[发明专利]包含高品质因数的电感元件的极小型集成电路

说明书

本发明涉及一种集成电路，其包括衬底、导电层、叠置在所述导电层上的至少一个电感元件、和使导电层与电感元件绝缘的装置，所述电感元件由具有外轮廓和内轮廓的金属匝形成，外轮廓和内轮廓之间界定了称为辐射表面的表面。

这种集成电路公知于文献PCT/US98/05149。包含在所述集成电路中的电感元件具有高的品质因数，这是由于衬底和电感元件之间夹有导电屏蔽而获得的。一方面，公知的屏蔽可以通过降低衬底中流动的感生电流，来降低能量损耗，另一方面，通过限制电流通路长度，来降低磁性损耗，这会降低电感元件的品质因数。

本发明注意到以下考虑：

在已有技术中，利用占据由辐射表面外轮廓界定的整个表面的切片来实现屏蔽。称为内表面并且由辐射表面的内轮廓界定的表面，是电路内部的无用的表面，即，不能用于除了屏蔽之外的目的。

本发明的一个目的是使其它元件能够集成在如开始段落定义类型的电路中，而不导致所述电路的尺寸增大，并且所述其它元件的工作不受电感元件的影响。

根据本发明，如开始段落定义的集成电路的特征在于导电层具有与辐射表面基本相同的表面。

在本发明的一个优选实施例中，有源区集成在未被辐射表面覆盖的表面上。特别是，这种表面可以是内表面。有源区可以包括电容性元件、电阻性元件或半导体元件。因此本发明可以用于任何集成电路，其中，其它元件无论是否电容性的、电阻性的或半导体的元件，还可以包括电感元件。

在本发明的特定实施例中，导电层形成开式电路。本发明的这个实施例的目的在于防止电感元件和叠置的导电层之间形成互感。在此实施例中，电感元件产生的磁场所感生的电流不能穿过形成开式电路的导电层。因此，导电层和电感元件之间存在的互感是很小的。

更特别的，导电层可以包括导电段。这些导电段可使电感元件在导电层产生的磁场所产生的涡流最小化。导电段可以连接到非闭合框架。这样组件相对于其中感生的电流起开式电路作用。

在本发明的一个优选实施例中，衬底形成有垂直于电感元件匝的沟槽。这些沟槽的底部覆着有导电材料。这样导电层位于衬底内部，并且当其与电路接地连接时形成深屏蔽。

在本发明的一个有利的实施例中，集成电路还包括低电阻材料或导电材料的阱，其壁完全包围电感元件，所述阱在其整个高度上具有至少一个槽缝。电感元件位于另一电感元件附近时，与这另一个电感元件产生互感。这种互感会使电感元件的品质因数劣化。通过限制电感元件与存在于电路的任何其它电感元件的磁相互作用，阱能够限制这种影响的发生。在阱的整个高度上形成槽缝，以便防止在阱的表面形成电流回路。由于集成电路是由叠置层形成的，每一层由低电阻材料或导电材料制成，所以阱的壁可以由轨迹堆叠形成，每个轨迹形成在所述层之一，围绕由电感元件表面确定的周边，所述轨迹是互连的。通过利用存在的层实现阱不会导致增大电路尺寸。阱和导电层可以有利地互连到相同的参考电位端，例如电路接地，以免形成寄生电容。

在本发明的一个变型中，集成电路包括两个电感元件，两个电感元件连接在电位端子和把电感元件连接到电路的端子之间，根据对电路的要求，电位端子可以是固定或可变电位的电源端子，或者是在参考或地电位GND的端子。它们设置成可使在所述端子之间流动的电流I通过。这两个电感元件是对称的，每个都是由单一相同的匝形成的。这种匝的结构的选择影响到电流经过该匝时形成的互感值，因此影响到借助于该匝形成的电感元件的品质因数。进行这种选择以便优化电感元件的品质因数。为了最大化地降低所述电感元件和电路的其它元件之间的电磁相互作用，如上所述，所述匝应由一个阱包围。

本发明可以用于任何集成电路，其中，电感元件与其它元件并排存在，其它元件无论是否电容性元件、电阻性元件或半导体元件均可。集成电路例如可以是振荡器、有源负载混合器或者滤波器。在其应用之一，本发明还涉及振荡器，适合于提供其频率值取决于调谐电压的输出信号，其特征在于该振荡器是按如上所述的本发明的集成电路形式实现的，还包括与电感元件连接的至少一个变容二极管，而且设置成利用该调谐电压施加偏压。

一般地说，本发明可以有利地用于接收无线电信号的设备。因此本发明涉及一种无线电信号接收机，包括：

天线和滤波系统，能够接收其频率选自给定频率范围内的信号，该频率称为无线电频率，并且能够使所述信号变换成称为无线电信号的电信号，

本地振荡器，其频率称为振荡频率，可以作为调谐电压的函数进行调谐，

混合器，设置成接收无线电信号和来自本地振荡器的信号，并且提供输出信号，该输出信号具有的固定频率等于无线电频率与振荡频率之差，

信号处理单元，设置成使用混合器的输出信号，