[发明专利]平面八边形螺旋结构的生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路版图绘制领域，尤其涉及一种平面八边形螺旋结构的生成方法。

背景技术

电感在各种电子电路中的使用相当普遍，一直以来都以分立式结构存在，这种分立电感一般都以螺线管的结构制作，拥有较大的封装体积和占据着电路板上较大的面积。而随着集成电路技术和通信技术的发展，占据更小面积的集成平面螺旋电感器件迅速的在有着低功耗低成本轻薄便携诉求的消费类电子产品中得到广泛应用。

目前主流的集成电感通常使用后道金属层互连工艺与集成电路一起制作在硅(Si)衬底或者砷化镓(GaAs)等衬底上，形成芯片级的集成平面螺旋电感。在一些应用中也可以把电感直接制作在多层印刷电路板上，形成板级的集成平面螺旋电感。平面化的螺旋电感由螺线管电感演化而来。其一般有两个端口，一个在电感线圈中心，通过下层金属引出；另一个通过绕圈的方式在电感线圈最外侧连接到电路其他部分。

由集成电路设计和制造的流程可以知道，集成平面螺旋电感在生产出来要经过仿真验证以及版图绘制这一过程。仿真验证是在电路设计过程中对所需要用到电感进行三维电磁场仿真，用以得到精确的仿真结果。由于电感应用在射频范围，正确无瑕疵的仿真结构对于仿真结果有着重大的影响。另一方面，版图文件用于进行掩膜版制作，电感图形的好坏对实际电路也产生根本影响。不好的电感图形会导致电路性能下降，或者需要重新改版造成生产成本增加。

因此，在仿真和版图设计中绘制完美的，与设计参数完全一致的平面螺旋电感的版图图形至关重要。

在常用的四边形和八边形电感中，四边形电感由于每一圈的四个顶点都是直角的顶点，各条边都保持平行或者垂直，因此其版图绘制不容易出现图形错误；然而相比四边形电感，八边形电感的版图绘制则复杂很多，由于平面螺旋电感的内径从最内圈到最外圈在不断变化，内圈某内径值的线段必然要在某个顶点切换到另一内径值，所以计算八边形顶点坐标的算法直接决定八边形图形的好坏。现有的算法，在某些尺寸下可以得到较好的电感图形，但是随着尺寸变化，顶点坐标变化导致电感线圈的某段出现间距变小乃至线条重合的现象。这种间距变小地方，在制作时难以实现，即使制作出来性能也与设计指标相差甚远，从而严重影响RFIC的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平面八边形螺旋结构的生成方法，在满足版图设计规则的前提下，使得无论如何调整或设计版图参数值，都能得到与设计值完全一致的无偏差的平面八边形螺旋结构图形。

为解决上述问题，本发明提供一种平面八边形螺旋结构的生成方法，包括以下步骤：

设置所述平面八边形螺旋结构的版图参数值；

根据所述版图参数值设定所述平面八边形螺旋结构的线圈向外或向内螺旋的分段渐变量以及各圈线圈相对于正八边形结构的顶点偏移量；

根据所述版图参数值、分段渐变量以及顶点偏移量进行线圈的向外或向内螺旋，各圈线圈各分段依次渐变一分段渐变量并顶点偏移一顶点偏移量，得到各圈线圈的各分段的内边和顶点以及外边和顶点，形成所述平面八边形螺旋结构。

进一步的，所述版图参数包括八边形螺旋结构的外径D或者内径R、圈数N、线圈宽度W以及线圈间距S。

进一步的，所述分段渐变量为(W+S)/8，其使得各圈线圈各分段到所述平面八边形螺旋结构的中心的距离以等差变化的方式向外或向内螺旋。

进一步的，某圈线圈当前分段的内边或外边到原点的距离等于前一分段的内边或外边到原点的距离加上所述分段渐变量。

进一步的，所述平面八边形螺旋结构的线圈向内螺旋收缩时，所述分段渐变量取负值，向外螺旋扩张时，所述分段渐变量取正值。

进一步的，所述顶点偏移量为(1+k)*(W+S)/8，其中k值由正八边形结构的内角决定，所述顶点偏移量使得各圈线圈八边形的每个顶点坐标在正八边形的顶点坐标的基础上沿螺旋方向进行偏移。

进一步的，所述k值等于tan22.5°

进一步的，所述平面八边形螺旋结构为平面八边形螺旋电感结构、平面八边形变压器结构或平面八边形螺旋线结构。

与现有技术相比，本发明所提供的平面八边形螺旋结构的生成方法，在满足版图设计规则的前提下，以版图参数为输入值，设定分段渐变量并进行分段渐变内边或外边到原点的距离得到各圈线圈各段内边或外边，同时设定相对于正八边形的顶点偏移量并进行顶点偏移得到各圈线圈内边或外边的各顶点坐标，进而形成平面八边形螺旋结构的版图，使得无论如何调整或设计版图参数值，都能得到与设计值完全一致的无偏差的平面八边形螺旋结构图形。