磁芯、電感器和制造磁芯的方法
【專利摘要】磁芯包括具有基本均勻厚度的中心部分和連接至中心部分并且圍繞中心部分的邊緣部分。邊緣部分包括底部和設(shè)置在底部上的頂部，其中，底部具有平緩的側(cè)表面，而頂部具有陡的側(cè)表面。磁芯的輪廓可以更像矩形，從而提供更好的電感器性能。本發(fā)明的實施例還涉及磁芯、電感器和制造磁芯的方法。
【專利說明】
磁芯、電感器和制造磁芯的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實施例涉及集成電路器件，更具體地，涉及磁芯、電感器和制造磁芯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了快速增長。IC材料和設(shè)計中的技術(shù)進步已經(jīng)產(chǎn)生了多代1C。其中，每一代IC都具有比前一代更小和更復(fù)雜的電路。然而，這些進步也已經(jīng)增大了處理和制造IC的復(fù)雜度，并且為了實現(xiàn)這些進步，需要IC處理和制造中的類似發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例提供了一種用于制造磁芯的方法，包括:在介電層上形成磁層;在所述磁層上形成第一光刻膠層并且圖案化所述第一光刻膠層;蝕刻所述磁層，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第一光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層;去除所述第一光刻膠層;在所述磁層上形成第二光刻膠層并且圖案化所述第二光刻膠層;蝕刻所述磁層；以及去除所述第二光刻膠層。
[0004]本發(fā)明的另一實施例提供了一種磁芯，包括:中心部分，具有均勻的厚度；以及邊緣部分，連接至所述中心部分并且圍繞所述中心部分，所述邊緣部分包括底部和設(shè)置在所述底部上的頂部，其中，所述底部具有平緩的側(cè)表面，而所述頂部具有陡的側(cè)表面。
[0005]本發(fā)明的又一實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:底部導(dǎo)電層;底部介電層，形成在所述底部導(dǎo)電層上;磁芯，形成在所述底部介電層上，所述磁芯包括:中心部分，具有均勻的厚度;和邊緣部分，連接至所述中心部分并且圍繞所述中心部分，所述邊緣部分包括底部和設(shè)置在所述底部上的頂部，其中，所述頂部的側(cè)表面比所述底部的側(cè)表面更陡;頂部介電層，形成在所述磁芯上；以及頂部導(dǎo)電層，形成在所述頂部介電層上。
【附圖說明】
[0006]當結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0007]圖1是電感器的理想實施例的截面圖。
[0008]圖2是常規(guī)電感器的真實實施例的截面圖。
[0009]圖3是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。
[0010]圖4是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。
[0011]圖5是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。
[0012]圖6是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。
[0013]圖7是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。
[0014]圖8是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。
【具體實施方式】
[0015]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標號和/或字符。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0016]而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。
[0017]電感器用于諸如信號處理、噪聲過濾、發(fā)電、電力傳輸系統(tǒng)等的一系列廣泛的應(yīng)用中。為了提供更緊湊和更高效的電感器，電感器的導(dǎo)電繞組可以布置在伸長的磁導(dǎo)芯(即，磁芯)周圍。磁芯由比空氣呈現(xiàn)更高的磁導(dǎo)率的材料制成，其中，磁芯可以使電感器具有增大的電感。磁芯可用于各種設(shè)計和材料中，每種均具有它們特定的優(yōu)勢和劣勢。然而，由于在需要較少空間的不同應(yīng)用中對電感器的增大的需求，電感器和磁芯仍需要具有緊湊和高效的設(shè)計，并且從而可用于各種應(yīng)用中。
[0018]圖1是電感器的理想實施例的截面圖。電感器10包括襯底11、形成在襯底11上的底部導(dǎo)電層12、形成在底部導(dǎo)電層12上的底部介電層13、形成在底部介電層13上的磁芯14、形成在磁芯14上的頂部介電層15以及形成在頂部介電層15上的頂部導(dǎo)電層16。
[0019]在理想實施例中，磁芯14的形狀為矩形。即，可以忽略制造磁芯14時的體積損失。底部導(dǎo)電層12和頂部導(dǎo)電層16被圖案化并且分成多個條。有條紋的底部導(dǎo)電層12和有條紋的頂部導(dǎo)電層16在磁芯14上形成螺旋結(jié)構(gòu)繞組。
[0020]然而，磁芯14由諸如鈷鋯鉭(CZT)、鎳鐵(NiFe)或氮化鐵(FeN)的磁性材料制成。磁性材料難以被干蝕刻。因此，濕蝕刻工藝用于形成磁芯14。
[0021]圖2是常規(guī)電感器的真實實施例的截面圖。真實實施例和理想實施例之間的不同在于磁芯14’的形狀。如上所述，磁芯14’由對磁性材料各向異性蝕刻的濕蝕刻工藝形成。各向異性蝕刻意味著在材料中的不同方向上具有不同的蝕刻速率。利用各向異性蝕刻來蝕刻磁芯14’的結(jié)果是金字塔形的表面，例如，磁芯14’的頂部/底部寬度縮短。金字塔形的磁芯14’發(fā)生體積損失并且導(dǎo)致較差的電感器性能。
[0022]為了防止上述問題，本發(fā)明提供了通過使用多個濕蝕刻工藝制造磁芯的方法，從而使得磁芯的輪廓可以更趨于矩形，從而提供更好的電感器性能。
[0023]圖3是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。該方法開始于步驟S10。步驟SlO在磁層140上形成光刻膠層150。磁層140形成在層壓結(jié)構(gòu)100上。層壓結(jié)構(gòu)100包括襯底110、形成在襯底110上的導(dǎo)電層120以及形成在導(dǎo)電層120上的介電層130。
[0024]例如，襯底110由硅;諸如碳化硅、砷化銦或磷化銦的化合物半導(dǎo)體;或諸如碳化硅鍺、磷砷化鎵或磷化鎵銦的合金半導(dǎo)體制成。導(dǎo)電層120由例如W、Co、Al或Cu的導(dǎo)電材料制成?？梢酝ㄟ^沉積工藝形成導(dǎo)電層120。介電層130可以具有大于約3.5的介電常數(shù)。例如，介電層130由氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氮摻雜的碳化硅(SiC: N，也稱為NDC)、氮氧化硅、氧摻雜的碳化硅(SiC: O，也稱為0DC)或氧化硅(S12)制成。例如，通過低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)形成介電層130。磁層140由諸如鈷鋯鉭(CZT)、鎳鐵(NiFe)或氮化鐵(FeN)的磁性材料制成。
[0025]通過光刻工藝圖案化光刻膠層150以在磁層140上形成部件。根據(jù)磁芯的預(yù)定尺寸形成光刻膠層150的圖案。光刻工藝可以包括光刻膠涂布、曝光、曝光后烘烤和顯影。用于形成光刻膠圖案的光刻工藝可以包括光刻膠涂布、曝光、曝光后烘烤和顯影。光刻工藝可以額外地包括軟烘烤、掩模對準和/或硬烘烤。光刻工藝可以利用其他曝光模式或技術(shù)，諸如軸上、離軸、四極子或偶極子曝光技術(shù)。光學(xué)曝光工藝可以可選地由諸如無掩模光刻、電子束寫入、離子束寫入和分子印跡技術(shù)的其他適當?shù)姆椒▽嵤┗虼妗?br>[0026]步驟S20為蝕刻磁層140。通過濕蝕刻工藝蝕刻磁層140。濕蝕刻工藝包括將層壓結(jié)構(gòu)100、層壓結(jié)構(gòu)100上的磁層140和光刻膠層150放置到酸中。酸可以包括諸如苯二甲酸、萘二甲酸、苯三甲酸、萘三甲酸、吡啶二甲酸、聯(lián)吡啶二甲酸、甲酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸和環(huán)己二酸等的有機酸。酸可以包括諸如HF、HCl、HBr、H1、HN03、H3P04、H2 S04、HC104或它們的混合物的無機酸。
[0027]在這個步驟中，磁層140被部分蝕刻。在濕蝕刻磁層140之后，仍存在完全覆蓋介電層130的磁層140。由光刻膠層150覆蓋的部分磁層140具有最大厚度ti，暴露于光刻膠層150之外的部分磁層140具有最小厚度t2，并且磁層140的厚度在光刻膠層150下方的邊緣處Wt1逐漸減小至t2。通過放置在酸中的時間控制磁層140的蝕刻比率。
[0028]步驟S30為去除光刻膠層150。通過光刻膠剝離工藝去除光刻膠層150?？梢酝ㄟ^一個或多個濕剝離工藝或一個或多個干剝離工藝實施光刻膠剝離工藝。磁層140包括三個部分142、144、146，其中，部分142具有基本均勻的厚度t，部分146具有基本均勻的厚度t2，并且部分144橋接部分142和部分146。部分142的厚度^大于部分144的厚度，并且部分144的厚度大于部分146的厚度t2。
[0029]步驟S40為在磁層140上形成另一光刻膠層160。光刻膠層160由限定光刻膠層150的相同的掩模限定。即，光刻膠層160的圖案和位置與光刻膠層150的圖案和位置基本相同。部分142和144再次由光刻膠層160覆蓋，并且部分146暴露于光刻膠層160之外。
[0030]步驟S50為蝕刻磁層140。通過濕蝕刻工藝蝕刻磁層140。在一些實施例中，在步驟S50利用的酸與在步驟S20中利用的酸基本相同。在一些實施例中，在步驟S50利用的酸與在步驟S20中利用的酸不同。從介電層130去除磁層140的部分146。未由光刻膠層160覆蓋的介電層130暴露于磁層140之外。磁層140的部分144被濕蝕刻并且在部分144的邊緣處具有至少兩個斜率。磁層140的部分142由光刻膠層160覆蓋，并且部分142仍具有均勻厚度tu
[0031]步驟S20和步驟S50中的濕蝕刻工藝的時間決定了磁層140的形狀。更具體地，步驟S20和步驟S50中的濕蝕刻工藝的時間決定了位于磁層140的邊緣處的部分144的形狀。在一些實施例中，部分144包括底部141和設(shè)置在底部141上并且連接至底部141的頂部143。底部141主要由步驟S50濕蝕刻。頂部143主要由步驟S20和步驟S50濕蝕刻。頂部143的側(cè)表面比底部141的側(cè)表面更陡。底部141具有平緩的側(cè)表面，而頂部143具有陡的側(cè)表面。在一些實施例中，底部141具有傾斜的側(cè)表面，并且頂部143具有彎曲的側(cè)表面。從部分142延伸的底部141的寬度W1也大于從部分142延伸的頂部143的寬度W2。底部141具有厚度t3，并且頂部143具有厚度t4。厚度t3和厚度t4的總和基本等于部分142的厚度t。厚度t3與厚度t4的比率由步驟S20和步驟S50的時間確定。厚度t3與厚度t4的比率在從約2/3至約3/2的范圍內(nèi)。在一些實施例中，厚度t3與厚度t4的比率在從約3/7至約7/3的范圍內(nèi)。如果比率比以上比率更高或更低，則部分144的形狀將是三角形，并且部分144將具有從部分142延伸的更大的寬度，這種情況是有害的并且弓I起體積損失的問題。
[0032]步驟S60是去除光刻膠層160。通過光刻膠剝離工藝去除光刻膠層160?？梢酝ㄟ^一個或多個濕剝離工藝或一個或多個干剝離工藝實施光刻膠剝離工藝。在去除光刻膠層160之后，圖案化的磁層140可以用作諸如電感器的半導(dǎo)體組件中的磁芯。圖案化的磁層140的形狀更像矩形，而不是三角形。因此，使用該設(shè)計的電感器可以具有更大的磁芯，并且也改進電感器的性能。
[0033]圖4是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。步驟SlO至步驟S30與圖3中討論的步驟SlO至步驟S30基本相同。圖4和圖3之間的不同開始于步驟S40’。步驟S40’為在磁層140上形成另一光刻膠層170。在步驟S40’中利用的光刻膠層170不同于步驟SlO中利用的光刻膠層。光刻膠層150和光刻膠層170由不同的掩模限定。
[0034]在步驟S40’中，光刻膠層170的部件大于光刻膠層150的部件。磁層140包括三個部分142、144、146，其中，部分142具有基本均勻的厚度t，部分146具有基本均勻的厚度t2，并且部分144橋接部分142和部分146。部分142的厚度^大于部分144的厚度，并且部分144的厚度大于部分146的厚度t2。光刻膠層170主要覆蓋在部分142和144上，并且光刻膠層170的邊緣部分覆蓋在部分146上。覆蓋在部分146上的光刻膠層170的寬度W3在從約Ιμπι至約5μπι的范圍內(nèi)。
[0035]步驟S50’為蝕刻磁層140。通過濕蝕刻工藝蝕刻磁層140。在一些實施例中，在步驟S50’利用的酸與在步驟S20中利用的酸基本相同。在一些實施例中，在步驟S50’利用的酸與在步驟S20中利用的酸不同。從介電層130去除磁層140的部分146。未由光刻膠層170覆蓋的介電層130暴露于磁層140之外。磁層140的部分144被濕蝕刻并且在部分144的邊緣處具有至少兩個斜率。磁層140的部分142由光刻膠層170覆蓋，并且部分142仍具有均勻厚度tu
[0036]步驟S20和步驟S50’中的濕蝕刻工藝的時間決定了磁層140的形狀。更具體地，步驟S20和步驟S50’中的濕蝕刻工藝的時間決定了位于磁層140的邊緣處的部分144的形狀。在一些實施例中，部分144包括底部141和設(shè)置在底部141上并且連接至底部141的頂部143。底部141主要由步驟S50’濕蝕刻。頂部143主要由步驟S20和步驟S50’濕蝕刻。底部141的斜率小于頂部143的斜率。底部141具有平緩的側(cè)表面，而頂部143具有陡的側(cè)表面。在一些實施例中，底部141具有傾斜的側(cè)表面，并且頂部143具有彎曲的側(cè)表面。
[0037]從部分142延伸的底部141的寬度W1也大于從部分142延伸的頂部143的寬度W2。寬度W 2大于圖3中的寬度W 2。部分14 4的體積也大于圖3中的部分14 4的體積。圖案化的磁層14 O的輪廓類似于矩形。
[0038]底部141具有厚度t3，并且頂部143具有厚度t4。厚度t3和厚度t4的總和基本等于部分142的厚度t。厚度t3與厚度t4的比率由步驟S20和步驟S50’的時間確定。厚度t3與厚度t4的比率在從約2/3至約3/2的范圍內(nèi)。在一些實施例中，厚度t3與厚度t4的比率在從約3/7至約7/3的范圍內(nèi)。如果比率比以上比率更高或更低，則部分144的形狀將是三角形，并且部分144將具有從部分142延伸的更大的寬度，這種情況是有害的并且引起體積損失的問題。
[0039]步驟S60’為去除光刻膠層170。通過光刻膠剝離工藝去除光刻膠層170。可以通過一個或多個濕剝離工藝或一個或多個干剝離工藝實施光刻膠剝離工藝。在去除光刻膠層170之后，圖案化的磁層140可以用作諸如電感器的半導(dǎo)體組件中的磁芯。圖案化的磁層140的形狀比圖3中的圖案化的磁層140的形狀更像矩形。使用該設(shè)計的電感器可以具有更大的磁芯，并且也改進電感器的性能。
[0040]圖5是根據(jù)一些實施例的用于制造磁芯的方法的不同步驟的截面圖。方法可以可選擇地包括在圖3中討論的步驟SI O至步驟S40 (或在圖4中討論的步驟SI O至步驟S40 ’)之后的步驟S70至步驟S90。
[0041]步驟S70為蝕刻磁層140。通過濕蝕刻工藝蝕刻磁層140。在一些實施例中，在步驟S70利用的酸與在步驟S20中利用的酸基本相同。在一些實施例中，在步驟S70利用的酸與在步驟S20中利用的酸不同。磁層140由光刻膠層160覆蓋，光刻膠層160與位于磁層140上的光刻膠層140(或光刻膠層170，光刻膠層170的部件大于光刻膠層140的部件)基本相同。更具體地，部分142和144由光刻膠層160覆蓋，并且部分146暴露于光刻膠層160之外。濕蝕刻部分144和146。部分146變得更薄并且具有最小厚度t5，由光刻膠層160覆蓋的部分142具有最大厚度ti，并且部分144橋接部分142和146。位于光刻膠層160的邊緣下方的部分144包括底部141和頂部143，其中，底部141將部分146連接至頂部143。從部分142延伸的底部141的寬度Wi大于從部分142延伸的頂部的寬度W2。
[0042]步驟S80為去除光刻膠層160。通過光刻膠剝離工藝去除光刻膠層160。可以通過一個或多個濕剝離工藝或一個或多個干剝離工藝實施光刻膠剝離工藝。磁層140包括具有均勻厚度^的部分142、具有均勻厚度t5的部分146以及橋接部分142和146的部分144。部分144包括底部141和頂部143。底部141具有平緩的側(cè)表面，而頂部143具有陡的側(cè)表面。在一些實施例中，底部141具有傾斜的側(cè)表面，并且頂部143具有彎曲的側(cè)表面。步驟S90為在磁層140上形成另一光刻膠層180。磁層140包括部分142、部分144和部分146。光刻膠層180覆蓋部分142和144。部分146暴露于光刻膠層180之外。光刻膠層180的部件可以與光刻膠層160的部件相同或大于光刻膠層160的部件。
[0043]SlOO為蝕刻磁層140。通過濕蝕刻工藝蝕刻磁層140。在一些實施例中，在步驟SlOO利用的酸與在步驟S20和步驟S50(步驟S50’)中利用的酸基本相同。在一些實施例中，在步驟S100利用的酸與在步驟S20和步驟S50 (步驟S50 ’)中利用的酸不同。去除暴露于光刻膠層180之外的部分146，并且未由光刻膠層180覆蓋的介電層130暴露。同時，去除位于光刻膠層180的邊緣下方的部分144的邊緣。
[0044]現(xiàn)在部分144包括三個部分145、147、149，其中，部分145設(shè)置在介電層130上，部分147設(shè)置在部分145上，并且部分149設(shè)置在部分147上。即，部分145可以認為是底部，部分147可以認為是中間部分，并且部分149可以認為是頂部。頂部149主要由步驟S20、步驟S50(步驟S50’)和步驟SlOO濕蝕刻，并且頂部149具有彎曲的側(cè)表面。中間部分147主要由步驟S50(步驟S50’)和步驟SlOO濕蝕刻，并且中間部分147具有彎曲的側(cè)表面。底部145主要由步驟SlOO濕蝕刻，并且底部145具有傾斜的側(cè)表面。從部分142延伸的底部的寬度縮短。底部145、中間部分147和頂部149的厚度可以由步驟S20、步驟S50(步驟S50’)和步驟SlOO中濕蝕刻磁層140的時間控制。
[0045]步驟SllO為去除光刻膠層180。通過光刻膠剝離工藝去除光刻膠層180?？梢酝ㄟ^一個或多個濕剝離工藝或一個或多個干剝離工藝實施光刻膠剝離工藝。在去除光刻膠層180之后，圖案化的磁層140可以用作諸如電感器的半導(dǎo)體組件中的磁芯。圖案化的磁層140包括具有均勻厚度的部分142和連接至部分142的部分144。部分142由部分144圍繞。部分144具有多于三個不同的斜率。由于通過多個濕蝕刻工藝縮短了底部145和中間部分147的寬度，所以由步驟SllO提供的圖案化的磁層140的形狀更像矩形。增大了磁芯(圖案化的磁層140)的體積。也改進了使用該磁芯的電感器的性能。
[0046]圖6是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。電感器200包括襯底210、形成在襯底210上的底部導(dǎo)電層220、形成在底部導(dǎo)電層220上的底部介電層230、形成在磁芯240上的頂部介電層250以及形成在頂部介電層250上的頂部導(dǎo)電層260。
[0047]例如，襯底210由硅;諸如碳化硅、砷化銦或磷化銦的化合物半導(dǎo)體;或諸如碳化硅鍺、磷砷化鎵或磷化鎵銦的合金半導(dǎo)體制成。底部導(dǎo)電層220和頂部導(dǎo)電層260由例如W、Co、Al或Cu的導(dǎo)電材料制成。底部介電層230和頂部介電層250可以具有大于約3.5的介電常數(shù)。例如，底部介電層230和頂部介電層250由氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氮摻雜的碳化硅(SiC:N，也稱為NDC)、氮氧化硅、氧摻雜的碳化硅(SiC:0，也稱為0DC)或氧化硅(S12)制成。磁芯240由諸如鈷鋯鉭(CZT)、鎳鐵(NiFe)或氮化鐵(FeN)的磁性材料制成。底部導(dǎo)電層220和頂部導(dǎo)電層260在磁芯240上形成繞組線繞。
[0048]通過圖3中公開的方法制造磁芯240。磁芯240包括中心部分242和連接至中心部分242的邊緣部分244。中心部分242由邊緣部分244圍繞。邊緣部分244包括至少兩個不同的斜率。邊緣部分244包括底部241和設(shè)置在底部241上并且連接至底部241的頂部243。中心部分242具有基本均勻的厚度。從中心部分242延伸的底部241的寬度大于從中心部分242延伸的頂部243的寬度。底部241具有平緩的側(cè)表面，而頂部243具有陡的側(cè)表面。在一些實施例中，底部241具有傾斜的側(cè)表面，并且頂部243具有彎曲的側(cè)表面。底部的厚度和頂部的厚度的比率在從約2/3至約3/2的范圍內(nèi)。在一些實施例中，該比率在從約3/7至約7/3的范圍內(nèi)。如果比率比以上比率更高或更低，則邊緣部分244的形狀將是三角形，并且邊緣部分244將具有從中心部分242延伸的更大的寬度，這種情況是有害的并且引起體積損失的問題。頂部243的存在擴大了磁芯240的體積(與圖2中公開的過渡磁芯14’相比)。因此，改進了電感器200的性能。
[0049]圖7是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。圖7和圖6之間的不同在于通過圖4中公開的方法制造圖7的磁芯240。磁芯240包括中心部分242和連接至中心部分242的邊緣部分244。中心部分242由邊緣部分244圍繞。邊緣部分244包括至少兩個不同的斜率。邊緣部分244包括底部241和設(shè)置在底部241上并且連接至底部241的頂部243。中心部分242具有基本均勻的厚度。從中心部分242延伸的底部241的寬度小于圖6中公開的底部241的寬度，但是仍大于從中心部分242延伸的頂部243的寬度。底部241具有平緩的側(cè)表面，而頂部243具有陡的側(cè)表面。在一些實施例中，底部241具有傾斜的側(cè)表面，而頂部243具有彎曲的側(cè)表面。底部的厚度和頂部的厚度的比率在從約2/3至約3/2的范圍內(nèi)。在一些實施例中，該比率在從約3/7至約7/3的范圍內(nèi)。如果比率比以上比率更高或更低，則邊緣部分244的形狀將是三角形，并且邊緣部分244將具有從中心部分242延伸的更大的寬度，這種情況是有害的并且引起體積損失的問題。磁芯240的形狀更像矩形，從而使得與圖2中公開的過渡磁芯14’相比，磁芯240具有更少的體積損失。因此，改進了電感器200的性能。
[0050]圖8是根據(jù)一些實施例的電感器的截面圖。圖8和圖6之間的不同在于通過圖5中公開的方法制造圖8的磁芯240。磁芯240包括中心部分242和連接至中心部分242的邊緣部分244。邊緣部分244包括至少三個不同的斜率。邊緣部分244包括底部245、中間部分247和頂部249。底部245設(shè)置在底部介電層230上，中間部分247設(shè)置在底部上，并且頂部249設(shè)置在中間部分247上。從中心部分242延伸的底部245的寬度大于從中心部分242延伸的中間部分247的寬度。從中心部分242延伸的中間部分247的寬度大于從中心部分242延伸的頂部249的寬度。底部241具有傾斜的側(cè)表面。中間部分247具有彎曲的表面。頂部具有彎曲的表面。磁芯240的形狀類似于矩形。磁芯240的體積損失非常小，因此，使用磁芯240的電感器200具有良好的性能。
[0051 ]用于制造磁芯的方法包括使用多個濕蝕刻工藝，從而使得磁芯的輪廓可以更像矩形，從而提供更好的電感器性能。
[0052]本發(fā)明的一些實施例提供了一種用于制造磁芯的方法。該方法包括在介電層上形成磁層，在磁層上形成第一光刻膠層并且圖案化第一光刻膠層，蝕刻磁層，其中，在蝕刻磁層之后，暴露于第一光刻膠層之外的磁層的部分覆蓋介電層，去除第一光刻膠層，在磁層上形成第二光刻膠層并且圖案化第二光刻膠層，蝕刻磁層，以及去除第二光刻膠層。
[0053]在上述方法中，其中，所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層由相同的掩模限定。
[0054]在上述方法中，其中，所述第二光刻膠層的部件大于所述第一光刻膠層的部件。
[0055]在上述方法中，其中，在蝕刻所述磁層之后，從所述介電層去除暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分。
[0056]在上述方法中，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層。
[0057]在上述方法中，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層，所述方法還包括:在所述磁層上形成第三光刻膠層并且圖案化所述第三光刻膠層;蝕刻所述磁層，其中，在蝕刻所述磁層之后，從所述介電層去除暴露于所述第三光刻膠層之外的所述磁層的部分；以及去除所述第三光刻膠層。
[0058]在上述方法中，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層，所述方法還包括:在所述磁層上形成第三光刻膠層并且圖案化所述第三光刻膠層;蝕刻所述磁層，其中，在蝕刻所述磁層之后，從所述介電層去除暴露于所述第三光刻膠層之外的所述磁層的部分；以及去除所述第三光刻膠層，其中，所述第一光刻膠層、所述第二光刻膠層和所述第三光刻膠層由相同的掩模限定。
[0059]在上述方法中，其中，通過濕蝕刻工藝蝕刻所述磁芯。
[0060]本發(fā)明的一些實施例提供了一種磁芯，該磁芯包括具有基本均勻厚度的中心部分和連接至中心部分并且圍繞中心部分的邊緣部分。邊緣部分包括底部和設(shè)置在底部上的頂部，其中，底部具有平緩的側(cè)表面，而頂部具有陡的側(cè)表面。
[0061]在上述磁芯中，其中，所述底部和所述頂部的厚度的總和等于所述中心部分的厚度。
[0062]在上述磁芯中，其中，所述底部和所述頂部的厚度的總和等于所述中心部分的厚度，所述底部的厚度與所述頂部的厚度的比率在從2/3至3/2的范圍內(nèi)。
[0063]在上述磁芯中，其中，從所述中心部分延伸的所述底部的寬度大于從所述中心部分延伸的所述頂部的寬度。
[0064]在上述磁芯中，其中，所述底部具有傾斜的側(cè)表面，并且所述頂部具有彎曲的側(cè)表面。
[0065]在上述磁芯中，還包括設(shè)置在所述底部和所述頂部之間的中間部分，其中，所述中間部分具有陡的側(cè)表面。
[0066]在上述磁芯中，還包括設(shè)置在所述底部和所述頂部之間的中間部分，其中，所述中間部分具有陡的側(cè)表面，其中，所述底部具有傾斜的側(cè)表面，所述中間部分和所述頂部分別具有彎曲的側(cè)表面。
[0067]本發(fā)明的一些實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括底部導(dǎo)電層、形成在底部導(dǎo)電層上的底部介電層、形成在底部介電層上的磁芯、形成在磁芯上的頂部介電層以及形成在頂部介電層上的頂部導(dǎo)電層。磁芯包括具有基本均勻厚度的中心部分和連接至中心部分并且圍繞中心部分的邊緣部分。邊緣部分包括底部和設(shè)置在底部上的頂部，其中，頂部的側(cè)表面比底部的側(cè)表面更陡。
[0068]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述底部導(dǎo)電層和所述頂部導(dǎo)電層在所述磁芯上形成繞組線繞。
[0069]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述底部具有傾斜的側(cè)表面，并且所述頂部具有彎曲的側(cè)表面。
[0070]在上述半導(dǎo)體器件中，還包括設(shè)置在所述底部和所述頂部之間的中間部分，其中，所述中間部分的側(cè)表面比所述底部的側(cè)表面更陡。
[0071]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述磁芯由鈷鋯鉭(CZT)、鎳鐵(NiFe)或氮化鐵(FeN)制成。
[0072]上面概述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與本文所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項】
1.一種用于制造磁芯的方法，包括: 在介電層上形成磁層； 在所述磁層上形成第一光刻膠層并且圖案化所述第一光刻膠層； 蝕刻所述磁層，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第一光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層； 去除所述第一光刻膠層； 在所述磁層上形成第二光刻膠層并且圖案化所述第二光刻膠層； 蝕刻所述磁層；以及 去除所述第二光刻膠層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造磁芯的方法，其中，所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層由相同的掩模限定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造磁芯的方法，其中，所述第二光刻膠層的部件大于所述第一光刻膠層的部件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造磁芯的方法，其中，在蝕刻所述磁層之后，從所述介電層去除暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造磁芯的方法，其中，在蝕刻所述磁層之后，暴露于所述第二光刻膠層之外的所述磁層的部分覆蓋所述介電層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于制造磁芯的方法，還包括: 在所述磁層上形成第三光刻膠層并且圖案化所述第三光刻膠層； 蝕刻所述磁層，其中，在蝕刻所述磁層之后，從所述介電層去除暴露于所述第三光刻膠層之外的所述磁層的部分；以及去除所述第三光刻膠層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制造磁芯的方法，其中，所述第一光刻膠層、所述第二光刻膠層和所述第三光刻膠層由相同的掩模限定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造磁芯的方法，其中，通過濕蝕刻工藝蝕刻所述磁芯。9.一種磁芯，包括: 中心部分，具有均勻的厚度；以及 邊緣部分，連接至所述中心部分并且圍繞所述中心部分，所述邊緣部分包括底部和設(shè)置在所述底部上的頂部，其中，所述底部具有平緩的側(cè)表面，而所述頂部具有陡的側(cè)表面。10.—種半導(dǎo)體器件，包括: 底部導(dǎo)電層； 底部介電層，形成在所述底部導(dǎo)電層上； 磁芯，形成在所述底部介電層上，所述磁芯包括: 中心部分，具有均勻的厚度;和 邊緣部分，連接至所述中心部分并且圍繞所述中心部分，所述邊緣部分包括底部和設(shè)置在所述底部上的頂部，其中，所述頂部的側(cè)表面比所述底部的側(cè)表面更陡； 頂部介電層，形成在所述磁芯上；以及 頂部導(dǎo)電層，形成在所述頂部介電層上。
【文檔編號】H01L21/02GK105932013SQ201610104389
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】蘇彥碩, 郭俊聰, 盧玠甫
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司