[发明专利]具有缠绕的导体的集成电路电感器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月16日提交的美国专利申请号13/161893的优先权权益，在此通过参考将其整体并入。

技术领域

本公开涉及集成电路，并且更具体而言，涉及集成电路电感器。

背景技术

经常需要在集成电路上形成电感器。电感器例如可以用于形成振荡器、滤波器和其他电路。

在相对低的频率时，可以通过固体金属迹线形成集成电路电感器。固体金属迹线可以布置为直线或是布置成螺旋电感器形状。虽然在一些情形中性能可能是令人满意的，但是在高频时的操作因趋肤效应(skin effect)和邻近效应(proximity effect)而提出挑战。这些挑战可以使得难于或者无法通过固体金属迹线形成令人满意地实施的电感器。还因缩减器件几何图形的持续需求而提出挑战。随着半导体处理技术进展，半导体制造设计规则所允许的最大线宽趋向于减小，这趋向于增加器件上金属线的最小阻抗。这可能不利地影响集成电路电感器性能。

发明内容

电感器可以通过包括缠绕传导线的传导路径来形成。传导线路可以在电介质堆叠中形成。电介质堆叠可以通过集成电路上交替的金属层和过孔层来形成。过孔层包括对来自相邻金属层的经图案化的线路进行互连的过孔。传导线路可以通过经图案化的金属层线路和过孔来形成。

缠绕的传导线路可以沿传导路径的长度彼此平行地行进。在交叉区域中，缠绕的传导线路可以彼此交叉，而彼此之间没有电连接。

电介质堆叠的过孔层中的过孔可以用于将缠绕的传导线路中的迹线连接至其他金属层中的平行迹线，从而减少线路阻抗。过孔还可以用于将一个金属层中的迹线连接至另一层中的交叉分段。

传导路径可以具有按在一对电感器端子之间的直线延伸的线性形状，或者可以具有回路形状。

根据所附附图和下面对一些优选实施例的具体描述，本发明的进一步特征、其本质和各种优势将更为明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的电感器的电路图。

图2是由集成电路上的固体金属条带形成的常规线性电感器的俯视图。

图3是由集成电路上的固体金属条带形成的常规螺旋电感器的俯视图。

图4是具有影响其阻抗的截面面积的导体条带的立体图。

图5是导体的截面图，其中当以高频操作时，趋肤效应对导体的有效阻抗有影响。

图6是由一对平行导体形成的传导路径的截面侧视图，其中趋肤效应和邻近效应对传导路径的阻抗有影响。

图7是由三个平行导体形成的传导路径的截面侧视图，其中趋肤效应和邻近效应对传导路径的阻抗有影响。

图8是根据本发明的一个实施例的、已通过一对平行缠绕的导体形成的传导路径的俯视图，该对导体重复地彼此交叉并且可以用于形成电感器。

图9是根据本发明的一个实施例的已通过三个平行缠绕的导体集合形成的传导路径，该导体集合重复地彼此交叉并且可以用于形成电感器。

图10是根据本发明的一个实施例的具有缠绕导体的传导路径的立体图，该缠绕的导体由在集成电路上的多个电介质堆叠层中的传导迹线形成。

图11是根据本发明的一个实施例的具有一对缠绕导体的传导路径的立体图，该对导体由多个电介质堆叠层中的平行迹线形成，使用插入的过孔将该平行迹线短接于一起。

图12是根据本发明的一个实施例的如下类型的电介质堆叠的截面侧视图，该类型的电介质堆叠可以包含图案化的金属迹线，该金属迹线用于形成具有多个缠绕的导体的传导电感器路径。

图13是根据本发明的一个实施例的曲线图，其中绘制了根据使用不同类型的传导路径形成的导体的操作频率的阻抗。

图14是根据本发明的一个实施例的曲线图，其中绘制了根据不同类型传导路径的操作频率的电感器品质因数。

图15是根据本发明一个实施例的示例性线性电感器的俯视图，该电感器通过具有缠绕导体的传导路径形成。

图16是根据本发明的一个实施例的示例性回路形状电感器的俯视图，该电感器通过具有缠绕导体的传导路径形成。

具体实施方式

通常在集成电路上提供电感器以用于在集成电路上形成滤波器、振荡器和其他电路。如图1所示，集成电路可以具有第一端子A和第二端子B。在一种电路中，端子A和端子B可以连接至晶体管、电阻器、电容器和其他电路。