发明名称 具有高电感性和高品质因子的多层螺旋电感器结构
摘要 本发明系提供一种多层积体电路技术所制造的高电感性和高品质因子的多层螺旋电感器结构。该电感器结构系藉由反射与旋转变换而产生每层螺旋图形相对于相邻下一层螺旋线圈图形有旋转角度。上层螺旋线圈的一端系藉由介层窗插塞(via plugs)与下层螺旋线圈的一端相连接。每层螺旋线圈的连接方式可依循一组螺旋线圈连接码-----下层螺旋线圈的边缘端连接中层螺旋线圈的边缘端而中层螺旋线圈的中心端连接上层螺旋线圈的中心端。因此,电流在每层螺旋线圈内流动方向是保持相同方向。由于每层螺旋线圈是串联连接且有相同电流方向设计,所以整体线圈的电感性是来自每层螺旋线圈电感贡献相加总和。该电感器结构具有愈多层螺旋线圈亦具有更高电感性(inductance)。
申请公布号 TW511274 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW089120278 申请日期 2000.09.29
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 刘萍
分类号 H01L27/04 主分类号 H01L27/04
代理机构 代理人 蔡清福 台北巿忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种形成在基材上之高电感和高品质因子的多层螺旋电感器结构,应用于射频电路,所采用多层积体电路技术,包括:一第一隔离层,形成在该基材上;一第一阶层金属横跨线配置在该第一隔离层,然后,第二隔离层形成在该第一隔离层上及该第一阶层金属线上;一具有N1圈之第一层螺旋线圈配置在该第二隔离层上与该第一阶层金属横跨线上方,然后,第三隔离层形成在该第二隔离层上及该第二阶层金属线上;一具有N2圈之第二层螺旋线圈配置在该第三隔离层上与该第一层螺旋线圈上方而且以反射与旋转变换相对于第一层螺旋线圈中心旋转一角度,然后,第四隔离层形成在该第三隔离层上及该第三阶层金属线上;一具有N3圈之第三层螺旋线圈配置在该第三隔离层上与该第二层螺旋线圈上方而且以反射与旋转变换相对于第二层螺旋线圈中心旋转一角度,然后,第五隔离层形成在该第四隔离层上及该第四阶层金属线上;第一层螺旋线圈边缘端藉由介层窗插塞与第二层螺旋线圈边缘端相连接而且第二层螺旋线圈中心端藉由介层窗插塞与第三层螺旋线圈中心端相连接,因此,电流在该三层螺旋线圈内流动方向是相同的。2.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该电感器采用m层之导体线的多层积体电路技术(m是大于3之自然数,表示金属导体线层数),并且多层螺旋线圈连接方式依序重覆一种连接码-----第(3n-1)层螺旋线圈边缘端藉由介层窗插塞与第(3n)层螺旋线圈边缘端相连接而且第(3n)层螺旋线圈中心端藉由介层窗插塞与第(3n+1)层螺旋线圈中心端相连接(其中n=1,2,3,……)。3.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中每层电感螺旋线圈之圈数可以相同亦可以不同。4.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该电感器结构之最上一层金属层包括做为横跨该螺旋线圈的上方,其一端点作为连接外部的电路或金属垫而另一端点连接下层螺旋线圈的一端。5.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该相邻二螺旋线圈彼此相对地旋转45度。6.如申请专利范围第2项所述之电感器结构,其中该相邻二螺旋线圈彼此相对地旋转360/(m-1)度产生整体对称图形或旋转不同角度。7.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中一凹槽,在该第一隔离层形成之前,先形成在该基板内。8.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该所有隔离层材质包括二氧化矽。9.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该所有隔离层材质包括介电常数小于4介电材质。10.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该螺旋线圈导体材质包括铝、铜、或金。11.如申请专利范围第1项所述之电感器结构,其中该介层窗插塞材质包括钨或铝。12.如申请专利范围第7项所述之电感器结构,在凹槽内加入离子植入制程使基板凹槽内阻値提高。图式简单说明:第一图系依据美国专利号第5,446,311号专利所显示之传统螺旋电感器平面图。第二图系以图解式表示方形电感器结构,其上层螺旋线圈相对于下层螺旋线圈以不同旋转角度旋转而整体电感器结构拈被限制在一圆形区域范围内。第三图系以平面图显示在凹槽内的第一层金属横跨接线和第一层螺旋线圈形。第四图系以平面图显示第二层螺旋线圈相对于第一层螺旋线圈旋转45角度而且第一层螺旋线圈边缘端藉由介层窗插塞与第二层螺旋线圈边缘端相连接。第五图系以平面图显示第三层螺旋线圈相对于第二层螺旋线圈旋转45角度而且第二层螺旋线圈中心端藉由介层窗插塞与第三层螺旋线圈中心端相连接。第六图系以平面图显示第三层螺旋线圈相对于第二层螺旋线圈旋转45角度之后,而形成与第一层螺旋线圈相同的螺旋线圈形。第七图系以截面图显示本发明在第六图沿A-B线的结构。
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