电感器及形成电感器的方法
【技术领域】
[0001]各种实施例总地涉及电感器及形成电感器的方法。
【背景技术】
[0002]例如图11中所示，用于半导体器件的电感器I可以由平面线圈Ml到M4来形成，即通过实施在与半导体器件的主表面平行的平面内盘绕的电连接的分段来形成。电感L可以通过L?N2XA来给出，其中N为线圈的匝数(也称为环数)，并且A为有效面积。在这种电感器I中，匝数是有限的，并且有效面积可能受限。
【发明内容】
[0003]提供一种用于半导体器件的电感器，该电感器可以包括:多个结构化的金属化层，其中所述多个结构化的金属化层至少包括第一金属化层、安置在第一金属化层之上的第二金属化层、安置在第二金属化层之上的第三金属化层以及安置在第三金属化层之上的第四金属化层；其中第一金属化层的部分和第四金属化层的部分形成第一线圈；其中第二金属化层的部分和第三金属化层的部分形成第二线圈；以及其中第二线圈布置在由第一线圈限定的内部空间之内。
【附图说明】
[0004]在附图中，贯穿不同视图的相同的参考符号一般指代相同的部分。附图并非按照比例，而是通常强调的是图示本发明的原理。在接下来的描述中，参照下面的附图对本发明的各种实施例进行描述，其中:
[0005]图1A示出了根据各种实施例的电感器的线圈；
[0006]图1B、图1C以及图1D示出了根据各种实施例的结构化的金属化层的区域的配置的不意图；
[0007]图2示出了根据各种实施例的电感器的线圈；
[0008]图3A和图3B示出了根据各种实施例的电感器的示意性透视图和示意性横截面图；
[0009]图4示出了根据各种实施例的电感器的示意性横截面；
[0010]图5示出了根据各种实施例的电感器的一端的示意性示图；
[0011]图6示出了根据各种实施例的电感器的一端的示意性示图；
[0012]图7示出了形成用于半导体器件的电感器的方法的示意图；
[0013]图8A到图81示出了形成用于半导体器件的电感器的方法的工艺流程；
[0014]图9示出了形成用于半导体器件的电感器的方法的示意图；
[0015]图1OA到图1OE示出了形成用于半导体器件的电感器的方法的工艺流程；以及
[0016]图11示出了电感器的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0017]下面的详细描述参照附图，附图通过图示的方式示出了其中可以实施本发明的特定细节和实施例。
[0018]这里使用词语“示例性”来意指“作为例子、示例或图示”。这里描述为“示例性”的任何实施例或设计不是必然被认为是相对于其他实施例或设计为优选的或具有优势的。
[0019]关于形成在侧面或表面“之上”的经沉积的材料而使用的词语“之上”，可以在此用来意指经沉积的材料可以“直接形成在所暗含的侧面或表面上”，例如与所暗含的侧面或表面直接接触。关于形成在侧面或表面“之上”的经沉积的材料而使用的词语“之上”，可以在此用来意指经沉积的材料可以在所暗含的侧面或表面与经沉积的材料之间布置有一个或多个附加层的情况下“间接地形成在所暗含的侧面或表面上”。
[0020]图1A不出了根据各种实施例的电感器的第一线圈100。作为例子，第一线圈100可以被包括在如图3所示的电感器301中。
[0021]在各种实施例中，电感器可以被包括在半导体器件或集成单片电路中或是作为半导体器件或集成单片电路的一部分。
[0022]在各种实施例中，第一线圈100可以包括第一金属化层1020。所述第一金属化层1020可以是结构化的金属化层。第一金属化层1020的一部分可以被构造以形成多个区域102n 1022U023U024,…102n。在其中知晓所提及的是第一金属化层1020的哪个特定区域并不重要的情形中，可以省略下标，并且第一金属化层1020的各个区域中的任一个都可以例如被称为“第一金属化层的该区域102/ —个区域102/ —区域102”，或者第一金属化层1020的所有区域102^02^02^(^…102?或这些区域的一个子集例如可以被称为“第一金属化层的该区域102/ —些区域102”。
[0023]第一金属化层1020可以至少包括区域102。在各种实施例中，第一金属化层1020可以附加地包括一个或多个电连接器151、152。在各种实施例中，结构化的第一金属化层1020还可以包括半导体器件的进一步的金属化结构(未示出)。
[0024]在第一金属化层1020的平面中，区域102可以通过电绝缘材料而彼此隔开。第一金属化层1020可以进一步借助于绝缘层或绝缘区域而与相邻传导或半传导层或结构电绝缘，除了在其中希望有电接触的耦接区域。在耦接区域中，可以建立电接触，例如通过移除耦接区域中的绝缘层的绝缘材料，以及/或者通过在耦接区域中用传导性材料替代绝缘材料。
[0025]在各种实施例中，区域102可以具有细长的形状，具有在第一金属化层的平面中并且在区域102所伸长的方向上的长轴106。区域102就其长轴160而言可以平行放置并且以如图1A到图1D所示的带状或梯状配置彼此相邻。这样，也被称为第一金属化层的部分的区域102的布置也可以具有长轴162，长轴162不与区域102的长轴160重合，而是可以由连接区域102的中点的线来限定。除了为细长形的之外，区域102可以具有任何允许区域102的面积有效的平行布置的形状，并且与第四金属化层的区域110和过孔120相结合而允许在区域102、过孔120以及区域110之间以如下的方式建立电连接，即电子电流(也称为电流)可以从区域102/110的平行布置的一端螺旋地传播到区域102/110的平行布置的另一端。区域102/110的示例性配置在图1B到图1D中示出。在各种实施例中，所有的区域102例如可以具有相同的形状，使得其可以平铺(通过绝缘体隔开)。在各种实施例中，区域102可以例如为S形(如图1A中)或Z形(其中S形或Z形区域的端部可以类似于图1A中那样平行于长轴160、162而定向，或与长轴160、162相垂直(未示出))。区域102也可以例如是菱形或矩形。关于区域的可能形状和布置的更为详细的描述，参见以下对区域110的描述，其同样适用于区域102。
[0026]在各种实施例中，一些区域102可能具有与另一些区域102不同的形状。
[0027]在各种实施例中，在相邻区域102之间的距离可以在从约0.2 μπι到约2 μπι的范围内，例如从约0.5μπι到约1.5μπι。区域102的沿着其长轴160中每一个的长度可以在从约I μ m到约15 μ m的范围内，例如从约3 μ m到约8 μ m。区域102的在轴162的方向上或者/以及在每个区域102的最窄维度方向上的宽度可以在从约0.5 μπι到约3 μπι的范围内，例如从约I μπι到约2μπι。区域102的厚度以及因此第一金属化层的厚度可以在从约20nm到约2 μ m的范围内，例如从约50nm到约400nm。
[0028]在各种实施例中，第一金属化层的区域102可以包括任何传导性材料，例如任何用于在半导体器件中形成金属化层的传导性材料。第一金属化层(以及因此区域102)可以例如包括Ag、Pt、Au、Mg、Al、Ba、In、Ag、Au、Mg、Ca、Sm或L1、(Cu)或者这些金属的任何组合或合金。
[0029]在各种实施例中，第一线圈100可以包括第四金属化层1100。第四金属化层1100可以是结构化的金属化层。第四金属化层1100的部分可以被构造为形成第四金属化层的多个区域I11U12U13UKV…ιιοη。在知晓所提及的是第四金属化层的哪些特定区域并不重要的情形中，可以省略下标，并且第四金属化层的各个区域中的任一个都可以例如被称为“第四金属化层的该区域110/—个区域110/—区域110”，或者第四金属化层的所有区域I1iU12U13U14,…IlOn或这些区域的一个子集例如可以被称为“第四金属化层的该区域110/ —些区域110”。
[0030]第四金属化层1100可以至少包括区域110。在各种实施例中，第四金属化层1100可以附加地包括一个或多个电连接器151、152。在各种实施例中，第四金属化层1100还可以包括半导体器件的进一步的金属化结构(未示出)。
[0031]在第四金属化层的平面中，区域110可以通过电绝缘材料而彼此隔开。第四金属化层1100可以进一步借助于绝缘层或绝缘区域而与相邻传导或半传导层或结构电绝缘，除了在其中希望有电接触的耦接区域，该绝缘层或绝缘区域可以包括电绝缘材料或由电绝缘材料构成。在这些耦接区域中，可以建立电接触，例如通过移除耦接区域中的绝缘层的绝缘材料，以及/或者通过在耦接区域中用传导性材料替代绝缘材料。
[0032]在各种实施例中，区域110可以具有细长的形状，具有在第四金属化层1100的平面中并且在区域I1所伸长的方向上的长轴164。区域110可以就其长轴164而言平行放置并且以如图1A所示的带状或梯状配置而彼此相邻。这样，作为第四金属化层的部分的区域110的布置也具有长轴166，该长轴166不与区域110的长轴164重合，而是由连接区域110的中点的线来限定。除了为细长形的之外，区域110可以具有任何允许区域110的面积有效的平行布置的形状，并且与第一金属化层的区域102和过孔120相结合而允许在区域110、过孔120以及区域102之间以如下的方式建立电连接，即电流可以从区域102/110的平行布置的一端螺旋地传播到区域102/110的平行布置的另一端。在各种实施例中，所有的区域110例如可以具有相同的形状，使得其可以平铺(通过绝缘材料隔开)。在各种实施例中，区域110可以例如为Z形(如图1A中)或S形(其中S形或Z形区域的端部可以类似图1A中那样平行于长轴160、162而定向，或与长轴160、162相垂直(未示出))。区域110也可以例如是菱形或矩形。在各种实施例中，例如在图1A中所示，区域102可以与区域110不同地成形。例如，区域102可以是S形，并且区域110可以是Z形，或反之亦然，或者区域102可以是更加显著的S形或Z形，而区域110为矩形或菱形(或反之亦然)。
[0033]在各种实施例中，一些区域110可以具有与另一些区域110不同的形状。
[0034]图1B到图1D示意性地示出了当线圈如同图1A中的第一线圈100 —样布置(即，区域110位于区域102的顶部上，例如，区域110位于纸平面上方并且区域102在下)时从上方垂直看到(也称为垂直投影)的区域102和区域110的各种布置。对区域102和区域110的轮廓施加轻微的水平偏移和垂直偏移，从而有助于识别出各个区域，并且并不代表物理的真实性，即使这些偏移可能由于制备的不确定性而产生或可能在各种实施例中甚至是希望的。如在图1B到图1D中所示的，在各种实施例中，区域IlOx(其中X可以是出现在第一线圈中的区域110的任何下标，除了 I或者η)可以在其一端处以垂直投影与区域川士交叠，并且在其另一端处与区域102χ+1交叠。
[0035]在各种实施例中，从左侧(通过底部区域102)进入第一线圈100的电流将在其流动中首先到达分别在图1Β、图1C或图1D的顶部上示出的区域102和110之间的交叠区域，流经过孔120 (未示出)到区域110，流向分别示出在图1Β、图1C或图1D的底部中的区域110和区域102之间的交叠区域。电流因此流经由一个区域102、两个过孔和一个区域110形成的第一线圈100的一个环，并且从电流的进入点来看将会是按照顺时针的方向流动。如果电流是常规电流，则将在电流的进入点处形成南磁极，并且在电流的流出点处形成北磁极(同样在图1A中示出)。
[0036]在各种实施例中，如果假设对于图1A到图1D中示出的配置进行镜像配置(例如参见图2，然而其描绘了电流从右侧进入)，则从左侧(通过底部