本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種電感器及其形成方法。

背景技術(shù)：

電感器的主要作用是對交流信號進(jìn)行隔離、濾波，或與電容器、電阻器等組成諧振電路。由于電感器發(fā)揮著重要的作用，例如可用于便攜式電子產(chǎn)品，無線和射頻應(yīng)用，因此在芯片制造中電感器應(yīng)用變得越來越普遍。

目前，普遍采用的是螺旋電感器，即利用金屬線形成螺旋狀的電感器，所述電感器的螺旋狀結(jié)構(gòu)就可以產(chǎn)生電感。但是，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，器件的尺寸也在不斷減小，電感器的電感的增加也相應(yīng)受到了限制。

因此，亟需提供一種電感器，以增加電感器的電感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種電感器及其形成方法，增加電感器的電感。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電感器，包括：基底，所述基底上具有介電層；呈條形狀的鐵磁芯，位于所述介電層內(nèi)；呈螺線管狀的金屬層，位于所述介電層內(nèi)，所述金屬層沿所述鐵磁芯的延伸方向環(huán)繞所述鐵磁芯，且所述金屬層和所述鐵磁芯之間具有所述介電層。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種電感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有第一底層介電層；刻蝕部分厚度的所述第一底層介電層，在所述第一底層介電層內(nèi)形成第一凹槽；在所述第一凹槽的底部和側(cè)壁形成多個(gè)分立的底層金屬條，沿所述第一凹槽延伸方向上，所述多個(gè)底層金屬條平行排列，且每一個(gè)所述底層金屬條具有第一端部和第二端部；形成所述底層金屬條后，形成填充滿所述第一凹槽的第一介電材料層；刻蝕部分厚度的所述第一介電材料層，在所述第一介電材料層內(nèi)形成第二凹槽，且剩余所述第一介電材料層作為第二底層介電層；在所述第二凹槽中形成鐵磁芯，所述鐵磁芯凸出于所述第二凹槽；形成保形覆蓋所述鐵磁芯的第一頂層介電層，所述第一頂層介電層與所述第二底層介電層相連接；形成保形覆蓋所述第一頂層介電層的多個(gè)分立的頂層金屬條，沿所述鐵磁芯延伸方向上，所述多個(gè)頂層金屬條平行排列，每一個(gè)所述頂層金屬條具有兩端，且每一個(gè)頂層金屬條的一端與相鄰一個(gè)底層金屬條的第一端部相連接，另一端與另一個(gè)相鄰底層金屬條的第二端部相連接；其中，所述頂層金屬條和底層金屬條構(gòu)成金屬層，且所述金屬層呈螺線管狀，所述金屬層沿所述鐵磁芯的延伸方向環(huán)繞所述鐵磁芯；形成覆蓋所述頂層金屬條、第一頂層介電層和第一底層介電層的第二頂層介電層；其中，所述第二頂層介電層與所述第一頂層介電層、中心介電層、第二底層介電層、以及第一底層介電層構(gòu)成介電層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供一種電感器，所述電感器包括呈條形狀的鐵磁芯、以及呈螺線管狀的金屬層，所述金屬層沿所述鐵磁芯的延伸方向環(huán)繞所述鐵磁芯；在所述鐵磁芯的作用下，使得電感器的導(dǎo)磁率得到提高，且將所述電感器的磁場集中于中心處，從而提高電感器的電感，進(jìn)而提高電感器的品質(zhì)因子，提高電感器的效率。

本發(fā)明提供一種電感器的形成方法，形成了金屬層環(huán)繞鐵磁芯的電感器結(jié)構(gòu)，在所述鐵磁芯的作用下，使得電感器的導(dǎo)磁率得到提高，且將所述電感器的磁場集中于中心處，從而提高電感器的電感，進(jìn)而提高電感器的品質(zhì)因子，提高電感器的效率；此外，本發(fā)明所述技術(shù)方案與半導(dǎo)體制造工藝的兼容性較高，具有工藝可實(shí)現(xiàn)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電感器一實(shí)施例的立體圖；

圖2是圖1沿AA1方向割線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明電感器另一實(shí)施例的立體圖；

圖4至圖22是本發(fā)明電感器的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23和圖24是本發(fā)明電感器的形成方法另一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，隨著器件尺寸的不斷減小，電感器的電感增加相應(yīng)受到了限制，從而導(dǎo)致電感器的品質(zhì)因子(即Q值)難以得到提高，電感器的效率較低。

為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有鐵磁芯電感器，所述電感器的金屬層沿所述鐵磁芯的延伸方向環(huán)繞所述鐵磁芯；在所述鐵磁芯的作用下，使得電感器的導(dǎo)磁率得到提高，且將所述電感器的磁場集中于中心處，從而提高電感器的電感，進(jìn)而提高電感器的品質(zhì)因子，提高電感器的效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

結(jié)合參考圖1和圖2，圖1示出了本發(fā)明電感器一實(shí)施例的立體圖，圖2是圖1沿AA1方向割線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

以下將結(jié)合附圖對本實(shí)施例提供的電感器進(jìn)行詳細(xì)說明。所述電感器包括：

基底(圖未示)，所述基底上具有介電層10；呈條形狀的鐵磁芯40，位于所述介電層10內(nèi)；呈螺線管狀的金屬層20，位于所述介電層10內(nèi)，所述金屬層20沿所述鐵磁芯40的延伸方向(如圖1中L方向所示)環(huán)繞所述鐵磁芯40，且所述金屬層20和所述鐵磁芯40之間具有所述介電層10。

需要說明的是，為了便于圖示，圖1中未示出位于所述金屬層20遠(yuǎn)離所述鐵磁芯40一側(cè)的介電層10。

所述基底為電感器(Inductor)的形成提供工藝平臺。

所述基底包括襯底，所述襯底的材料可以為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅或鎵化銦，所述襯底還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底。本實(shí)施例中，所述襯底的材料為硅。所述基底內(nèi)可以形成有半導(dǎo)體器件，例如NMOS器件、PMOS器件、電阻器等，所述基底內(nèi)還可以形成有金屬互連結(jié)構(gòu)。需要說明的是，所述電感器位置處的基底內(nèi)不具有半導(dǎo)體器件。

所述介電層(Dielectric Layer)10用于實(shí)現(xiàn)電感器之間的相互絕緣，還用于實(shí)現(xiàn)所述電感器與其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的相互絕緣，且還用于實(shí)現(xiàn)所述金屬層20之間、以及所述金屬層20與所述鐵磁芯40之間的絕緣。

所述介電層10的材料為絕緣材料。本實(shí)施例中，所述介電層10的材料可以是硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述介電層10的材料還可以是上述三種材料中摻雜碳、氟、硼或磷的材料。

所述螺線管狀的金屬層20用于作為所述電感器的電感線圈。所述金屬層20的材料為導(dǎo)電材料，例如鋁、銅、銦、金等金屬材料。本實(shí)施例中，所述金屬層20的材料為鋁。

所述金屬層20是螺線管結(jié)構(gòu)，所述金屬層20的形狀根據(jù)實(shí)際工藝需求而定。本實(shí)施例中，在垂直于所述鐵磁芯40的延伸方向上，所述金屬層20的剖面形狀為六邊環(huán)形。在其他實(shí)施例中，所述金屬層的剖面形狀還可以是圓環(huán)形。

本實(shí)施例中，所述金屬層20包括：多個(gè)分立的底層金屬條25，所述底層金屬條25位于所述鐵磁芯40的一側(cè)且環(huán)繞部分所述鐵磁芯40，且沿所述鐵磁芯40延伸方向上，所述多個(gè)底層金屬條25平行排列，每一個(gè)所述底層金屬條25具有第一端部(如圖1中區(qū)域B所示)和第二端部(如圖1中區(qū)域C所示)；多個(gè)分立的頂層金屬條26，所述頂層金屬條26位于所述鐵磁芯40的另一側(cè)且環(huán)繞部分所述鐵磁芯40，沿所述鐵磁芯40延伸方向上，所述多個(gè)頂層金屬條26平行排列，每一個(gè)所述頂層金屬條26具有兩端，且每一個(gè)頂層金屬條26的一端(未標(biāo)示)與相鄰一個(gè)底層金屬條25的第一端部相連接，另一端(未標(biāo)示)與另一個(gè)相鄰底層金屬條25的第二端部相連接。也就是說，所述底層金屬條25和所述頂層金屬條26首尾相連，從而形成沿同一方向環(huán)繞所述鐵磁芯40的螺線管狀的金屬層20。

所述金屬層20的厚度D1(如圖2所示)根據(jù)實(shí)際工藝需求而定。本實(shí)施例中，所述金屬層20的厚度D1為1微米至6微米。

需要說明的是，所述金屬層20位于所述介電層10內(nèi)，且所述金屬層20和所述鐵磁芯40之間具有所述介電層10，因此所述金屬層20周圍包裹有所述介電層10。

所述鐵磁芯40材料的導(dǎo)磁率較高，在所述鐵磁芯40的作用下，使得電感器的導(dǎo)磁率得到提高，且將所述電感器的磁場集中于中心處，從而提高電感器的電感，進(jìn)而提高電感器的品質(zhì)因子，提高電感器的效率。本實(shí)施例中，所述鐵磁芯40的材料為Fe。在其他實(shí)施例中，所述鐵磁芯的材料還可以是Ni或Co。

具體地，根據(jù)所述電感器的電感線圈的形狀，即根據(jù)所述金屬層20的形狀，所述鐵磁芯40的形狀是條形狀。本實(shí)施例中，為了降低所述鐵磁芯40的形成工藝難度，在所述鐵磁芯40的形成過程中提高所述鐵磁芯40材料的形成質(zhì)量，所述鐵磁芯40的形狀是條形環(huán)狀體。在其他一些實(shí)施例中，所述鐵磁芯的形狀還可以是實(shí)心的條狀體。

本實(shí)施例中，在垂直于所述鐵磁芯40的延伸方向(如圖2中X方向所示)上，所述鐵磁芯40的剖面形狀為六邊環(huán)形。在另一實(shí)施例中，所述鐵磁芯的剖面形狀還可以為方環(huán)形。

需要說明的是，沿所述鐵磁芯40中心指向外圍的方向上，所述鐵磁芯40的厚度D2(如圖2所示)不宜過小，也不宜過大。所述鐵磁芯40的厚度D2越大，相應(yīng)增加所述電感器的電感的效果越好，因此如果所述鐵磁芯40的厚度D2過小，容易導(dǎo)致增加所述電感器的電感的效果不明顯；如果所述鐵磁芯40的厚度D2過大，在所述鐵磁芯40的形成過程中，容易增加工藝難度，且容易降低所述鐵磁芯40的形成質(zhì)量。為此，本實(shí)施例中，在盡可能增加所述鐵磁芯40厚度的同時(shí)滿足工藝可實(shí)現(xiàn)性，沿所述鐵磁芯40中心指向外圍的方向上，所述鐵磁芯40的厚度D2為0.5微米至1微米；也就是說，所述條形環(huán)狀體的鐵磁芯40的壁厚是0.5微米至1微米。

還需要說明的是，所述鐵磁芯40呈條形環(huán)狀體，且所述鐵磁芯40位于所述介電層10內(nèi)，因此所述鐵磁芯40周圍包裹有所述介電層10，所述鐵磁芯40和所述金屬層20通過所述介電層10進(jìn)行絕緣。

此外，所述電感器還包括：第一插塞61(如圖1所示)，與所述金屬層20的一端(未標(biāo)示)電連接；第二插塞62(如圖1所示)，與所述金屬層20的另一端(未標(biāo)示)電連接。

本實(shí)施例中，所述第一插塞61和第二插塞62位于所述介電層10內(nèi)，且所述第一插塞61和第二插塞62均位于所述金屬層20靠近所述介電層10頂部的一側(cè)，所述介電層10的頂部露出所述第一插塞61和第二插塞62的頂部。具體到本實(shí)施例中，所述第一插塞61和第二插塞62的頂部與所述介電層10的頂部齊平。所述第一插塞61和第二插塞62用于作為所述電感器的電路銜接的電極引線。

本實(shí)施例中，所述第一插塞61和第二插塞62的材料均為W。在其他實(shí)施例中，所述第一插塞的材料還可以是Al、Cu、Ag或Au等金屬材料，所述第二插塞的材料還可以是Al、Cu、Ag或Au等金屬材料。

參考圖3，示出了本發(fā)明電感器另一實(shí)施例的立體圖。

本實(shí)施例與前述實(shí)施例相同之處，本發(fā)明在此不再贅述。本實(shí)施例與前述實(shí)施例不同之處在于：在垂直于所述鐵磁芯50的延伸方向(如圖2中X方向所示)上，所述鐵磁芯50的剖面形狀為方環(huán)形。

對所述電感器的具體描述，可參考前述實(shí)施例中的相應(yīng)描述，在此不再贅述。

結(jié)合參考圖4至圖22，示出了本發(fā)明電感器的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種電感器的形成方法。以下將結(jié)合附圖，對所述形成方法的步驟做詳細(xì)說明。

參考圖4，提供基底(圖未示)，所述基底上形成有第一底層介電層115。

所述基底為電感器(Inductor)的形成提供工藝平臺。

所述基底包括襯底，所述襯底的材料可以為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅或鎵化銦，所述襯底還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底。本實(shí)施例中，所述襯底的材料為硅。所述基底內(nèi)可以形成有半導(dǎo)體器件，例如NMOS器件、PMOS器件、電阻器等，所述基底內(nèi)還可以形成有金屬互連結(jié)構(gòu)。需要說明的是，所述電感器位置處的基底內(nèi)不具有半導(dǎo)體器件。

所述第一底層介電層115用于作為后續(xù)所形成介電層的一部分。所述介電層用于實(shí)現(xiàn)電感器之間、所述電感器的電感線圈與鐵磁芯之間、以及所述電感器與其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的相互絕緣。

需要說明的是，本實(shí)施例中，后續(xù)所形成電感器形狀為以平行于所述第一底層介電層115頂部的表面為對稱面的對稱形狀。

所述第一底層介電層115的材料為絕緣材料。本實(shí)施例中，所述第一底層介電層115的材料可以是硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述第一底層介電層115的材料還可以是上述三種材料中摻雜碳、氟、硼或磷的材料。

本實(shí)施例中，通過化學(xué)氣相沉積工藝，在所述基底上形成所述第一底層介電層115。所述第一底層介電層115的厚度根據(jù)實(shí)際所形成電感器的尺寸設(shè)計(jì)而定。本實(shí)施例中，所述第一底層介電層115的厚度是3微米至50微米。

參考圖5，刻蝕部分厚度的所述第一底層介電層115，在所述第一底層介電層115內(nèi)形成第一凹槽101。

所述第一凹槽101為后續(xù)形成電感器的電感線圈提供空間位置，所述第一凹槽101的形貌決定所述電感線圈的形貌。

本實(shí)施例中，在垂直于所述襯底表面方向上，所述第一凹槽101的剖面形狀為倒梯形；相應(yīng)的，后續(xù)所形成電感器的電感線圈的剖面形狀為六邊環(huán)形。在其他實(shí)施例中，所述第一凹槽的剖面形狀還可以是半圓形。但所述第一凹槽101的剖面形狀不僅限于倒梯形和半圓形。

本實(shí)施例中，通過使所述第一凹槽101的剖面形狀為倒梯形，便于后續(xù)金屬材料的沉積，從而有利于提高后續(xù)金屬層的沉積效果和形成質(zhì)量。

本實(shí)施例中，后續(xù)所形成電感器形狀是以平行于所述第一底層介電層115頂部的表面為對稱面的對稱形狀，相應(yīng)的，所述第一凹槽101的深度根據(jù)所形成電感線圈的尺寸而定。具體到本實(shí)施例中，所述第一凹槽101的深度為5微米至20微米。

本實(shí)施例中，采用干法刻蝕工藝，刻蝕部分厚度的所述第一底層介電層115。具體地，所述干法刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕工藝。在其他實(shí)施例中，所述干法刻蝕工藝還可以是反應(yīng)離子刻蝕(RIE)工藝、離子束刻蝕工藝或激光刻蝕工藝。

結(jié)合參考圖6和圖7，在所述第一凹槽101的底部和側(cè)壁形成多個(gè)分立的底層金屬條215(如圖7所示)，沿所述第一凹槽101延伸方向上，所述多個(gè)底層金屬條215平行排列，且每一個(gè)所述底層金屬條215具有第一端部(如圖7中區(qū)域E所示)和第二端部(如圖7中區(qū)域F所示)。

所述底層金屬條215用于作為后續(xù)所形成電感器的電感線圈的一部分。本實(shí)施例中，通過在所述第一凹槽101的底部和側(cè)壁形成多個(gè)分立的底層金屬條215，從而為后續(xù)形成螺線管狀的電感線圈提高工藝基礎(chǔ)。

需要說明的是，所述底層金屬條215的厚度T1(如圖7所示)不宜過小，也不宜過大。如果所述底層金屬條215的厚度T1過小，相應(yīng)的，后續(xù)所形成電感線圈的橫截面面積較小，從而導(dǎo)致所形成電感器的電感較??；如果所述底層金屬條215的厚度T1過大，難以滿足工藝集成度的需求，還容易對后續(xù)膜層的形成造成不良影響。為此，本實(shí)施例中，所述底層金屬條215的厚度T1為1微米至6微米。

具體地，形成所述底層金屬條215的步驟包括：在所述第一凹槽101的底部和側(cè)壁形成底層金屬膜210(如圖6所示)，所述底層金屬膜210還位于所述第一底層介電層115頂部；在所述第一凹槽101中的部分底層金屬膜210上形成第一圖形層(圖未示)，所述第一圖形層內(nèi)具有多個(gè)第一圖形開口，所述第一圖形開口沿所述第一凹槽101的延伸方向平行排列；以所述第一圖形層為掩膜，刻蝕去除位于所述第一底層介電層115頂部、以及部分所述第一凹槽101表面的底層金屬膜210，所述第一凹槽101中的剩余所述底層金屬膜210作為底層金屬條215，且所述底層金屬條215具有第一端部和第二端部；去除所述第一圖形層。

本實(shí)施例中，采用物理氣相沉積工藝的方式，形成所述底層金屬膜210。在其他實(shí)施例中，形成所述底層金屬膜的工藝還可以是電鍍工藝。。

參考圖8，形成所述底層金屬條215后，形成填充滿所述第一凹槽101(如圖7所示)的第一介電材料層310。

所述第一介電材料層310為后續(xù)形成第二底層介電層提供工藝基礎(chǔ)，且所形成第二底層介電層用于作為后續(xù)所形成介電層的一部分。

對所述第一介電材料層310材料的具體描述，可參考前述第一底層介電層115材料的相應(yīng)描述，在此不再贅述。所述第一介電材料層310可以由所述第一底層介電層115相同或不同的介電材料形成。本實(shí)施例中，為了提高工藝兼容性，所述第一介電材料層310的材料與所述第一底層介電層115的材料相同。

具體地，形成所述第一介電材料層310的步驟包括：通過化學(xué)氣相沉積工藝，在所述第一凹槽101中填充所述第一介電材料，所述第一介電材料覆蓋所述底層金屬條215和第一底層介電層115頂部；對所述第一介電材料進(jìn)行平坦化處理，形成第一介電材料層310，所述第一介電材料層310頂部高于所述底層金屬條215和第一底層介電層115頂部。

本實(shí)施例中，在所述平坦化處理后，所述第一介電材料層310頂部至所述底層金屬條215的第一端部(如圖7中區(qū)域E所示)或第二端部(如圖7中區(qū)域F所示)的距離T2(如圖8所示)為0.5微米至1微米。

參考圖9，刻蝕部分厚度的所述第一介電材料層310(如圖8所示)，在所述第一介電材料層310內(nèi)形成第二凹槽301，且剩余所述第一介電材料層310作為第二底層介電層315。

所述第二底層介電層315用于作為后續(xù)所形成介電層的一部分。

后續(xù)步驟還包括在所述第二凹槽301內(nèi)形成鐵磁芯，為了降低后續(xù)形成所述鐵磁芯的工藝難度，提高所述鐵磁芯的材料的沉積質(zhì)量，本實(shí)施例中，在垂直于所述襯底表面方向上，所述第二凹槽301的剖面形狀為倒梯形。在其他實(shí)施例中，所述第二凹槽的剖面形狀還可以是方形。

需要說明的是，所述第二凹槽301的深度不宜過小，也不宜過大。如果所述第二凹槽301的深度過小，相應(yīng)會(huì)增加后續(xù)形成所述鐵磁芯的工藝難度，從而容易降低所述鐵磁芯的形成質(zhì)量；如果所述第二凹槽301的深度過大，容易增加所述底層金屬條215和所述鐵磁芯相接觸的風(fēng)險(xiǎn)，容易導(dǎo)致后續(xù)所形成電感器的損壞。為此，本實(shí)施例中，所述第二凹槽301的深度為1微米至2微米。

本實(shí)施例中，采用干法刻蝕工藝，刻蝕部分厚度的所述第一介電材料層310。具體地，所述干法刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕工藝。在其他實(shí)施例中，所述干法刻蝕工藝還可以是反應(yīng)離子刻蝕工藝、離子束刻蝕工藝或激光刻蝕工藝。

需要說明的是，為了避免后續(xù)形成所述鐵磁芯的過程中，所述鐵磁芯的材料與所述底層金屬條215相接觸，形成所述第二凹槽301后，所述第二底層介電層315覆蓋所述底層金屬條215。

結(jié)合參考圖10至圖15，在所述第二凹槽301(如圖9所示)中形成鐵磁芯450(如圖15所示)，所述鐵磁芯450凸出于所述第二凹槽301。

所述鐵磁芯(Ferromagnetic Core)450材料的導(dǎo)磁率較高，從而有利于增加所述電感器的電感。

所述鐵磁芯450的材料為鐵磁性材料。本實(shí)施例中，所述鐵磁芯450的材料為Fe。在其他實(shí)施例中，所述鐵磁芯的材料還可以是Ni或Co。

本實(shí)施例中，根據(jù)后續(xù)所形成電感器的電感線圈的形狀，所述鐵磁芯450的形狀是條形狀，所述鐵磁芯450延伸方向與所述第二凹槽301延伸方向相同，相應(yīng)的，所述鐵磁芯450延伸方向與所述第一凹槽101(如圖5所示)延伸方向也相同。

需要說明的是，為了避免在形成所述鐵磁芯450的工藝過程中，出現(xiàn)所述鐵磁芯450的材料層厚度過大的情況，從而降低形成所述鐵磁芯450的工藝難度，本實(shí)施例中，所述鐵磁芯450的形狀是條形環(huán)狀體。在其他一些實(shí)施例中，所述鐵磁芯的形狀還可以是實(shí)心的條狀體。

以下結(jié)合附圖，對形成所述條形環(huán)狀體的鐵磁芯450的步驟做詳細(xì)說明。

結(jié)合參考圖10和圖11，在所述第二凹槽301的底部和側(cè)壁形成底層鐵磁材料層415(如圖11所示)，所述底層鐵磁材料層415具有第三端部(如圖11中區(qū)域G所示)和第四端部(如圖11中區(qū)域H所示)。

所述底層鐵磁材料層415用于作為后續(xù)鐵磁芯的一部分。本實(shí)施例中，所述底層鐵磁材料層415的材料為Fe。在其他實(shí)施例中，所述底層鐵磁材料層的材料還可以是Ni或Co。

需要說明的是，所述底層鐵磁材料層415的厚度T3(如圖11所示)不宜過小，也不宜過大。所述底層鐵磁材料層415的厚度T3越大，增加后續(xù)所形成電感器的電感的效果相應(yīng)越好，因此如果所述底層鐵磁材料層415的厚度T3過小，容易導(dǎo)致增加所述電感器的電感的效果不明顯；如果所述底層鐵磁材料層415的厚度T3過大，在所述第二凹槽301的底部和側(cè)壁形成所述底層鐵磁材料層415的過程中，容易增加工藝難度，且容易降低所述底層鐵磁材料層415的形成質(zhì)量。為此，本實(shí)施例中，在盡可能增加所述底層鐵磁材料層415厚度T3的同時(shí)滿足工藝可實(shí)現(xiàn)性，所述底層鐵磁材料層415的厚度T3為0.5微米至1微米。

具體地，形成所述底層鐵磁材料層415的步驟包括：在所述第二凹槽301的底部和側(cè)壁表面形成底層鐵磁材料膜410(如圖10所示)，所述底層鐵磁材料膜410還位于所述第二底層介電層315頂部；在所述第二凹槽301中形成第二圖形層(圖未示)，所述第二圖形層覆蓋位于所述第二凹槽301中的底層鐵磁材料膜410表面；以所述第二圖形層為掩膜，刻蝕去除位于所述第二底層介電層315頂部的底層鐵磁材料膜410，保留位于所述第二凹槽301中的所述底層鐵磁材料膜410，剩余所述底層鐵磁材料膜410作為底層鐵磁材料層415，且所述底層鐵磁材料層415具有第三端部和第四端部；去除所述第二圖形層。

本實(shí)施例中，采用物理氣相沉積工藝的方式，形成所述底層鐵磁材料膜410。在其他實(shí)施例中，形成所述底層鐵磁材料膜的工藝還可以是電鍍工藝。

參考圖12，形成所述底層鐵磁材料層415后，形成填充滿第二凹槽301(如圖11所示)的第二介電材料層550。

所述第二介電材料層550為后續(xù)形成頂部凸出于所述第二凹槽301的中心介電層提供工藝基礎(chǔ)。

對所述第二介電材料層550材料的具體描述，可參考前述第一底層介電層115材料的相應(yīng)描述，在此不再贅述。所述第二介電材料層550可以由所述第一底層介電層115相同或不同的介電材料形成。本實(shí)施例中，為了提高工藝兼容性，所述第二介電材料層550的材料與所述第一底層介電層115的材料相同。

具體地，形成所述第二介電材料層550的步驟包括：通過化學(xué)氣相沉積工藝，在所述第二凹槽301中填充所述第二介電材料，所述第二介電材料覆蓋所述底層鐵磁材料層415和第二底層介電層315頂部；對所述第二介電材料進(jìn)行平坦化處理，形成第二介電材料層550，所述第二介電材料層550頂部高于所述底層鐵磁材料層415和第二底層介電層315頂部。

本實(shí)施例中，所述第二凹槽301的深度為1微米至2微米，所述底層鐵磁材料層415的厚度T3(如圖11所述)為0.5微米至1微米，為了使后續(xù)所形成中心介電層的形狀為以平行所述第一底層介電層115頂部的表面為對稱面的對稱形狀，在所述平坦化處理后，所述第二介電材料層550頂部至所述底層鐵磁材料層415的第三端部(如圖11中區(qū)域G所示)或第四端部(如圖11中區(qū)域H所示)的距離T4為0.5微米至1微米。

參考圖13，刻蝕所述第二介電材料層550(如圖12所示)，形成中心介電層500，所述中心介電層500凸出于所述第二凹槽301(如圖11所示)。

通過所述中心介電層500，使后續(xù)所形成鐵磁芯的形狀為條形環(huán)狀體。

具體地，在所述第二凹槽301(如圖11所示)上方的第二介電材料層550上形成第三圖形層(圖未示)，所述第三圖形層在所述襯底上的投影與所述第二凹槽301底部在所述襯底上的投影重合；以所述第三圖形層為掩膜，采用干法刻蝕工藝，刻蝕所述第二介電材料層550，保留位于所述第二凹槽301中的第二介電材料層550以及凸出于所述第二凹槽301的部分第二介電材料層550，形成中心介電層500；形成所述中心介電層500后，去除所述第三圖形層。

所述中心介電層500的形狀為以平行所述第一底層介電層115頂部的表面為對稱面的對稱形狀。本實(shí)施例中，在垂直于所述襯底表面方向上，所述第二凹槽301的剖面形狀為倒梯形，因此凸出于所述第二凹槽301的剩余第二介電材料層550的剖面形狀為梯形。也就是說，在垂直于所述襯底表面方向上，所述中心介電層500的剖面形狀為六邊形，且所述中心介電層500的延伸方向與所述第一凹槽101(如圖5所示)的延伸方向相同。

結(jié)合參考圖14和圖15，形成保形覆蓋所述中心介電層500表面的頂層鐵磁材料層425(如圖15所示)，所述頂層鐵磁材料層425具有兩端，且所述頂層鐵磁材料層425的一端與所述底層鐵磁材料層415的第三端部(如圖11中區(qū)域G所示)相連接，所述頂層鐵磁材料層425的另一端與所述底層鐵磁材料層415的第四端部(如圖11中區(qū)域H所示)相連接；其中，所述頂層鐵磁材料層425和所述底層鐵磁材料層415構(gòu)成鐵磁芯450(如圖15所示)。

所述底層鐵磁材料層415和所述頂層鐵磁材料層425相連接，且所述底層鐵磁材料層415和所述頂層鐵磁材料層425之間形成有所述中心介電層500，因此所述鐵磁芯450的形狀為條形環(huán)狀。

本實(shí)施例中，所述鐵磁芯450的形狀為以平行于所述第一底層介電層115頂部的表面為對稱面的對稱形狀，因此所述頂層鐵磁材料層425的厚度與所述底層鐵磁材料層415的厚度相同。

本實(shí)施例中，所述頂層鐵磁材料層425的材料與所述底層鐵磁材料層415的材料相同，所述頂層鐵磁材料層425的材料為Fe。

具體地，形成所述頂層鐵磁材料層425的步驟包括：形成保形覆蓋所述中心介電層500、底層鐵磁材料層415和第二底層介電層315的頂層鐵磁材料膜420(如圖14所示)；形成覆蓋位于所述中心介電層500頂部和側(cè)壁、以及所述底層鐵磁材料層415表面的頂層鐵磁材料膜420的第四圖形層(圖未示)，所述第四圖形層露出位于所述第二底層介電層315上的所述頂層鐵磁材料膜420；以所述第四圖形層為掩膜，刻蝕去除位于所述第二底層介電層315上的頂層鐵磁材料膜420，保留位于所述底層鐵磁材料層415和中心介電層500表面的頂層鐵磁材料膜420作為頂層鐵磁材料層425；形成所述頂層鐵磁材料層425后，去除所述第二圖形層。

本實(shí)施例中，采用物理氣相沉積工藝，形成所述頂層鐵磁材料膜420。在其他實(shí)施例中，形成所述頂層鐵磁材料膜的工藝還可以是電鍍工藝。

本實(shí)施例中，所述中心介電層500的形狀為六邊形，相應(yīng)的，在垂直于所述鐵磁芯450的延伸方向上，所述鐵磁芯450的剖面形狀為六邊環(huán)形。

本實(shí)施例中，所述頂層鐵磁材料層425與所述底層鐵磁材料層415的厚度T3(如圖11所示)均為0.5微米至1微米，因此沿所述鐵磁芯450中心指向外圍的方向上，所述鐵磁芯450的厚度為0.5微米至1微米；也就是說，所述條形環(huán)狀體的鐵磁芯450的壁厚是0.5微米至1微米。

結(jié)合參考圖16和圖17，形成保形覆蓋所述鐵磁芯450的第一頂層介電層325(如圖17所示)，所述第一頂層介電層325與所述第二底層介電層315相連接。

所述第一頂層介電層325與所述第二底層介電層315用于對所述鐵磁芯450以及后續(xù)所形成電感器的金屬線圈進(jìn)行絕緣，從而避免所述鐵磁芯450與所述金屬線圈接觸，進(jìn)而避免所形成電感器的損壞。

對所述第一頂層介電層325材料的具體描述，請參考前述第一底層介電層115材料的相關(guān)描述，在此不再贅述。所述第一頂層介電層325可以由所述第一底層介電層115相同或不同的介電材料形成。本實(shí)施例中，為了提高工藝兼容性，所述第一頂層介電層325的材料與所述第一底層介電層115的材料相同。

具體地，形成所述第一頂層介電層325的步驟包括：通過化學(xué)氣相沉積工藝，形成覆蓋所述頂層鐵磁材料層425和第二底層介電層315頂部的第三介電材料；對所述第三介電材料進(jìn)行平坦化處理，形成第三介電材料層320(如圖16所示)，所述第三介電材料層320頂部高于所述頂層鐵磁材料層425頂部；在位于所述頂層鐵磁材料層425頂部的第三介電材料層320上形成第五圖形層(圖未示)，所述第五圖形層在所述襯底上的投影與所述第二底層介電層315底部在所述襯底上的投影重合；以所述第五圖形層為掩膜，刻蝕去除位于所述第一底層介電層115上的第三介電材料層320，保留保形覆蓋所述頂層鐵磁材料層425和第二底層介電層315表面的第三介電材料層320作為第一頂層介電層325，且所述第一頂層介電層325與所述第二底層介電層315相連接；形成所述第一頂層介電層325后，去除所述第五圖形層。

結(jié)合參考圖18和圖19，形成保形覆蓋所述第一頂層介電層325的多個(gè)分立的頂層金屬條225(如圖19所示)，沿所述鐵磁芯450延伸方向上，所述多個(gè)頂層金屬條225平行排列，每一個(gè)所述頂層金屬條225具有兩端(未標(biāo)示)，且每一個(gè)頂層金屬條225的一端與相鄰一個(gè)底層金屬條215的第一端部(如圖7中區(qū)域E所示)相連接，另一端與另一個(gè)相鄰底層金屬條215的第二端部(如圖7中區(qū)域F所示)相連接；其中，所述頂層金屬條225和底層金屬條215構(gòu)成金屬層250，且所述金屬層250呈螺線管狀，所述金屬層250沿所述鐵磁芯450的延伸方向環(huán)繞所述鐵磁芯450。

每一個(gè)頂層金屬條225的一端與相鄰一個(gè)底層金屬條215的第一端部相連接，另一端與另一個(gè)相鄰底層金屬條215的第二端部相連接，因此所述頂層金屬條225與所述底層金屬條215之間不平行，且所述頂層金屬條225與所述底層金屬條215首尾相連，從而使得所述頂層金屬條225和底層金屬條215構(gòu)成立體螺旋結(jié)構(gòu)，也就是說，所述金屬層250呈螺線管狀。

本實(shí)施例中，在垂直于所述襯底表面方向上，所述金屬層250的形狀為以所述第一底層介電層115頂部表面為對稱面的對稱形狀，且所述第一凹槽101(如圖7所示)的剖面形狀為倒梯形，因此，所述金屬層250的剖面形狀為六邊環(huán)形。在其他實(shí)施例中，當(dāng)所述第一凹槽的剖面形狀為半圓形時(shí)，相應(yīng)的，所述金屬層的剖面形狀為圓環(huán)形。

具體地，形成所述頂層金屬條225的步驟包括：形成保形覆蓋所述第一頂層介電層325、底層金屬條215和第一底層介電層115的頂層金屬膜220(如圖18所示)；在位于所述第一頂層介電層325頂部的部分頂層金屬膜220上形成第六圖形層，所述第六圖形層內(nèi)具有多個(gè)第二圖形開口，所述第二圖形開口沿所述鐵磁芯450的延伸方向平行排列，且所述第二圖形開口在所述襯底上的投影與所述底層金屬條215在所述襯底上的投影不平行；以所述第六圖形層為掩膜，刻蝕去除位于所述第一底層介電層115頂部、所述第一頂層介電層325部分頂部和部分側(cè)壁的頂層金屬膜220，保留位于所述第一頂層介電層325部分頂部和部分側(cè)壁、以及所述底層金屬條215表面的頂層金屬膜220，作為頂層金屬條225；去除所述第六圖形層。

本實(shí)施例中，采用物理氣相沉積工藝，形成所述頂層金屬膜220。在其他實(shí)施例中，形成所述頂層金屬膜的工藝還可以是電鍍工藝。

參考圖20，形成覆蓋所述頂層金屬條225、第一頂層介電層325和第一底層介電層315的第二頂層介電層125；其中，所述第二頂層介電層125與所述第一頂層介電層325、中心介電層500、第二底層介電層315、以及第一底層介電層115構(gòu)成介電層(未標(biāo)示)。

對所述第二頂層介電層125材料的具體描述，請參考前述第一底層介電層115材料的相關(guān)描述，在此不再贅述。所述第二頂層介電層125可以由所述第一底層介電層115相同或不同的介電材料形成。本實(shí)施例中，為了提高工藝兼容性，所述第二頂層介電層125的材料與所述第一底層介電層115的材料相同。

具體地，形成所述第二頂層介電層125的步驟包括：通過化學(xué)氣相沉積工藝，形成覆蓋所述頂層金屬條225、第一頂層介電層325和第一底層介電層315的第四介電材料；對所述第四介電材料進(jìn)行平坦化處理，形成所述第二頂層介電層125。

本實(shí)施例中，在所述平坦化處理后，所述第二頂層介電層125的頂部高于所述頂層金屬條225的頂部，且所述第二頂層介電層125頂部與所述頂層金屬條225頂部的距離T5為0.5微米至1微米。

結(jié)合參考圖21和圖22，圖21是立體圖，圖22是圖21沿KK1方向割線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，需要說明的是，形成所述第二頂層介電層125后，所述形成方法還包括：在所述頂層金屬條225頂部的第二頂層介電層125內(nèi)形成分立的第一插塞600和第二插塞610，且所述第一插塞600和第二插塞610分別與不同的頂層金屬條225實(shí)現(xiàn)電連接。

為了便于圖示，圖21中未標(biāo)示出所述第二頂層介電層125、第一頂層介電層325、第二底層介電層315和第一底層介電層115。

如圖21所示，所述金屬層250呈螺線管狀，所述金屬層250沿所述鐵磁芯450的延伸方向具有兩端，所述第一插塞600與所述金屬層250的一端(未標(biāo)示)電連接，所述第二插塞610與所述金屬層250另一端(未標(biāo)示)電連接。

具體地，形成所述第一插塞600和第二插塞610的步驟包括：刻蝕所述頂層金屬條225頂部的第二頂層介電層125，在所述第二頂層介電層125內(nèi)形成露出所述金屬層250兩端的接觸孔；在所述接觸孔中填充導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料還覆蓋所述第二頂層介電層125頂部；采用平坦化工藝，去除高于所述第二頂層介電層125頂部的導(dǎo)電材料，形成與所述金屬層250的一端電連接的第一插塞600，以及與所述金屬層250另一端電連接的第二插塞610。

所述第一插塞600和第二插塞610用于作為所形成電感器的電路銜接的電極引線。

本實(shí)施例中，所述第一插塞600和第二插塞610的材料均為W。在其他實(shí)施例中，所述第一插塞的材料還可以是Al、Cu、Ag或Au等金屬材料，所述第二插塞的材料還可以是Al、Cu、Ag或Au等金屬材料。

結(jié)合參考圖23和圖24，示出了本發(fā)明電感器的形成方法另一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例與前述實(shí)施例的相同之處，本發(fā)明在此不再贅述。本實(shí)施例與前述實(shí)施例的不同之處在于：刻蝕部分厚度的所述第一介電材料層，在所述第一介電材料層內(nèi)形成第二凹槽3011的步驟中，在垂直于所述襯底表面方向上，所述第二凹槽3011的剖面形狀是方形。

本實(shí)施例中，形成所述第二凹槽3011后，剩余所述第一介電材料層作為第二底層介電層3151。相應(yīng)的，后續(xù)形成鐵磁芯4501后，在垂直于所述鐵磁芯4501的延伸方向上，所述鐵磁芯4501的剖面形狀為方環(huán)形；后續(xù)形成中心介電層5001后，在垂直于所述中心介電層5001的延伸方向上，所述中心介電層5001的剖面形狀為方形。

通過本發(fā)明電感器的形成方法，形成了金屬層環(huán)繞所述鐵磁芯的電感結(jié)構(gòu)，使得電感器的導(dǎo)磁率得到提高且將所述電感器的磁場集中于中心處，從而提高電感器的電感，進(jìn)而提高電感器的品質(zhì)因子，提高電感器的效率；此外，本發(fā)明技術(shù)方案與半導(dǎo)體制造工藝的兼容性較高，具有工藝可實(shí)現(xiàn)性。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。