一种桥式电感结构及其制作方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种桥式电感结构，其包括第一金属布线层、第二金属布线层，两者之间设有层间连接柱和介质层，层间连接柱填充于贯穿介质层的通孔中；第二金属布线层包括前后间隔排列的若干第二导线段，第一金属布线层包括对应位于第二导线段两端的若干第一导线段；第二导线段和第一导线段间通过层间连接柱连接，且各第二导线段分别通过一端的第一导线段与前一第二导线段连接，通过另一端的第一导线段与后一第二导线段连接。本发明专利技术的桥式电感结构增加了电感的Q值。采用该种桥式电感结构的滤波器，可以使得插损特性变好，频段衰减的需要特性更佳。佳。佳。

【技术实现步骤摘要】
一种桥式电感结构及其制作方法和应用


[0001]本专利技术属于半导体的
，具体涉及一种桥式电感结构及其制作方法和应用。

技术介绍

[0002]电感器是现代通信系统中各类电路的重要组成部分。在集成电路中，电感和电容等无源器件通常会与晶体管等有源器件集成设置在同一基板上以实现特定的功能。例如，5G滤波器芯片基于砷化镓集成无源器件(Integrated Passive Device，IPD)技术，于砷化镓基板上制作电感电容进行组合，形成一个LC带通滤波器，电感等器件的性能将影响滤波器的性能及应用。
[0003]电感Q值：也叫电感的品质因数，是衡量电感器件的主要参数，是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。现有技术中，集成电感通常是采用集成电路制造工艺在基板表面上形成螺旋状电感线圈，其金属层制作不好控制，Q值(品质因素)受限，并使形成的滤波器的插损IL特性难以提升。因此开发新的结构及工艺以改善电感器的Q值具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种桥式电感结构及其制作方法和应用。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种桥式电感结构，所述电感结构设于基板上，包括第一金属布线层、第二金属布线层、层间连接柱和介质层，介质层覆盖第一金属布线层，第二金属布线层设于介质层上，层间连接柱填充于贯穿介质层的通孔中；第二金属布线层包括前后间隔排列的若干第二导线段，第一金属布线层包括对应位于第二导线段两端的若干第一导线段；第二导线段和第一导线段间通过层间连接柱连接，且各第二导线段分别通过一端的第一导线段与前一第二导线段连接，通过另一端的第一导线段与后一第二导线段连接。
[0007]可选的，所述基板的电阻率大于或者等于5
×
10
‑4Ω
·
cm。
[0008]可选的，所述基板的厚度为80～150μm。
[0009]可选的，所述第一导线段位于相邻两第二导线段同一侧的末端之间，且分别通过所述层间连接柱与相邻两第二导线段的末端连接。
[0010]可选的，所述若干第二导线段沿一第一方向平行排列，若干所述第一导线段于所述第二导线段的两侧交替排布，且各第一导线段沿所述第一方向延伸。
[0011]可选的，所述第二金属布线层还包括设于所述若干第二导线段前后两侧的两引出段；前后最末位的两第二导线段分别具有自由端，所述两引出段与两自由端一一对应连接。
[0012]可选的，所述层间连接柱为实心铜柱。
[0013]可选的，所述介质层的材料包括聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)、苯并环丁烯(BCB)和聚酰亚胺(PI)。
[0014]可选的，所述第一金属布线层的厚度为3～8μm，所述层间连接柱的高度为3～20μm，所述第二金属布线层的厚度为3～8μm。
[0015]可选的，所述第二导线段的宽度为10～15μm。
[0016]一种滤波器，包括基板及滤波电路；所述滤波电路包括设于所述基板上的电感和电容；其中所述电感为桥式电感结构，包括设于所述基板上的第一金属布线层、第二金属布线层、层间连接柱和介质层，介质层覆盖第一金属布线层，第二金属布线层设于介质层上，层间连接柱贯穿所述介质层；第二金属布线层包括前后间隔排列的若干第二导线段，第一金属布线层包括对应位于第二导线段两端的若干第一导线段；第二导线段和第一导线段间通过层间连接柱连接，且各第二导线段分别通过一端的第一导线段与前一第二导线段连接，通过另一端的第一导线段与后一第二导线段连接。
[0017]可选的，所述滤波器为带通滤波器，其通带频率范围为4.4GHz～5GHz。
[0018]可选的，所述滤波器包括并联设置的多个谐振器，多个谐振器的一端通过电容耦合，另一端相互连接并与一电感串联；所述谐振器为电容和电感的并联电路。
[0019]可选的，所述电容是MIM电容，包括下极板、电介质层和上极板，其中下极板、上极板至少之一与所述电感的金属布线层位于同一层，即可采用同道金属沉积工艺制作。
[0020]一种射频前端模组，其包括上述的滤波器。
[0021]一种桥式电感结构的制作方法，其包括以下步骤：
[0022](1)于一基板上设置第一金属布线层；
[0023](2)在所述第一金属布线层上设置介质层和层间连接柱，其中所述层间连接柱贯穿所述介质层；
[0024](3)在所述介质层上形成第二金属布线层，第二金属布线层包括前后间隔排列的若干第二导线段；
[0025]其中，第一金属布线层包括对应位于第二导线段两端的若干第一导线段；第二导线段和第一导线段间通过层间连接柱连接，且各第二导线段分别通过一端的第一导线段与前一第二导线段连接，通过另一端的第一导线段与后一第二导线段连接。
[0026]可选的，所述步骤(2)中通过下面子步骤形成：
[0027]采用电镀铜工艺在所述第一金属布线层上形成层间连接柱；
[0028]填充介质材料形成介质层，介质层包覆第一金属布线层裸露的表面及层间连接柱的侧面。
[0029]可选的，所述步骤(2)中通过下面子步骤形成：
[0030]于第一金属布线层上形成介质层，介质层覆盖第一金属布线层表面；
[0031]于所述介质层中形成贯穿该介质层的通孔；
[0032]采用电镀工艺在通孔中形成所述层间连接柱。
[0033]本专利技术有益效果为：
[0034]本专利技术的桥式电感结构基于RDL(Re
‑
distributed layer，重布线层)技术，通过第一金属布线层、第二金属布线层以及层间互联结构的设计，且第一金属布线层和层间互联结构设置于介质层之中，可以容易获得较厚的金属厚度以及较大的金属表面积，使电感占地面积的单位面积上存储电荷增加，从而使所存储的电荷大幅提升，增加了电感的Q值。在一些实施例，采用该种桥式电感结构的滤波器，可以使得插损(Insertion Loss)特性变好，
频段衰减的需要特性更佳。
附图说明
[0035]图1为一实施例的桥式电感结构的结构示意图；
[0036]图2为第一金属布线层、第二金属布线层和层间连接柱的连接结构示意图；
[0037]图3为图2的俯视角度的结构示意图，图中体现连接关系；
[0038]图4为第一金属布线层、第二金属布线层和层间连接柱的分解结构示意图；
[0039]图5为一实施例的桥式电感结构的制作工艺流程图；
[0040]图6为另一实施例的桥式电感结构的制作工艺流程图；
[0041]图7为实施例的5G滤波器的电路原理示意图；
[0042]图8为实施例的射频前端终端模块的电路原理示意图；
[0043]图9为实施例和对比例的电感值L测试谱图；
[0044]图10为实施例和对比例的Q值测试谱图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥式电感结构，其特征在于：所述电感结构设于基板上，包括第一金属布线层、第二金属布线层、层间连接柱和介质层，介质层覆盖第一金属布线层，第二金属布线层设于介质层上，层间连接柱填充于贯穿介质层的通孔中；第二金属布线层包括前后间隔排列的若干第二导线段，第一金属布线层包括对应位于第二导线段两端的若干第一导线段；第二导线段和第一导线段间通过层间连接柱连接，且各第二导线段分别通过一端的第一导线段与前一第二导线段连接，通过另一端的第一导线段与后一第二导线段连接。2.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述基板的电阻率大于或者等于5
×
10
‑4Ω
·
cm。3.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述基板的厚度为80～150μm。4.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述第一导线段位于相邻两第二导线段同一侧的末端之间，且分别通过所述层间连接柱与相邻两第二导线段的末端连接。5.根据权利要求4所述的桥式电感结构，其特征在于：所述若干第二导线段沿一第一方向平行排列，若干所述第一导线段于所述第二导线段的两侧交替排布，且各第一导线段沿所述第一方向延伸。6.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述第二金属布线层还包括设于所述若干第二导线段前后两侧的两引出段；前后最末位的两第二导线段分别具有自由端，所述两引出段与两自由端一一对应连接。7.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述层间连接柱为实心铜柱。8.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述介质层的材料包括聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)、苯并环丁烯(BCB)和聚酰亚胺(PI)。9.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述第一金属布线层的厚度为3～8μm，所述层间连接柱的高度为3～20μm，所述第二金属布线层的厚度为3～8μm。10.根据权利要求1所述的桥式电感结构，其特征在于：所述第二导线段的宽度为10～15μm。11.一种滤波器，其特征在于：包括基板及滤波电路；所述滤波电路包括设于所述基板上的电感和电容；其中所述电感为桥式电感结构，包括设于所述基板上的第一金属布线层、第二金属布...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕致远，吴萍芳，
申请(专利权)人：泉州市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：