电感的形成方法及电感与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种电感的形成方法及电感。

背景技术：

随着无线移动通信技术的迅猛发展，射频集成电路(rfic，radiofrequencyintegratedcircuit)变得越来越重要，射频集成电路是一种工作在300mhz～300ghz频率范围内的集成电路。并且由于硅基集成电路制造成本相对较低，使得硅基射频集成电路对gaas基等集成电路具有相当大的竞争力。在射频集成电路中，电感起着非常重要的作用，成为一种关键的电子元器件而广泛地应用在各种射频集成电路中，例如电压控振荡器(vco，voltagecontroloscillator)、低噪声放大器(lna，low-noiseamplifier)以及混频器(mixer)等都需要使用电感。

评价电感性能好坏的一个重要指标是电感的品质因子q，品质因子q的定义是：储存于电感器中的能量和每一震荡周期损耗能量的比。品质因子q越高，电感器的效率就越高。影响品质因子q的因素有：金属线圈的欧姆损耗、电感器的寄生电容以及衬底的损耗。在低频段，电感器的性能主要由形成电感器的金属线的特性来决定(主要是金属的损耗)；在高频段，衬底损耗和金属线的表面电阻将成为决定电感器性能的主要因素。

在通常的无线产品中，电感元件对总的射频性能有很重要的影响，因此对这些电感元件的设计和分析也得到了广泛的研究，为电感运用中的减小趋肤效应和邻近效应，研究人员提出了许多新颖的电感结构。电感作为射频电路的核心部件，它通常可以影响到整个电路的整体性能。如何提高电感的性能是本领域技术人员努力的方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电感的形成方法及电感，以提高现有技术的电感的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电感的形成方法，包括如下步骤，

s10：提供衬底，所述衬底中具有第一金属层；

s20：在所述衬底中形成第一沟槽和第二沟槽，所述第二沟槽与所述第一金属层连通；

s30：在所述第一沟槽和所述第二沟槽内填充导电材料；

s40：在所述衬底上形成第二金属层，刻蚀所述第二金属层形成电感线圈。

优选的，在所述电感的形成方法中，所述电感线圈为螺旋形。

优选的，在所述电感的形成方法中，所述第一沟槽的深度为0.4μm～4μm，所述第一沟槽的宽度为0.4μm～4μm。

优选的，在所述电感的形成方法中，所述第二沟槽的深度为0.4μm～4μm，所述第二沟槽的宽度为0.1μm～1μm。

优选的，在所述电感的形成方法中，所述导电材料为钨。

优选的，在所述电感的形成方法中，在步骤s40之后还包括在所述衬底上形成钝化层的步骤。

优选的，在所述电感的形成方法中，所述第一金属层和第二金属层的材料为铝。

本发明还提供一种电感，根据上述方法形成的电感，所述电感包括衬底及形成于所述衬底中的电感线圈。

综上所述，在本发明提供的电感的形成方法及电感中，通过在衬底中形成的第一沟槽和第二沟槽，当在第一沟槽上形成第二金属层时，第二金属层会在第一沟槽处的上表面形成凹陷，从而通过第一沟槽增加了电感线圈的表面积，因此，本发明通过增加线圈表面积提高了电感的性能。

附图说明

图1是本发明实施例的电感的形成方法的流程图；

图2～图6是本发明实施例的电感的剖面示意图；

图7是本发明实施例的电感的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如图1所示，本发明提供一种电感的形成方法，包括如下步骤，

s10：提供衬底，所述衬底中具有第一金属层；

s20：在所述衬底中形成第一沟槽和第二沟槽，所述第二沟槽与所述金属层连通；

s30：在所述第一沟槽和所述第二沟槽内填充导电材料；

s40：在所述衬底上形成第二金属层，刻蚀所述第二金属层形成电感线圈。

下面根据图1所示步骤结合形成电感的剖视图更详细的介绍本发明。

首先，如图2所示，根据步骤s10，提供衬底10，所述衬底10中具有第一金属层20。在本实施例中，所述衬底10的材料为硅、氧化硅或氮化硅，衬底的材料为半导体材料中的一种，本发明中的衬底即可以作为单独的结构，也可以是其它半导体器件中部分的结构，本发明不对衬底的相对位置关系做限制。

接着，如图3所示，根据步骤s20，在所述衬底10中形成第一沟槽30和第二沟槽40，所述第二沟槽40与所述第一金属层20连通。优选的，所述第一沟槽的深度为0.4μm～4μm，所述第一沟槽的宽度为0.4μm～4μm。优选的，所述第二沟槽的深度为0.4μm～4μm，所述第二沟槽的宽度为0.1μm～1μm。可以理解的是，第一沟槽的深度与第二沟槽的深度相近，第一沟槽的宽度是第二沟槽的宽度的1.5～15倍。

下一步，根据步骤s30，在所述第一沟槽30和所述第二沟槽内40填充导电材料50。当然，在步骤s30之后也还可以进行化学机械研磨步骤，通过化学机械研磨去除掉多余的导电材料50，并使得表面更为平整，得到如图4所示结构。优选的，所述导电材料50为钨。

然后，如图5所示，根据步骤s40，在所述衬底10上形成第二金属层60，提着如图6所示，刻蚀所述第二金属层60形成电感线圈。

如图7所示，在电感表面形成多个凹坑，其中所述电感线圈为螺旋形，也可为八角形、正方形、长方形以及其它任何形状。

优选的，在步骤s40之后还包括在所述衬底上形成钝化层的步骤，通过在电感表面形成钝化层来保护电感。

本发明还提供一种电感，所述电感通过上述的电感的形成方法形成，所述电感包括衬底及形成于所述衬底中的电感线圈。

综上所述，在本发明提供的电感的形成方法及电感中，通过在衬底中形成的第一沟槽和第二沟槽，当在第一沟槽上形成第二金属层时，第二金属层会在第一沟槽处的上表面形成凹陷，从而通过第一沟槽增加了电感线圈的表面积，因此，本发明通过增加线圈的表面积提高了电感的性能，而在形成该电感的同时不增加任何额外的工艺步骤或成本。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。