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集成电感及其制备方法与流程

2022-12-03 00:36:18 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及集成电路制造领域,特别涉及一种集成电感及其制备方法。


背景技术:

2.电感器在电路中被大量使用,是现代通信系统中各类电路的重要组成部分。在集成电路中,电感和电容等无源器件通常会与晶体管等有源器件集成设置在同一衬底上。
3.现有技术中,集成电感通常是采用集成电路制造工艺在衬底表面上形成平面螺旋线以构成平面结构的电感。然而,这类电感需占用个较大面积,且电感值较小,限制了电感器在集成电路中的使用,并且在高频条件下会出现电感线圈的磁通量减少,产生额外的能量损失,使得整个电感的q值(品质因素)下降。
4.而随着人们对于高性能的集成电感的需求日益迫切,如何缩减集成电感的占用面积、提高电感器的q值已成为领域内亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种占用面积小、q值高的集成电感。
6.本发明提供的一种集成电感包括:多条第一金属线,形成在一衬底上并沿着第一方向依次排布;磁芯,位于多条第一金属线的上方;以及,多条第二金属线,位于所述磁芯的上方并沿着所述第一方向依次排布,并且所述第二金属线的端部还经过磁芯的侧边与所述第一金属线的端部连接,以使多条第一金属线和多条第二金属线首尾相连形成螺旋线圈,并将所述磁芯环绕在内。其中,所述第二金属线悬空设置在所述磁芯的上方;或者,所述第二金属线和所述磁芯之间填充有聚酰亚胺层。
7.可选的,该集成电感还包括钝化层。其中,在第二金属线悬空设置的集成电感中,所述钝化层随形的覆盖所述第二金属线的上表面、下表面和侧表面。以及,在填充有所述聚酰亚胺层的集成电感中,所述钝化层覆盖所述第二金属线和所述聚酰亚胺层。
8.可选的,在第二金属线悬空设置的集成电感中,所述钝化层的材料包括氮化硅。以及,在填充有所述聚酰亚胺层的集成电感中,所述钝化层的材料包括聚酰亚胺。
9.可选的,所述第二金属线的端部向下延伸,以连接所述第一金属线的端部。
10.可选的,在所述第一金属线上覆盖有绝缘介质层,所述磁芯形成在所述绝缘介质层上,所述第二金属线的端部向下贯穿所述绝缘介质层以和所述第一金属线连接。
11.可选的,所述第一金属线和所述第二金属线的延伸方向均偏离第二方向,并且所述第一金属线和所述第二金属线分别朝相反方向偏离所述第二方向,所述第二方向和所述第一方向相互垂直。
12.可选的,所述第二金属线的厚度为3μm-15μm。
13.可选的,所述第二金属线包括金属种子层和形成在所述金属种子层上的金属层。
14.可选的,所述磁芯的材料包括掺杂的氮化铝,所述掺杂的氮化铝中掺杂有镁、铁和镍中的至少一种。
15.本发明还提供了一种集成电感的制备方法,包括:形成多条第一金属线在一衬底上,多条第一金属线沿着第一方向依次排布;形成第一介质层,所述第一介质层覆盖所述第一金属线;形成磁芯在所述第一介质层上;形成第二介质层在所述第一介质层上并覆盖所述磁芯,并在所述磁芯的侧边还形成依次贯穿所述第二介质层和第一介质层的通孔,所述通孔暴露出所述第一金属线的端部;以及,形成多条第二金属线在所述第二介质层上,多条第二金属线沿着所述第一方向依次排布,并且所述第二金属线的端部还通过所述通孔电连接所述第一金属线,以使多条第一金属线和多条第二金属线首尾相连形成螺旋线圈,并将所述磁芯环绕在内。
16.可选的,在形成所述第二金属线之后,还包括:去除所述第二介质层,以使所述第二金属线悬空设置在所述磁芯的上方。
17.可选的,在去除所述第二介质层之后,还包括:沉积钝化层,所述钝化层随形的覆盖所述第二金属线的上表面、下表面和侧表面。
18.可选的,形成所述第二金属线之后,还包括:旋涂聚酰亚胺材料以形成钝化层,所述钝化层覆盖所述第二金属线和所述第二介质层。
19.可选的,所述第二金属线的形成方法包括:溅射金属种子层,所述金属种子层覆盖所述第二介质层的表面和所述通孔的内壁;在所述金属种子层上形成阻挡层,所述阻挡层内形成有多个沿着第一方向依次排布的条状开口,所述条状开口的端部暴露出所述通孔的至少一部分;执行电镀工艺,以在暴露于所述条状开口的金属种子层上形成金属层;以及,去除所述阻挡层及其下方的金属种子层。
20.在本发明提供的集成电感中,利用不同结构层内的多条第一金属线和多条第二金属线,以首尾相接的方式形成三维立体结构的螺旋线圈,相对于平面电感而言可以大大缩减占用面积,并能够有效提高q值。同时,在螺旋线圈内还设置有磁芯,实现了q值的进一步提升。
21.进一步的,还可将第二金属线以悬空的方式设置在磁芯的上方;或者,在第二金属线和磁芯之间填充低介电常数的聚酰亚胺层。相当于,第二金属线和磁芯之间、第二金属线和第一金属线之间是以空气或者低k材料相互间隔,大大降低了线圈内部的导体之间的介电常数,减小寄生电容,有效改善了因为寄生电容所产生的损耗,从而可更大程度的提高电感器的性能。
附图说明
22.图1为本发明提供的一种集成电感的俯视图。
23.图2为本发明实施例一中的集成电感沿着aa’方向的剖面示意图。
24.图3为本发明实施例一中的集成电感沿着bb’方向的剖面示意图。
25.图4为本发明提供的一种集成电感的制备方法的流程示意图。
26.图5-图12为本发明实施例一中的集成电感在其制备过程中的结构示意图。
27.图13为本发明实施例二中的集成电感沿着aa’方向的剖面示意图。
28.图14为本发明实施例二中的集成电感沿着bb’方向的剖面示意图。
29.图15-图17为本发明实施例二中的集成电感在其制备过程中的结构示意图。
30.其中,附图标记如下:
31.100-第一金属线;
32.200-磁芯;
33.300-第二金属线;
34.310-金属种子层;
35.320-金属层;
36.400/400
’‑
钝化层;
37.500-衬底;
38.510-底部介质层;
39.600-绝缘介质层;
40.600a-第一通孔;
41.700-牺牲层;
42.700
’‑
聚酰亚胺层;
43.700a-第二通孔;
44.800-阻挡层;
45.800a-条状开口。
具体实施方式
46.本发明的核心思路在于提供一种集成电感,该集成电感具体为三维立体结构的螺旋线圈,相对于平面电感而言可以大大缩减面积,并能够有效提高q值。并且,通过设置磁芯,还可实现q值的进一步提升。
47.以下结合图1-图17和具体实施例对本发明提出的集成电感及其制备方法作进一步详细说明。需要说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当认识到,附图中所示的诸如“上方”,“下方”,“顶部”,“底部”,“上方”和“下方”之类的相对术语可用于描述彼此之间的各种元件的关系。这些相对术语旨在涵盖除附图中描绘的取向之外的元件的不同取向。例如,如果装置相对于附图中的视图是倒置的,则例如描述为在另一元件“上方”的元件现在将在该元件下方。
48.《实施例一》
49.图1为本发明提供的一种集成电感的俯视图,图2为本发明实施例一中的集成电感沿着aa’方向的剖面示意图,图3为本发明实施例一中的集成电感沿着bb’方向的剖面示意图。需要说明的是,为了更明晰的示意出集成电感的结构,图1中适当的省略了部分组件,例如图1中未示出衬底、绝缘介质层和钝化层等。
50.结合图1-图3所示,本实施例中的集成电感包括:多条第一金属线100和设置在第一金属线100上方的多条第二金属线300,并且多个第一金属线100和多个第二金属线300首尾相连以形成螺旋结构的线圈。以及,所述集成电感还包括磁芯200,所述磁芯200位于所述第一金属线100和所述第二金属线300之间,进而被螺旋线圈环绕在内。通过设置磁芯200,可以有效减小线圈磁漏,增大电感值,从而提高电感的q值。
51.其中,多个第一金属线100具体形成在一衬底500上。具体示例中,第一金属线100例如可采用电镀工艺或者蒸镀工艺制备形成,以及第一金属线100的材料例如包括铜、铝和/或金等,其厚度可以为1μm-6μm。本实施例中,在所述衬底500和所述第一金属线100之间
还设置有底部介质层510,所述底部介质层510的材料例如包括氧化硅和/或氮化硅等。
52.多个第一金属线100即形成在该底部介质层510上,并沿着第一方向(例如图1所示的x方向)依次平行排布。以及,各个第一金属线100的延伸方向可平行于第二方向或者偏离第二方向,第二方向(例如图1所示的y方向)和第一方向(例如图1所示的x方向)相互垂直。本实施例中,以第一金属线100偏离第二方向延伸为例进行说明,其中第一金属线100相对于第二方向(y方向)的偏离角度例如小于等于45
°

53.继续参考图2和图3所示,在第一金属线100上还覆盖有绝缘介质层600,用于绝缘隔离所述第一金属线100。其中,绝缘介质层600具体可采用低介电常数的材料形成,例如可使所述绝缘介质层600的介电常数低于4,具体示例中所述绝缘介质层600的材料例如包括聚酰亚胺(pi)。
54.本实施例中,所述磁芯200即形成在绝缘介质层600上。其中,所述磁芯200可采用掺杂的氮化铝(aln)制备形成,具体示例中,用作磁芯200的掺杂的氮化铝层中例如可掺杂有镁(mg)、铁(fe)、镍(ni)中的至少一种。
55.进一步的,多个第二金属线300位于磁芯200的上方,并且各个第二金属线200的端部还经过磁芯200的侧边与第一金属线100的端部连接,以使多条第一金属线100和多条第二金属线300首尾相连形成螺旋结构或近似螺旋结构的螺旋线圈,并可将磁芯200环绕在内。
56.具体参考图1所示,多条第二金属线300沿着第一方向(例如图1所示的x方向)依次排布,并且排布在第一条第二金属线和最后一条第二金属线之间的任意第二金属线300均相对于所述第一金属线100倾斜,以使得内侧的各个第二金属线300可以连接至邻近的两个第一金属线100,具体是使邻近的两个第一金属线100通过第二金属线300首尾相连。以图1为例,第一金属线100和第二金属线300均具有上端部和下端部,第二金属线300倾斜设置,并使内侧的第二金属线300的上端部连接前一个第一金属线100的上端部,该第二金属线300的下端部则连接后一个第一金属线100的下端部。
57.本实施例中,第一条第二金属线和最后一条第二金属线也相对于第一金属线100倾斜,而和内侧的第二金属线平行,此处所述的“内侧的第二金属线”具体为位于第一条金属线和最后一条金属线之间的第二金属线。以及,第一条第二金属线和最后一条第二金属线仅一端部连接下方的第一金属线100,而另一端部则用于构成接触垫。例如图1所示,第一条第二金属线和最后一条第二金属线仅一端部连接至下方的第一金属线300,而另一端部则以背离电感的中心方向向外延伸出,以形成面积较大的接触垫。
58.需要说明的是,本实施例中,所述第一金属线100偏离第二方向(y方向)延伸,并可使所述第二金属线300也偏离第二方向(y方向)延伸,例如图1所示的示例中,第二金属线300和第一金属线100分别朝相反方向偏离第二方向(即,第二金属线300朝左偏离第二方向,第一金属线100朝右偏离第二方向),以及第二金属线300和第一金属线100相对于第二方向的偏离角度可以相同(例如,均小于等于45
°
),也可以不同。然而,其他实施例中,第二金属线300还可以和第一金属线100的偏离方向一致,例如,第二金属线300和第一金属线100均朝右偏离第二方向,并且第二金属线300的偏离程度更大,此时也同样可以使得邻近的第一金属线100通过第二金属线3000首尾相连。或者,其他可选的方案中,还可根据第一金属线100的偏离状况和/或长度等特性,而调整第二金属线300为平行于第二方向(y方
向),只要可以实现第二金属线300的两端分别连接邻近的两个第一金属线100的端部即可。
59.进一步的,所述第二金属线300的端部例如可通过额外设置的连接柱而连接至第一金属线100的端部;或者,如本实施例中,第二金属线300的端部向下延伸(即,第二金属线300的端部沿着图1所示的z方向向下延伸),贯穿所述绝缘介质层600,以抵触至下方的第一金属线100上,例如图2-图3所示。本实施例中,第二金属线300的端部不仅可用于与第一金属线100电连接,还可用于支撑所述第二金属线300,使第二金属线300悬空设置在磁芯200的上方。
60.由于第二金属线300悬空设置而形成空气桥结构,相应的使二金属线300和磁芯200之间、和第一金属线100之间均是以空气相互间隔,大大降低了线圈内部的导线之间的介电常数,有效改善了因为寄生电容所产生的损耗,进一步提高电感器的性能。
61.进一步的方案中,还可调整第二金属线300的厚度大于第一金属线100的厚度,例如第一金属线100的厚度为1μm-6μm,第二金属线300的厚度为3μm-15μm。通过增大第二金属线300的厚度,相应的减小了第二金属线300的电阻值,有利于进一步提高电感器的q值。本实施例中,第二金属线300具体可采用电镀工艺形成,以便于较大厚度的第二金属线300可以被制备出。具体的,所述第二金属线300可包括金属种子层310和形成在所述金属种子层310上的金属层320。
62.继续参考图2和图3所示,本实施例中的集成电感还包括钝化层400,该钝化层400覆盖第二金属线300的表面(包括第二金属线300的上表面、下表面和侧表面),从而可用于对第二金属线300进行钝化保护,避免受到外界环境的侵蚀等不利影响。
63.本实施例中,所述钝化层400为随形的覆盖第二金属线300的表面,因此不会对悬空的第二金属线300产生较大的压力,同时还可以利用该钝化层400提高第二金属线300的机械强度。其中,钝化层400的材料例如可包括氮化硅,氮化硅材料具有较好的钝化性能和较高的机械强度,可以在实现钝化效果的基础上,增强悬空设置的第二金属线300稳固性。进一步的,该钝化层400还覆盖磁芯200的表面,以同时对磁芯200进行钝化保护。
64.下面结合附图4-图12对本实施例中具有空气桥结构的集成电感的制备方法进行说明。其中,图4为本发明实施例一中的集成电感的制备方法的流程示意图,图5-图12为本发明实施例一中的集成电感在其制备过程中的结构示意图。
65.首选执行步骤s100,具体参考图5所示,形成多条第一金属线100在一衬底500上,多条第一金属线100沿着第一方向依次排布。其中,所述第一金属线100的材料例如包括铜、铝或金等。以及,多条第一金属线100具体可采用电镀工艺或者蒸镀工艺制备形成,其厚度可以为1μm-6μm。
66.本实施例中,在制备所述第一金属线100之前,还包括在衬底500上形成底部介质层510,所述底部介质层510的材料例如包括氧化硅和/或氮化硅等。
67.接着执行步骤s200,继续参考图5所述,形成第一介质层(即,本实施例中的绝缘介质层600),所述第一介质层覆盖所述第一金属线100。本实施例中,该第一介质层即对应于绝缘介质层600,所述绝缘介质层采600可采用低介电常数的材料形成,例如聚酰亚胺(pi),从而可降低导体间的寄生电容,减少因为寄生电容所产生的损耗。
68.进一步的,所述绝缘介质层600内还形成有第一通孔600a,所述第一通孔600a暴露出第一金属线100的端部。如此,后续制备的第二金属线即可通过第一通孔600a连接至第一
金属线100。本实施例中,所述绝缘介质层600内形成有与各个第一金属线的端部一一对应的多个第一通孔600a。
69.本实施例中,具有第一通孔600a的绝缘介质层600的制备方法例如包括:首先,旋涂感光性聚酰亚胺材料,以用作绝缘介质层600;接着,执行曝光工艺和显影工艺,以在绝缘介质层600中形成第一通孔600a。即,利用感光性的聚酰亚胺材料,可以直接通过曝光工艺和显影工艺制备出第一通孔600a,而不需要再额外执行刻蚀工艺,有利于简化工艺。此外,在执行显影工艺之后,还可对该聚酰亚胺材料层执行烘烤工艺,以固化该聚酰亚胺材料层,提高所构成的绝缘介质层600的强度。
70.接着执行步骤s300,具体参考图6所述,形成磁芯200在第一介质层(即,绝缘介质层600)上。其中,所述磁芯200可采用氮化铝(aln)制备形成,进一步的,用作磁芯200的氮化铝层中例如还掺杂有镁(mg)、铁(fe)、镍(ni)中的至少一种。具体示例中,可采用磁控溅射沉积氮化铝薄膜层,以构成所述磁芯200。
71.本实施例中,所述磁芯200在第一金属线的延伸方向上的长度尺寸小于第一金属线100的长度尺寸,以确保该磁芯200易于被最终环绕在线圈之内。
72.接着执行步骤s400,继续参考图6所示,形成第二介质层(即,本实施例中的牺牲层700)在所述绝缘介质层600上并覆盖所述磁芯200。本实施例中,所述第二介质层用作牺牲层700,在后续制备第二金属线之后即可被去除。具体示例中,该牺牲层700例如为光刻胶层。
73.进一步的,所述牺牲层700位于磁芯侧边的区域中还形成有第二通孔700a,所述第二通孔700a贯穿所述牺牲层700并和绝缘介质层600中的第一通孔600a上下连通,从而暴露出所述第一金属线100的端部。也就说是,在磁芯200的侧边形成有依次贯穿牺牲层700和绝缘介质层600的通孔(包括第二通孔700a和第一通孔600a),该通孔暴露出第一金属线100的端部,以使得后续形成的第二金属线和第一金属线100可以相互连接。
74.本实施例中,在绝缘介质层600和牺牲层700中各自形成上下位置相互对应的第一通孔600a和第二通孔700a,以构成通孔。然而其他实施例中,也可以在制备牺牲层700之后,再形成依次贯穿绝缘介质层600和牺牲层700的通孔。例如其他实施例中,旋涂聚酰亚胺材料以用作绝缘介质层600,此时可直接采用非感光的聚酰亚胺材料形成所述绝缘介质层600;以及,旋涂光刻胶以形成牺牲层700,并对牺牲层700执行光刻工艺和显影工艺,以形成第二通孔700a;接着,执行刻蚀工艺,以对绝缘介质层600中暴露于第二通孔700a的部分执行刻蚀工艺,从而在绝缘介质层600中形成第一通孔600a,暴露出所述第一金属线100的端部。
75.接着执行步骤s500,继续参考图7-图11所示,形成多条第二金属线300在所述第二介质层(即,牺牲层700)上,多条第二金属线300沿着所述第一方向依次排布。并且,所述第二金属线300的端部还通过磁芯侧边的通孔(包括第一通孔600a和第二通孔700a)与所述第一金属线100的端部连接,以使多条第一金属线100和多条第二金属线300首尾相连形成螺旋线圈,并将所述磁芯200环绕在内。
76.本实施例中,在制备第二金属线300时,将用作第二金属线300的金属材料还形成在通孔内,相当于使第二金属线300的端部经由通孔而向下延伸至第一金属线100,实现第一金属线100和第二金属线300的相互连接,大大简化了工艺流程。当然,其他的方案中,也
可以在制备第二金属线300之前,在通孔内形成导电柱,以使导电柱的两端分别连接第一金属线100和第二金属线300。
77.可选的方案中,所述第二金属线300具体采用电镀工艺制备,以利于提高所制备出的第二金属线300的厚度。具体而言,在传统工艺中通常是采用蒸镀工艺制备金属层,但是蒸镀工艺有其工艺限制,难以制备出厚度较大的金属层。与传统工艺相比,本实施例中采用电镀工艺制备第二金属线300,克服了传统工艺中金属线的厚度难以增大的问题,使得所形成的第二金属线300的厚度可以设置在3μm-15μm,例如具体示例中可使第二金属线300的厚度达到6μm以上,有效降低了第二金属线300的电阻,有利于进一步提高电感器的q值。
78.具体的,所述第二金属线300的制备方法可包括如下步骤。
79.步骤一,参考图7所示,溅射金属种子层310,所述金属种子层310覆盖牺牲层700的表面和通孔的内壁,所述金属种子层中覆盖通孔底部的部分即相应的覆盖第一金属线100。
80.步骤二,参考图8所示,形成阻挡层800,以定义出第二金属线的图形,所述阻挡层800例如为光刻胶层。具体而言,所述阻挡层800内形成有多个沿着第一方向依次排布的条状开口800a,所述条状开口800a的图形即对应于第二金属线的图形。本实施例中,所述条状开口800a的端部暴露出通孔的至少一部分。
81.步骤三,参考图9所示,执行电镀工艺,以在暴露出的金属种子层310上形成金属层320。具体来说,所述金属层320即形成在所述阻挡层800的条状开口800a内。
82.步骤四,参考图10所示,去除所述阻挡层800。本实施例中,所述阻挡层800例如为光刻胶层,此时可采用剥离工艺去除所述阻挡层800。以及,在去除所述阻挡层后,即暴露出被阻挡层覆盖的金属种子层310。
83.步骤五,参考图11所示,去除暴露出的金属种子层310,剩余的金属种子层310和金属层320即构成第二金属线300。
84.在依次去除阻挡层及其下方的金属种子层后,即可进一步暴露出第二介质层(即,牺牲层700)。
85.接着执行步骤s600,继续参考图11所示,去除第二介质层(即,牺牲层700),此时,即可使第二金属线300在其端部的支撑下悬空在磁芯200的上方,形成了空气桥结构,使得线圈内的导体之间的介电常数更进一步的降低,更大程度的减低的功耗。
86.接着参考图12所示,在去除牺牲层之后还包括:沉积钝化层400,所述钝化层400随形的覆盖第二金属线300的表面(包括第二金属线300的上表面、下表面和侧表面)。如此,一方面可利用钝化层400对器件进行钝化保护,另一方面还能够提高悬空的第二金属线300的机械强度,提高空气桥结构的稳固性。
87.本实施例中,例如可采用化学气相沉积工艺制备所述钝化层400,以使所形成的钝化层400具备较好的覆盖性能,实现对器件的随形覆盖。进一步的,还可使所述钝化层400还覆盖暴露出的磁芯200,以同时对磁芯200进行钝化保护。
88.《实施例二》
89.与实施例一不同的是,在实施例二中,第二金属线和第一金属线之间填充有低介电常数的聚酰亚胺层,以利用聚酰亚胺层对线圈内的导体进行绝缘保护,并且在聚酰亚胺层的支撑下提高第二金属线的稳固性。
90.下面结合图1和图13-图14,对本实施例中的集成电感进行说明。其中,图13为本发
明实施例二中的集成电感沿着aa’方向的剖面示意图,图14为本发明实施例二中的集成电感沿着bb’方向的剖面示意图。
91.重点参考图13-图14所示,与实施例一类似的,在多条第一金属线100上覆盖有绝缘介质层600,并将磁芯200形成在绝缘介质层600上。以及,聚酰亚胺层700’形成在绝缘介质层600上并覆盖磁芯200,多条第二金属线300形成在聚酰亚胺层700’上。即,第二金属线300和第一金属线100之间填充有低介电常数的聚酰亚胺层700’,不仅可用于对线圈内的导体进行绝缘保护,并且还可以使第二金属线300和磁芯200之间、第二金属线300和第一金属线100之间的介电常数保持在较低水平,降低导体间的寄生电容,改善因为寄生电容所产生的损耗。此外,在聚酰亚胺层700’的支撑下还能够提高第二金属线300的稳固性。
92.继续参考图13-图14所示,集成电感还包括钝化层400’,所述钝化层400’覆盖第二金属线300。本实施例中,所述钝化层400’覆盖第二金属线300和所述聚酰亚胺层700’。进一步的,所述钝化层400’的材料可包括聚酰亚胺(pi),在制备钝化层400’时可采用旋涂工艺,以形成顶表面平整的钝化层400’。
93.以下将对实施例二中的集成电感的制备方法进行说明。需要说明的是,本实施例中的步骤s100-步骤s300可参考实施例一,此处不再重复赘述,下面将重点描述与实施例一的不同之处。
94.首先参考图15所示,在依次执行步骤s100-步骤s300之后,即在衬底500上依次形成了第一金属线100、第一介质层(即,绝缘介质层600)和磁芯200。
95.继续参考图15所示,在步骤s400中,形成第二介质层在所述第一介质层上并覆盖所述磁芯200。本实施例中,所述第二介质层具体为聚酰亚胺层700’。与实施例一类似的,在所述磁芯200的侧边还形成有依次贯穿所述聚酰亚胺层700’和绝缘介质层600的通孔,所述通孔暴露出所述第一金属线100的端部。
96.接着参考图16所示,在步骤s500中,形成多条第二金属线300在所述第二介质层(即,聚酰亚胺层700’)上,多条第二金属线300沿着所述第一方向依次排布。并且,所述第二金属线300的端部还通过磁芯侧边的通孔与所述第一金属线100的端部连接,以使多条第一金属线100和多条第二金属线300首尾相连形成螺旋线圈,并将所述磁芯200环绕在内。
97.同样的,本实施例中的第二金属线300具体可采用电镀工艺形成,以使得第二金属线300可以达到更大的厚度(例如使其厚度为3μm-15μm)。第二金属线的具体制备方法可参考实施例一,此处不再赘述。
98.接着参考图17所示,在形成所述第二金属线300之后,还包括:旋涂聚酰亚胺材料,以形成钝化层400’,所述钝化层400’覆盖所述第二金属线300和所述聚酰亚胺层700’。即,本实施例中,在形成所述第二金属线300之后,仍保留第二介质层(即,聚酰亚胺层700’);以及,钝化层400’的材料包括聚酰亚胺并通过旋涂工艺形成,使得所述钝化层400’具有平整的顶表面,并能够填充通孔的空隙。
99.综上所述,在上述实施例提供的集成电感中,利用不同结构层内的第一金属线和第二金属线,以首尾相接的方式形成三维立体结构的螺旋线圈,相对于平面电感而言可以大大缩减占用面积,并能够有效提高q值。同时,在螺旋线圈内还设置有磁芯,实现了q值的进一步提升。
100.其中,还可将第二金属线以悬空的方式设置在磁芯的上方,形成空气桥结构的集
成电感,该集成电感内的导体能够以空气相互间隔,大大降低了线圈内部的导体之间的介电常数,减小寄生电容,有效改善了因为寄生电容所产生的损耗,提高电感器的性能。
101.或者,还可在第二金属线和磁芯之间填充低介电常数的聚酰亚胺层,使得线圈内的导体之间以低k材料相互间隔,同样可以改善因为寄生电容所产生的损耗。同时,在聚酰亚胺层的支撑下还可提高第二金属线的稳固性。
102.进一步的,可采用电镀工艺形成第二金属线,使得制备出的第二金属线能够达到较大的厚度,有效减低了第二金属线的电阻,使得集成电感的q值得以进一步提升。
103.需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
104.以及,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。
105.还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。此外还应该认识到,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。例如,对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述,并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此外,本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。
再多了解一些

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