[发明专利]一种基于标准IC工艺的铁氧体薄膜变压器

说明书

本发明公开了一种基于标准IC工艺的铁氧体薄膜变压器，包括高阻硅基片(1)上依次覆有第一绝缘层(2)、金属初级线圈连接线层(3)、第二绝缘层(4)、金属初级线圈绕组层(5)、铁氧体磁芯薄膜层(6)、金属次级线圈绕组层(7)、第三绝缘层(8)、金属次级线圈连接线层(9)、第四绝缘层(10)；所述的金属初级线圈和金属次级线圈为半圆形形状，并且初次级线圈上下重合。本发明通过使用高阻硅基片(1)和第一绝缘层(2)，减少衬底涡流损耗；使用具有较高电导率的金属铜作为导电线圈材料，可减少金属损耗；使用YIG铁氧体薄膜作为磁芯，可以增强电感值和品质因数，同时YIG铁氧体磁芯的使用可以减少版图面积；采用标准IC工艺实现，有集成度高、成本低、易于大规模生产的优点。

技术领域

本发明涉及一种薄膜变压器，具体涉及一种基于标准IC工艺的铁氧体薄膜变压器。

背景技术

随着半导体产业的迅猛发展以及科学技术的快速提高，无线通讯技术的应用越来越广泛、越来越商业化。射频通讯技术是无线通讯技术的关键技术之一，在当今环境下，射频通讯技术发展快速、市场竞争激烈，从而驱使射频电子通讯产品如智能手机等在保持高性能的基础上不断向着小型化、高集成度、多功能、低成本的方向发展。

射频电路中，需要大量使用电感、电容、变压器等无源器件，这类器件在低频下可以使用有源电路来代替，但是在高频段的时候，则必须使用无源器件。这些无源器件占据了的系统面积比例非常大，带来了很大的功耗，从而成为了射频通讯技术小型化、便携化发展的重要制约因素。因此，对实现高性能高集成度的射频电路来说，研究如何获得能与CMOS电路单片集成，并且具有小尺寸、高性能的片上射频无源器件有着十分重要的价值。

薄膜变压器作为一种重要的无源器件，得到了广泛的使用。薄膜变压器可以实现单端信号到差分信号的转换、级间阻抗匹配、功率合成、直流隔离、噪声反馈及带宽扩展等功能，常用于倍频器、混频器、功率放大器、低噪声放大器和压控振荡器等模块电路中。

然而，应用于射频电路的薄膜变压器主要是空心螺旋结构，但空心螺旋结构在射频范围内不能产生大的电感，使得薄膜变压器的品质因数很低。高频磁性薄膜的引入可以有效地改善薄膜变压器的电感值和品质因数。金属磁性薄膜由于其低电阻率，在高频时涡流磁损耗很大，只能工作在MHz频率以下。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于标准IC工艺的铁氧体薄膜变压器，从而能提高薄膜变压器的品质因数。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于标准IC工艺的铁氧体薄膜变压器，采用标准IC工艺在高阻硅基片(1)上依次形成第一绝缘层(2)、金属初级线圈连接线层(3)、第二绝缘层(4)、金属初级线圈绕组层(5)、铁氧体磁芯薄膜层(6)、金属次级线圈绕组层(7)、第三绝缘层(8)、金属次级线圈连接线层(9)和第四绝缘层(10)，其中，所述金属初级线圈绕组层(5)包括呈对称半圆环结构的上半初级线圈和下半初级线圈，所述上半初级线圈和下半初级线圈分别设置第一端口P1和第二端口P2以用于与外部线路相连接；所述金属初级线圈连接线层(3)通过第二绝缘层(4)形成过孔与金属初级线圈绕组层(5)相连接并建立所述上半初级线圈和下半初级线圈之间的电气连接以形成初级线圈绕组；

所述金属次级线圈绕组层(7)包括呈对称半圆环结构的上半次级线圈和下半次级线圈，所述上半次级线圈和下半次级线圈分别设置第三端口P3和第四端口P4以用于与外部线路相连接；所述金属次级线圈连接线层(9)通过在第三绝缘层(8)形成的过孔与金属次级线圈绕组层(7)相连接并建立所述上半次级线圈和下半次级线圈之间的电气连接以形成次级线圈绕组。

作为进一步的改进方案，初级线圈绕组最外层线圈连接次外层线圈，依次连接直至最内层线圈。

作为进一步的改进方案，次级线圈绕组最外层线圈连接次外层线圈，依次连接直至最内层线圈。