技术领域本发明涉及一种具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构的制作方法及其结构，特别是涉及使用相同材料制作电感的核芯结构和金属-绝缘层-金属电容的下电极的制作方法及其结构。
背景技术：
随着半导体技术的快速发展，为了符合高密度集成电路的设计趋势，各式元件的尺寸都降至次微米以下，各种制作工艺的条件较以往更为严格，制作工艺的复杂程度也不断地提高。此外，近来科技发展更加着重于移动通讯应用的领域，特别是小型的高频设备用具，此等高频设备用具的性能持续不断地在改进中，期望研发出尺寸更小巧、耗功率低和噪声程度低的高频设备。而半导体元件在移动通讯的领域中所扮演的角色，则主要是用来制作无线电频率的放大器。一般典型的电源供应器和RF放大器主要由包含电容和电感元件的电路所构成，若是整合电容和电感制作工艺，将提供有效率、低成本的竞争优势。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明优选实施例公开一种具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构，包含一介电层，一电感和一金属-绝缘层-金属电容设置于介电层中，电感包含：一核芯结构以及一线圈环绕核芯结构，金属-绝缘层-金属电容包含：一上电极、一下电极以及一绝缘层设置于该上电极和该下电极之间，值得注意的是上电极和下电极两者其中之一包含构成核芯结构的材料。附图说明图1至图7为本发明的第一优选实施例所绘示的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构的制作方法的示意图；图1、图8至图13为本发明的第二优选实施例所绘示的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构的制作方法的示意图；图14为图7和图13的电感区的上视图。主要元件符号说明10介电层12金属层13电路14晶体管15电路16第一沟槽18第二沟槽20磁性材料22绝缘层24导电层26第三沟槽28接触洞30金属层32金属-绝缘层-金属电容34电感36金属层38电路40电路42第四沟槽44电路46电路48插塞100金属-绝缘层-金属电110介电层容的结构116凹陷138电路140电路200金属-绝缘层-金属电容的结构210介电层A电容区B电感区C下电极D电容介电层E上电极F线圈G核芯结构具体实施方式图1至图7为根据本发明的第一优选实施例所绘示的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构的制作方法，图14为图7的电感区的上视图。如图1所示，首先提供一介电层10，介电层10上划分为一电容区A和一电感区B，在形成介电层10之前，可先形成一金属层12，使得介电层10可接触并覆盖于金属层12的上方。根据本发明的优选实施例，在形成金属层12之前可形成至少一晶体管14于金属层12下方，也就是说本发明的制作方法优选是在完成晶体管之后进行，但本发明不限于此，本发明的制作方法也可以应用在中介层中，也就是说将电感和金属-绝缘层-金属电容的结构制作于中介层中，此时本发明的制作方法就不一定要在完成晶体管14之后进行。如图2所示，选择性地移除部分定义为电容区A的介电层10，使得介电层10的电容区A的上表面较介电层10的电感区B的上表面低，之后如图3所示，同时在介电层10的电容区A内形成至少一个第一沟槽16以及在介电层10的电感区B内形成至少一个第二沟槽18，详细来说，第一沟槽16的间距P1比第二沟槽18的间距P2大，再者，第一沟槽的宽度W1大于第二沟槽的宽度W2，此外第一沟槽16和第二沟槽18的数量可以视产品需求而调整，在图3中所绘示的第一沟槽16和第二沟槽18的数量只是用来举例，并非作为限制之用。再者，第一沟槽16都贯穿介电层10，使得金属层12由第一沟槽16曝露出来，而第二沟槽18则未贯穿介电层10，也就是说第二沟槽18的底部为介电层10。如图4所示，形成一磁性材料20顺应地覆盖第一沟槽16、介电层10的上表面并且填满第二沟槽18，根据本发明的一优选实施例，磁性材料20具有厚度t1，厚度t1会大于或等于二分之一的第二沟槽的宽度W2，因此可以将第二沟槽18填满，另外厚度t1会小于二分之一的第一沟槽的宽度W1，所以磁性材料20不会将第一沟槽16填满。磁性材料20优选为具有导电性质的磁性材料、铁氧体或合金，举例而言，磁性材料包含锰锌铁氧体、铜锌铁氧体、镍锌铁氧体、镍-铁-锰合金、铁-钴-镍合金、铁硅化合物、铁铝化合物、铁硅铝化合物或其它适合的材料。值得注意的是在第一沟槽16内的磁性材料20之后将作为金属-绝缘层-金属电容的下电极，在第二沟槽18内的磁性材料20之后将作为电感的核芯结构。之后形成一绝缘层22顺应地覆盖在电容区A和在电感区B内的磁性材料20，然后再形成一导电层24全面覆盖绝缘层22。此时，磁性材料20、绝缘层22和导电层24共同填满第一沟槽16，绝缘层22在后续作为金属-绝缘层-金属电容的绝缘层，而导电层24在后续作为金属-绝缘层-金属电容的上电极。根据本发明的优选实施例，在绝缘层22和磁性材料20之间以及在绝缘层22和导电层24之间，可以选择性地形成一缓冲层(图未示)，缓冲层优选使用具有低电阻和较低的磁损耗特性的材料，例如，氮化钛，缓冲层可以使得磁性材料20、绝缘层22和导电层24三者可以贴附的更好，此外贴附在磁性材料20上的缓冲层也可以提供导电的功能，在后续成为部分的电容下电极，协助磁性材料20共同提供足够的导电性。如图5所示，利用双镶嵌或单镶嵌制作工艺，移除在电感区B内部分的磁性材料20、绝缘层22和导电层24以及介电层10，形成一第三沟槽26于电感区B的介电层10中，详细来说第三沟槽26将在电感区B的磁性材料20、绝缘层22和导电层24截断，请同时参阅图14，第三沟槽26以螺旋状的方式环绕所有的第二沟槽18，第二沟槽18位于螺旋状的中心，而螺旋状可以为矩形螺旋状、环形螺旋状、八角形螺旋状等。请同时参阅图5和图14，之后再于位于螺旋状的一端，第三沟槽26的底部形成一接触洞28，使得金属层12曝露出来，接触洞28内之后会形成插塞。如图6所示，形成一金属层30填入第三沟槽26和接触洞28并且金属层30覆盖且接触导电层24，填入第三沟槽26的金属层30后续作为电感的线圈，填入接触洞28内的金属层30作为一插塞，插塞会接触金属层12并且将电子信号由金属层12传入线圈。如图7所示，移除部分的金属层30、磁性材料20、绝缘层22和导电层24，直至在电感区B的磁性材料20、绝缘层22和导电层24完全被移除并且曝露出第二沟槽18内的磁性材料20，在移除部分的金属层30之后，电容区A的金属层30和电感区B的金属层30不相连，金属层30的移除方式可以使用化学机械研磨或是其它适合的方式。此时在电容区A的磁性材料20、绝缘层22和导电层24构成一金属-绝缘层-金属电容32，磁性材料20作为下电极C，绝缘层22作为电容介电层D，导电层24作为上电极E，在电感区B的磁性材料20和填入第三沟槽18的金属层30构成一电感34，磁性材料20作为核芯结构G，金属层30作为线圈F。之后形成一金属层36于介电层10上，金属层36具有电路38和电路40，电路38电连结金属-绝缘层-金属电容32的上电极E，电路40接触线圈F的一端。图1、图8至图13为根据本发明的第二优选实施例所绘示的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构的制作方法，其中具有相同功能的元件将使用相同的元件符号标示。如图1所示，首先提供一介电层10，介电层10上划分为一电容区A和一电感区B，在形成介电层10之前，可先形成一金属层12，使得介电层10可接触并覆盖于金属层12的上方。在形成金属层12之前可形成至少一晶体管14于金属层12下方，也就是说本发明的制作方法优选是在完成晶体管14之后进行，但本发明不限于此，本发明的制作方法也可以应用在中介层中，也就是说将电感和金属-绝缘层-金属电容的结构制作于中介层中，此时本发明的制作方法就不一定要在完成晶体管14之后进行。如图8所示，同时在电容区A的介电层内形成凹陷116以及在电感区B内的介电层10形成至少一个第二沟槽18，凹陷116和第二沟槽18的形成方式可以利用蚀刻制作工艺，第二沟槽18的数量可以视产品需求而调整。此外在形成凹陷116和第二沟槽18之后，金属层12依然完全被介电层10覆盖，也就是说第二沟槽18和凹陷116并未贯穿介电层10。如图9所示，形成一磁性材料20顺应地覆盖凹陷116、介电层10上表面并且填满第二沟槽18。同样地，磁性材料20优选为具有导电性质的磁性材料、铁氧体或合金，举例而言，磁性材料20包含锰锌铁氧体、铜锌铁氧体、镍锌铁氧体、镍-铁-锰合金、铁-钴-镍合金、铁硅化合物、铁铝化合物、铁硅铝化合物或其它适合的材料。值得注意的是在凹陷116内的磁性材料20之后将作为金属-绝缘层-金属电容的下电极，在第二沟槽18内的磁性材料20之后将作为电感的核芯结构。之后形成一绝缘层22顺应地覆盖在电容区A和在电感区B内的磁性材料20，然后再形成一导电层24全面覆盖绝缘层22。绝缘层22在后续作为金属-绝缘层-金属电容的电容绝缘层，而导电层24在后续作为金属-绝缘层-金属电容的上电极。根据本发明的优选实施例，在绝缘层22和磁性材料20之间以及在绝缘层22和导电层24之间，可以选择性地形成一缓冲层(图未示)，例如，氮化钛。如图10所示，全面移除电感区B内的导电层24，以及部分电容区A内的导电层24，而留下部分在电容区A内的导电层24，或者仅移除部分电容区A内的导电层24，此步骤主要的目的是部分曝露电容区A内的绝缘层22。之后形成一介电层110覆盖并接触电容区A的导电层24以及覆盖并接触电感区B的绝缘层22，如图11所示，移除部分的介电层110、在电感区B内部分的磁性材料20、绝缘层22和导电层24使得电感区B内位于第二沟槽18中的磁性材料20曝露出来，介电层110、磁性材料20、绝缘层22和导电层24的移除方式可以使用化学机械研磨或是其它适合的方式。如图12所示，再形成一介电层210覆盖介电层10/110，介电层210可以用于保护第二沟槽18中的磁性材料20，避免其在后续的蚀刻步骤中被损害。如图13所示，移除部分的介电层10/110/210，在电感区B的介电层10/210中形成一第三沟槽26以及在电容区A上的介电层110/210中形成多个第四沟槽42，请同时参阅图14，第三沟槽26以螺旋状的方式环绕所有的第二沟槽18，第二沟槽18位于螺旋状的中心，而螺旋状可以为矩形螺旋状、环形螺旋状、八角形螺旋状等，在图14中以矩形螺旋状作为示意。之后再于位于螺旋状的二端，第三沟槽26的底部形成接触洞28，使得金属层12曝露出来，上述形成第三沟槽26和第四沟槽42的步骤，优选使用双镶嵌制作工艺。此外，由于第四沟槽42分别以导电层24或磁性材料20为停止层，所以第四沟槽42有不同的深度，至少一第四沟槽42的深度到达磁性材料20的表面，至少一第四沟槽42的深度到达导电层24的表面。接着，形成一金属层30填入第三沟槽26、接触洞28和第四沟槽42，金属层30分别接触金属层12、磁性材料20和导电层24，金属层30的上表面和介电层210的上表面切齐，详细来说，填入第三沟槽26的金属层30后续作为电感的线圈，填入接触洞28内的金属层30作为一插塞48，位于线圈的二端，之后形成一金属层136于介电层210上，金属层36具有电路138和电路140，电路138电连结金属-绝缘层-金属电容32的上电极E，电路140电连结金属-绝缘层-金属电容32的下电极C。此外在金属层12中设有电路44/46，电感两端的插塞会分别接触金属层的电路44/46。此外，在第四沟槽42中的金属层30会各别接触导电层24和磁性材料20，也就是会电连结电容的上电极和下电极。此时在电容区A的磁性材料20、绝缘层22和导电层24构成一金属-绝缘层-金属电容32，磁性材料20作为下电极C，绝缘层22作为电容介电层D，导电层24作为上电极E，在电感区B的磁性材料20和填入第三沟槽26的金属层30构成一电感34，磁性材料20作为核芯结构G，金属层30作为线圈F。最后形成一金属层36于介电层10上，金属层36具有电路138和电路140，电路138电连结金属-绝缘层-金属电容34的上电极E，电路140电连结金属-绝缘层-金属电容32的下电极C，电路138和电路140之间为绝缘。图7、图13和图14为根据本发明的优选实例所绘示的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构。如图7所示，本发明的具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构100包含一介电层10，介电层10上划分为一电容区A和一电感区B，一电感34设置于介电层10中并且在电感区B内，一金属-绝缘层-金属电容32设置于介电层10中并且在的电容区A内，电感34和金属-绝缘层-金属电容32埋入于介电层10内。电感34包含：一核芯结构G和一线圈F环绕核芯结构G，金属-绝缘层-金属电容32包含：一上电极E、一下电极C以及一绝缘层D设置于上电极E和下电极C之间。值得注意的是：上电极E和下电极C两者其中之一包含构成核芯结构G的材料，举例而言，构成下电极C的材料可以和构成核芯结构G的材料完全相同，又或者构成下电极C可以包含构成核芯结构G的材料，例如下电极C可以由构成核芯结构G的材料和一缓冲层(图未示)共同组成，缓冲层可以为氮化钛。构成核芯结构G的材料优选为具有导电性质的磁性材料、铁氧体或合金，举例而言，磁性材料包含锰锌铁氧体、铜锌铁氧体、镍锌铁氧体、镍-铁-锰合金、铁-钴-镍合金、铁硅化合物、铁铝化合物、铁硅铝化合物或其它适合的材料。电感34的线圈F可以由金属构成，例如铜，电容32的绝缘层D可以包含氧化硅-氮化硅-氧化硅、氮化硅或高介电常数材料，电容32的上电极E的包含钛、氮化钛、氮化钽、铝或其它适合的材料。请同时参阅图7和图14，图14为图7和图13电容区的上视图，图14中沿AA’切线的截面为图7中所绘示的电感区，线圈F以螺旋状的方式环绕所有的核芯结构G，核芯结构G位于螺旋状的中心，线圈F不和核芯结构G接触，而螺旋状可以为矩形螺旋状、环形螺旋状、八角形螺旋状等。在线圈的二端分别设有插塞48。此外，在介电层10的上下各设有金属层12和金属层36，金属层12/36都接触介电层，也就是说，电感34和金属-绝缘层-金属电容32都被夹在金属层12和金属层36之间，请继续参阅图7，金属-绝缘层-金属电容32的上电极E和上层的金属层36中的电路38电连结，下电极C则是和下层的金属层12中的电路13电连结，而线圈F的一端则是和上层的金属层36中的电路40电连结，另一端则是和下层的金属层12中的电路15电连结。根据本发明的另一优选实施例，金属-绝缘层-金属电容32和电感34向外电连结的方式可以根据不同的需求而更改，不同于图7中所揭示的向外电连结方式，在图13中，具有电感和金属-绝缘层-金属电容的结构200中的电感34的两端分别和下层的金属层12中的电路44/46电连结，而金属-绝缘层-金属电容32的上电极E和下电极C分别和上层的金属层36中的电路138/140电连结。当然，除了图7和图13中所揭示的向外电连结方式，金属层12和金属层36上的电路可以做不同的设计来电连结金属-绝缘层-金属电容32和线圈34，只要可以将金属-绝缘层-金属电容32的上电极E、下电极C、电感34的线圈F的信号正确传送即可。此外，在图7中，介电层10的电容区A可设有多个第一沟槽16，金属-绝缘层-金属电容32的上电极E、下电极C和绝缘层D位于第一沟槽16中，使得上电极E、下电极C和绝缘层D形成一梳子状结构。根据本发明的另一优选实施例，如图13所示，金属-绝缘层-金属电容32的上电极E、下电极C和绝缘层D共同形成一平面电容结构。此外，请再度参阅图7，金属-绝缘层-金属电容的结构100中的导电层24可以省略，改用原本位于导电层24上的金属层30直接作为上电极E。本发明整合了电感和金属-绝缘层-金属电容的制作方法，利用相同材料制作电感的核芯结构和金属-绝缘层-金属电容的下电极，如此可以减少制作步骤，并且降低生产成本。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。