[发明专利]半导体元件

说明书

一种包含两绕组的半导体元件。第一绕组实质上位于一半导体结构的一第一金属层，包含：一第一外部线圈；一第一内部线圈；以及一第一跨接结构，位于该第一内部线圈所实质包围的范围内，用来连接该第一外部线圈及该第一内部线圈。第二绕组实质上位于该半导体结构的一第二金属层，包含：一第二外部线圈；一第二内部线圈；以及一第二跨接结构，位于该第二内部线圈所实质包围的范围内，用来连接该第二外部线圈及该第二内部线圈。该第一跨接结构实质上位于该半导体结构的该第二金属层，以及该第二跨接结构实质上位于该半导体结构的该第一金属层。

技术领域

本发明是关于半导体元件，尤其是关于变压器以及平衡-非平衡式变压器。

背景技术

电感、变压器以及平衡-非平衡式(balance to unbalance)变压器为射频积体电路中用来实现单端-差动讯号转换、讯号耦合、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集成电路中。然而，由于半导体结构中低阻值的金属层稀少，且积体电路中的被动元件(例如电感、变压器以及平衡-非平衡式变压器)往往会占用大量的晶片面积，因此，如何善用该些低阻值的金属层以及缩小被动元件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(coupling coefficient，K)等)，成为一个重要的课题。

发明内容

鉴于先前技术的不足，本发明之一目的在于提供一种面积小及特性佳的半导体元件。

本发明揭露一种半导体元件，包含一第一绕组及一第二绕组。该第一绕组，实质上位于一半导体结构的一第一金属层，包含：一第一外部线圈；一第一内部线圈，位于该第一外部线圈所实质包围的一第一范围内；以及一第一跨接结构，位于该第一内部线圈所实质包围的一第二范围内，用来连接该第一外部线圈及该第一内部线圈。该第二绕组，实质上位于该半导体结构的一第二金属层，包含：一第二外部线圈；一第二内部线圈，位于该第二外部线圈所实质包围的一第三范围内；以及一第二跨接结构，位于该第二内部线圈所实质包围的一第四范围内，用来连接该第二外部线圈及该第二内部线圈。该第一跨接结构实质上位于该半导体结构的该第二金属层，以及该第二跨接结构实质上位于该半导体结构的该第一金属层。

本发明另揭露一种半导体元件，实质上对称于一对称轴，包含一第一绕组及一第二绕组。该第一绕组，具有一第一端点、一第二端点及一第三端点，实质上位于一半导体结构的一第一金属层，包含：一第一外部线圈，其中该第一端点及该第二端点位于该第一外部线圈；一第一内部线圈，位于该第一外部线圈所实质包围的一第一范围内；以及一中央抽头，形成该第三端点且实质上位于该半导体结构的一第二金属层，其中该中央抽头由该第一内部线圈所实质包围的一第二范围内延伸至该第一范围外且对称于该对称轴。该第二绕组，具有一第四端点及一第五端点，实质上位于该半导体结构的该第一金属层，包含：一第二外部线圈，其中该第四端点及该第五端点位于该第二外部线圈；以及一第二内部线圈，位于该第二外部线圈所实质包围的一第三范围内。