2006-0137301的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，在此結(jié)合其全部?jī)?nèi)容作為參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體器 件的螺旋感應(yīng)器。發(fā)明內(nèi)容為了在半導(dǎo)體的襯底中產(chǎn)生感應(yīng)系數(shù)，半導(dǎo)體器件包括一般由將金屬線(xiàn)形 成為螺旋狀態(tài)形成的感應(yīng)器。例如，在如圖1所示的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)將一系列直 線(xiàn)形成為螺旋結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底100中將金屬線(xiàn)102形成胃感應(yīng)器。但是，在將一系列直線(xiàn)形成螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程中存在的一個(gè)困難因素是在金 屬線(xiàn)的邊緣處會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，將導(dǎo)致感應(yīng)器內(nèi)阻抗的增加和金屬線(xiàn)之間的高 寄生電容的產(chǎn)生。特別地，在金屬導(dǎo)線(xiàn)直接形成在半導(dǎo)體襯底上的結(jié)構(gòu)中，會(huì) 在襯底上形成渦流電流，該渦流電流阻止了例如晶體管的任何己在半導(dǎo)體襯底 上形成的電路的運(yùn)作。從而， 一個(gè)困難因素在于，由于現(xiàn)有工藝的感應(yīng)器所產(chǎn) 生的渦流電流或位移電流所引起的損耗，在半導(dǎo)體襯底上生產(chǎn)出高質(zhì)量的感應(yīng) 器非常困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而提出。本發(fā)明的目的是提供一種能 夠降低感應(yīng)器的金屬線(xiàn)之間的寄生電容、減少渦流電流或位移電流所造成的損 耗，并能提高感應(yīng)器質(zhì)量的螺旋感應(yīng)器。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器包括由堆疊在半導(dǎo)體襯 底上的多個(gè)層形成的電介質(zhì)層，以及埋設(shè)于電介質(zhì)層中的多條彎曲金屬線(xiàn)，將 該彎曲金屬線(xiàn)串聯(lián)連接以形成螺旋形狀。


附圖提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其包含在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部 分。其示出了本發(fā)明的實(shí)施方式并且與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在 附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的螺旋感應(yīng)器的示意性平面圖； 圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式在半導(dǎo)體襯底上形成的螺旋感應(yīng)器 的投影示意圖；圖2B為沿圖2A中的A-A'線(xiàn)提取的根據(jù)本發(fā)明的螺旋導(dǎo)體的示意性截 面圖；圖3至圖11為說(shuō)明用于形成根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器的方 法的示意性投影圖和截面圖；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器的示意性投影圖和截 面圖；圖13至圖22為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及其制造方 法示意性投影圖和截面圖；以及圖23為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器的示意性投影圖和截面圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器的優(yōu)選實(shí)施方式。在下文中，將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。將以至少一種實(shí)施 方式說(shuō)明附圖中所示并在詳細(xì)論述中描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)并不限制本 發(fā)明的技術(shù)思路、核心結(jié)構(gòu)或內(nèi)涵。實(shí)施方式1圖2A和2B說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器的第一實(shí)施方式，其中圖2A 是示出了形成在半導(dǎo)體襯底上的螺旋感應(yīng)器結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖2B是沿圖2A 中的線(xiàn)A-A'提取的示意性截面圖。在圖2A和2B中，螺旋感應(yīng)器包括由堆疊在半導(dǎo)體襯底200上的多個(gè) 層組成的電介質(zhì)層，以及在電介質(zhì)層217和多個(gè)電介質(zhì)層201、 202a、 205a、 208a、 211a、 214a之間形成并沉積的彎曲金屬線(xiàn)204、 210、 213、和216。隨 后，串聯(lián)連接彎曲金屬線(xiàn)204、 210、 213和216以形成環(huán)形的螺旋形狀。串聯(lián)連接金屬線(xiàn)204、 210、 213和216，以便金屬線(xiàn)210, 213，和216形 成環(huán)形的螺旋形狀，在從半導(dǎo)體襯底200的上部觀看時(shí)，其具有從環(huán)形螺旋的 外部部分至環(huán)形螺旋的中心部分逐漸變窄的線(xiàn)寬度。感應(yīng)器的環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)通過(guò)將彎曲金屬線(xiàn)210、 213和216串聯(lián)連接形成。因此，在從半導(dǎo)體襯底200的上表面觀看時(shí)，形成環(huán)形的螺旋結(jié)構(gòu)以使連 接的彎曲線(xiàn)的線(xiàn)寬度在朝向中心部分的過(guò)程中逐漸變窄。在這種結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選情況下，保持環(huán)形螺旋中彎曲金屬線(xiàn)210、 213和216 之間的間隙"d"不變。另外，形成在環(huán)形螺旋中心部分的第一金屬線(xiàn)210形成在第一電介質(zhì)層 208a中，而與第一金屬線(xiàn)210相連接的第二金屬線(xiàn)213形成在第二電介質(zhì)層 21 la中。與第二金屬線(xiàn)213相連接的第三金屬線(xiàn)216形成在第三電介質(zhì)層214a 中。在這個(gè)例子中，形成有第一金屬線(xiàn)210的第一電介質(zhì)層208a為底部電介 質(zhì)層，形成有第二金屬線(xiàn)213的第二電介質(zhì)層211a形成在第一電介質(zhì)層208a 上，并且形成有第三金屬線(xiàn)216的第三電介質(zhì)層214a形成在第二電介質(zhì)層211a 上。因此，如剖面圖2B所示，將環(huán)形螺旋體形成為倒圓錐型。如上所述，當(dāng)使用彎曲金屬線(xiàn)形成螺旋形狀的感應(yīng)器時(shí)，將避免使用直線(xiàn) 形成的螺旋感應(yīng)器所產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。因此，感應(yīng)器中的阻抗將被最小化，從 而使保持感應(yīng)器的高品質(zhì)因數(shù)成為可能。另外，由于彎曲金屬線(xiàn)210， 213和216的寬度從外部部分中的第一寬度逐漸減小至環(huán)形螺旋體中心部分的較小寬度，感應(yīng)器渦流電流所造成的損耗將 被減少。因此，在保持高品質(zhì)因數(shù)的同時(shí)，可以改善自感應(yīng)。同時(shí)，在本發(fā)明中，可以將環(huán)形螺旋成為圓錐型或倒圓錐型結(jié)構(gòu)，從而減 少形成螺旋的金屬線(xiàn)之間的寄生電容。從而，可保持感應(yīng)器的高品質(zhì)因數(shù)。為了形成圓錐型或倒圓錐型結(jié)構(gòu)，設(shè)置在環(huán)形螺旋中心部分的第一彎曲金 屬線(xiàn)210與設(shè)置在環(huán)形螺旋外部部分的第三彎曲金屬線(xiàn)216之間存在高度差 異。同樣，金屬線(xiàn)210、 213和216之間也均存在高度差異。因此，在一種實(shí)施方式中，設(shè)置在環(huán)形螺旋體中心部分的第一彎曲金屬線(xiàn)
210形成為具有高于設(shè)置在環(huán)形螺旋外部部分的第三彎曲金屬線(xiàn)216的高度。所以，將彎曲金屬線(xiàn)210， 213和216中的每一條都形成為不同的高度，從而 形成圓錐型。這還將在下面的另一實(shí)施方式中加以描述。在金屬線(xiàn)210、 213和216形成倒圓錐型的另一實(shí)施方式中，將設(shè)置在環(huán) 形螺旋體中心部分的第一金屬線(xiàn)210形成為具有低于設(shè)置在環(huán)形螺旋體外部 部分的第三金屬線(xiàn)216的高度。所以，將金屬線(xiàn)形成為不同的高度從而形成倒 圓錐型。另外，根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)器進(jìn)一步包括連接到設(shè)置在環(huán)形螺旋體中心部 分的第一金屬線(xiàn)210 —端的第一連接終端，以及連接到設(shè)置在環(huán)形螺旋體外部 部分的第三金屬線(xiàn)216—端的第二連接終端。作為舉例，形成于上述下部電介 質(zhì)層202a中的第四金屬線(xiàn)204可以作為第一連接終端。而且，作為第一連接 終端的第四金屬線(xiàn)204可通過(guò)金屬塞207與第一金屬線(xiàn)連接。第二連接終端(未示出)連接至外部電路，從而將第三金屬線(xiàn)216的一端 與外部電路連接。這里，通過(guò)在第四金屬線(xiàn)204與第二和第三金屬線(xiàn)213和216之間放置至 少一個(gè)電介質(zhì)層205a或電介質(zhì)層205a和208b，用作第一連接終端的第四金 屬線(xiàn)204與第二和第三金屬線(xiàn)213和216隔離。將電介質(zhì)層201設(shè)置在形成于底層中的金屬線(xiàn)，在本例中是第四金屬線(xiàn) 204，以及半導(dǎo)體襯底200之間。電介質(zhì)層201的厚度優(yōu)選情況下在O.Ol至3pm 之間，并且lpm或更多將更好。如上所述，將厚電介質(zhì)層設(shè)置在底部電介質(zhì)層中的第四金屬線(xiàn)204與半導(dǎo)體襯底之間，從而由于電介質(zhì)層的阻抗遠(yuǎn)大于硅襯底，致使由感應(yīng)器引起的渦 流電流將保留在中間電介質(zhì)層201中，而不會(huì)形成在半導(dǎo)體襯底上。因此，由 渦流電流所造成的損耗將被減少。在這種實(shí)施方式中，將連接到第一金屬線(xiàn)210 —端的第一連接終端204 設(shè)置在環(huán)形螺旋的中心部分，從而在俯視圖中其與其它金屬線(xiàn)交疊。優(yōu)選的情 況下，多條金屬線(xiàn)210、 213和216在交疊的區(qū)域處相互連接。因此，形成環(huán) 形螺旋體的多條金屬線(xiàn)210、 213和216在交疊區(qū)域中串聯(lián)連接。在金屬線(xiàn)連接到第一連接終端204的區(qū)域中，金屬線(xiàn)的寬度隨金屬線(xiàn)從環(huán) 形螺旋體的中心部分向外部部分前進(jìn)而逐漸增加。這降低了產(chǎn)生在第一連接終 端204與金屬線(xiàn)210、 213和216之間的寄生電容。同時(shí)，在第一連接終端204的交疊區(qū)域中形成金屬線(xiàn)210、 213和216之 間的連接，從而也降低了在金屬線(xiàn)210、 213和216連接區(qū)域中形成的寄生電容?，F(xiàn)在，將參照?qǐng)D3至11描述一種形成根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器的方法。 首先，如圖3所示，在半導(dǎo)體襯底200上形成第一電介質(zhì)層201和第二電 介質(zhì)層202之后，形成第一光刻膠圖案203以在第二電介質(zhì)層202上形成用于 第一連接終端的第四金屬線(xiàn)204。隨后，在使用第一光刻膠圖案203的蝕刻工 藝中選擇性蝕刻第二電介質(zhì)層202，以形成第二介電質(zhì)圖案202a。隨后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第一光刻膠圖案203。相繼地，在第二 電介質(zhì)層202a圖案上沉積第一金屬薄膜，并應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在 第--金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝以形成用于第一連接終端的第四金屬線(xiàn)204， 如圖4所示。其次，如圖5所示，在半導(dǎo)體襯底200和第四金屬線(xiàn)204上方形成第三電 介質(zhì)層205，并形成第二光刻膠圖案206以在第三電介質(zhì)層205上形成接觸孔。 隨后，在應(yīng)用第二光刻膠圖案206的蝕刻工藝中，選擇性蝕刻第三電介質(zhì)層 205，從而形成接觸孔。隨后，如圖6所示，在半導(dǎo)體襯底200和接觸孔上方沉積第二金屬薄膜之 后，應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在第二金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝，以形成 連接倒第四金屬線(xiàn)204的金屬塞207。其次，如圖7所示，在半導(dǎo)體襯底200和金屬塞207上方形成第四電介質(zhì) 層208，并在第四電介質(zhì)層208上形成第一螺旋光刻膠圖案209。形成第一螺 旋光刻膠圖案209以應(yīng)用所生成的環(huán)形螺旋的中心作為軸線(xiàn)在近似環(huán)形中形 成開(kāi)口 ，其中開(kāi)口的寬度從在金屬塞207處的開(kāi)口寬度逐漸增加。其次，通過(guò)應(yīng)用第一光刻膠圖案209執(zhí)行蝕刻工藝形成第一電介質(zhì)層圖案 208a。隨后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第一螺旋光刻膠圖案209。隨后，在 半導(dǎo)體襯底200和第一電介質(zhì)層圖案208a上方沉積第三金屬薄膜。隨后應(yīng)用 化學(xué)機(jī)械拋光法在第三金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝。從而，如圖8所示，形成第一螺旋金屬線(xiàn)210，其一端與金屬塞207相連 接。這里，形成第一金屬線(xiàn)210以使螺旋金屬線(xiàn)的線(xiàn)寬從環(huán)形螺旋的中心部分
如圖9所示，在半導(dǎo)體襯底200和第一金屬線(xiàn)210上方形成第五電介質(zhì)層 211，并在第五電介質(zhì)層211上形成第二螺旋光刻膠圖案212。通過(guò)應(yīng)用第二 螺旋光刻膠圖案212執(zhí)行蝕刻工藝形成第五電介質(zhì)層圖案211a之后，將執(zhí)行 灰化和清洗工藝以去除第二螺旋光刻膠圖案212。隨后，如圖10所示，在半導(dǎo)體襯底200和第五電介質(zhì)層圖案211a上方沉積第四金屬薄膜，隨后應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光法在第四金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工 藝，從而形成與第一金屬線(xiàn)210相串聯(lián)連接的第二螺旋金屬線(xiàn)213。這里，形 成第二金屬線(xiàn)213，以使其具有朝向環(huán)形螺旋外部部分逐漸增加的寬度。如圖11所示，在半導(dǎo)體襯底200和第二金屬線(xiàn)213上方形成第六電介質(zhì) 層214，并在第六電介質(zhì)層214上形成第三螺旋光刻膠圖案215。通過(guò)應(yīng)用第 三螺旋光刻膠圖案215執(zhí)行蝕刻工藝形成第六螺旋電介質(zhì)層214a之后，執(zhí)行 灰化和清洗工藝以去除第三螺旋光刻膠圖案215。其后，在半導(dǎo)體襯底200和第六螺旋電介質(zhì)層214a上方沉積第六金屬薄 膜，并應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光法在第六金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝，以形成一端與 第二金屬線(xiàn)213相連接的第三螺旋金屬線(xiàn)216。隨后，在半導(dǎo)體襯底200和第 三金屬線(xiàn)216上方形成第七電介質(zhì)層217以完成具有圖2所示的結(jié)構(gòu)的螺旋感 應(yīng)器。實(shí)施方式2根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器的另一實(shí)施方式如圖12所示，其中形成結(jié)構(gòu)為 圖2所示的相反結(jié)構(gòu)的環(huán)形螺旋。艮口，將環(huán)形螺旋的中心部分的第一金屬線(xiàn)210設(shè)置在頂層中，同時(shí)，將第 三金屬線(xiàn)216設(shè)置在底層中。從而，形成圓錐型的環(huán)形螺旋。因此，環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)，其中螺旋的寬度從設(shè)置在底層的第三金屬線(xiàn)216 中的第一寬度逐漸減少至設(shè)置在頂層中的第一金屬線(xiàn)210中的第二寬度。用于形成圖12中所示的螺旋感應(yīng)器的方法與第一實(shí)施方式相似，只是順 序上存在不同，其應(yīng)用了光掩模以形成螺旋光刻膠圖案。與上述的第一實(shí)施方式相似，在第二實(shí)施方式中，也將額外的電介質(zhì)層 217設(shè)置在底層的第三金屬線(xiàn)216與半導(dǎo)體襯底200之間，電介質(zhì)層217的厚 度優(yōu)選為O.Ol至3pm之間，更優(yōu)選的情況下為至少lpm或更多。圖13至22為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器及其制造方法 的示意性投影圖和截面圖。圖22所示的根據(jù)第三實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器構(gòu)成 倒圓錐型的環(huán)形螺旋，其與圖2所示的螺旋感應(yīng)器相似。根據(jù)第三實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器存在不同，其具有金屬線(xiàn)的寬度從環(huán)形螺 旋的外部部分到環(huán)形螺旋的中心部分在一系列步驟中增加的形狀。在下文中， 將詳細(xì)描述形成根據(jù)第三實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器的方法。首先，如圖13所示，相繼在半導(dǎo)體襯底400上形成第一電介質(zhì)層401和 第二電介質(zhì)層402，其中在第二電介質(zhì)層402上形成第一光刻膠圖案403。隨 后，通過(guò)應(yīng)用第一光刻膠圖案403執(zhí)行蝕刻工藝形成第二電介質(zhì)層圖案402a。 隨后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第一光刻膠圖案403。其后，如圖14所示，在第二電介質(zhì)層圖案402a上沉積第一金屬薄膜，并 應(yīng)甩化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在第一金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝以形成用于第 一連接終端的金屬線(xiàn)404。之后，如圖15所示，在第二電介質(zhì)層圖案402a和金屬線(xiàn)404上形成第三 電介質(zhì)層405，并在第三電介質(zhì)層405上形成用于形成連接孔的第二光刻膠圖 案406。隨后，通過(guò)應(yīng)用第二光刻膠圖案406執(zhí)行蝕刻工藝在第三電介質(zhì)層405 中形成接觸孔。隨后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第二光刻膠圖案406。其后，如圖16所示，在半導(dǎo)體襯底400上方沉積第二金屬薄膜，并應(yīng)用 化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在第二金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝以形成連接金屬線(xiàn) 404的金屬塞407。隨后，如圖17所示，在第三電介質(zhì)層圖案405a上形成第四電介質(zhì)層408， 并在第四電介質(zhì)層408上形成第一螺旋光刻膠圖案409。第一螺旋光刻膠圖案 409具有與第一實(shí)施方式的第一螺旋光刻膠圖案209完全相同形狀的開(kāi)口 。接 下來(lái)，通過(guò)應(yīng)用第一螺旋光刻膠圖案409選擇性蝕刻第四電介質(zhì)層408形成第 四螺旋電介質(zhì)層圖案408a。隨后執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第一螺旋光刻膠 圖案409。隨后，如圖18所示，在將第三金屬薄膜沉積在第四螺旋電介質(zhì)層圖案408a 上之后，應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在第三金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝以形 成第一螺旋金屬線(xiàn)410。第一螺旋金屬線(xiàn)410也具有與第一實(shí)施方式的第一螺、旋金屬線(xiàn)210完全相同的形狀。其后，如圖19所示，在第一螺旋金屬線(xiàn)410和第四螺旋電介質(zhì)層圖案408a 上形成第五電介質(zhì)層411，并在第五電介質(zhì)層411上形成第二螺旋光刻膠圖案 412。這里，第二螺旋光刻膠圖案412具有開(kāi)口，其形狀使第一螺旋光刻膠圖 案409的開(kāi)口和在第一實(shí)施方式中的第二螺旋光刻膠212的開(kāi)口能夠連續(xù)。從 而，第二螺旋光刻膠圖案412具有兩個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)的開(kāi)口。隨后，如圖20所示，在通過(guò)應(yīng)用第二螺旋光刻膠圖案412執(zhí)行蝕刻工藝 以形成第五螺旋電介質(zhì)層圖案411a之后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第二螺 旋光刻膠圖案412。其后，在第五螺旋電介質(zhì)層圖案411a上沉積第四金屬薄 膜，并應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法在第四金屬薄膜上執(zhí)行平坦化工藝以形成 第二螺旋金屬線(xiàn)413，其部分與第一螺旋金屬線(xiàn)410相交疊。之后，如圖21所示，在第二螺旋金屬線(xiàn)413和第五螺旋電介質(zhì)層圖案411a 上形成第六電介質(zhì)層414，并在第六電介質(zhì)層414上形成第三螺旋光刻膠圖案 415。第三螺旋光刻膠圖案415具有開(kāi)口，其形狀使第二螺旋光刻膠圖案412 的開(kāi)口和在第一實(shí)施方式中的第三螺旋光刻膠215的開(kāi)口能夠連續(xù)。從而，第 三螺旋光刻膠圖案415具有2.5個(gè)螺旋旋轉(zhuǎn)的開(kāi)口 。如圖22所示，在通過(guò)應(yīng)用第三螺旋光刻膠圖案415執(zhí)行蝕刻工藝形成第 六螺旋電介質(zhì)層圖案411a之后，執(zhí)行灰化和清洗工藝以去除第三螺旋光刻膠 圖案415。其后，在第六螺旋介電質(zhì)薄膜圖案414a上沉積第五金屬薄膜，并 應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法執(zhí)行平坦化工藝以形成第三螺旋金屬線(xiàn)416，其 部分與第二螺旋金屬線(xiàn)413相交疊。其后，在第三螺旋金屬線(xiàn)416上形成第七 電介質(zhì)層417以形成根據(jù)第三實(shí)施方式的倒圓錐形環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)。與根據(jù)第一實(shí)施方式的螺旋感應(yīng)器相比，根據(jù)第三實(shí)施方式的螺旋型感應(yīng) 器存在不同，其金屬線(xiàn)的厚度從環(huán)狀螺旋的中心部分開(kāi)始逐步增加。依照本發(fā)明的環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)的感應(yīng)器具有金屬線(xiàn)的寬度向中心部分降低 的形狀。這會(huì)通過(guò)降低由感應(yīng)器引起的渦流電流造成的損失來(lái)增加感應(yīng)系數(shù)。同時(shí)，如上所述的第三實(shí)施方式減小了金屬線(xiàn)的寬度以減小金屬線(xiàn)的界面 面積，從而允許感應(yīng)器的阻抗保持恒定。因此，金屬線(xiàn)的寬度具有與第一實(shí)施方式相同的形式，而金屬線(xiàn)的厚度是 從環(huán)形螺旋的中心部分開(kāi)始逐漸增加，從而防止感應(yīng)器阻抗的增加。因而，可以防止由于感應(yīng)器阻抗的增加導(dǎo)致的品質(zhì)因數(shù)的退化。 實(shí)施方式4根據(jù)本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器的第四實(shí)施方式如圖23所示。圖23所示的螺旋 感應(yīng)器的環(huán)形螺旋具有與第三實(shí)施方式不同的圓錐形狀。即，底層的金屬線(xiàn)為 金屬線(xiàn)416，頂層的金屬線(xiàn)為金屬線(xiàn)410，并將環(huán)形螺旋的中心部分的金屬線(xiàn) 410設(shè)置在頂層。因此，環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)的寬度從設(shè)置在底層的金屬線(xiàn)416到設(shè) 置在頂層的金屬線(xiàn)410逐漸減小。用于制造圖23中所示的螺旋感應(yīng)器的方法與第三實(shí)施方式的方法相似， 只是用于形成螺旋光刻膠圖案的光掩模的順序存在不同。因此，將忽略對(duì)該方 法的詳細(xì)描述。盡管上面己經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍 可在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特點(diǎn)和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)。因此，這里描述的本發(fā)明的實(shí)施方式應(yīng)被視作僅是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不 是對(duì)本發(fā)明的限制。權(quán)利要求示出了上面的描述的本發(fā)明的范圍，在其等同物 中體現(xiàn)的所有不同點(diǎn)應(yīng)被解釋為包括在本發(fā)明中。為了改進(jìn)感應(yīng)器的品質(zhì)因數(shù)，減小感應(yīng)器的寄生阻抗并改善感應(yīng)系數(shù)是非 常重要的。將本發(fā)明的螺旋感應(yīng)器形成為環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)，從而防止了現(xiàn)有技術(shù)中在直 金屬線(xiàn)的邊緣處產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。因而，可有效地減少感應(yīng)器的阻抗。第二，將螺旋感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形成為金屬線(xiàn)的寬度從環(huán)形螺旋的外部部分至 中心部分逐漸減少，從而使降低由于渦流電流產(chǎn)生的損失成為可能，并改善了 感應(yīng)系數(shù)。第三，將感應(yīng)器形成為圓錐形或倒圓錐形，使降低金屬線(xiàn)之間呈現(xiàn)的寄生 電容成為可能。第四，由于線(xiàn)寬度隨著向外部部分伸展而增加，在形成螺旋結(jié)構(gòu)的連接終 端和金屬線(xiàn)的交疊部分中產(chǎn)生的寄生電容將減小。第五，將具有適當(dāng)厚度的電介質(zhì)層插入組成感應(yīng)器的底層的金屬線(xiàn)與硅襯 底之間，使防止渦流電流的產(chǎn)生成為可能。
權(quán)利要求
1.一種螺旋感應(yīng)器，包括由堆疊在半導(dǎo)體襯底上的多層形成的電介質(zhì)層；以及設(shè)置在所述電介質(zhì)層中的多條彎曲金屬線(xiàn)，該多條金屬線(xiàn)被串連連接以形成環(huán)形螺旋型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述環(huán)形螺旋型的 金屬線(xiàn)具有從所述環(huán)形螺旋型的外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一寬度至所述 環(huán)形螺旋型的中心部分上的所述金屬線(xiàn)中的第二寬度逐漸變窄的寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，設(shè)置在所述環(huán)形螺 旋型的所述中心部分的所述金屬線(xiàn)具有第一高度，而設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的 所述外部部分的金屬線(xiàn)具有第二高度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，設(shè)置在所述螺旋的 所述中心部分的所述金屬線(xiàn)的所述第一高度高于設(shè)置在所述螺旋型的所述外 部部分的金屬線(xiàn)的所述第二高度，以便所述金屬線(xiàn)形成圓錐形的螺旋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，設(shè)置在所述環(huán)形的 所述中心部分的所述金屬線(xiàn)的所述第一高度低于設(shè)置在所述螺旋型的所述外 部部分的金屬線(xiàn)的所述第二高度，以便所述金屬線(xiàn)形成倒圓錐形的螺旋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述金屬線(xiàn)的厚度 從所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一厚度逐漸增加至所 述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的金屬線(xiàn)中的第二厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述金屬線(xiàn)的厚度 從所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一厚度逐漸減少至所 述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的金屬線(xiàn)中的第二厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，還進(jìn)一步包括第一 連接終端，其與設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的中心部分的所述金屬線(xiàn)的一端相連 接；以及第二連接終端，其與設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的外部部分的所述金屬線(xiàn) 的另一端相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，還進(jìn)一步包括設(shè)置 在與所述第一連接終端相連接的所述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的所述金屬線(xiàn)和所述環(huán)形螺旋型的另一金屬線(xiàn)之間的至少-一電介質(zhì)層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，在從所述半導(dǎo)體襯 底的頂部觀看時(shí)，所述多條金屬線(xiàn)在所述多條金屬線(xiàn)與所述第一連接終端相交 疊的區(qū)域處相互連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，在所述多條金屬線(xiàn) 之間形成間隙，其中所述多條金屬線(xiàn)之間的所述距離恒定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，還進(jìn)一步包括設(shè)置 在所述多條金屬線(xiàn)的所述底部金屬線(xiàn)與所述半導(dǎo)體襯底之間的電介質(zhì)層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述電介質(zhì)層的 所述厚度為lpm或更多。
14. 一種螺旋感應(yīng)器，包括電介質(zhì)層，其由堆疊在半導(dǎo)體襯底上的多層形成；多條彎曲金屬線(xiàn)，其設(shè)置在所述電介質(zhì)層中，并將其串連連接以形成環(huán)形 螺旋型；第一連接終端，其與設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的中心部分的所述金屬線(xiàn)相連 接；以及第二連接終端，其與設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的外部部分的所述金屬線(xiàn)的另 一端相連接；其中，設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的所述彎曲金屬線(xiàn)具有第一 高度，而設(shè)置在所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述彎曲金屬線(xiàn)具有第二高 度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述環(huán)形螺旋型 的所述金屬線(xiàn)具有從所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一 寬度至所述環(huán)形螺旋型的中心部分上的所述金屬線(xiàn)中的第二寬度逐漸變窄的 寬度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，設(shè)置在所述螺旋 的所述中心部分的所述金屬線(xiàn)的所述第一高度高于設(shè)置在所述螺旋型的所述 外部部分的金屬線(xiàn)的所述第二高度，以便所述金屬線(xiàn)形成圓錐形的螺旋。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，設(shè)置在所述環(huán)形 的所述中心部分的所述金屬線(xiàn)的所述第一高度低于設(shè)置在所述螺旋型的所述 外部部分的金屬線(xiàn)的所述第二高度，以便所述金屬線(xiàn)形成倒圓錐形的螺旋。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述金屬線(xiàn)的厚 度從所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一厚度逐漸增加至 所述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的金屬線(xiàn)中的第二厚度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述金屬線(xiàn)的厚度從所述環(huán)形螺旋型的所述外部部分的所述金屬線(xiàn)中的第一厚度逐漸減少至 所述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的金屬線(xiàn)中的第二厚度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，還進(jìn)一歩包括設(shè) 置在與所述第一連接終端相連接的所述環(huán)形螺旋型的所述中心部分的所述金 屬線(xiàn)和所述環(huán)形螺旋型的另一金屬線(xiàn)之間的至少一電介質(zhì)層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，在從所述半導(dǎo)體 襯底的頂部觀看時(shí)，所述多條金屬線(xiàn)在所述多條金屬線(xiàn)與所述第一連接終端相 交疊的區(qū)域處相互連接。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，在所述多條金屬 線(xiàn)之間形成間隙，其中所述多條金屬線(xiàn)之間的所述距離恒定。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，還進(jìn)一步包括設(shè) 置在所述多條金屬線(xiàn)的所述底部金屬線(xiàn)與所述半導(dǎo)體襯底之間的電介質(zhì)層。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋感應(yīng)器，其特征在于，所述電介質(zhì)層的 所述厚度為lpm或更多。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體器件中的螺旋感應(yīng)器。該螺旋感應(yīng)器包括由堆疊在半導(dǎo)體襯底上的多層形成的電介質(zhì)層，以及形成在電介質(zhì)層中的多個(gè)彎曲金屬線(xiàn)，將其串連連接以形成環(huán)形螺旋型。
文檔編號(hào)H01L27/04GK101211914SQ20071030236
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者金性洙 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司