[发明专利]一种集成LC滤波器及其制造方法

说明书

一种集成LC滤波器，包括衬底、第一导电层、第一介质层和第二导电层；所述衬底的第一表面开设有至少一个第一凹槽，所述第一导电层、第一介质层、第二导电层依次设置于已形成所述至少一个第一凹槽的所述衬底的第一表面；所述第一导电层、所述第一介质层和所述第二导电层形成的叠层结构为所述集成LC滤波器提供电容；所述至少一个第一凹槽包括一个连续线条形第一凹槽，所述连续线条形第一凹槽内设置的所述第二导电层形成与所述连续线条形第一凹槽匹配的导电绕组，所述导电绕组为所述集成LC滤波器提供电感。本发明通过在衬底表面设置凹槽，并将集成LC滤波器的电容和电感均主要设置于凹槽内(凹槽外区域仍提供少量电容值)，共用凹槽面积和加工工艺，同时利用凹槽的侧面积和深度增加电容有效面积和电感导电绕组厚度，具有工艺简单、面积利用率高、电容密度大、电感寄生电阻小等有益效果。

技术领域

本发明涉及一种集成LC滤波器及其制造方法。

背景技术

LC滤波器在射频电路、电源管理、抗电磁干扰等领域具有广泛应用。LC滤波器的小型化、集成化对于减小尺寸、降低成本、提高电子系统集成度具有重要作用。然而，小型化、集成化带来的尺寸、工艺限制为高性能集成LC滤波器的实现增加了难度。

如图1所示，为现有的一种集成LC滤波器的截面图。设置于衬底表面的第一导电层、第一介质层、第二导电层形成的叠层结构为集成LC滤波器提供电容，电容大小由C＝εA/d决定，其中ε为第一介质层材料的介电常数，A为电容有效面积，d为第一介质层的厚度。由于电容有效面积为第一导电层、第一介质层、第二导电层重叠区域的面积，该结构电容有效面积不超过衬底尺寸，无法提供大容值的电容。设置于衬底表面最顶层的第三导电层通过图形化形成的螺旋形绕组为集成LC滤波器提供电感。受工艺限制，设置于衬底表面最顶层的第三导电层线条宽度通常大于线条厚度，不易形成非常厚的第三导电层，无法提供低寄生电阻的电感。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种新型的集成LC滤波器。本发明通过在衬底表面设置凹槽，并将集成LC滤波器的电容和电感均主要设置于凹槽内(凹槽外区域仍提供少量电容值)，共用凹槽面积和加工工艺，同时利用凹槽的侧面积和深度增加电容有效面积和电感导电绕组厚度，以实现工艺简单、面积利用率高、电容密度大、电感寄生电阻小等有益效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种集成LC滤波器，其特征在于，包括衬底、第一导电层、第一介质层和第二导电层；所述衬底的第一表面开设有至少一个第一凹槽，所述第一导电层、第一介质层、第二导电层依次设置于已形成所述至少一个第一凹槽的所述衬底的第一表面；所述第一导电层、所述第一介质层和所述第二导电层形成的叠层结构为所述集成LC滤波器提供电容；所述至少一个第一凹槽包括一个连续线条形第一凹槽，所述连续线条形第一凹槽内设置的所述第二导电层形成与所述连续线条形第一凹槽匹配的导电绕组，所述导电绕组为所述集成LC滤波器提供电感。

进一步地，所述第一导电层在包括所述至少一个第一凹槽表面的所述衬底的第一表面连续，所述第二导电层设置于所述至少一个第一凹槽内部。

进一步地，所述至少一个第一凹槽的截面为矩形或者梯形。

进一步地，所述至少一个第一凹槽的深度大于开口宽度。

进一步地，所述衬底为高阻硅，所述第一导电层为重掺杂的硅，所述第一介质层为氧化硅、氮化硅或者高K介质，所述第二导电层为铜。

进一步地，所述第二导电层完全填充所述至少一个第一凹槽。

优选地，所述连续线条形第一凹槽为螺旋形第一凹槽。

优选地，所述集成LC滤波器的第一端口耦合到所述导电绕组的一端和所述第一导电层之间，所述集成LC滤波器的第二端口耦合到所述导电绕组的另一端和所述第一导电层之间。