一种提高射频电感品质因数的方法与流程

1.本发明属于射频电感技术领域，具体涉及一种提高射频电感品质因数的方法。


背景技术：

2.电感是射频电路的重要器件。随着摩尔定律的发展，数字芯片的集成度越来越高，而射频和模拟芯片的集成度却远不及数字芯片。原因在于芯片制造工艺的限制，片上电感的品质因数(q值)远不及分立电感，造成了电感只能做在片外的普遍现象，这大大降低了射频芯片的集成度。因此，如何在现有工艺水平下提高片上电感的q值一直是学界和工业界研究的热门。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种提高射频电感品质因数的方法，其通过金属层和衬底层进行设置，并且根据需求设定金属层的材质和数量以及设定衬底层的厚度，以减薄衬底层的厚度从而提高片上射频电感q值。
4.为达到以上目的，本发明提供一种提高射频电感品质因数的方法，包括以下步骤：
5.步骤s1：根据硅衬底工艺从而选定衬底层；
6.步骤s2：在衬底层的一侧设置金属层，并且根据需求设置金属层中的金属结构的材质、金属结构的数量和介质结构的材质。
7.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在步骤s2中，金属层中设有介质结构和若干金属结构，金属结构设置于介质结构并且金属结构与金属结构之间设有根据需求所定的距离。
8.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在步骤s2中，金属结构和金属结构之间通过过孔结构连接。
9.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在步骤s1中，衬底层为晶圆。
10.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在步骤s2中，金属结构的材质包括铜和铝中的一种或者多种，介质结构的材质为二氧化硅。
11.本发明的有益效果为：
12.1、该方法易于实现，晶圆减薄技术复杂度低，国内技术相对比较成熟，良率很高。
13.2、该方法灵活度大，可以在测试前选择减薄或者不减薄晶圆片，也可以在在片测试后切片封装前操作，这样可以在一定程度上提高良率，减小封装不合格芯片的成本。
附图说明
14.图1是本发明的一种提高射频电感品质因数的方法的剖视图。
15.图2是本发明的一种提高射频电感品质因数的方法的正视图。
16.图3是本发明的一种提高射频电感品质因数的方法的仿真图。
17.附图标记包括：10、衬底层；20、金属层；21、金属结构；22、介质结构；23、过孔结构。
具体实施方式
18.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
19.参见附图的图1，
20.在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的品质因数和电感等可被视为现有技术。
21.优选实施例。
22.本发明公开了一种提高射频电感品质因数的方法，包括以下步骤：
23.步骤s1：根据硅衬底工艺(p型和n型)从而选定衬底层10；
24.步骤s2：在衬底层的一侧设置金属层20，并且根据需求设置金属层20中的金属结构21的材质、金属结构21的数量和介质结构22的材质。
25.具体的是，在步骤s2中，金属层20中设有介质结构22和若干金属结构21，金属结构21设置于介质结构22并且金属结构21与金属结构21之间设有根据需求所定的距离。
26.更具体的是，在步骤s2中，金属结构21和金属结构21之间通过过孔结构23连接。
27.进一步的是，在步骤s1中，衬底层10为晶圆。
28.更进一步的是，在步骤s2中，金属结构21的材质包括铜和铝中的一种或者多种，介质结构22的材质为二氧化硅。
29.优选地，如图1所示，从物理上和制造工序上可分为衬底层和金属层。衬底的材料为单晶硅，不同工艺下该层的电阻率从几欧姆
·
厘米到几千欧姆
·
厘米不等，取决于工艺。金属层中分布有各种材质的金属结构和介质结构，金属结构和金属结构之间由过孔结构连接。一般金属结构的材质为铜或铝，介质层结构的材质为二氧化硅。本发明中的电感由衬底和金属构成，衬底即为衬底层，金属为金属层中的某一层金属结构或某两层金属结构等，以及连接金属结构的过孔。
30.如图2所示为工艺下一个电感的正视图。其中环形金属层的外径为92um，内径为70um宽度为6um，厚度为3um，材质为铜。衬底层为p型衬底，材质为单晶硅加p型掺杂，电阻率为15欧姆
·
厘米。
31.图3所示为为在hfss仿真中得到电感q值情况，由图可知，将衬底层从150um减薄至125um，q值得到了显著提升，其中上面一条线代表125um，下面一条线代表150um。
32.值得一提的是，本发明专利申请涉及的品质因数和电感等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
33.对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种提高射频电感品质因数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：根据硅衬底工艺从而选定衬底层；步骤s2：在衬底层的一侧设置金属层，并且根据需求设置金属层中的金属结构的材质、金属结构的数量和介质结构的材质。2.根据权利要求1所述的一种提高射频电感品质因数的方法，其特征在于，在步骤s2中，金属层中设有介质结构和若干金属结构，金属结构设置于介质结构并且金属结构与金属结构之间设有根据需求所定的距离。3.根据权利要求2所述的一种提高射频电感品质因数的方法，其特征在于，在步骤s2中，金属结构和金属结构之间通过过孔结构连接。4.根据权利要求3所述的一种提高射频电感品质因数的方法，其特征在于，在步骤s1中，衬底层为晶圆。5.根据权利要求4所述的一种提高射频电感品质因数的方法，其特征在于，在步骤s2中，金属结构的材质包括铜和铝中的一种或者多种，介质结构的材质为二氧化硅。

技术总结
本发明公开了一种提高射频电感品质因数的方法，包括步骤S1：根据硅衬底工艺从而选定衬底层；步骤S2：在衬底层的一侧设置金属层，并且根据需求设置金属层中的金属结构的材质、金属结构的数量和介质结构的材质。本发明公开的一种提高射频电感品质因数的方法，其通过金属层和衬底层进行设置，并且根据需求设定金属层的材质和数量以及设定衬底层的厚度，以减薄衬底层的厚度从而提高片上射频电感Q值。底层的厚度从而提高片上射频电感Q值。底层的厚度从而提高片上射频电感Q值。


技术研发人员：谢旭平 卢煜旻 朱欣恩
受保护的技术使用者：上海矽杰微电子有限公司
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/5/6