[发明专利]磁性膜增强型电感器

说明书

技术领域

所揭示的实施例涉及电感器和形成电感器的方法。更具体来说，所述实施例涉及集成磁性膜增强型电感器，和形成集成磁性膜增强型电感器的方法。

背景技术

电感(以亨利H为单位测量)为由载流导体周围形成的磁场产生的效应。经过导体的电流产生与所述电流成比例的磁通量。此电流的变化产生磁通量的变化，其又产生作用与此电流的变化相反的电动势(EMF)。电感为电流的单位变化所产生的EMF的量度。匝数、每一环/匝的面积和其所卷绕的物体均影响电感。举例来说，链接这些匝的磁通量可通过围绕具有高磁导率的材料缠绕导体而增加。

电感器所存储的能量等于产生流经电感器的电流(和因此磁场)所需要的功的量。此由下式给出：

Estored=12LI2]]>

其中：

L为电感；且

I为流经电感器的电流。

电感器通常被建构为卷绕于空气芯或磁性材料芯的导电材料(例如铜导线)的线圈。具有比空气高的磁导率的芯材料将磁场紧密限定于电感器，由此增加电感。电感器具有许多形状。举例来说，许多常见电感器被建构为卷绕铁磁体线轴的漆包线(enamel coated wire)，其中导线暴露于外面，而有些电感器的导线完全封闭于铁磁体中，且称作“被铠装”。有些电感器具有可调节的芯，其使电感能够变化。有时制成可用来阻隔极高频率的电感器，其中导线穿过铁磁体圆筒或珠粒。可通过以螺旋图案安放迹线而直接在印刷电路板上蚀刻小电感器。还可使用与制造晶体管所用的工艺相同或相似的工艺来在集成电路上建置小值电感器。在这些情况下，通常使用铝互连件作为传导材料。

可经由以下公式得到电感器的Q因子，其中R为其内阻：

Q=ωLR]]>

通过使用磁芯，在相同量的铜下增加了电感，提高了Q。然而，所述芯还引入随频率增加而增加的损耗。针对频带选择芯材料的等级以获得最佳结果。

圆筒形线圈的基本电感公式为：

L=μ0μrN2Al]]>

其中：

L＝单位为亨利(H)的电感；

μ0＝自由空间的磁导率＝4π×10^-7H/m；

μr＝芯材料的相对磁导率；

N＝匝数；

A＝单位为平方米(m²)的线圈横截面面积；以及

l＝单位为米(m)的线圈长度。

电感器广泛地用于模拟电路和信号处理中。与电容器和其它组件结合的电感器可用来形成可强调或滤出特定信号频率的调谐电路。较小的电感器/电容器组合可提供可用于无线电接收和广播中的调谐电路。对于模拟/RF和芯片上系统(SOC)应用，可能需要电感器为基本元件。

图1和图2展示常规蛇型电感器，其具有通过通孔互连件114而耦合到底部金属112的电感器金属110。如图2的横截面说明中所示，盖膜盖膜120形成于层间电介质(ILD)122上。电感器金属110形成于盖膜120上。常规电感器通常使用氧化物或低k氧化物作为隔离膜108和/或高k盖膜120。

发明内容

所揭示的实施例是针对于一种电感器，和形成电感器的方法。更特定来说，所述实施例涉及一种集成磁性膜增强型电感器，和形成集成磁性膜增强型电感器的方法。