高品质因子电感和电容电路结构制造技术

一种电路包括第一叉指电容(100)，该第一叉指电容包括耦接到第一多个叉指元件(120)的第一总线(110)以及耦接到第二多个叉指元件(115)的第二总线(105)。该第一总线平行于第二总线。该电路包括电感(500)，该电感包括第一腿部(125，515)，朝向为垂直于第一总线和第二总线。该电感的第一腿部耦接到第一总线的中心(135)。相关方法也被公开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及半导体集成电路(IC)，更具体地涉及用于半导体IC的高品质因子电容和电感电路结构。
技术介绍
现代集成电路(IC)经常要求在GHz(gigahertz)频率范围内运行。对于10GHz或者更低频率，已知多个电路结构能够提供可接受的性能。例如，已知电感-电容(LC)电路结构能够在10GHz或更低频率下以适当高的品质(Q)因子运行。这些LC电路结构均含有叉指电容。电路的Q因子通常随着频率的增加而降低。当频率增加到高于10GHz时，传统LC电路结构的性能开始显著下降。例如，当频率从大约10GHz增加到大约32GHz时，使用叉指电容的传统LC电路结构的Q因子将可预期地降低多达67％。用于提高在高频下的LC电路结构Q因子的技术包括增加叉指电容的总线(busline)宽度，增加叉指电容的叉指元件的宽度，或者同时采用这两种方法。然而，这些技术占用了大量面积，从而降低了IC中可用于其它电路的面积和/或增加了IC自身的尺寸。此外，增加的总线和/或叉指元件的宽度增加了LC电路结构中的寄生电容。增加的寄生电容会降低电路的调谐范围，例如那些通常依赖或者包含LC电路结构的压控振荡器和/或其它电路。
技术实现思路
一种电路包括第一叉指电容，该第一叉指电容包括耦接到第一多个叉指元件的第一总线以及耦接到第二多个叉指元件的第二总线。该第一总线平行于第二总线。该电路还包括电感，该电感包括第一腿部，朝向为垂直于第一总线和第二总线。该电感的第一腿部耦接到第一总线的中心。另一种电路包括第一多个叉指电容，其中该第一多个叉指电容的每个叉指电容包括耦接到第一多个叉指元件的第一总线、以及耦接到第二多个叉指元件的且平行于第一总线的第二总线。该电路包括第二多个叉指电容，其中第二多个叉指电容的每个叉指电容包括耦接到第三多个叉指元件的第三总线、以及耦接到第四多个叉指元件的且平行于第三总线的第四总线。第三总线平行于第四总线。该电路还包括电感，该电感包括朝向为垂直于第一总线的第一腿部以及平行于第一腿部的第二腿部。该电感的第一腿部耦接到第一多个叉指电容的每个第一总线的中心。该电感的第二腿部耦接到每个第二多个叉指电容的第三总线的中心。本申请还公开了一种相关的方法。该方法包括提供电路的第一叉指电容，其中，该第一叉指电容包括耦接到第一多个叉指元件的第一总线，以及耦接到第二多个叉指元件的第二总线。第一总线平行于第二总线。该方法还包括提供电感，该电感具有朝向为垂直于第一总线和第二总线的第一腿部。该电感的第一腿部耦接到第一总线的中心。附图说明图1示出了一个示例性的包括叉指电容的电路结构的框图；图2是图1的电路结构的截面侧视图；图3是另一个示例性的包括叉指电容的电路结构的透视图；图4示出了一个示例性的包括叉指电容阵列的电路结构的框图；图5示出了一个示例性的电感-电容(LC)电路结构的框图；图6示出了一个示例性的包括叉指电容阵列的电路结构的框图；图7示出了另一个示例性的LC电路结构的框图；图8示出了一个示例性的生成LC电路结构的方法的流程图；图9示出了两个不同的LC电路结构的Q因子随频率变化的曲线图。具体实施方式本公开包括了定义了新特征的权利要求，应当理解，说明书结合附图考虑将更好地理解本文描述的这些多个特征。出于示意的目的，本公开描述了过程、机器、制品和多个变化例。所描述的任何具体结构和功能性细节不应被解释为限制的，而仅是作为权利要求的基础，并作为代表性基础、用于教导本领域技术人员以各种方式将所描述的特征应用于任何适当的具体结构。此外，本公开中使用的术语和词句不是出于限制性的目的，而是为了提供对特征的可理解的描述。本公开涉及半导体集成电路(IC)，更具体地涉及用于半导体IC中的高品质因子电容和电感电路结构。根据本文公开的专利技术方案，描述了一种电路结构，其能够在包括超过约10GHz频率的宽频率范围内提供高品质(Q)因子。对于在大约32GHz频率处或该频率附近、以及高至大约52GHz的频率，该电路结构相较于传统的电路结构可以提供更高的Q因子。该电路结构包括电感和一个或者多个叉指电容。每个叉指电容包括第一总线和第二总线。叉指电容的叉指元件均耦接到第一总线和第二总线。电感包括耦接到一个或者多个叉指电容的腿部。更具体地，电感的腿部耦接到所使用的每个叉指电容的总线的中心。通过将电感的腿部耦接到叉指电容的总线的中心，使得电流在每个叉指电容的中心位置从电感注入到叉指电容。结果是，与其他电路中电流从叉指电容的总线边缘注入所通过的电流路径相比，电流在叉指电容内流经的路径长度降低了近一半。缩短的电流路径长度使得电路结构的串联电阻降低，从而增加了Q因子。如本公开描述的，相比于边缘-连接的配置，在选定频率处，耦接电感腿部至总线的中心能够使电路结构的Q因子增加大约60％。出于简洁和清晰示出的目的，附图中示出的元件不必须按照比例绘制。例如，为了清晰，一些元件的尺寸相对于其他元件是扩大的。此外，在认为适当的地方，附图标记在附图中重复使用，以标识对应的、类同的、或者近似的特征。图1示出了一个示例性的包括叉指电容的电路结构100的框图。图1的电路被实现在一个半导体IC内，并以布图示出。如图中所示，叉指电容100包括总线105和总线110。总线105平行于总线110。总线105耦接到多个叉指元件115。叉指元件115被用竖线阴影标识。总线110耦接到多个叉指元件120。叉指元件120被用横线阴影标识。叉指元件115和叉指元件120均垂直于总线105和110。因此叉指元件115和120彼此平行。如图1描绘的，叉指元件115的各个叉指元件与叉指元件120的各个叉指元件交替分布。更具体地，从叉指电容100的左侧至右侧，叉指元件以一种重复模式排列：叉指元件115之后是叉指元件120，该叉指元件120之后是另一个叉指元件115，该另一个叉指元件115之后是另一个叉指元件120，以此类推。在图1中总线105和叉指元件115用不同的阴影绘出，以更清楚地示出叉指电容100的不同部分。应当理解，在一个方面，总线105和叉指元件115可以形成于半导体IC的导电层的连续部分。例如，总线105和叉指元件115可以形成于一个连续的金属部分。类似的，总线110和叉指元件120使用不同的阴影，但是可以形成于半导体IC中的例如金属的导电层的连续部分。电感的一部分形成在叉指电容100上。电感的该部分是电感的腿部125部分。腿部125被实现在与叉指电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其特征在于，包括：第一叉指电容，包括耦接到第一多个叉指元件的第一总线，以及耦接到第二多个叉指元件的第二总线；其中，所述第一总线平行于所述第二总线；以及电感，包括第一腿部，其朝向为垂直于所述第一总线和所述第二总线；其中，所述电感的第一腿部耦接到所述第一总线的中心。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.27 US 14/092,2411.一种电路，其特征在于，包括：
第一叉指电容，包括耦接到第一多个叉指元件的第一总线，以及耦接到第二多个叉
指元件的第二总线；
其中，所述第一总线平行于所述第二总线；以及
电感，包括第一腿部，其朝向为垂直于所述第一总线和所述第二总线；
其中，所述电感的第一腿部耦接到所述第一总线的中心。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
所述第一多个叉指元件和所述第二多个叉指元件垂直于这些总线；以及
所述第一多个叉指元件的各个叉指元件与所述第二多个叉指元件的各个叉指元件交
替分布。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一总线、所述第二总线、所述第
一多个叉指元件以及所述第二多个叉指元件实现在同一个层中。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电感实现在至少第二层中，所述第
二层不同于所述第一层且平行于所述第一层。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：
第二叉指电容，包括耦接到第三多个叉指元件的第三总线，以及耦接到第四多个叉
指元件的第四总线；
其中，所述第三总线和所述第四总线平行于所述第一总线；以及
其中，所述电感的第一腿部耦接到所述第三总线的中心。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：
第二叉指电容，包括耦接到第三多个叉指元件的第三总线，以及耦接到第四多个叉
指元件的第四总线；
其中，所述第三总线和所述第四总线平行于所述第一总线；
其中，所述电感包括平行于所述第一腿部的第二腿部；以及
其中，所述电感的所述第二腿部耦接到所述第三总线的中心。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，还包括：
第一开关，配置成可选地连接所述第二总线至所述第四总线。
8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，还包括：
第三叉指电容，包括耦接到第五多个叉指元件的第五总线，以及耦接到第六多个叉
指元件的第六总线；
其中，所述第五总线和所述第六总线平行于所述第一总线；
其中，所述电感的第一腿部耦接到所述第五总线的中心；以及
第四叉指电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：景晶，吴淑贤，吴昭颖，
申请(专利权)人：赛灵思公司，
类型：发明
国别省市：美国;US