[发明专利]堆叠螺旋电感

说明书

本发明涉及一种堆叠螺旋电感，堆叠螺旋电感包括衬底以及在所述衬底上通过半导体工艺在所述衬底上形成多层堆叠的绝缘层和电感金属层；所述电感金属层包括具有螺旋状的导电线圈以及用于连接相邻两层电感金属层的通孔区域，各个所述电感金属层的导线线圈具有公共的线圈中心，相邻两层电感金属层中，下层电感金属层的导电线圈相对于上层电感金属层的导电线圈向所述线圈中心缩进。在无需改变现有工艺技术的条件且在同等衬底面积的情况下，使螺旋电感层与层之间的寄生电容降低，提高了自谐振频率，进而提高了螺旋电感的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及堆叠螺旋电感。

背景技术

传统的堆叠螺旋电感是通过在每一层金属层上制备一个平面螺旋电感，然后通过金属通孔将相邻两层的螺旋电感连接起来，如图1所示，即变成三层金属层相互连接的堆叠螺旋电感。其中，第一金属层m1、第二金属层m2、第三金属层m3中平面螺旋电感的形状、大小均相同。传统的堆叠螺旋电感中，金属层与金属层之间平面螺旋电感的寄生电容较大，而且与硅基衬底之间的寄生耦合电容也会变大，严重的影响了堆叠螺旋电感的性能。

发明内容

基于此，有必要针对金属层与金属层之间的寄生电容较大、性能低的问题，提供一种无需改变现有工艺技术的条件下，在同等衬底面积上，能够提高螺旋电感性能的堆叠螺旋电感。

一种堆叠螺旋电感，包括衬底以及在所述衬底上通过半导体工艺在所述衬底上形成多层堆叠的绝缘层和电感金属层；所述电感金属层包括具有螺旋状的导电线圈以及用于连接相邻两层电感金属层的通孔区域，各个所述电感金属层的导线线圈具有公共的线圈中心，相邻两层电感金属层中，下层电感金属层的导电线圈相对于上层电感金属层的导电线圈向所述线圈中心缩进。

在其中一个实施例中，每一层缩进的间距相等或每一层缩进的间距呈等差数列排布。

在其中一个实施例中，每一层缩进的间距范围为2微米～3微米。

在其中一个实施例中，位于顶层的电感金属层为第一电感金属层，与所述第一电感金属层相邻设置的为第二电感金属层；

其中，所述第一电感金属层的导电线圈包括引线端以及与所述引线端相对设置的开口终端，所述引线端为所述螺旋电感的引出端子；所述开口终端处设有所述通孔区域；所述第二电感金属层中用于连接下方相邻的第三金属层的通孔区域与所述第一电感金属层的引线端设置在相同一侧。

在其中一个实施例中，所述开口终端包括相对且间隔设置的第一延伸部和第二延伸部，所述通孔区域分别设置在所述第一延伸部、第二延伸部的终端。

在其中一个实施例中，所述第一延伸部与第二延伸部的线宽之和小于所述导电线圈的线宽。

在其中一个实施例中，所述导电线圈的线宽范围为6微米～15微米。

在其中一个实施例中，所述导电线圈的形状为六边形、八边形、四边形或圆形。

在其中一个实施例中，还包括设置在衬底和最低层所述电感金属层之间的接地屏蔽层；所述接地屏蔽层上设有多个同心金属圈，以及在每个金属圈上均设有与所述金属圈垂直设置的多个金属条，其中，所述金属条的长度小于所述相邻两金属圈的间距。

在其中一个实施例中，所述金属圈的数量与所述电感金属层的层数相同，所述金属圈的形状与所述导电线圈的形状相同，从最外层到最内层的金属圈所对应的金属条分别依次与从顶层电感金属层到底层电感金属层的导电线圈对应垂直设置，其中，最外层金属圈上的金属条与顶层电感金属层的导电线圈对应垂直设置，所述最内层金属圈上的金属条与底层电感金属层的导电线圈对应垂直设置。