电感装置及其形成方法

文档序号:70958 发布日期:2021-10-01 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 电感装置及其形成方法 (Inductance device and forming method thereof ) 是由 周维裕 陈扬哲 林振华 梁其翔 曾皇文 刘醇明 于 2021-01-21 设计创作,主要内容包括:一种电感装置包括绝缘层、下磁性层及上磁性层,绝缘层、下磁性层及上磁性层被形成为使得绝缘层不会在电感装置的外边缘或翼处将下磁性层与上磁性层隔开。下磁性层与上磁性层在电感装置的绝缘层及导体周围形成连续的磁性层。通过形成穿过上磁性层的开口来提供漏磁路径。可通过半导体工艺形成穿过上磁性层的开口,所述半导体工艺与用于形成绝缘层的半导体工艺(例如旋转涂布)相比具有相对较高的精度及准确度。这会减少电感装置内以及从电感装置到电感装置的漏磁路径变化。(An inductive device includes an insulating layer, a lower magnetic layer, and an upper magnetic layer formed such that the insulating layer does not separate the lower magnetic layer from the upper magnetic layer at outer edges or wings of the inductive device. The lower magnetic layer and the upper magnetic layer form a continuous magnetic layer around the insulating layer and the conductor of the inductive device. A leakage flux path is provided by forming an opening through the upper magnetic layer. The opening through the upper magnetic layer may be formed by a semiconductor process that has relatively higher precision and accuracy than a semiconductor process used to form the insulating layer, such as spin coating. This reduces the variation of the leakage path within the inductive device and from the inductive device to the inductive device.)

电感装置及其形成方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种电感装置及其形成方法。

背景技术

电感器是一种用于各种电子应用(例如射频滤波器、交流(alternating current,AC)阻断器、电压调节器、变压器、和/或类似电子应用)中的无源电子组件。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种电感装置,其特征在于,包括:一个或多个绝缘层;一个或多个导体;下磁性层;以及上磁性层,其中所述下磁性层在所述电感装置的一个或多个边缘或一个或多个翼中接触所述上磁性层,从而在所述一个或多个边缘或所述一个或多个翼中形成连续的磁性层,其中所述下磁性层及所述上磁性层环绕所述一个或多个绝缘层及所述一个或多个导体,且其中穿过所述上磁性层或所述下磁性层中的至少一者的一个或多个开口将为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径。

此外,本发明的其他实施例提供一种形成电感装置的方法,其特征在于,包括:从电感装置的第一磁性层移除所述电感装置的第一绝缘层的一个或多个部分;在其中所述第一绝缘层的所述一个或多个部分已被移除的所述第一磁性层的一个或多个部分上形成所述电感装置的第二磁性层,其中所述第二磁性层形成在所述第一绝缘层、所述电感装置的第二绝缘层、及所述电感装置的一个或多个导体之上;以及移除所述第二磁性层的一个或多个部分以在所述第二磁性层中形成一个或多个开口,其中所述一个或多个开口为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径。

另外,本发明的其他实施例提供一种电感装置,其特征在于,包括:下磁性层;第一绝缘层,位于所述下磁性层的一部分上;一个或多个导体,位于所述第一绝缘层上;第二绝缘层,位于所述第一绝缘层及所述一个或多个导体之上;以及上磁性层,位于所述第二绝缘层上且在所述电感装置的一个或多个边缘或一个或多个翼中接触所述下磁性层的部分,其中穿过所述上磁性层并到达所述第二绝缘层的一个或多个开口将为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径,且其中所述一个或多个开口是基于所述电感装置的一个或多个性能参数。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明,会最好地理解本公开的各个方面。应注意,根据本行业中的标准惯例,各种特征并非按比例绘制。事实上,为使论述清晰起见,可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A到图1C是本文中阐述的示例性电感装置的图。

图2A到图2J是本文中阐述的一个或多个示例性实施方式的图。

图3是示出与本文中阐述的多个示例性电感装置相关联的示例性性能参数的图。

图4是其中可实施本文中阐述的系统和/或方法的示例性环境的图。

图5是图4的一个或多个装置的示例性组件的图。

图6是用于形成电感装置的示例性工艺的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然,这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说,以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例,且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外,本公开可能在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的,而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外,为易于说明,本文中可能使用例如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向),且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

电感器的设计可考虑电感器的各种参数,例如电感、磁通量(magnetic flux)、漏磁路径(magnetic leakage path)、饱和电流、和/或类似参数。由于一些半导体工艺(例如旋转涂布)的不精确的性质,电感器的一些层或膜可能导致电感器的性能下降。举例来说,可通过旋转涂布形成电感器的绝缘层。绝缘层可用于电感器的下磁性层与上磁性层之间的一个或多个漏磁路径。然而,旋转涂布可能导致从电感器到电感器和/或同一电感器内的绝缘层的层厚度变化。这些层厚度变化可能产生不均匀的漏磁路径,这可能导致不一致的电气性能。

本文中阐述的一些实施方式提供各种电感装置,例如电感器、耦合电感器、耦合电感器电压调节器(coupled inductor voltage regulator,CLVR)、变压器、和/或其他类型的电感装置。如在本文中所进一步公开,电感装置可包括绝缘层、下磁性层及上磁性层,绝缘层、下磁性层及上磁性层被形成为使得绝缘层不会在电感装置的外边缘或翼处将下磁性层与上磁性层隔开。下磁性层及上磁性层在电感装置的绝缘层及导体周围形成连续的磁性层。通过在上磁性层中形成开口而不是通过形成绝缘层,为电感装置提供漏磁路径。可通过半导体工艺在上磁性层中形成开口,所述半导体工艺与用于形成绝缘层的半导体工艺(例如旋转涂布)相比具有相对较高的精度及准确度。这会减少电感装置内以及从电感装置到电感装置的漏磁路径变化。此外,可基于上磁性层中的开口的配置和/或参数来调整电感装置的性能特性,以实现期望的和/或最佳的电感器性能。

图1A到图1C是本文中阐述的电感装置100的一个或多个实例的图。电感装置100可为和/或包括各种类型的电感装置,例如电感器、耦合电感器、CLVR、变压器、和/或另一种类型的电感装置。图1A示出电感装置100的实例的透视图。图1B示出电感装置100的另一实例的透视图。图1C示出沿图1A中所示的线X-X的电感装置的剖视图。如图1A到图1C中所示,电感装置100可包括各种组件,例如绝缘层102、一个或多个导体104、另一绝缘层106、磁性层108、及一个或多个开口110。在一些实施方式中,电感装置100包括与图1A到图1C中所示的组件相比更多的组件、较少的组件、和/或不同地配置的组件。

绝缘层102及106可由例如以下等一种或多种绝缘材料和/或介电材料形成:一氮化硅(silicon mononitride,SiN)、二氧化硅(silicon dioxide,SiO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯、和/或类似绝缘材料和/或介电材料。绝缘层102及106可将导体104与磁性层108绝缘。导体104可包括一个或多个导电迹线、导电线、和/或电感装置100的其他导电构件。导体104可由例如以下等一种或多种导电材料形成:铜、金、银、和/或类似导电材料。在一些实施方式中,电感装置100包括两个或更多个导体104,所述两个或更多个导体104可与电感装置100的输入(例如,Vin)及来自电感装置100的输出(例如,Vout)对应。磁性层108可由例如以下等一种或多种磁性材料形成:钴合金(例如,钴-锆-钽(CoZrTa)和/或类似钴合金)、镍合金(例如,镍铁(NiFe)和/或类似镍合金)、和/或另一种磁性材料。

一个或多个开口110可形成在磁性层中和/或穿过磁性层到达绝缘层106。开口110为电感装置100提供一个或多个漏磁路径。如图1A及图1B中所示,开口110可具有例如以下等各种属性:各种大小、形状、配置、间距、图案、数量、和/或类似属性。在一些实施方式中,开口110的属性是基于电感装置100将实现和/或满足的一个或多个性能参数,例如最大电感或初始电感、饱和电流、和/或类似参数。

如图1A中所示,开口110可包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的一个或多个孔。在一些实施方式中,电感装置100包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的单个孔。在一些实施方式中,电感装置100包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的多个孔。开口110的深度可等于或大于磁性层108的厚度,使得开口110被形成为完全穿过磁性层108。在一些实施方式中,开口110在电感装置100的顶部处在磁性层108中和/或穿过磁性层108形成、在电感装置100的底部处在磁性层108中和/或穿过磁性层108形成、和/或在电感装置100上的另一位置处在磁性层108中和/或穿过磁性层108形成。在一些实施方式中,所述多个孔具有相同的大小(例如,相同的直径)、相同的形状(例如,圆形、椭圆形、正方形、矩形、或另一种形状)、和/或相同的类似属性。在一些实施方式中,所述多个孔中的两个或更多个孔具有不同的大小、不同的形状、和/或不同的类似属性。在一些实施方式中,所述多个孔之间的间距是相同的间距。在一些实施方式中,所述多个孔的至少一子集之间的间距是不同的间距距离。

如图1A中进一步所示,所述多个孔(例如,开口110)可被配置成孔的多个子集,其中孔的每一子集位于相应的导体104之上。在一些实施方式中,孔的每一子集包括相同数量的孔。在一些实施方式中,孔的两个或更多个子集包括不同数量的孔。在一些实施方式中,孔的特定子集内的孔具有相同的大小、具有相同的形状、具有相同的间距、和/或具有相同的类似属性。在一些实施方式中,孔的特定子集内的两个或更多个孔具有不同的大小、具有不同的形状、具有不同的间距、和/或具有不同的类似属性。

如图1B中所示,开口110可包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的一个或多个沟槽。在一些实施方式中,电感装置100包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的单个沟槽。在一些实施方式中,电感装置100包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的多个沟槽。所述多个沟槽中的每一者可具有宽度、长度及深度。每一沟槽的深度可等于或大于磁性层108的厚度,使得每一沟槽完全穿过磁性层108。在一些实施方式中,沟槽的宽度沿沟槽的长度相同。在一些实施方式中,沟槽的宽度沿沟槽的长度变化。在一些实施方式中,沟槽的长度跨越磁性层108的整个长度(或实质上跨越整个长度)。在一些实施方式中,沟槽的长度跨越磁性层108的整个长度的一子集。在一些实施方式中,所述多个沟槽具有相同的宽度、相同的长度、和/或相同的类似属性。在一些实施方式中,所述多个沟槽中的两个或更多个沟槽具有不同的宽度、不同的长度、和/或不同的类似属性。

如图1B中进一步所示,在一些实施方式中,所述多个沟槽(例如,开口110)可被配置成使得所述多个沟槽中的每一者位于相应的导体104之上。在一些实施方式中,所述多个沟槽被配置成沟槽的多个子集。在这些情况下,每一子集可包括位于相应的导体104之上的一个或多个沟槽。在一些实施方式中,沟槽的所述多个子集包括相同数量的沟槽、相同宽度的沟槽、相同长度的沟槽、和/或相同类似属性的沟槽。在一些实施方式中,沟槽的两个或更多个子集包括不同数量的沟槽、不同宽度的沟槽、不同长度的沟槽、和/或不同类似属性的沟槽。

在一些实施方式中,如果所述多个沟槽的一子集包括两个或更多个沟槽(例如,各自跨越磁性层108的整个长度的一子集的两个或更多个沟槽),则所述子集内的沟槽可具有相同的宽度、相同的形状、和/或相同的类似属性。在一些实施方式中,如果所述多个沟槽的一子集包括两个或更多个沟槽(例如,各自跨越磁性层108的整个长度的一子集的两个或更多个沟槽),则所述子集内的沟槽可具有不同的宽度、不同的长度、和/或不同的类似属性。

在一些实施方式中,开口110可包括位于磁性层108中和/或穿过磁性层108到达绝缘层106的一个或多个孔与一个或多个沟槽的组合。换句话说,开口可包括如图1A中所示的一个或多个孔与如图1B中所示的一个或多个沟槽的组合。可基于电感装置100将实现和/或满足的一个或多个性能参数来选择所述一个或多个孔的属性和/或所述一个或多个沟槽的属性。

尽管图1A及图1B提供开口110的一些示例性配置,但可在磁性层108中形成其他示例性配置,从而为电感装置100提供一个或多个漏磁路径。举例来说,开口110可包括一个或多个孔及一个或多个沟槽、可包括孔和/或沟槽的各种组合,孔和/或沟槽可具有各种大小、形状、间距、位置、数量、和/或其他参数。

如图1C中所示,除了其中开口110形成在磁性层108中和/或穿过磁性层108的地方之外,磁性层108环绕和/或围绕绝缘层102、导体104及绝缘层106。可在电感装置100的制造期间由下磁性层与上磁性层形成磁性层108。可在电感装置100的一个或多个翼或边缘112中连接下磁性层与上磁性层,使得不通过翼或边缘112中的磁性层108暴露出绝缘层102。翼或边缘112可提供一个或多个区,在所述一个或多个区中,在形成绝缘层102、导体104及绝缘层106之后,可在下磁性层的一个或多个部分上形成上磁性层。翼或边缘112的示例性尺寸包括10μm高及10μm宽。然而,翼或边缘112可使用其他尺寸。

在一些实施方式中,电流流过导体104以产生磁通量,可通过使用磁性层108来增强磁通量。利用磁性层108环绕和/或围绕电感装置100的组件会限制磁通量,从而增大电感装置100的电感。位于磁性层108中和/或穿过磁性层108的开口110为磁通量提供一个或多个漏磁路径,从而增大电感装置100的饱和电流。此外,可通过高度准确、精确及可重复的一种或多种半导体工艺在磁性层108中和/或穿过磁性层108形成开口110,例如通过使用光刻工艺和/或刻蚀工艺中的一者或多者在磁性层108中和/或穿过磁性层108形成开口110。以这种方式,会减少电感装置100的开口110(以及因此,漏磁路径)之间以及从电感装置100到其他电感装置在大小和/或形状方面的缺陷和/或变化,从而提供一致的性能。

如上所述,图1A到图1C是作为一个或多个实例提供的。其他实例可能与针对图1A到图1C所阐述的实例不同。

图2A到图2J是本文中阐述的一个或多个示例性实施方式200的图。示例性实施方式200示出形成例如电感装置100等电感装置的一种或多种示例性技术。在一些实施方式中,所述一种或多种示例性技术可用于形成其他电感装置。在一些实施方式中,可使用其他技术和/或不同排序的技术来形成电感装置100和/或其他电感装置。

如图2A中所示,示例性实施方式200可包括形成下磁性层108a(方块202)、形成绝缘层102(方块204)、移除绝缘层102的一个或多个部分x(方块206)、形成导体104(方块208)、形成绝缘层106(方块210)、形成上磁性层108b(方块212)、形成光刻胶层216(方块214)、移除光刻胶层216的一个或多个部分以形成图案220(方块218)、移除上磁性层108b的一个或多个部分以形成开口110(方块222)、以及移除光刻胶层216的剩余部分(方块224)。

如图2B中所示,在方块202处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)形成下磁性层108a。在一些实施方式中,半导体处理装置在例如半导体晶片或半导体晶片的层等衬底226上形成下磁性层108a。在一些实施方式中,半导体处理装置使用例如以下等各种半导体处理技术形成下磁性层108a:化学气相沉积(例如,外延生长和/或类似工艺)、物理气相沉积(例如,溅镀和/或类似工艺)、镀覆(例如,电镀和/或类似工艺)、和/或类似半导体处理技术。

如图2B中进一步所示,在方块204处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)在下磁性层108a上形成绝缘层102。在一些实施方式中,半导体处理装置使用例如旋转涂布技术等涂布技术形成绝缘层102。旋转涂布技术可包括将一定量的介电材料沉积到下磁性层108a上以及使上面形成有下磁性层108a的晶片旋转或转动(spin),以使介电材料跨越下磁性层108a分布,从而形成绝缘层102。

如图2C中所示,在方块206处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)移除绝缘层102的一个或多个部分(在图2C中由x表示)。举例来说,半导体处理装置可在绝缘层102上形成光刻胶层,半导体处理装置可将光刻胶层曝光到辐射源以将光刻胶层图案化,半导体处理装置可使光刻胶层的一些部分显影并移除光刻胶层的所述一些部分,以暴露出图案,半导体处理装置可对绝缘层102的所述一个或多个部分进行刻蚀以从绝缘层102移除一个或多个部分,且半导体处理装置可在对绝缘层102进行刻蚀之后移除光刻胶层的剩余部分(例如,使用化学剥离剂和/或另一种技术)。在一些实例中,所述一个或多个部分的宽度(例如,x的宽度)是10μm。在其他实例中,所述一个或多个部分的其他宽度(例如,x的宽度)被移除。

如图2D中所示,在方块208处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)在绝缘层102上形成导体104。在一些实施方式中,半导体处理装置使用各种半导体处理技术在绝缘层102上形成导体104。举例来说,半导体处理装置可使用化学气相沉积工艺(例如,外延生长和/或类似工艺)、物理气相沉积工艺(例如,溅镀和/或类似工艺)、镀覆工艺(例如,电镀和/或类似工艺)或使用另一种处理技术来形成导体104。在一些实施方式中,半导体处理装置在导体104形成之后将导体104抛光或平坦化。此外,如果使用光刻胶层中的图案来形成导体104,则半导体处理装置可在导体104形成之后移除光刻胶层的剩余部分。

如图2E中所示,在方块210处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)形成绝缘层106。举例来说,半导体处理装置可在下磁性层108a、绝缘层102及导体104上方形成绝缘层106,使得绝缘层106形成在绝缘层102的一个或多个部分和/或导体104的一个或多个部分上和/或绝缘层102的所述一个或多个部分和/或导体104的所述一个或多个部分之上。在一些实施方式中,半导体处理装置使用例如旋转涂布技术等涂布技术来形成绝缘层106。旋转涂布技术可包括向绝缘层102及导体104上沉积一定量的介电材料以及使上面形成有下磁性层108a的晶片旋转或转动,以将介电材料跨越绝缘层102及导体104分布,从而形成绝缘层106。在一些实施方式中,绝缘层102及绝缘层106形成电感装置100的单个绝缘层和/或统一的绝缘层。

如图2F中所示,在方块212处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)形成上磁性层108b。在一些实施方式中,半导体处理装置在下磁性层108a、绝缘层102、导体104及绝缘层106上方形成上磁性层108b,使得上磁性层108b形成在下磁性层108a的一个或多个部分(例如,电感装置100的边缘112中的一个或多个部分)及绝缘层106的一个或多个部分上和/或下磁性层108a的所述一个或多个部分(例如,电感装置100的边缘112中的所述一个或多个部分)及绝缘层106的所述一个或多个部分之上。在这些情况下,上磁性层108b的端部接触下磁性层108a的端部,以形成电感装置100的翼或边缘112。因此,将翼或边缘112中的下磁性层108a的端部与上磁性层108b的端部之间的任何间隙封闭,以在电感装置100周围形成连续的磁性层108。因此,磁性层108环绕绝缘层102、导体104及绝缘层106。在一些实施方式中,半导体处理装置使用例如以下等各种半导体处理技术形成上磁性层108b:化学气相沉积(例如,外延生长和/或类似工艺)、物理气相沉积(例如,溅镀和/或类似工艺)、镀覆(例如,电镀和/或类似工艺)、或另一种半导体处理技术。此外,半导体处理装置可在上磁性层108b形成之后将上磁性层108b抛光或平坦化。

如图2G中所示,在方块214处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)形成光刻胶层216。在一些实施方式中,半导体处理装置在上磁性层108b上和/或上磁性层108b周围形成光刻胶层216。光刻胶层216可包括能够通过曝光到辐射源而被图案化的辐射敏感材料(radiation sensitivematerial)层。在一些实施方式中,半导体处理装置使用例如旋转涂布技术等涂布技术形成光刻胶层216。旋转涂布技术可包括将一定量的光刻胶材料沉积到上磁性层108b上以及使上面形成有下磁性层108a的晶片旋转或转动,以将光刻胶材料跨越上磁性层108b分布,从而形成光刻胶层216。

如图2H中所示,在方块218处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)移除光刻胶层216的一个或多个部分,以在光刻胶层216中形成图案220。举例来说,半导体处理装置可将光刻胶层216曝光到辐射源,以将图案220从光掩模转移到光刻胶层216,且半导体处理装置可使光刻胶层216的一个或多个部分显影并移除光刻胶层216的所述一个或多个部分,以暴露出图案220。光刻胶层216的剩余部分可在可用于形成穿过上磁性层108b的开口110的光刻胶层216中形成一个或多个开口。在一些实施方式中,从光刻胶层216移除以形成图案220的所述一个或多个部分的大小、形状、和/或配置是基于将在上磁性层108b中形成的开口110的大小、形状、配置、和/或数量。

如图2I中所示,在方块222处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)移除上磁性层108b的一个或多个部分,以形成开口110。举例来说,半导体处理装置可在上磁性层108b中和/或穿过上磁性层108b到达绝缘层106形成开口110,从而为电感装置100(例如,为导体104)提供一个或多个漏磁路径。在一些实施方式中,半导体处理装置使用湿式刻蚀技术、使用干式刻蚀技术、和/或使用类似刻蚀技术对位于上磁性层108b中和/或穿过上磁性层108b的开口110进行刻蚀。在一些实施方式中,半导体处理装置基于光刻胶层216中的图案220对位于上磁性层108b中和/或穿过上磁性层108b的开口110进行刻蚀。举例来说,半导体处理装置可在从光刻胶层216移除的所述一个或多个部分中对位于上磁性层108b中和/或穿过上磁性层108b的开口110进行刻蚀,以形成图案220。在一些方面中,半导体处理装置形成穿过上磁性层108b的部分的开口110,使得开口110位于导体104上方。在一些方面中,半导体处理装置形成穿过上磁性层108b的所述部分的开口110,使得开口110位于导体104的一侧或相对于导体104的其他位置处。

如图2J中所示,在方块224处,半导体处理装置(例如,以下结合图4示出及阐述的半导体处理装置中的一个或多个半导体处理装置)移除光刻胶层216的剩余部分。举例来说,半导体处理装置可使用一种或多种溶剂和/或其他类型的化学制品来从上磁性层108b移除或剥离光刻胶层216的剩余部分。在上磁性层108b中和/或穿过上磁性层108b对开口110进行刻蚀之后,可移除光刻胶层216的剩余部分。

如上所述,图2A到图2J是作为一个或多个实例提供的。其他实例可能与针对图2A到图2J所阐述的实例不同。作为实例,附加地和/或作为另外一种选择,使用结合参考编号214到224示出及阐述的技术在上磁性层108b中形成开口110,开口110可形成在下磁性层108a中,可形成在上磁性层108b中的不同位置中、和/或下磁性层108a中、和/或类似位置中。

图3是示出与在本文中阐述的多个示例性电感装置相关联的示例性性能参数的图。

如图3中所示,所述多个示例性电感装置(例如,电感装置302、电感装置304及电感装置306)可基于包括在所述多个电感装置中的漏磁路径(或缺少漏磁路径)具有不同的性能参数。性能参数可包括电感及饱和电流(Isat)。电感可为在以安培(A)为单位的电感装置的低端或最小操作电流下的最大电感或以纳亨(nH)为单位的初始电感。饱和电流可为操作电流,在所述操作电流下,电感装置的电感下降到特定电感水平以下或者下降到电感装置的最大电感或初始电感的特定百分比(例如,80%或另一百分比)。

如图3中所示,电感装置302被形成为没有开口,且因此电感装置302没有漏磁路径。如图所示,电感装置302的性能参数的曲线图呈现出相对大的最大电感或初始电感。然而,由于缺少漏磁路径,当操作电流增大时,电感装置302呈现出相对快的电感下降,这对应于相对低的饱和电流(例如,Isat=0.5A)。

如图3中进一步示出的,可添加穿过电感装置的一个或多个磁性层的开口以提供漏磁路径,这可以最大电感或初始电感为代价来增大饱和电流。举例来说,电感装置304(其可为电感装置100的示例性实施方式)可包括具有0.5μm直径的孔的形式的开口。如图3中所示的曲线图中所示,穿过电感装置304的磁性层(例如,上磁性层)的0.5μm直径的孔将电感装置304的饱和电流相对于电感装置302增大到Isat=0.8A,同时相对于电感装置302减小电感装置304的最大电感或初始电感。作为另一实例,电感装置306(其可为电感装置100的另一示例性实施方式)可包括具有3μm直径的孔的形式的开口。如图3中所示的曲线图中所示,穿过电感装置306的磁性层(例如,上磁性层)的3μm直径的孔将电感装置304的饱和电流相对于电感装置302增大到Isat=1.4A,同时相对于电感装置302减小电感装置304的最大电感或初始电感。

因此,穿过电感装置的一个或多个磁性层的开口可被配置用于电感装置的各种应用和/或操作环境,以满足电感装置的一个或多个设计目标、满足一个或多个性能参数(例如,满足最大电感或初始电感阈值、满足饱和电流阈值、和/或满足类似参数)、和/或满足类似目标。此外,相对于电感装置的最大电感或初始电感,电感装置的饱和电流可能更难控制,且可将电感装置的其他参数调节或配置成增大最大电感或初始电感,同时通过使用电感装置的一个或多个磁性层中的开口来提供合适的饱和电流。举例来说,可通过调节电感装置的长度、通过调节所述一个或多个磁性层的厚度、和/或类似方法来增大电感装置的最大电感或初始电感。

如上所述,图3是作为一个或多个实例提供的。其他实例可能与针对图3所阐述的实例不同。

图4是其中可实施本文中阐述的系统和/或方法的示例性环境400的图。如图4中所示,环境400可包括多个半导体处理装置402到416及晶片/管芯传输装置418。所述多个半导体处理装置402到416可包括涂布装置402、曝光装置404、显影剂装置406、镀覆装置408、沉积装置410、刻蚀装置412、抛光装置414、移除装置416、和/或其他类似装置。示例性环境400中包括的装置可包括在半导体清洁室、半导体代工厂(semiconductor foundry)、半导体加工和/或制造设施、和/或类似环境中。

涂布装置402包括能够通过旋转涂布工艺或另一种类型的涂布工艺在衬底上形成各种类型的层的一个或多个装置。举例来说,涂布装置402可形成一个或多个绝缘层(例如,绝缘层102、绝缘层106、和/或类似绝缘层)、可形成光刻胶层(例如,光刻胶层216)、和/或可形成如本文所述的类似层。光刻胶层216可包括辐射敏感材料层,所述辐射敏感材料层能够通过曝光到辐射源(例如紫外光(ultraviolet light,UV)源(例如,深UV光源、极UV光源、和/或类似UV光源)、x射线源、和/或类似源)而被图案化。

曝光装置404包括能够将光刻胶层(例如,光刻胶层216)曝光到辐射源(例如紫外光(UV)源(例如,深UV光源、极UV光源、和/或类似UV光源)、x射线源、和/或类似源)的一个或多个装置。曝光装置404可将光刻胶层曝光到辐射源,以将图案从光掩模转移到光刻胶层。所述图案可包括用于形成一个或多个半导体装置的一个或多个半导体装置层图案、可包括用于在电感装置(例如,电感装置100)中形成开口(例如,开口110)的图案、和/或可包括类似图案。在一些实施方式中,曝光装置404是扫描仪、步进机(stepper)、或类似类型的曝光装置。

显影剂装置406包括能够对已经曝光到辐射源的光刻胶层(例如,光刻胶层216)进行显影的一个或多个装置,以对从曝光装置404转移到光刻胶层的图案进行显影。在一些实施方式中,显影剂装置406通过移除光刻胶层的未曝光部分来对图案进行显影。在一些实施方式中,显影剂装置406通过移除光刻胶层的曝光部分来对图案进行显影。在一些实施方式中,显影剂装置406通过使用化学显影剂溶解光刻胶层的曝光部分或未曝光部分来对图案进行显影。

镀覆装置408包括能够利用一种或多种金属对衬底或衬底的一部分进行镀覆的一个或多个装置。举例来说,镀覆装置408可包括铜镀覆装置、铝镀覆装置、镍镀覆装置、锡镀覆装置、复合材料或合金(例如,锡-银、锡-铅、和/或类似复合材料或合金)镀覆装置、和/或用于一种或多种其他类型的导电材料、金属、和/或类似材料的镀覆装置。在一些实施方式中,镀覆装置408能够形成一个或多个导体(例如,导体104)、一个或多个磁性层(例如,磁性层108a、磁性层108b、和/或类似磁性层)、和/或本文中阐述的类似物。

沉积装置410包括能够将各种类型的材料沉积到衬底上的一个或多个装置。举例来说,沉积装置410可包括化学气相沉积装置(例如,静电喷涂装置、外延装置、和/或另一种类型的化学气相沉积装置)、物理气相沉积装置(例如,溅镀装置和/或另一种类型的物理气相沉积装置)、和/或类似沉积装置。在一些实施方式中,沉积装置410对电感装置(例如,电感装置100)的磁性层(例如,下磁性层108a、上磁性层108b、和/或类似磁性层)进行沉积、对金属材料进行沉积以形成电感装置的一个或多个导体(例如,导体104)、和/或如本文所述的类似沉积。

刻蚀装置412包括能够对各种类型材料进行刻蚀的一个或多个装置。举例来说,刻蚀装置412可包括湿式刻蚀装置、干式刻蚀装置、和/或类似刻蚀装置。在一些实施方式中,刻蚀装置412对电感装置(例如,电感装置100)的磁性层(例如,上磁性层108b)中的一个或多个开口进行刻蚀、对电感装置的绝缘层(例如,绝缘层102)的一个或多个部分进行刻蚀、和/或如本文所述的类似刻蚀。

抛光装置414包括能够将电感装置(例如,电感装置100)的各个层抛光或平坦化的一个或多个装置。举例来说,抛光装置414可包括化学机械抛光装置和/或另一种类型的抛光装置。在一些实施方式中,作为电感装置的一个或多个导体(例如,导体104)、电感装置的一个或多个磁性层(例如,下磁性层108a、上磁性层108b、和/或类似磁性层)、和/或类似物的形成的一部分,抛光装置414将沉积或镀覆的材料层抛光或平坦化。

移除装置416包括能够移除或剥离光刻胶层(例如,光刻胶层216)的一个或多个装置。在一些实施方式中,在光刻胶层已被曝光装置404曝光到辐射源并用于在一个或多个其他层中形成图案之后,移除装置416能够使用一种或多种溶剂和/或其他类型的化学制品来从一个或多个其他层移除或剥离光刻胶层。

晶片/管芯传输装置418包括移动机器人、机械臂、电车或轨道车、和/或另一种类型的装置,用于在半导体处理装置402到416之间和/或向其他位置(例如晶片架、存储室、和/或类似位置)传输晶片和/或管芯及从其他位置(例如晶片架、存储室、和/或类似位置)传输晶片和/或管芯。在一些实施方式中,晶片/管芯传输装置418是被编程为行进特定路径、半自动操作、或自动操作的装置。

图4中所示的装置的数目及布置是作为一个或多个实例提供的。实际上,与图4中所示的装置相比,可存在附加的装置、较少的装置、不同的装置、或不同地布置的装置。此外,图4中所示的两个或更多个装置可在单个装置内实施,或者图4中所示的单个装置可被实施为多个分布式装置。附加地或者作为另外一种选择,环境400的一组装置(例如,一个或多个装置)可实行被阐述为由环境400的另一组装置实行的一个或多个功能。

图5是装置500的示例性组件的图。在一些实施方式中,涂布装置402、曝光装置404、显影剂装置406、镀覆装置408、沉积装置410、刻蚀装置412、抛光装置414、移除装置416、和/或晶片/管芯传输装置418包括一个或多个装置500和/或装置500的一个或多个组件。如图5中所示,装置500可包括总线510、处理器520、存储器530、存储组件540、输入组件550、输出组件560、及通信接口570。

总线510包括允许装置500的多个组件之间进行通信的组件。处理器520以硬件、固件、和/或硬件与软件的组合来实施。处理器520是中央处理器(central processing unit,CPU)、图形处理单元(graphic processing unit,GPU)、加速处理单元(acceleratedprocessing unit,APU)、微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)、专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)、或另一种类型的处理组件。在一些实施方式中,处理器520包括能够被编程以实行功能的一个或多个处理器。存储器530包括对供处理器520使用的信息和/或指令进行存储的随机存取存储器(random accessmemory,RAM)、只读存储器(read only memory,ROM)、和/或另一种类型的动态或静态存储装置(例如闪存、磁存储器、和/或光存储器)。

存储组件540对与装置500的操作及使用相关的信息和/或软件进行存储。举例来说,存储组件540可包括硬盘(例如,磁盘、光盘、和/或磁光盘)、固态驱动器(solid statedrive,SSD)、小型光碟(compact disc,CD)、数字通用光碟(digital versatile disc,DVD)、软盘、盒式磁盘(cartridge)、磁带、和/或另一种类型的非暂时性计算机可读介质、以及对应的驱动器。

输入组件550包括允许装置500例如经由用户输入(例如,触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关、和/或麦克风)接收信息的组件。附加地或者作为另外一种选择,输入组件550可包括用于确定位置的组件(例如,全球定位系统(global positioningsystem,GPS)组件)和/或传感器(例如,加速度计、陀螺仪、致动器、另一种类型的位置或环境传感器、和/或类似组件)。输出组件560包括(经由例如显示器、扬声器、触觉反馈组件(haptic feedback component)、音频或视觉指示器、和/或类似组件)提供来自装置500的输出信息的组件。

通信接口570包括类似收发器的组件(例如,收发器、单独的接收器、单独的发射器、和/或类似组件),所述类似收发器的组件使得装置500能够例如经由有线连接、无线连接、或有线连接与无线连接的组合而与其他装置进行通信。通信接口570可允许装置500从另一装置接收信息和/或向另一装置提供信息。举例来说,通信接口570可包括以太网接口、光接口、同轴接口、红外接口、射频(RF)接口、通用串行总线(universal serial bus,USB)接口、无线保真(Wi-Fi)接口、蜂窝网络接口、和/或类似接口。

装置500可实行本文中阐述的一个或多个工艺。装置500可基于处理器520执行由例如存储器530和/或存储组件540等非暂时性计算机可读介质存储的软件指令来实行这些工艺。如本文中所使用的,术语“计算机可读介质(computer-readable medium)”是指非暂时性存储器装置。存储器装置包括单个实体存储装置内的存储空间或跨越多个实体存储装置分布的存储空间。

可经由通信接口570将软件指令从另一计算机可读介质或从另一装置读取到存储器530和/或存储组件540中。存储在存储器530和/或存储组件540中的软件指令在被执行时可使处理器520实行本文中阐述的一个或多个工艺。附加地或者作为另外一种选择,硬件电路系统可代替软件指令或与软件指令结合使用,以实行本文中阐述的一个或多个工艺。因此,本文中阐述的实施方式并不仅限于硬件电路系统与软件的任何特定组合。

图5中所示的组件的数量及布置是作为实例提供的。实际上,装置500可包括与图5中所示的组件相比,附加的组件、较少的组件、不同的组件、或不同地布置的组件。附加地或者作为另外一种选择,装置500的一组组件(例如,一个或多个组件)可实行被阐述为由装置500的另一组组件实行的一种或多种功能。

图6是与形成电感装置相关联的示例性工艺600的流程图。在一些实施方式中,图6的一个或多个工艺方块由一个或多个半导体处理装置(例如,涂布装置402、曝光装置404、显影剂装置406、镀覆装置408、沉积装置410、刻蚀装置412、抛光装置414、移除装置416、和/或类似装置)实行。附加地或者作为另外一种选择,图6的一个或多个工艺方块可由装置500的一个或多个组件(例如处理器520、存储器530、存储组件540、输入组件550、输出组件560、通信接口570、和/或类似组件)来实行。

如图6中所示,工艺600可包括从电感装置的第一磁性层移除电感装置的第一绝缘层的一个或多个部分(方块610)。举例来说,所述一个或多个半导体处理装置可从电感装置的第一磁性层(例如,下磁性层108a)移除电感装置(例如,电感装置100)的第一绝缘层(例如,绝缘层102)的一个或多个部分,如上所述。

如图6中进一步所示,工艺600可包括在其中第一绝缘层的所述一个或多个部分已被移除的第一磁性层的一个或多个部分上形成电感装置的第二磁性层(108b),其中第二磁性层形成在所述第一绝缘层、电感装置的第二绝缘层、及电感装置的一个或多个导体之上(方块620)。举例来说,所述一个或多个半导体处理装置可在第一磁性层的一个或多个部分上形成电感装置的第二磁性层(例如,上磁性层108b),如上所述。在一些实施方式中,移除了第一绝缘层的所述一个或多个部分。在一些实施方式中,在所述第一绝缘层、电感装置的第二绝缘层(例如,绝缘层106)及电感装置的一个或多个导体(例如,导体104)之上形成第二磁性层。

如图6中进一步所示,工艺600可包括移除第二磁性层的一个或多个部分,以在第二磁性层中形成一个或多个开口,其中所述一个或多个开口为电感装置提供一个或多个漏磁路径(方块630)。举例来说,所述一个或多个半导体处理装置可移除第二磁性层的一个或多个部分,以在第二磁性层中形成一个或多个开口(例如,开口110),如上所述。在一些实施方式中,所述一个或多个开口为电感装置提供一个或多个漏磁路径。

工艺600可包括附加的实施方式,例如以下阐述的和/或结合本文中别处阐述的一个或多个其他工艺的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。

在第一实施方式中,移除第二磁性层的所述一个或多个部分包括:在第二磁性层上形成光刻胶层(光刻胶层216);将光刻胶层图案化;以及在将光刻胶层图案化之后,使用光刻胶对第二磁性层的所述一个或多个部分进行刻蚀。在第二实施方式中,单独地或与第一实施方式结合,工艺600包括在绝缘层上形成所述一个或多个导体、在第一绝缘层及所述一个或多个导体上形成第二绝缘层、以及形成第二磁性层以覆盖第二绝缘层及第一磁性层的所述一个或多个部分。

在第三实施方式中,单独地或与第一实施方式及第二实施方式中的一者或多者结合,移除第二磁性层的所述一个或多个部分包括:基于电感装置的一个或多个性能参数,确定所述一个或多个开口中的每一者的相应形状、所述一个或多个开口中的每一者的相应大小、或者所述一个或多个开口中的每一者在第二磁性层中的相应位置中的至少一者;以及基于所述一个或多个开口中的每一者的所述相应形状、所述一个或多个开口中的每一者的所述相应大小、或者所述一个或多个开口中的每一者在第二磁性层中的所述相应位置中的所述至少一者来移除第二磁性层的所述一个或多个部分,以形成所述一个或多个开口。

在第四实施方式中,单独地或与第一实施方式到第三实施方式中的一者或多者结合,所述一个或多个性能参数包括电感装置的最大电感。在第五实施方式中,单独地或与第一实施方式到第四实施方式中的一者或多者结合,所述一个或多个性能参数包括电感装置的饱和电流。在第六实施方式中,单独地或与第一实施方式到第五实施方式中的一者或多者结合,所述一个或多个开口中的开口的形状包括沟槽,且开口的大小包括沟槽的长度参数及沟槽的宽度参数。

尽管图6示出工艺600的示例性方块,但在一些实施方式中,工艺600可包括与图6中绘示的方块相比,附加的方块、较少的方块、不同的方块、或者不同地布置的方块。附加地或者作为另外一种选择,可并行地实行工艺600的两个或更多个方块。

以这种方式,一种电感装置(例如,电感装置100)包括绝缘层(例如,绝缘层102)、下磁性层(例如,下磁性层108a)及上磁性层(例如,上磁性层108b),绝缘层(例如,绝缘层102)、下磁性层(例如,下磁性层108a)及上磁性层(例如,上磁性层108b)被形成为使得绝缘层不会在电感装置的外边缘处将下磁性层与上磁性层隔开。下磁性层与上磁性层在电感装置的绝缘层及导体周围形成连续的磁性层。通过在上磁性层中形成开口(例如,开口110)而不是通过形成绝缘层,为电感装置提供漏磁路径。可通过半导体工艺在上磁性层中形成开口,所述半导体工艺与用于形成绝缘层的半导体工艺(例如旋转涂布)相比具有相对较高的精度及准确度。这会减少电感装置内以及从电感装置到电感装置的漏磁路径变化。此外,可基于上磁性层中的开口的属性来调整电感装置的性能特性,以实现期望的和/或最佳的电感器性能。

如以上更详细阐述所示,本文中阐述的一些实施方式提供一种电感装置。所述电感装置包括一个或多个绝缘层、一个或多个导体、下磁性层、以及上磁性层。所述下磁性层在所述电感装置的一个或多个边缘或一个或多个翼中接触所述上磁性层,从而在所述一个或多个边缘或所述一个或多个翼中形成连续的磁性层。除了为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径的穿过所述上磁性层或所述下磁性层中的至少一者的一个或多个开口之外,所述下磁性层及所述上磁性层环绕所述一个或多个绝缘层及所述一个或多个导体。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口中的第一开口位于所述一个或多个导体中的第一导体上方;且其中所述一个或多个开口中的第二开口位于所述一个或多个导体中的第二导体上方。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口被形成为在所述电感装置的顶部处穿过所述上磁性层。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口被形成为在所述电感装置的底部处穿过所述下磁性层。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括穿过所述上磁性层或所述下磁性层中的至少一者的一个或多个孔。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括穿过所述上磁性层或所述下磁性层中的至少一者的一个或多个沟槽。

如以上更详细阐述所示,本文中阐述的一些实施方式提供一种方法。所述方法包括从电感装置的第一磁性层移除所述电感装置的第一绝缘层的一个或多个部分。所述方法包括在其中所述第一绝缘层的所述一个或多个部分已被移除的所述第一磁性层的一个或多个部分上形成所述电感装置的第二磁性层。所述第二磁性层形成在所述第一绝缘层、所述电感装置的第二绝缘层、以及所述电感装置的一个或多个导体之上。所述方法包括移除所述第二磁性层的一个或多个部分以在所述第二磁性层中形成一个或多个开口。所述一个或多个开口为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径。

在本发明的实施例中,其中移除所述第二磁性层的所述一个或多个部分包括:在所述第二磁性层上形成光刻胶层;将所述光刻胶层图案化;以及在将所述光刻胶层图案化之后,使用所述光刻胶层对所述第二磁性层的所述一个或多个部分进行刻蚀。

在本发明的实施例中,所述的方法,还包括:在所述绝缘层上形成所述一个或多个导体,在所述第一绝缘层及所述一个或多个导体上形成所述第二绝缘层;以及形成所述第二磁性层以覆盖所述第二绝缘层及所述第一磁性层的所述一个或多个部分。

在本发明的实施例中,其中移除所述第二磁性层的所述一个或多个部分包括:基于所述电感装置的一个或多个性能参数,确定以下中的至少一者:所述一个或多个开口中的每一者的相应形状,所述一个或多个开口中的每一者的相应大小,或者所述一个或多个开口中的每一者在所述第二磁性层中的相应位置;且基于以下中的所述至少一者移除所述第二磁性层的所述一个或多个部分以形成所述一个或多个开口:所述一个或多个开口中的每一者的所述相应形状,所述一个或多个开口中的每一者的所述相应大小,或者所述一个或多个开口中的每一者在所述第二磁性层中的所述相应位置。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个性能参数包括所述电感装置的最大电感。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个性能参数包括所述电感装置的饱和电流。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口中的开口的形状包括沟槽;且其中所述开口的大小包括所述沟槽的长度参数、所述沟槽的宽度参数、以及所述沟槽的深度参数。

如以上更详细阐述所示,本文中阐述的一些实施方式提供一种电感装置,所述电感装置包括:下磁性层;第一绝缘层,位于所述下磁性层的一部分上;一个或多个导体,位于所述第一绝缘层上;第二绝缘层,位于所述第一绝缘层及所述一个或多个导体之上;以及上磁性层,位于所述第二绝缘层上且在所述电感装置的一个或多个边缘或一个或多个翼中接触所述下磁性层的部分。被形成为穿过所述上磁性层并到达所述第二绝缘层的一个或多个开口将为所述电感装置提供一个或多个漏磁路径。所述一个或多个开口是基于所述电感装置的一个或多个性能参数。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括:多个孔,其中所述多个孔的第一子集相对于所述多个孔的第二子集具有不同的大小。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括:多个沟槽,其中所述多个沟槽的第一子集具有以下中的至少一者:相对于所述多个沟槽的第二子集的不同的长度,或者相对于所述多个沟槽的第二子集的不同的宽度。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括:孔的第一阵列;以及孔的第二阵列,其中所述孔的第一阵列中的孔的数量与所述孔的第二阵列中的孔的数量不同。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括:一个或多个孔,以及一个或多个沟槽,其中所述一个或多个孔的数量与所述一个或多个沟槽的数量是不同的数量。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口包括:孔的第一阵列;以及孔的第二阵列,其中所述孔的第一阵列中的孔之间的间距与所述孔的第二阵列中的孔之间的间距不同。

在本发明的实施例中,其中所述一个或多个开口中的第一开口与所述一个或多个开口中的第二开口具有:不同的形状,不同的宽度,以及不同的长度。

以上概述了若干实施例的特征,以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解,他们可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到,这些等效构造并不背离本公开的精神及范围,而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下在本文中作出各种改变、代替及变更。

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