平面螺旋电感.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN102208405A
(43)申请公布日2011.10.05

(21)申请号CN201010263865.9

(22)申请日2010.08.24

(71)申请人华东师范大学;上海集成电路研发中心有限公司
地址200062上海市中山北路3663号

(72)发明人石艳玲李曦张建军赵宇航王勇

(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人郑玮

(51)Int.CI
H01L27/00
H01F37/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称
平面螺旋电感

(57)摘要
本发明公开了一种平面螺旋电感，
所述平面螺旋电感包括：半导体衬底；介
质层，形成于所述半导体衬底上；平面螺
旋电感主体，形成于所述介质层上；绝缘
隔离结构，形成于所述半导体衬底中并与
所述平面螺旋电感主体相对应。本发明提
供的平面螺旋电感增加了绝缘隔离结构，
所述绝缘隔离结构可降低平面螺旋电感的
衬底损耗；并且，所述绝缘隔离结构的工

艺与CMOS的前端工艺兼容，可不增加任
何制备成本，提高平面螺旋电感的品质因
子。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

未缴年费专利权终止IPC(主分
类):H01L27/00专利

2023-09-01号:ZL2010102638659申请专利权的终止
日:20100824授权公告

日:20151125

权利要求说明书

1.一种平面螺旋电感，包括：

半导体衬底；

介质层，形成于所述半导体衬底上；

平面螺旋电感主体，形成于所述介质层上；

绝缘隔离结构，形成于半导体衬底中并与所述平面螺旋电感主体相对应。

2.如权利要求1所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述平面螺旋电感主体包括：
多圈线圈以及位于所述多圈线圈之间的间隔区域。

3.如权利要求2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构位于平面螺
旋电感主体的下方。

4.如权利要求2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构位于所述间
隔区域的下方。

5.如权利要求2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构位于多圈线
圈的最内圈线圈以内区域下方。

6.如权利要求2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构位于间隔区
域的转角处的下方。

7.如权利要求1所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构的材质与所
述介质层的材质相同。

8.如权利要求1所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构的材质与所
述介质层的材质不相同。

9.如权利要求7或8所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构的材质
为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或其任意组合。

10.如权利要求1或2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构的厚
度为0.01～100微米。

11.如权利要求1或2所述的平面螺旋电感，其特征在于，所述绝缘隔离结构是通
过浅沟槽隔离工艺、深沟槽隔离工艺或干法刻蚀工艺形成的。

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种具有绝缘隔离结构的平面螺旋电感。

背景技术

在CMOS射频集成电路(RFIC)的发展中，最为迫切的和最困难的是要发展高性能
的新器件和新的单元电路，它们是实现单片CMOS集成射频前端的基础。平面螺
旋电感作为射频集成电路中的关键元件，是电路中最难设计和掌握的元件，它的性
能参数直接影响着射频集成电路的性能。片上电感能够实现射频集成电路中电感的
集成化，从而有助于射频集成电路的片上系统实现。

片上平面螺旋电感大多通过金属薄膜在半导体衬底上绕制而成，相对于传统的线绕
电感，片上平面螺旋电感具有成本低、易于集成、噪声小和功耗低的优点，更重要

的是能与现今的CMOS工艺兼容。近年来随着移动通信向微型化、低功耗化发展，
对制作与CMOS工艺兼容的高品质片上无源器件的研究也越来越多。然而，直接
制备于低阻半导体衬底上的平面螺旋电感，具有明显的衬底寄生电容、衬底寄生电
阻、金属导体的寄生电容、金属导体的寄生电阻、以及由于涡流损耗等效应而成的
寄生电阻等，这些都将影响电感的性能。

在集成电路制造过程中，片上平面螺旋电感等射频无源器件的主要损耗有两种：衬
底损耗和金属导体损耗。

金属导体损耗主要来源于金属导体本身电阻和高频下的趋肤效应和邻近效应。其中，
趋肤效应在高频下不可避免，其强弱由材料和频率决定；而邻近效应是由于线圈相
互靠近产生电磁干扰，从而引起电流在导体截面不均匀流动使得电阻增加。针对片
上平面螺旋电感的金属导体损耗，业界已提出以下解决方法：1、选用低电阻率的
金属导体材料并