電感器及形成電感器的方法
【技術領域】
[0001]各種實施例總地涉及電感器及形成電感器的方法。
【背景技術】
[0002]例如圖11中所示，用于半導體器件的電感器I可以由平面線圈Ml到M4來形成，即通過實施在與半導體器件的主表面平行的平面內盤繞的電連接的分段來形成。電感L可以通過L?N2XA來給出，其中N為線圈的匝數(也稱為環數)，并且A為有效面積。在這種電感器I中，匝數是有限的，并且有效面積可能受限。
【發明內容】
[0003]提供一種用于半導體器件的電感器，該電感器可以包括:多個結構化的金屬化層，其中所述多個結構化的金屬化層至少包括第一金屬化層、安置在第一金屬化層之上的第二金屬化層、安置在第二金屬化層之上的第三金屬化層以及安置在第三金屬化層之上的第四金屬化層；其中第一金屬化層的部分和第四金屬化層的部分形成第一線圈；其中第二金屬化層的部分和第三金屬化層的部分形成第二線圈；以及其中第二線圈布置在由第一線圈限定的內部空間之內。
【附圖說明】
[0004]在附圖中，貫穿不同視圖的相同的參考符號一般指代相同的部分。附圖并非按照比例，而是通常強調的是圖示本發明的原理。在接下來的描述中，參照下面的附圖對本發明的各種實施例進行描述，其中:
[0005]圖1A示出了根據各種實施例的電感器的線圈；
[0006]圖1B、圖1C以及圖1D示出了根據各種實施例的結構化的金屬化層的區域的配置的不意圖；
[0007]圖2示出了根據各種實施例的電感器的線圈；
[0008]圖3A和圖3B示出了根據各種實施例的電感器的示意性透視圖和示意性橫截面圖；
[0009]圖4示出了根據各種實施例的電感器的示意性橫截面；
[0010]圖5示出了根據各種實施例的電感器的一端的示意性示圖；
[0011]圖6示出了根據各種實施例的電感器的一端的示意性示圖；
[0012]圖7示出了形成用于半導體器件的電感器的方法的示意圖；
[0013]圖8A到圖81示出了形成用于半導體器件的電感器的方法的工藝流程；
[0014]圖9示出了形成用于半導體器件的電感器的方法的示意圖；
[0015]圖1OA到圖1OE示出了形成用于半導體器件的電感器的方法的工藝流程；以及
[0016]圖11示出了電感器的示意性透視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面的詳細描述參照附圖，附圖通過圖示的方式示出了其中可以實施本發明的特定細節和實施例。
[0018]這里使用詞語“示例性”來意指“作為例子、示例或圖示”。這里描述為“示例性”的任何實施例或設計不是必然被認為是相對于其他實施例或設計為優選的或具有優勢的。
[0019]關于形成在側面或表面“之上”的經沉積的材料而使用的詞語“之上”，可以在此用來意指經沉積的材料可以“直接形成在所暗含的側面或表面上”，例如與所暗含的側面或表面直接接觸。關于形成在側面或表面“之上”的經沉積的材料而使用的詞語“之上”，可以在此用來意指經沉積的材料可以在所暗含的側面或表面與經沉積的材料之間布置有一個或多個附加層的情況下“間接地形成在所暗含的側面或表面上”。
[0020]圖1A不出了根據各種實施例的電感器的第一線圈100。作為例子，第一線圈100可以被包括在如圖3所示的電感器301中。
[0021]在各種實施例中，電感器可以被包括在半導體器件或集成單片電路中或是作為半導體器件或集成單片電路的一部分。
[0022]在各種實施例中，第一線圈100可以包括第一金屬化層1020。所述第一金屬化層1020可以是結構化的金屬化層。第一金屬化層1020的一部分可以被構造以形成多個區域102n 1022U023U024,…102n。在其中知曉所提及的是第一金屬化層1020的哪個特定區域并不重要的情形中，可以省略下標，并且第一金屬化層1020的各個區域中的任一個都可以例如被稱為“第一金屬化層的該區域102/ —個區域102/ —區域102”，或者第一金屬化層1020的所有區域102^02^02^(^…102?或這些區域的一個子集例如可以被稱為“第一金屬化層的該區域102/ —些區域102”。
[0023]第一金屬化層1020可以至少包括區域102。在各種實施例中，第一金屬化層1020可以附加地包括一個或多個電連接器151、152。在各種實施例中，結構化的第一金屬化層1020還可以包括半導體器件的進一步的金屬化結構(未示出)。
[0024]在第一金屬化層1020的平面中，區域102可以通過電絕緣材料而彼此隔開。第一金屬化層1020可以進一步借助于絕緣層或絕緣區域而與相鄰傳導或半傳導層或結構電絕緣，除了在其中希望有電接觸的耦接區域。在耦接區域中，可以建立電接觸，例如通過移除耦接區域中的絕緣層的絕緣材料，以及/或者通過在耦接區域中用傳導性材料替代絕緣材料。
[0025]在各種實施例中，區域102可以具有細長的形狀，具有在第一金屬化層的平面中并且在區域102所伸長的方向上的長軸106。區域102就其長軸160而言可以平行放置并且以如圖1A到圖1D所示的帶狀或梯狀配置彼此相鄰。這樣，也被稱為第一金屬化層的部分的區域102的布置也可以具有長軸162，長軸162不與區域102的長軸160重合，而是可以由連接區域102的中點的線來限定。除了為細長形的之外，區域102可以具有任何允許區域102的面積有效的平行布置的形狀，并且與第四金屬化層的區域110和過孔120相結合而允許在區域102、過孔120以及區域110之間以如下的方式建立電連接，即電子電流(也稱為電流)可以從區域102/110的平行布置的一端螺旋地傳播到區域102/110的平行布置的另一端。區域102/110的示例性配置在圖1B到圖1D中示出。在各種實施例中，所有的區域102例如可以具有相同的形狀，使得其可以平鋪(通過絕緣體隔開)。在各種實施例中，區域102可以例如為S形(如圖1A中)或Z形(其中S形或Z形區域的端部可以類似于圖1A中那樣平行于長軸160、162而定向，或與長軸160、162相垂直(未示出))。區域102也可以例如是菱形或矩形。關于區域的可能形狀和布置的更為詳細的描述，參見以下對區域110的描述，其同樣適用于區域102。
[0026]在各種實施例中，一些區域102可能具有與另一些區域102不同的形狀。
[0027]在各種實施例中，在相鄰區域102之間的距離可以在從約0.2 μπι到約2 μπι的范圍內，例如從約0.5μπι到約1.5μπι。區域102的沿著其長軸160中每一個的長度可以在從約I μ m到約15 μ m的范圍內，例如從約3 μ m到約8 μ m。區域102的在軸162的方向上或者/以及在每個區域102的最窄維度方向上的寬度可以在從約0.5 μπι到約3 μπι的范圍內，例如從約I μπι到約2μπι。區域102的厚度以及因此第一金屬化層的厚度可以在從約20nm到約2 μ m的范圍內，例如從約50nm到約400nm。
[0028]在各種實施例中，第一金屬化層的區域102可以包括任何傳導性材料，例如任何用于在半導體器件中形成金屬化層的傳導性材料。第一金屬化層(以及因此區域102)可以例如包括Ag、Pt、Au、Mg、Al、Ba、In、Ag、Au、Mg、Ca、Sm或L1、(Cu)或者這些金屬的任何組合或合金。
[0029]在各種實施例中，第一線圈100可以包括第四金屬化層1100。第四金屬化層1100可以是結構化的金屬化層。第四金屬化層1100的部分可以被構造為形成第四金屬化層的多個區域I11U12U13UKV…ιιοη。在知曉所提及的是第四金屬化層的哪些特定區域并不重要的情形中，可以省略下標，并且第四金屬化層的各個區域中的任一個都可以例如被稱為“第四金屬化層的該區域110/—個區域110/—區域110”，或者第四金屬化層的所有區域I1iU12U13U14,…IlOn或這些區域的一個子集例如可以被稱為“第四金屬化層的該區域110/ —些區域110”。
[0030]第四金屬化層1100可以至少包括區域110。在各種實施例中，第四金屬化層1100可以附加地包括一個或多個電連接器151、152。在各種實施例中，第四金屬化層1100還可以包括半導體器件的進一步的金屬化結構(未示出)。
[0031]在第四金屬化層的平面中，區域110可以通過電絕緣材料而彼此隔開。第四金屬化層1100可以進一步借助于絕緣層或絕緣區域而與相鄰傳導或半傳導層或結構電絕緣，除了在其中希望有電接觸的耦接區域，該絕緣層或絕緣區域可以包括電絕緣材料或由電絕緣材料構成。在這些耦接區域中，可以建立電接觸，例如通過移除耦接區域中的絕緣層的絕緣材料，以及/或者通過在耦接區域中用傳導性材料替代絕緣材料。
[0032]在各種實施例中，區域110可以具有細長的形狀，具有在第四金屬化層1100的平面中并且在區域I1所伸長的方向上的長軸164。區域110可以就其長軸164而言平行放置并且以如圖1A所示的帶狀或梯狀配置而彼此相鄰。這樣，作為第四金屬化層的部分的區域110的布置也具有長軸166，該長軸166不與區域110的長軸164重合，而是由連接區域110的中點的線來限定。除了為細長形的之外，區域110可以具有任何允許區域110的面積有效的平行布置的形狀，并且與第一金屬化層的區域102和過孔120相結合而允許在區域110、過孔120以及區域102之間以如下的方式建立電連接，即電流可以從區域102/110的平行布置的一端螺旋地傳播到區域102/110的平行布置的另一端。在各種實施例中，所有的區域110例如可以具有相同的形狀，使得其可以平鋪(通過絕緣材料隔開)。在各種實施例中，區域110可以例如為Z形(如圖1A中)或S形(其中S形或Z形區域的端部可以類似圖1A中那樣平行于長軸160、162而定向，或與長軸160、162相垂直(未示出))。區域110也可以例如是菱形或矩形。在各種實施例中，例如在圖1A中所示，區域102可以與區域110不同地成形。例如，區域102可以是S形，并且區域110可以是Z形，或反之亦然，或者區域102可以是更加顯著的S形或Z形，而區域110為矩形或菱形(或反之亦然)。
[0033]在各種實施例中，一些區域110可以具有與另一些區域110不同的形狀。
[0034]圖1B到圖1D示意性地示出了當線圈如同圖1A中的第一線圈100 —樣布置(即，區域110位于區域102的頂部上，例如，區域110位于紙平面上方并且區域102在下)時從上方垂直看到(也稱為垂直投影)的區域102和區域110的各種布置。對區域102和區域110的輪廓施加輕微的水平偏移和垂直偏移，從而有助于識別出各個區域，并且并不代表物理的真實性，即使這些偏移可能由于制備的不確定性而產生或可能在各種實施例中甚至是希望的。如在圖1B到圖1D中所示的，在各種實施例中，區域IlOx(其中X可以是出現在第一線圈中的區域110的任何下標，除了 I或者η)可以在其一端處以垂直投影與區域川士交疊，并且在其另一端處與區域102χ+1交疊。
[0035]在各種實施例中，從左側(通過底部區域102)進入第一線圈100的電流將在其流動中首先到達分別在圖1Β、圖1C或圖1D的頂部上示出的區域102和110之間的交疊區域，流經過孔120 (未示出)到區域110，流向分別示出在圖1Β、圖1C或圖1D的底部中的區域110和區域102之間的交疊區域。電流因此流經由一個區域102、兩個過孔和一個區域110形成的第一線圈100的一個環，并且從電流的進入點來看將會是按照順時針的方向流動。如果電流是常規電流，則將在電流的進入點處形成南磁極，并且在電流的流出點處形成北磁極(同樣在圖1A中示出)。
[0036]在各種實施例中，如果假設對于圖1A到圖1D中示出的配置進行鏡像配置(例如參見圖2，然而其描繪了電流從右側進入)，則從左側(通過底部