用於集成電路的多層電感元件的製作方法

2023-05-20 17:18:06

專利名稱：用於集成電路的多層電感元件的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及電感電器件以及製造這種用於功率轉換應用的 器件的方法。
背景技術：
電感器通常是纏繞在鐵基或鐵磁芯上的線圈。大部分電感值很 高的電感器採用鐵氧體磁芯來減小尺寸。由於用於形成電感器的纏繞 線和/或它們所需的電路板基板面的勞動密集特性，所以相對於電子 設備中的其他元件而言，電感器比較昂貴。雖然電感器很昂貴，但是 對於很多應用，特別是在高頻應用和耦合功率應用中，它們起了關鍵 性的作用。通常利用鐵磁芯和絕緣電線的繞組來製造電感元件。鐵磁芯通常是環形芯、棒形芯、或由E型鐵磁部件和與E型的三個支線相連接 的鐵磁罩所組成的組件。手工或自動地用絕緣銅線纏繞環形和棒形芯來形成變壓器的多 個多匝繞組或電感器的單繞組。然後，密封該組件以保護線。通過應 用所需要的線的焊接端子進行電路連接。由於各個焊盤的處理，這種 方法是很費人力的。而且，由於難以精確放置銅線，所以電學參數(例 如漏電感、分布電容及繞組內電容、以及繞組間的共模失衡)具有很 大變化。按照需要，通過手工或自動地在E型的支線上纏繞銅絕緣線， 從而將E型密封罩組件做成電感元件。將罩粘貼或加緊在位置上，進 行最後的密封，於是完成這個裝配。類似地，通過應用所需的線的焊 接端子進行電路連接。如上所述，這個器件不但具有環形和棒形芯的 限制，而且，它通常是一個比較大的器件。由於罩是一個分立器件， 所以磁通路具有E型和罩之間的非鐵磁間隙阻抗，從而減小了變壓器的效率。近年來，電感器已經被合併到諸如用於蜂窩電話晶片的應用之 類的高頻IC應用的半導體製造工藝中。例如，已經利用薄膜工藝來 製造導體的遊絲形線圈來用作"線"，進而製造集成電感器。可以利 用這種遊絲形方法來實現具有幾納亨電感值(對於RF應用是足夠的)的電感器。此外，對於只需要相對較小的電感值的RF類型應用而言， 由PC板工藝方法製成的螺旋電感已經被合併到PC板中。對於功率定向的應用，電感器在它們的磁場中儲存能量，因此 在將功率從一個電壓轉換為另一個電壓的應用中是有用的，例如在升壓調節器和降壓調節器中，能量效率比線性調節器高得多。在這些功 率轉換應用中，在RF應用中所使用的電感器是不夠的。與僅僅需要 幾納亨的電感值不同的是，對於典型的功率轉換應用而言，電感器經 常需要從大幾千赫茲(kHz)到小几兆赫茲(MHz)範圍內的頻率，這 可轉化為一微亨或幾微亨的電感值。在示範性LED電流驅動應用中，需要足夠的電壓用來使必需的 電流通過以便驅動器件，電流的大小確定亮度。過去採用電阻器來限 制電流和降低LED開啟電壓與電源電壓之間的電壓差。通過將過量的 電壓與電流的乘積轉化為熱，該電阻完成它的任務。採用電感器和開 關電晶體，將相同的平均電流施加到LED,並只浪費了少量的能量。 而且，可以配置電路，以便採用小於LED開啟電壓的電壓對LED提供 能量。這些電路技術存在於採用線繞電感器的現有技術中。己採用多種方法來實現電感器。例如，PCT公開No. W00225797 A2 公開了採用布置在兩個PC板層(或兩個柔性層)之間的芯材料的電 感器製造工藝，其中，電感器是PCB或FLEX製品的組成部分，在其 上形成有"線"圖案的層之間層壓著鐵氧體或高磁導率芯。在U.S. 專利No. 5， 336， 921中描述的另一示例方法涉及基於溝槽的電感器， 其採用了微米量級的半導體工藝尺寸，並提供了具有相對小的電感值 的電感器。在U. S.專利No. 5， 801， 100中，討論了一種電感器製造方 法，其採用鎳薄膜上的銅導體來提供也具有相對小的電感值的電感 器；這種方法包括微米量級的工藝尺寸，並採用具有微米量級厚度的芯材料。U. S.專利No. 6，166，422描述了一種電感器，其具有在晶片 工藝中有用的鈷/鎳金屬芯，該電感器還提供了不適用於功率轉換的 電感值。結合本發明，可以認識到，通過合併更便宜的具有適當電感值 的電感，很多電學應用會很有優勢。包括但不局限於需要DC-DC轉換 的功率轉換應用和/或那些控制發光二極體(LED)的這些應用將從採用具有微亨級電感值的電感器中得到特別的好處。 發明內容本發明的某些方面涉及便宜的具有適當電感值的電感器，其可 以被合併到半導體封裝中，或者被形成為半導體製造工藝中的一部 分，以被實現在功率轉換應用中或LED電流驅動應用中。本發明的另一方面包括用以在共用襯底上生產大量電感器(例 如，在單晶片上的大量集成電路IC)的一組半導體工藝步驟。該襯 底可以是諸如玻璃或晶片表面的絕緣材料，在該晶片表面上，IC已 經被處理。遊絲形電感器之外的電感器是導電材料的三維結構，該導 電材料有效地包圍鐵氧體芯，通過光刻成形，將該鐵氧體芯形成導線， 導電通孔連接這些導線，以包圍鐵氧體芯。本發明的一個示例實施例涉及用於功率轉換的電感元件。這種 電感元件包括具有絕緣表面的襯底，襯底上布置著作為第一組相鄰非 交叉導電區域的第一金屬層。提供了位於第一金屬層上的鐵磁體，其 具有鐵磁內芯區域。至少一個其他的金屬層被形成在鐵磁體上，並被 布置為第二組相鄰非交叉導電區域。多個導電通孔位於鐵磁體中，並 用於將第一組相鄰非交叉導電部分的各個部分連接到第二組相鄰非 交叉導電部分的各個部分，以形成圍繞內芯區域的鄰接的導電繞線。另一個示例實施例涉及在IC襯底上形成用於功率轉換中的電感 元件的方法。這種方法包括在襯底上形成作為第一組相鄰非交叉導電 部分的第一層，並在第一層上沉積具有鐵磁內芯區域的鐵磁體。接下 來，在鐵磁體中刻蝕出多個通孔來連接第一層。用導電材料填充通孔， 以接觸第一組相鄰非交叉導電部分的各個部分。然後，在鐵磁體上形成至少一個其他層來作為第二組相鄰非交叉導電部分，以便多個已填 充通孔將第一組相鄰非交叉導電部分的各個部分連接到第二組相鄰 非交叉導電部分的各個部分，以形成圍繞內芯區域的鄰接的導電繞 線。本發明的上述綜述不是為了描述每個被說明的實施例或本發明 的每一種實現。下文的附圖和詳細描述更具體地舉例說明了這些實施 例。


結合附圖，考慮下文的本發明的多個實施例的詳細描述，可以 更完全地理解本發明，其中圖1A是根據本發明的示例實施例的電感元件的俯視圖； 圖1B是根據本發明的示例實施例的電感元件的截面圖； 圖1C是根據本發明的示例實施例的電感元件的分層視圖；以及 圖2圖示了根據本發明的示例實施例用於形成電感元件的工藝。 本發明可以被修改為多種改型和可替換形式，通過附圖中的示 例示出了本發明的細節，並詳細描述了這些細節。然而，應當理解的 是，這不是要將本發明局限於描述的特定實施例。相反，目的是要涵 蓋落在附屬的權利要求所限定的本發明的範圍內的所有修改方案、等 價方案以及可替換方案。
具體實施方式
相信本發明適於電感元件以及形成用於功率轉換應用的電感元 件的方法。示例實施例涉及用於功率轉換的電感元件。該電感元件包括襯 底，該襯底上形成有被布置為第一組相鄰非交叉導電部分的第一金屬 層。提供了位於第一金屬層上的鐵磁體，其具有鐵磁內芯區域。至少 一種其他的金屬層被形成在鐵磁體上，並被布置為第二組相鄰非交叉 導電部分。多個導電通孔位於鐵磁體內，並用於將第一組相鄰非交叉 導電部分的各個部分連接到第二組相鄰非交叉導電部分的各個部分，以形成圍繞內芯區域的鄰接的導電繞線。圖1A示出了一種與上述實施例一致、同樣根據本發明的電感元件的俯視圖。電感元件100包括封閉的E形鐵磁芯110和多個導電部 分120，該導電部分由通孔130連接，以有效地形成圍繞鐵磁芯110 中心部分的導電線圈。通孔130通過電介質材料或絕緣材料將導電部 分的頂層和導電部分的底層連接起來。參照下列圖1B和圖1C，可以 更好地理解電感元件的不同的層。圖1B是根據示例實施例的電感元件的截面圖。如圖所示，電感 元件由多個層組成。襯底150位於器件的底部。由絕緣層153覆蓋襯 底150的表面。第一導電層155位於襯底150 (和絕緣層153)上， 該襯底被製成圖形以形成多個非交叉部分。第二絕緣層160保護第一 導電層155不被位於絕緣層160上的鐵磁芯165影響。第三絕緣層 170密封鐵磁芯165的暴露部分。第二導電層175位於第三絕緣層170 上。第二導電層175還可以用於填充通孔130，這些通孔位於第三絕 緣層170中，從而導電性地連接第一導電層155和第二導電層175。 可替換地，另一個通孔133位於第一絕緣層153和襯底150中，以連 接襯底150中的導體和第一導電層155中的導體。在這種情況下，器 件的頂部由另一第四絕緣層180所保護。在根據示例實施例的電感元件的另一個分層視圖中，圖1C圖示 了上面所討論的層是如何對準以便有效地形成圍繞環形鐵磁芯的部 分的鄰接線圈。如圖所示，在器件188的底層部分中，將第一導電層 製成圖案以形成多個非交叉部分190。器件192的中間部分包括鐵磁 體，該鐵磁體包括鐵磁芯和絕緣電介質。在絕緣電介質的部分中，通 孔194被形成以與第一導電層的多個非交叉部分190對準併到達該多 個非交叉部分190。用導電材料填充通孔194，來電連接第一導電層 的非交叉部分190，並有效地形成導電繞組的側面部分。在器件196 的頂部部分，第二導電層被製成圖案以形成第二組非交叉部分198， 並與通孔194對準，來完成圍繞鐵磁芯的導電線圈。為了功率轉換應用，電感器需要具有低的繞組電阻和高的電感。 通過利用大截面的線來優化繞組電阻，大截面的線在半導體工藝中轉化為厚且寬的低阻抗金屬軌跡。典型的半導體工藝採用薄的窄線和間 隔來實現"精密間距"高密度互連。由於低阻抗非常重要，即使在精 密間距互連中，銅互連也已變得很流行。電感器還需要大的芯橫截面， 這轉化為用於形成繞組的下部互連層和上部互連層之間的垂直高度 間隔。理想的芯橫截面是方形的，這是因為對於用光刻工藝形成的繞 組而言，方形是具有最小繞線長度的圓形的最接近複製。方形芯使給 定匝數的繞線長度和襯底上的電感器佔地最小。按比例變化的電感器使寄生電容激增，這是因為芯的橫截面積 和芯的磁導率與電感成線性相關。降低同一芯材的橫截面可以減小電 感，從而需要更多的匝數。減小導線的寬度和/或厚度，增大了線圈 阻抗並減小了載流能力。因此，當更小的電感器可以具有與更大的電 感器相同的電感值時，它將具有更低的電流極限。減小線繞組之間的 間距，增大了線圈中的繞組間的電容。由於電流總是功率轉換應用中的主要目標，所以導線橫截面是 很重要的，這是針對給定電流的最小線橫截面具有由導體的電遷移所 確定的最小絕對值。然而，寄生電阻在電遷移限制上限定了實際的限 制，其中，電感器的阻性能量損耗/阻性熱效應變得過量。電感器中 的導體的由電阻所限制的最小橫截面遠大於由工藝所限制的最小金 屬寬度。從而，工作頻率越高，由寄生電容引起的損耗越高，並且針 對電感器的實際導體間距遠大於由工藝所限制的最小金屬-金屬間 距。由於電感關於橫截面積線性增大，遊絲形電感器需要以千倍地 變大，這在集成電路中是禁止的。通常，不將電路放置在螺旋電感器 下面，這是因為磁場集中在線圈的中間。該磁場可以和下面的電路互 相作用。還已經知道遊絲形電感器下的體矽可以導致Eddie電流損 耗，這種損耗會浪費能量，並降低電感器的有效性。通過使電感器的 軸平行而不是垂直於襯底表面，從而高強度變化的磁場存在於襯底的 表面之上。額外的繞組具有與第一個繞組相同的橫截面，因此，電感 器類似於螺線管，並且電感隨著繞組數量的平方增大。通過採用諸如 鐵氧體芯之類的高磁導率芯，可以更進一步地集中磁場，並且如果類似於環形的封閉形狀用作芯，則大部分磁場將集中在環形的平面中。 這將對下面的襯底的影響很小，從而可以實際利用有源電路的電感器 下的區域。雖然集成電感可以採用至少一些與通常的晶片工藝相同的工藝 裝備和工藝，但是對大特徵尺寸和厚薄膜的需要與標準晶片工藝直接 相關。因此，採用標準晶片工藝和非標準晶片工藝的混合來優化工藝， 並使電感器的成本最小。圖2是用於製造根據本發明的一個實施例的電感元件的示例工 藝的流程圖。在示例實施例中，在襯底上構建器件210。第一導電(例如，金屬)層被形成220在襯底上，並被製圖成多個非交叉部分。為 了保護該器件，在工藝的自始至終都散布絕緣電介質層。因此，在第 一金屬層上形成230第一電介質層。接下來，在第一電介質層上沉積 240鐵磁體。鐵磁體可以被製圖以形成諸如上述環形或E形的封閉形 狀。形成250第二電介質層來密封鐵磁體。然後，在第二電介質層中 刻蝕260出通孔，以到達第一金屬層。用導電材料填充270通孔，以 電連接第一金屬層。第二金屬層被形成280並被製圖成第二組非交叉 部分，以電連接兩個通孔，並完成導電線圈。可替換地，第二金屬層 的形成還包括用相同的材料填充通孔。與上述實施例一致，並根據本發明的另一個更具體的實現，下 列討論採用了半導體工藝技術來形成電感器。從該討論中可以清楚地 認識到，除了特定標明的地方，其它都可以採用傳統的沉積、形成圖 案以及刻蝕技術。從已處理的半導體晶片上的絕緣襯底表面或其他襯 底開始，第一級導體互連被形成並被形成圖案。這種互連可以是多種 可使用的導電材料，其包括但不限於銅(如果採用了半導體晶片，則 具有阻擋層)、鋁以及鋁合金、銅合金以及金。可通過厚膜或薄膜方法，來使第一導體互連層形成圖案。厚膜 工藝本質上是諸如噴墨或絲網沉積之類的機械印刷工藝，其可以選擇 性地沉積"墨水"，隨後，進行將"墨水"轉化為想要的材料的工藝 步驟。薄膜工藝包括沉積想要的材料的完全覆層，隨後進行圖案成形。 薄膜圖案成形技術包括溼法刻蝕、幹法刻蝕、化學機械拋光(CMP)、電化學機械拋光(ECMP)以及剝離。在溼法刻蝕和幹法刻蝕情況下，在沉積薄膜層之後沉積光致抗 蝕劑層，並採用光刻技術來形成光致抗蝕劑的圖案，這限定了互連層 的圖案。然後，光致抗蝕劑層用於在去除不想要的材料的刻蝕過程中 保護互連。可以將光致抗蝕劑直接塗覆到互連材料或互連上的表面層 上，這促進了粘附，減小了反射和/或被用作在刻蝕過程中代替光致 抗蝕劑的"硬掩模"。在CMP、 ECMP和剝離的情況下，在沉積互連層之前，完成光學 圖案成形。對於CMP和ECMP，在目標導體的形狀中的絕緣層中刻蝕 出溝槽圖案，然後，沉積導體，採用拋光技術來去除過量的材料。在 剝離的情況下，在襯底上沉積導體，同時使光致抗蝕劑圖案成形，從 而使得在襯底上的互連不連接到光致抗蝕劑頂部的材料，以便不需要 的材料在光致抗蝕劑被去除的時候脫離或"剝離"。接下來，將絕緣層塗覆在成形的第一互連上，以隔離互連線， 並提供鐵氧體芯的表面。該絕緣層必須為互連和化學阻擋層提供足夠 的隔離，以及為鐵氧體芯提供機械支撐。該絕緣層還必須是可刻蝕的， 以便可以形成通孔以在後續工藝步驟中到達第一互連層。優選的絕緣 層是氮化矽，這是因為它的確定的良好的阻擋特性，但是也可以採用 二氧化矽或其他材料或材料的組合或材料的堆疊層。可以以任何方法 來沉積絕緣層，只要沉積和硬化工藝(如果需要的話)溫度不會影響 到下層的互連層或襯底。這樣的沉積方法包括化學氣相沉積、等離子 增強化學氣相沉積、RF濺射、反應濺射、旋壓(spin on)以及絲網 沉積。通常，旋壓和絲網沉積方法需要某種硬化工藝來產生可接受的 薄膜。採用任何的各種方法，在絕緣層上形成鐵氧體芯。鐵氧體芯是 基於鐵磁的材料，這種鐵磁材料包括鐵，還可以包括諸如鎂和/或氧 之類的材料。鐵氧體芯的厚度和寬度在很大程度上確定了電感器的線 圈的橫截面。對於相同的布局面積而言，分別通過增大或減小厚度， 從而可以利用鐵氧體芯的厚度來增加或減小電感。在一個更具體的實 施例中，利用絲網方法來沉積鐵氧體芯。絲網允許在沒有刻蝕工藝對材料進行圖案成形的情況下沉積厚層。這種方法具有的優點是採用了 通常不應用於晶片的工藝方法來進行厚膜印製工藝。一個優點是形成 芯的簡易性。然而，由於存在可以導致光致抗蝕劑沉積和曝光出現問 題的高度差，這種方法妨礙了對互連的頂層進行圖案成形。在形成鐵氧芯之後，將它包在絕緣層中。在最簡單的工藝中， 這將是共形的氮化矽膜或一些其他的絕緣膜。可替換地，在鐵氧芯的 髙度之上，可以構建絕緣膜，並對其進行平整化。接下來，形成通孔，其向下通至第一導體互連層，在一些情況 下，其可能向下通至下面的襯底。必須小心，以在產生通至下面的互 連層的時候，避免鐵氧體芯上的絕緣層中的不需要的孔。而且，由於 通孔可以擴展至20-30微米，或者擴展至表面的更下方，必須小心以 確保通孔刻蝕自始至終向下至下面的互連。接下來，填充通孔，並沉積第二或頂部導體互連層。與第一導 體互連層一樣，由於銅的低阻抗而優選銅，但是，可以採用鋁或多種 其它金屬和合金。在需要極大深度的情況下，優選使用更大的通孔(例如，8微米的直徑)和可以填充通孔的諸如銅的電鍍、有機金屬CVD 或CVD之類的沉積方法。還可以採用濺射，但是濺射難以完全填充深 通孔。鐵氧體芯的陡峭側面使類似濺射的PVD沉積難以被用來實現均 勻的膜厚度。儘管電鍍或CVD/有機金屬CVD易於產生最佳的均勻性， 但每種方法均可以產生可用的導電膜。通過採用隨意的光刻規則，可以實現互連的圖案成形。為了使成本最低，頂部絕緣塗層是選用的，然而，由於機械和 處理原因，優選在頂部互連上塗敷最終的絕緣保護膜。然後，對這個 絕緣膜進行圖案成形，以顯現鍵合焊盤，以便可以連接導體。還應當認識到，通過添加兩個額外的互連層，其中一個在第一 導體互連層之前，另一個在上述的頂部導體互連層的上面，還可以添 加另一個圍繞芯的繞組層。這還可以以每繞組層增加兩個互連層、兩 個絕緣層和四個掩模步驟的附加代價，擴展至更多的繞組層。由於電感器用於與IC相同的封裝中，所以如果不是物理地製造 在IC襯底上，則期望使耦合至IC的磁場最小。通過對鐵氧芯材採用類似環形的封閉形狀，則可以將更多的磁場限制在芯內。因此，即使 鐵氧體材料的棒條或團將增大線圈的電感，優選的形狀是包括一個或兩個環的封閉結構。還應當認識到，採用這些通過在共用的鐵氧體芯上製成兩個或 更多的分離線圈的工藝步驟，可以製造變壓器。由於方形芯需要是50-100微米或更大的量級，以及通常的半導 體工藝採用通常小於1微米或可以是2-3微米的薄膜層，在電感器工藝和標準半導體工藝之間的拓撲差異是顯著的。垂直高度上的這個差異意味著該工藝最好是修改自它的標準半導體工藝庫或它需要被替 換。這一點以及芯材與通常用於半導體製造中的材料不同這一事實允 許了採用多種工藝技術。本發明的其它實現涉及上述的形成這種電感器的特定的半導體 工藝技術的變形。例如，沉積鐵氧體芯的另一種方法是噴墨沉積，這 種沉積採用液體墨水而不是絲網沉積所採用的原料。採用厚膜方法沉 積的材料需要被硬化，以去除使墨水或原料可印製的溶劑。由薄膜技術所沉積和圖案成形的厚層還證明是可以隨著符合要 求的刻蝕和光刻工藝的發展而使用的。同樣，又一個形成鐵氧體芯的方法採用絕緣膜，該絕緣膜首先 被積累至想要的鐵氧體芯的高度，並採用類似嵌入的工藝來將鐵氧體 芯嵌入絕緣膜中，之後是頂部膜沉積。還可以實現一種修改的硬模方法。這種方法是一種擴展工藝，在廣泛採用CMP之前，其被發展來處理拓撲問題、大部分焦距深度問 題。這種方法用於克服由提供了晶片拓撲的多晶柵和/或金屬線引起 的拓撲問題，當添加共形電介質層時，晶片拓撲不會消失。這種拓撲還使得難以進行光致抗蝕劑工藝，這是因為它在曝光 過程中產生了非均勻的光致抗蝕劑和焦距深度問題。然而，在工藝被 開發時，這些臺階高度在一微米的量級上。這種解決方案是旋壓一種 非光學活性有機材料，這種材料在沉積諸如Si02或SiN之類的硬層 所必需的工藝條件中殘留下來。這些層是平的，以便可以容易地以傳 統的光致抗蝕劑工藝對這些層進行圖案成形。Si02或SiN的刻蝕是選擇性的，以便基本上不損壞有機底層。然後，採用02反應離子刻蝕 (RIE)工藝，通過選擇性地向下刻蝕穿透有機層來轉移圖案。然後，
產生的疊層被用作後續工藝的掩模。通過將有機層的厚度提高100
倍，並向有機層中的前面的深溝槽的側面加入後續的硬襯裡，從而修 改了這種傳統的工藝方法。除了更大的規模之外，用與側壁隔離器相
同的方式形成該襯裡，也就是共形地沉積一個額外的硬模層，那個
層的RIE刻蝕用於選擇性地去除在平坦表面上沉積的過量的材料，而
保持側壁不被刻蝕。這防止了溝槽中的芯材和在通孔中的導體材料與 有機層反應。
這種方法的一個優點是它保持了相對平坦的表面。難度來自於
陡峭的高度要求、500-100微米深的溝槽以及與通孔的大的高寬比， 該通孔用於將下部互連層連接到上部互連層。通孔填充工藝必須是低 阻抗，並適應高達10-20的高寬比，這在晶片工藝中通常是看不到的。 雖然己經參照一些特定的示例實施例對本發明的某些方面進行 了描述，但是本領域技術人員可以認識到，在不脫離本發明精祌和範 圍的情況下，可以對本發明進行很多修改。在所附權利要求中陳述了 本發明的多個方面。
權利要求
1.一種電感元件，其包括襯底(188)；第一層(190)，其位於所述襯底上，該第一層具有大於1微米的厚度，並被布置為第一組相鄰非交叉導電部分；鐵磁體(192)，其位於所述第一層上，該鐵磁體具有鐵磁內芯區域；至少一個其他層(198)，其位於所述鐵磁體上，並被布置為第二組相鄰非交叉導電部分；多個導電通孔(194)，其位於鐵磁體內，布置所述多個導電通孔用於將所述第一組相鄰非交叉導電部分的各個部分連接至所述第二組相鄰非交叉導電部分的各個部分，其中，提供了圍繞所述內芯區域的用於功率轉換的鄰接導電繞線。
2. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述第一層包括金 屬，並具有至少2微米的厚度。
3. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述鐵磁內芯區域 是環形形狀。
4. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述鐵磁內芯區域 至少IO微米厚。
5. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述鐵磁體包括覆 蓋所述鐵磁內芯區域的絕緣層。
6. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述鐵磁芯包括鐵、 鎂和氧。
7. 根據權利要求1所述的電感元件，其中，所述多個導電通孔 的每一個均具有至少7微米的直徑。
8. —種方法，用以在IC襯底上形成電感元件，所述方法包括在襯底上形成作為第一組相鄰非交叉導電部分的第一層；在該第一層 上沉積具有鐵磁內芯區域的鐵磁體；在鐵磁體中刻蝕出穿過鐵磁體的多個通孔以到達第一層；用導電材料填充多個通孔，以接觸第一組相 鄰非交叉導電部分的各個部分；以及在鐵磁體上形成至少一個其他層 來作為第二組相鄰非交叉導電部分，其中，多個己填充的通孔將第一 組相鄰非交叉導電部分的各個部分連接至第二組相鄰非交叉導電部 分的各個部分，以形成圍繞內芯區域的用於功率轉換的鄰接導電繞 線。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，沉積具有鐵磁內芯區域 的鐵磁體的步驟包括在鐵磁內芯區域上沉積絕緣層。
10. 根據權利要求8所述的方法，其中，沉積具有鐵磁內芯區 域的鐵磁體的步驟包括在第一層上絲網印刷油墨基底。
11. 根據權利要求8所述的方法，其中，沉積具有鐵磁內芯區 域的鐵磁體的步驟包括沉積有機層和硬掩模。
12. 根據權利要求8所述的方法，其中，在鐵磁體上形成至少 一個其他層的步驟包括採用光致抗蝕劑來用於圖案成形。
13. 根據權利要求8所述的方法，其中，在鐵磁體上形成至少 一個其他層的步驟包括採用包覆刻蝕。
14. 根據權利要求IO所述的方法，其中，通過絲網印刷沉積油 墨基底的步驟包括形成至少IO微米厚的鐵磁內芯區域。
全文摘要
根據本發明的一個示例實施例，一種電感元件被用於功率轉換應用。該電感元件包括襯底(188)，該襯底具有在其上的第一金屬層(190)，該金屬層具有大於1微米的厚度並被布置作為第一組相鄰非交叉導電部分。在第一金屬層上布置著具有鐵磁內芯區域的鐵磁體(192)。在鐵磁體上存在至少一個其他金屬層(198)，其被布置為第二組相鄰非交叉導電部分。多個導電通孔(194)位於鐵磁體內，被用於將第一組相鄰非交叉導電部分的各個部分連接到第二組相鄰非交叉導電部分的各個部分，其中提供了圍繞內芯區域的鄰接的導電繞線。其他示例實施例包括厚度超過了在通常的半導體工藝中使用的厚度的層。
文檔編號H01F41/04GK101322201SQ200680045605
公開日2008年12月10日 申請日期2006年10月4日 優先權日2005年10月5日
發明者阿爾瑪·S·安德森 申請人:Nxp股份有限公司