[发明专利]半导体元件

说明书

一种半导体元件，包含：一第一螺旋状线圈，具有一第一端点与一第二端点，以及一第一内部线圈与一第一外部线圈，其中该第一内部线圈位于该第一外部线圈所包围之一范围中，且该第一端点及该第二端点位于该第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与该第一螺旋状线圈实质上位于同一金属层；一连接部，连接该第一螺旋状线圈及该第二螺旋状线圈；一第一引导线段，连接该第一端点；以及一第二引导线段，连接该第二端点；其中，该第一引导线段及该第二引导线段与该第一螺旋状线圈制作于不同金属层。

技术领域

本发明是关于半导体元件，尤其是关于可作为积体电感与积体变压器的半导体元件。

背景技术

电感以及变压器为射频积体电路中用来实现单端至差动信号转换、信号耦合、阻抗匹配等功能的重要元件，随着积体电路往系统单晶片(System on Chip，SoC)发展，积体电感(integrated inductor)及积体变压器(integrated transformer)已逐渐取代传统的分离式元件，而被广泛地使用在射频积体电路中。然而，积体电路中的电感及变压器，往往会占用大量的晶片面积，因此，如何缩小积体电路中的电感及变压器的面积，并同时维持元件的特性，例如电感值、品质因数(quality factor，Q)及耦合系数(couplingcoefficient，K)等等，成为一个重要的课题。

图1为习知8字型积体电感的结构图。8字型积体电感100包含螺旋状线圈110及120。螺旋状线圈110、120包含金属线段112、122及金属线段114、124。金属线段112、122与金属线段114、124透过位于贯穿位置的贯穿结构相连接，贯穿结构可以例如是导孔(via)结构或是导孔阵列(via array)。使用时，信号从8字型积体电感100的其中一端点111、121输入，从另一端点121、111输出。此8字型积体电感100的缺点是，螺旋状线圈110及120本身的对称性不佳，造成8字型积体电感100的品质因数及电感值无法提升；再者，8字型积体电感100的两端点111及121距离远(当螺旋状线圈的圈数多时更明显)，不利于与积体电路中的差动元件耦接。

发明内容

鉴于先前技术之不足，本发明之一目的在于提供一种半导体元件，以提高积体电感及积体变压器的元件特性。

本发明揭露一种半导体元件，包含：一第一螺旋状线圈，具有一第一端点与一第二端点，以及一第一内部线圈与一第一外部线圈，其中该第一内部线圈位于该第一外部线圈所包围之一范围中，且该第一端点及该第二端点位于该第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与该第一螺旋状线圈实质上位于同一金属层；一连接部，连接该第一螺旋状线圈及该第二螺旋状线圈；一第一引导线段，连接该第一端点；以及一第二引导线段，连接该第二端点；其中，该第一引导线段及该第二引导线段与该第一螺旋状线圈制作于不同金属层。

本发明另揭露一种半导体元件，包含：一第一螺旋状线圈，具有一第一端点与一第二端点，以及一第一内部线圈与一第一外部线圈，其中该第一内部线圈位于该第一外部线圈所包围之一范围中，且该第一端点及该第二端点位于该第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与该第一螺旋状线圈实质上位于同一金属层；一连接部，连接该第一螺旋状线圈及该第二螺旋状线圈，包含位于一第一金属层之一第一连接线段，以及位于一第二金属层之一第二连接线段，其中该第一连接线段与该第二连接线段实质上互相重迭；一第一引导线段，连接该第一端点；以及一第二引导线段，连接该第二端点；其中，该第一引导线段及该第二引导线段与该第一螺旋状线圈制作于不同金属层。