專利名稱：一種線條傾斜的集成螺旋電感及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成螺旋電感及其制造方法，特別是一種集成螺旋電感 金屬線圈的每一段線條相對螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)或者向外傾斜一定角度的 集成螺旋電感及其制造方法。
背景技術(shù)：
高Q值(品質(zhì)因素)的片上集成螺旋電感是單片集成射頻電路、微波電 路中不可缺少的重要元件。雖然集成螺旋電感Q值明顯低于分離器件(一般Q 值在50左右)，但它們在集成的射頻系統(tǒng)中還是有重要作用。金屬導(dǎo)體損耗、 襯底損耗及平面螺旋電感磁通量的相互抵消等是限制片上集成螺旋電感特性 的主要決定因素。若忽略襯底損耗和平面螺旋電感磁通量的相互抵消，螺旋 電感主要考慮金屬導(dǎo)體損耗。在通常情況下，人們一般使用的是平面螺旋電 感，即電感所有的金屬線圈及線條都是在一個(gè)平面上，結(jié)構(gòu)也比較簡單，此 時(shí)引起損耗的主要原因是金屬導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)。金屬導(dǎo)體損耗可 以通過增加金屬線條的寬度和厚度的方法來抑制；在高頻下趨膚效應(yīng)不可避 免，增加金屬線條的寬度和厚度也有一定的效果；鄰近效應(yīng)是金屬線圈的電 流流動產(chǎn)生的交變磁場使得鄰近的金屬線圈產(chǎn)生渦流來抑制磁場的變化，可 以通過增加電感線圈之間距離的方法減少鄰近效應(yīng)從而減少損耗，提高電感 的性能。增加電感線圈之間的距離，若將外圈的線圈往外移，則增加電感的 尺寸，不利于器件的微小型化，若將內(nèi)圈的線圈往內(nèi)移，則由于電感中央的 電磁場是最強(qiáng)的，線圈往內(nèi)部中央移，磁通量的相互抵消效應(yīng)會加強(qiáng)，不利于電感性能的提高。為此，就需要一種新型的電感結(jié)構(gòu)，在不增加電感尺寸
和不引起其他損耗增加的前提下，達(dá)到提高電感性能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開一種線條傾斜的集成螺旋電感及其制造方法，通過改 變螺旋電感金屬線圈在介質(zhì)上的布置來減少鄰近效應(yīng)及金屬導(dǎo)體損耗以提高
集成電感的Q值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種線條傾斜的集成螺旋電感，它包括襯底、設(shè) 在襯底上的介質(zhì)層、設(shè)在介質(zhì)層內(nèi)的螺旋電感金屬線圈線條及通過介質(zhì)層內(nèi) 的過孔和螺旋電感金屬線圈的線條連接的下層引出線，其螺旋電感金屬線圈 的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)或者向外傾斜一定角度，其傾斜的角度 為30〈a〈70度。
一種線條傾斜的集成螺旋電感的制造方法，其工藝如下
一、 首先在介質(zhì)層上按平面螺旋電感幾何參數(shù)用灰度掩模刻蝕介質(zhì)層， 刻蝕出截面近似為三角形的連續(xù)槽；
二、 然后在凹面與下層金屬引出線相連處刻蝕過孔，再在凹面上及過孔 鍍金屬層；
三、 利用光刻膠掩蔽刻蝕金屬層，得到需要的集成電感。 本發(fā)明提供的一種線條傾斜的集成螺旋電感平面示意圖與現(xiàn)有平面螺旋
電感沒有差異，只是由于金屬線條斜向放置使得線條的空間寬度和空間間距 增加，通過金屬線條的斜向放置增加線寬可以有效地減少金屬損耗；集成電 感與襯底間寄生電容與介質(zhì)層的介電常數(shù)成正比，與介質(zhì)層厚度成反比，本 發(fā)明提供的平面集成螺旋電感通過金屬線條的斜向放置使得介質(zhì)層平均厚度大于普通平面螺旋電感，這又會使其與襯底間寄生電容減小，減小襯底損耗; 金屬線條的斜向放置使得金屬線條水平間距較小的非平面集成電感的線條空 間間距并不小，鄰近效應(yīng)及金屬線圈間的寄生電容也較小。這些效應(yīng)都可以 提高提高集成電感Q值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)
1、 具有較高的Q值；
2、 使用常規(guī)集成電路制造工藝就可以制造該型非平面集成電感，制造成 本低；
3、 可以使用較短的過孔與下層金屬引出線相連。 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。


附圖l為本發(fā)明提供的金屬線圈的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)傾 斜一定角度的集成螺旋電感平面結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為附圖1中的A-A剖視附圖3為本發(fā)明提供的金屬線圈的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向外傾
斜一定角度的集成螺旋電感平面結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為附圖3中的B-B剖視具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如附圖1和附圖2所示的一種線條傾斜的集成螺旋電感，它包
括襯底4、設(shè)在襯底4上的介質(zhì)層5、設(shè)在介質(zhì)層5內(nèi)的螺旋電感金屬線圈線條1
及通過介質(zhì)層5內(nèi)的過孔2和螺旋電感金屬線圈的線條1連接的下層引出線3，
其螺旋電感金屬線圈線條l相對螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)傾斜一定角度，其傾斜的角度為30〈cK70度。
一種線條傾斜的集成螺旋電感的制造方法，其工藝如下
一、 首先在介質(zhì)層上按平面螺旋電感幾何參數(shù)用灰度掩?？涛g介質(zhì)層， 刻蝕出截面近似為三角形的連續(xù)槽；
二、 然后在凹面與下層金屬引出線相連處刻蝕過孔，再在凹面上及過孔 鍍金屬層；
三、 利用光刻膠掩蔽刻蝕金屬層，得到需要的集成電感。
實(shí)施例二如附圖3和附圖4所示的一種線條傾斜的集成螺旋電感，它包 括襯底4、設(shè)在襯底4上的介質(zhì)層5、設(shè)在介質(zhì)層5內(nèi)的螺旋電感金屬線圈線條1 及通過介質(zhì)層5內(nèi)的過孔2和螺旋電感金屬線圈的線條1連接的下層引出線3，
其螺旋電感金屬線圈線條l相對螺旋電感中心同時(shí)向外傾斜一定角度，其傾斜 的角度為30〈ct〈70度。
一種線條傾斜的集成螺旋電感的制造方法，其工藝如下
一、 首先在介質(zhì)層上按平面螺旋電感幾何參數(shù)用灰度掩模刻蝕介質(zhì)層， 刻蝕出截面近似為三角形的連續(xù)槽；
二、 然后在凹面與下層金屬引出線相連處刻蝕過孔，再在凹面上及過孔 鍍金屬層；
三、 利用光刻膠掩蔽刻蝕金屬層，得到需要的集成電感。
權(quán)利要求
1、一種線條傾斜的集成螺旋電感，它包括襯底、設(shè)在襯底上的介質(zhì)層、設(shè)在介質(zhì)層內(nèi)的螺旋電感金屬線圈線條及通過介質(zhì)層內(nèi)的過孔和螺旋電感金屬線圈的線條連接的下層引出線，其特征是其螺旋電感金屬線圈的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)傾斜一定角度，其傾斜的角度為30＜α＜70度。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種線條傾斜的集成螺旋電感，其特征是其螺 旋電感金屬線圈的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向外傾斜一定角度，其傾斜的角度為3(KcK70度。
3、 一種線條傾斜的集成螺旋電感的制造方法，其特征是一、 首先在介質(zhì)層上按平面螺旋電感幾何參數(shù)用灰度掩?？涛g介質(zhì)層， 刻蝕出截面近似為三角形的連續(xù)槽；二、 然后在凹面與下層金屬引出線相連處刻蝕過孔，再在凹面上及過孔 鍍金屬層；三、 利用光刻膠掩蔽刻蝕金屬層，得到需要的集成電感。
全文摘要
一種線條傾斜的集成螺旋電感，它包括襯底、設(shè)在襯底上的介質(zhì)層、設(shè)在介質(zhì)層內(nèi)的螺旋電感金屬線圈線條及通過介質(zhì)層內(nèi)的過孔和螺旋電感金屬線圈的線條連接的下層引出線，其螺旋電感金屬線圈的線條相對于螺旋電感中心同時(shí)向內(nèi)或者向外傾斜一定角度，其傾斜的角度為30＜α＜70度。本發(fā)明還提供了一種線條傾斜的集成螺旋電感的制造方法首先在介質(zhì)層上按平面螺旋電感幾何參數(shù)按照用灰度掩?？涛g介質(zhì)層，刻蝕出截面近似為三角形的連續(xù)槽；然后在凹面與下層金屬引出線相連處刻蝕過孔，再在凹面上及過孔鍍金屬層；再利用光刻膠掩蔽刻蝕金屬層，得到需要的集成電感。
文檔編號H01L27/01GK101552088SQ20081023748
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月21日
發(fā)明者譚延亮 申請人:衡陽師范學(xué)院