集成电感结构及集成变压器结构制造技术

一种集成电感结构及集成变压器结构，集成电感结构包含一第一螺旋状线圈、一第二螺旋状线圈及一连接线段。第一螺旋状线圈包含多个金属线段与及一跨接线段，并具有一第一端点、一第二端点、一第三端点及一第四端点，其中该跨接线段与所述金属线段不同层，用来连接所述金属线段。第二螺旋状线圈具有一第五端点及一第六端点。连接线段连接该第三端点与该第五端点以及该第四端点与该第六端点。该集成电感结构以该第一及第二端点作为输入端及输出端，且该第一端点与该第三端点位于一第一假想直线上，该第一假想直线通过该第一螺旋状线圈所围绕的一范围的中心区域，且该跨接线段与该范围的中心区域位于一第二假想直线上。

Integrated inductor structure and integrated transformer structure

The utility model relates to an integrated inductor structure and an integrated transformer structure, which comprises a first spiral coil, a second spiral coil and a connecting line segment. The first spiral coil includes a plurality of metal and a jumper line segment, and has a first end, a second end, a third end and a fourth end, wherein the cross connection segment and the metal line in different layers, used to connect the metal line. Second spiral coil has a fifth end and a sixth end. The connecting line segment is connected with the third end point and the fifth end point and the fourth end point and the sixth end point. The integrated inductor structure to the first and the two endpoint as the input and output ends and the first end and the third end is located in a first imaginary line, the center area of the first imaginary line through the first spiral coil around a range, and the crossover segment and the scope of the center is located in a region second imaginary line.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于集成电感结构及集成变压器结构，尤其关于具有高对称性的8字型集成电感及集成变压器。
技术介绍
电感以及变压器为射频集成电路中用来实现单端至差动信号转换、信号耦合、阻抗匹配等功能的重要组件，随着集成电路往系统单芯片(SystemonChip，SoC)发展，集成电感(integratedinductor)及集成变压器(integratedtransformer)已逐渐取代传统的分离式组件，而被广泛地使用在射频集成电路中。然而，集成电路中的电感及变压器，往往会占用大量的芯片面积，因此，如何缩小集成电路中的电感及变压器的面积，并同时维持组件的特性，例如电感值、质量因子(qualityfactor，Q)及耦合系数(couplingcoefficient，K)等等，成为一个重要的课题。图1为习知8字型集成电感的结构图。8字型集成电感100包含螺旋状线圈110及120。螺旋状线圈110(120)包含金属线段112(122)及金属线段114(124)。金属线段112(122)与金属线段114(124)通过位于贯穿位置的贯穿结构相连接，贯穿结构可以例如是导孔(via)结构或是导孔数组(viaarray)。使用时，信号从8字型集成电感100的其中一端点111(或121)输入，从另一端点121(或111)输出。此8字型集成电感100的缺点是，螺旋状线圈110及120本身的对称性不佳，造成8字型集成电感100的质量因子及电感值无法提升；再者，8字型集成电感100的两端点111及121距离远(当螺旋状线圈的圈数多时更明显)，不利于与集成电路中的差动组件耦接。
技术实现思路
鉴于先前技术的不足，本专利技术的一目的在于提供一种集成电感结构及集成变压器结构，以提高电感的对称性及电感值。本专利技术揭露了一种集成电感结构，包含：一第一螺旋状线圈，包含多个金属线段与及一跨接线段，并具有一第一端点、一第二端点、一第三端点及一第四端点，其中该跨接线段与所述金属线段不同层，用来连接所述金属线段；一第二螺旋状线圈，具有一第五端点及一第六端点；一连接线段，连接该第三端点与该第五端点以及该第四端点与该第六端点；其中该集成电感结构以该第一端点及该第二端点的其中一个为输入端，以另一个为输出端，且该第一端点与该第三端点位于一第一假想直线上，该第一假想直线通过该第一螺旋状线圈所围绕的一范围的中心区域，且该跨接线段与该范围的中心区域位于一第二假想直线上，该第一假想直线及该第二假想直线的一较小夹角大于等于45度。本专利技术另揭露了一种集成变压器结构，包含：一第一螺旋状线圈，包含多个金属线段与及一跨接线段，并具有一第一端点、一第二端点、一第三端点及一第四端点，其中该跨接线段与所述金属线段不同层，用来连接所述金属线段；一第二螺旋状线圈，具有一第五端点、一第六端点、一第七端点及一第八端点；一连接线段，连接该第三端点与该第五端点以及该第四端点与该第六端点；其中该集成变压器以该第一端点及该第二端点为输入端口，以及以该第七端点及该第八端点为输出端口，且该第一端点与该第三端点位于一第一假想直线上，该第一假想直线通过该第一螺旋状线圈所围绕的一范围的中心区域，且该跨接线段与该范围的中心区域位于一第二假想直线上，该第一假想直线及该第二假想直线的一较小夹角大于等于45度。本专利技术的集成电感结构及集成变压器结构具有高对称性，有利于提升电感值，再者，电感的输入端与输入端之间的距离，不受螺旋状线圈的圈数影响，方便与集成电路中的差动组件耦接。有关本专利技术的特征、实作与功效，兹配合图式作实施例详细说明如下。附图说明[图1]为习知8字型集成电感的结构图；[图2]为本专利技术一实施例的8字型电感的结构图；[图3A]为本专利技术另一实施例的8字型电感的结构图；[图3B]为图3A的8字型电感结构的连接关系图；[图4]为本专利技术另一实施例的8字型电感的结构图；[图5]为本专利技术另一实施例的8字型电感的结构图；[图6]为本专利技术另一实施例的8字型电感的结构图；以及[图7]为本专利技术一实施例的集成变压器的结构图。具体实施方式以下说明内容的技术用语参照本
的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本专利技术的揭露内容包含集成电感结构及集成变压器结构，其所包含的部分组件单独而言可能为已知组件，因此在不影响该装置专利技术的充分揭露及可实施性的前提下，以下说明对于已知组件的细节将予以节略。图2为本专利技术一实施例的8字型电感的结构图。8字型集成电感200包含螺旋状线圈210及220。螺旋状线圈210包含围绕成3圈的金属线段215a、215b、215c、215d(制作于同一金属层)，此4个金属线段藉由位于不同金属层的跨接线段216a及216b连接。螺旋状线圈210包含4个端点211、212、213及214，端点211及212的其中之一为8字型集成电感200的输入端，另一为输出端，两者分别通过引导线段211a及212a传输信号。类似地，螺旋状线圈220包含围绕成3圈的金属线段225a、225b、225c(制作于同一金属层)，此3个金属线段藉由位于不同金属层的跨接线段226a及226b连接。端点211及212位于螺旋状线圈210的外层线圈，而端点213及214则位于螺旋状线圈210的最内层线圈；另一方面，端点223及224位于螺旋状线圈220的最内层线圈。螺旋状线圈210及螺旋状线圈220通过连接线段(包含跨接线段230及240)连接，其中跨接线段230连接端点213及端点224，跨接线段240连接端点214及端点223。此实施例中，螺旋状线圈210及螺旋状线圈220中除了跨接线段以外的金属线段制作于第一金属层，而跨接线段230及240为交叉(crossing)结构，分别制作于第二金属层及第三金属层。因此跨接线段230及240可以跨越多条构成螺旋状线圈210及螺旋状线圈220的金属线段(位于第一金属层)，使螺旋状线圈210及螺旋状线圈220两者的最内层通过连接线段互相连接。在其他的实施例中，连接线段可以不为交叉结构(亦即其中一跨接线段连接端点213及端点223，另一跨接线段连接端点214及端点224)，此时连接线段可以只用一层金属层实作。实际上螺旋状线圈210及螺旋状线圈220两者皆为对称型的螺旋状线圈，且两者以背对背(back-to-back)的方式排列。两者位于内层线圈的端点(端点213、214、223、224)通过连接线段耦接后，便形成8字型的集成电感结构，而螺旋状线圈220中相对于螺旋状线圈210的端点211及212的位置，可以形成8字型的集成电感200的中央抽头(centertap)221，因此8字型集成电感200的接口(由端点211及端点212所构成)、连接线段及中央抽头221位于一直线250上，且8字型集成电感200对该直线250对称，因此本专利技术的8字型集成电感200相较于习知的8字型集成电感100有更好的对称性，而且端点211及端点212两者间的距离可以缩短，且不受螺旋状线圈的圈数影响，使得8字型集成电感200更适合应用于差动电路。当8字型集成电感200应用于差动电路时，中央抽头221可连接至地或差动电路的电源VDD。螺旋状线圈210所围绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电感结构，包含：一第一螺旋状线圈，包含多个金属线段与及一跨接线段，并具有一第一端点、一第二端点、一第三端点及一第四端点，其中该跨接线段与所述金属线段不同层，用来连接所述金属线段；一第二螺旋状线圈，具有一第五端点及一第六端点；一连接线段，连接该第三端点与该第五端点以及该第四端点与该第六端点；其中该集成电感结构以该第一端点及该第二端点的其中一个为输入端，以另一个为输出端，且该第一端点与该第三端点位于一第一假想直线上，该第一假想直线通过该第一螺旋状线圈所围绕的一范围的中心区域，且该跨接线段与该范围的中心区域位于一第二假想直线上，该第一假想直线及该第二假想直线的一较小夹角大于等于45度。

【技术特征摘要】
1.一种集成电感结构，包含：一第一螺旋状线圈，包含多个金属线段与及一跨接线段，并具有一第一端点、一第二端点、一第三端点及一第四端点，其中该跨接线段与所述金属线段不同层，用来连接所述金属线段；一第二螺旋状线圈，具有一第五端点及一第六端点；一连接线段，连接该第三端点与该第五端点以及该第四端点与该第六端点；其中该集成电感结构以该第一端点及该第二端点的其中一个为输入端，以另一个为输出端，且该第一端点与该第三端点位于一第一假想直线上，该第一假想直线通过该第一螺旋状线圈所围绕的一范围的中心区域，且该跨接线段与该范围的中心区域位于一第二假想直线上，该第一假想直线及该第二假想直线的一较小夹角大于等于45度。2.根据权利要求1所述的集成电感结构，其中该第一螺旋状线圈包含一第一外层线圈及至少一第一内层线圈，该第二螺旋状线圈包含一第二外层线圈及至少一第二内层线圈，该第一端点及该第二端点位于该第一外层线圈，该第三端点及该第四端点位于该第一内层线圈，且该第五端点及该第六端点位于该第二内层线圈。3.根据权利要求2所述的集成电感结构，其中所述金属线段制作于一第一金属层，该第二螺旋状线圈包含制作于该第一金属层的多个附加金属线段，该连接线段包含分别制作于一第二金属层及一第三金属层的一第一跨接线段及一第二跨接线段，该第一跨接线段及该第二跨接线段跨越部分所述金属线段及部分所述附加金属线段。4.根据权利要求1所述的集成电感结构，其中该第一螺旋状线圈包含一第一外层线圈及至少一第一内层线圈，该第二螺旋状线圈包含一第二外层线圈及至少一第二内层线圈，该第一端点及该第二端点位于该第一内层线圈，该第三端点及该第四端点位于该第一外层线圈，且该第五端点及该第六端点位于该第二外层线圈。5.根据权利要求4所述的集成电感结构，其中所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜孝璁，简育生，叶达勋，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71