半导体结构及半导体结构的形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的形成方法。

背景技术：

1、自共振频率(srf)是反映电感质量的关键因素之一。自共振频率越高，有效工作频率越宽。目前，螺旋电感的自共振频率主要受线圈与线圈之间、以及线圈与衬底之间的耦合电容的影响。

2、减少耦合电容有助于提高电感的自共振频率，进而提高电感的品质因数。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以提高电感的品质因数。

2、为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底；位于衬底上的电感结构，电感结构包括若干圈线圈，若干圈线圈呈螺旋状上升分布，若干圈线圈包括第一类线圈和第二类线圈，第一类线圈环绕第二类线圈，第二类线圈的宽度小于第一类线圈的宽度。

3、可选的，第二类线圈的宽度小于第一类线圈宽度的18％。

4、可选的，第二类线圈的线圈圈数为至少1个线圈。

5、可选的，第二类线圈的线圈数量大于第一类线圈的线圈圈数。

6、可选的，线圈结构包括第一端和第二端，第一端为第一类线圈最外层线圈的端口，第二端为第二类线圈最内层线圈的端口；所述半导体结构还包括：与第一端相连接的第一导电结构；与第二端相连接的第二导电结构，第二导电结构包括：第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层，第二金属层与第一导电结构为同一层金属，第一金属层与最内层线圈为同一层金属。

7、可选的，还包括：位于第一金属层和第二金属层之间的介电层；位于介电层内的连接插塞，第一金属层和第二金属层通过连接插塞电连接。

8、可选的，第一导电结构和第二导电结构的材料与线圈的材料相同。

9、可选的，线圈的材料包括金属或金属氮化物；金属包括：铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合；金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。

10、可选的，还包括：位于线圈结构与衬底之间的绝缘层。

11、相应地，本发明技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成电感结构，电感结构包括若干圈线圈，若干圈线圈呈螺旋状上升分布，若干圈线圈包括第一类线圈和第二类线圈，第一类线圈环绕第二类线圈，第二类线圈的宽度小于第一类线圈的宽度。

12、可选的，第二类线圈的宽度小于第一类线圈宽度的18％。

13、可选的，第二类线圈的线圈圈数为至少1个线圈。

14、可选的，第二类线圈的线圈数量大于第一类线圈的线圈圈数。

15、可选的，线圈结构包括第一端和第二端，第一端为第一类线圈最外层线圈的端口，第二端为最第二类线圈内层线圈的端口；还包括：形成与第一端相连接的第一导电结构；形成与第二端相连接的第二导电结构，第二导电结构包括：第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层，第二金属层与第一导电结构为同一层金属，第一金属层与最内层线圈为同一层金属。

16、可选的，还包括：形成位于第一金属层和第二金属层之间的介电层；形成位于介电层内的连接插塞，第一金属层和第二金属层通过连接插塞电连接。

17、可选的，在衬底上形成线圈结构之前，还包括：在线圈结构与衬底之间形成绝缘层。

18、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

19、本发明的技术方案，通过使位于内圈的第二类线圈的宽度小于位于外圈的第一类线圈的宽度，一方面，第二类线圈的相邻线圈之间的间距增大，从而第二类线圈的相邻线圈之间产生的寄生电容减小；另一方面，第二类线圈整体在衬底上的面积减小，从而第二类线圈与衬底之间的寄生电容也减小，从而整体上减小了第二类线圈所产生的寄生电容，提升了电感结构的自共振频率。

20、进一步，与第二端相连接的第二导电结构包括第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层，第一金属层和第二金属层之间具有介电层，第一金属层和第二金属层之间也具有寄生电容。因此第二类线圈宽度减小所减小的寄生电容，能够最大程度地抵消由第二端的第二导电结构所增加的寄生电容，使得第一类线圈和第二类线圈最终产生的寄生电容相对均衡，使得第一类线圈的第一端和第二类线圈的第二端的自共振频率均衡，线圈结构的第一端和第二端的性能对称，从而能够更好地应用。

技术特征：

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二类线圈的宽度小于所述第一类线圈宽度的18％。

3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二类线圈的线圈圈数为至少1个线圈。

4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第二类线圈的线圈数量大于第一类线圈的线圈圈数。

5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述线圈结构包括第一端和第二端，所述第一端为第一类线圈最外层线圈的端口，所述第二端为第二类线圈最内层线圈的端口；所述半导体结构还包括：与第一端相连接的第一导电结构；与第二端相连接的第二导电结构，所述第二导电结构包括：第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层，所述第二金属层与第一导电结构为同一层金属，所述第一金属层与最内层线圈为同一层金属。

6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第一金属层和第二金属层之间的介电层；位于介电层内的连接插塞，所述第一金属层和第二金属层通过连接插塞电连接。

7.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一导电结构和第二导电结构的材料与线圈的材料相同。

8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述线圈的材料包括金属或金属氮化物；所述金属包括：铜、铝、钨、钴、镍和钽中的一种或多种的组合；所述金属氮化物包括氮化钽和氮化钛中的一种或多种的组合。

9.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于线圈结构与衬底之间的绝缘层。

10.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二类线圈的宽度小于所述第一类线圈宽度的18％。

12.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二类线圈的线圈圈数为至少1个线圈。

13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二类线圈的线圈数量大于第一类线圈的线圈圈数。

14.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述线圈结构包括第一端和第二端，所述第一端为第一类线圈最外层线圈的端口，所述第二端为最第二类线圈内层线圈的端口；还包括：形成与第一端相连接的第一导电结构；形成与第二端相连接的第二导电结构，所述第二导电结构包括：第一金属层和位于第一金属层上的第二金属层，所述第二金属层与第一导电结构为同一层金属，所述第一金属层与最内层线圈为同一层金属。

15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：形成位于第一金属层和第二金属层之间的介电层；形成位于介电层内的连接插塞，所述第一金属层和第二金属层通过连接插塞电连接。

16.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在衬底上形成线圈结构之前，还包括：在线圈结构与衬底之间形成绝缘层。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，结构包括：衬底；位于衬底上的电感结构，所述电感结构包括若干圈线圈，若干圈线圈呈螺旋状上升分布，若干圈线圈包括第一类线圈和第二类线圈，所述第一类线圈环绕所述第二类线圈，所述第二类线圈的宽度小于所述第一类线圈的宽度。所述半导体结构的品质因数得到提升。

技术研发人员：黄曦,王晓东,王西宁,钱蔚宏,李莲
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8