片上中心抽頭差分電感的製作方法

2023-04-25 03:12:41 2

專利名稱：片上中心抽頭差分電感的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子元件，具體地說，涉及一種片上電感。
背景技術：
在CMOS射頻集成電路(RFIC)發展中，最迫切的和最困難的是要發展高性能的新 器件和新的單元電路，它們是實現單片CMOS集成射頻前端的基礎。平面螺旋電感作為射頻 集成電路中的關鍵元件，是電路中最難設計和掌握的元件，它的性能參數直接影響著射頻 集成電路的性能。片上電感能實現射頻集成電路中電感的集成化問題，從而有助於射頻集 成電路的片上系統實現。片上電感一般通過金屬薄膜在矽襯底上繞制而成，相對於現有的線繞電感，片上 電感具有成本低、易於集成、噪聲小和功耗低的優點，更重要的是能與現今的CMOS工藝兼 容。而對於片上電感這類無源器件相對別的電路元件會佔較大的面積，為了使得片上電感 繼續與不斷縮小面積的CMOS工藝兼容，從而優化晶片面積，業界一般採用的方法有1.將兩個完全相同的電感並排放置來形成對稱的結構。2.使用差分螺旋的片上電感，而且還能與差分信號兼容。這種電感是將兩個完全 相同的螺旋電感纏繞在一起，這樣可以增加這兩個對稱電感之間的磁場耦合，以獲得比較 高的有效電感值。片上差分電感相對於普通片上電感的好處是能夠利用差分電感內部的耦合、用較 小的面積實現較大的電感值。中心抽頭差分電感在射頻集成電路中具有廣泛的應用，可用 於差分電感的壓控振蕩器的諧振網絡，用於正交壓控振蕩器中的源極二次諧波耦合，全差 分低噪聲放大器和混頻器的負載諧振網絡等。因而可以廣泛集成在手機、無線區域網、衛星 電視等通信系統等的射頻集成電路中。請參閱圖1，圖1為現有的片上中心抽頭差分電感示意圖，其中心抽頭(Center Tap)3是從繞線線圈1的末端通過過孔(未標示)至其正下方處，直接引出一條連接線直接 與地線4相連，而此連接線是從部分的繞線線圈交疊區(Crossover Area)2正下方直接穿 過，其中中心抽頭3是處於金屬層Ml中，繞線線圈交疊區2是處於金屬層M3中，電感的繞 線線圈1是處於金屬層M2中。現有的片上中心抽頭差分電感其缺陷在於片上中心抽頭差分電感的繞線線圈、 中心抽頭以及繞線線圈交疊區分別處於不同的金屬層中，因而製造成本比較高。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種片上中心抽頭差分電感，降低製造成 本。為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種片上中心抽頭差分電感，所述中心 抽頭差分電感由繞線線圈、繞線線圈交疊區以及由繞線線圈末端引出的中心抽頭組成，所 述繞線線圈交疊區和中心抽頭製作在一金屬層中，所述繞線線圈製作在另一金屬層中。[0011]進一步的，所述中心抽頭呈「M」型或「T」型結構。進一步的，所述中心抽頭的引出線兩端與地線連接。進一步的，所述繞線線圈呈多邊形或者圓形。與現有的中心抽頭差分電感相比，本實用新型的片上中心抽頭差分電感的中心抽 頭與繞線線圈交疊區處於同一金屬層中，使得片上中心抽頭差分電感只需要兩層金屬即可 完成片上中心抽頭差分電感的製作，因此在獲得相同性能的片上中心抽頭差分電感情況 下，相對於現有的三層金屬的片上中心抽頭差分電感，減少了一層金屬層的工藝製作，從而 極大地降低工藝製作成本，且具有廣泛的應用價值。

圖1是現有的片上中心抽頭差分電感示意圖；圖2是本實用新型實施例一的片上中心抽頭差分電感示意圖；圖3是本實用新型實施例二的片上中心抽頭差分電感示意圖；圖4是本實用新型實施例三的片上中心抽頭差分電感示意圖；圖5是本實用新型實施例四的片上中心抽頭差分電感示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的片上中心抽頭差分電感作進一步 的詳細說明。實施例一請參考圖2，圖2是本實用新型實施例一的片上中心抽頭差分電感示意圖。繞線 線圈1的圈數為5圈，中心抽頭3是向上的，中心抽頭3與繞線線圈交疊區2處於同一金屬 層(金屬層Ml)中，其結構設計成「Μ」字型形狀，且與繞線線圈交疊區2無交疊之處，中心 抽頭3的兩端直接與地線4相連，而第三端通過過孔(未標示)直接與繞線線圈1末端連 接的。繞線線圈1是處於金屬層Μ2中，呈十六邊形形狀。本實施例的片上中心抽頭差分電 感只需要兩層金屬即可完成片上中心抽頭差分電感的製作，因此在獲得相同性能的片上中 心抽頭差分電感情況下，相對於現有的三層金屬的片上中心抽頭差分電感，減少了一層金 屬層的工藝製作，從而極大地降低工藝製作成本，且具有廣泛的應用價值。實施例二 請參考圖3，圖3是本實用新型實施例二的片上中心抽頭差分電感示意圖。繞線 線圈1的圈數為5圈，中心抽頭3是向上的，中心抽頭3與繞線線圈交疊區2處於同一金屬 層(金屬層Ml)中，其結構設計成「Τ」字型形狀，且與繞線線圈交疊區2無交疊之處，中心 抽頭3的兩端直接與地線4相連，而第三端通過過孔(未標示)直接與繞線線圈1末端連 接的。繞線線圈1是處於金屬層Μ2中，呈十六邊形形狀。本實施例的片上中心抽頭差分電 感同樣只需要兩層金屬即可製作完成，比現有的片上中心抽頭差分電感節省一層金屬層， 其效果與實施例一類似。實施例三接著，請參考圖4，圖4是本實用新型實施例三的片上中心抽頭差分電感示意圖。 繞線線圈1的圈數為4圈，中心抽頭3是向下的，中心抽頭3與繞線線圈交疊區2處於同一金屬層(金屬層Ml)中，其結構設計成「Μ」字型形狀，且與繞線線圈交疊區2無交疊之處，中心抽頭3的兩端直接與地線4相連，而第三端通過過孔(未標示)直接與繞線線圈1末 端連接的。繞線線圈1是處於金屬層Μ2中，呈十六邊形形狀。本實施例的片上中心抽頭差 分電感同樣只需要兩層金屬即可製作完成，比現有的片上中心抽頭差分電感節省一層金屬 層，其效果與實施例一類似。實施例四請參考圖5，圖5是本實用新型實施例四的片上中心抽頭差分電感示意圖。繞線 線圈1的圈數為4圈，中心抽頭3是向下的，中心抽頭3與繞線線圈交疊區2處於同一金屬 層(金屬層Ml)中，其結構設計成「Τ」字型形狀，且與繞線線圈交疊區2無交疊之處，中心 抽頭3的兩端直接與地線4相連，而第三端通過過孔(未標示)直接與繞線線圈1末端連 接的。繞線線圈1是處於金屬層Μ2中，呈十六邊形形狀。本實施例的片上中心抽頭差分電 感同樣只需要兩層金屬即可製作完成，比現有的片上中心抽頭差分電感節省一層金屬層， 其效果與實施例一類似。當然上述實施例一至實施例四中，所述的繞線線圈除了可以選用十六邊形外，還 可以使用四邊形、六邊形、八邊形、十六邊形、三十二邊形或圓形等。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會 有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要 求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求一種片上中心抽頭差分電感，所述中心抽頭差分電感由繞線線圈、繞線線圈交疊區以及由繞線線圈末端引出的中心抽頭組成，其特徵在於所述繞線線圈交疊區和中心抽頭製作在一金屬層中，所述繞線線圈製作在另一金屬層中。
2.根據權利要求1所述的片上中心抽頭差分電感，其特徵在於所述中心抽頭呈「M」型 或「T」型結構。
3.根據權利要求1所述的片上中心抽頭差分電感，其特徵在於所述中心抽頭的引出 線兩端與地線連接。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的片上中心抽頭差分電感，其特徵在於所述繞 線線圈呈多邊形或者圓形。
專利摘要本實用新型公開一種片上中心抽頭差分電感，所述差分電感由繞線線圈、繞線線圈交疊區以及由繞線線圈末端引出的中心抽頭組成，所述繞線線圈交疊區和中心抽頭製作在同一金屬層中，所述繞線線圈製作在另一金屬層中，所述中心抽頭呈「M」型或「T」型結構，所述中心抽頭的引出線兩端與地線連接，所述繞線線圈呈多邊形或者圓形。與現有的中心抽頭差分電感相比，本實用新型的片上中心抽頭差分電感的中心抽頭與繞線線圈交疊區處於同一金屬層中，使得片上差分電感只需要兩層金屬即可完成片上中心抽頭差分電感的製作，因此在獲得相同性能的片上中心抽頭差分電感情況下，相對於現有的三層金屬的片上中心抽頭差分電感，減少了一層金屬層的工藝製作，從而極大地降低工藝製作成本，且具有廣泛的應用價值。
文檔編號H01F27/29GK201562569SQ200920076499
公開日2010年8月25日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者任錚, 葉紅波, 周偉, 周煒捷, 曹永峰, 朱建軍, 王勇, 胡少堅, 趙宇航, 陳壽麵 申請人:上海集成電路研發中心有限公司