半导体元件制造技术

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。

Semiconductor element

A semiconductor device includes: a first spiral coil, with a first end and a second end, and a first inner coil and a first outer coil, wherein the first inner coil is positioned between the first outer coil surrounded by one of the range, and the first end and the second end is located in the first inner coil; a second spiral coil, and the first spiral shaped coil is virtually the same metal layer; a connecting part connecting the first spiral coil and the second spiral coil; a first guide line, connected to the first terminal; and a second guide line, connected to the second terminals; among them, the first guide line and the second guide line and the first spiral shaped coil produced in different metal layers.

【技术实现步骤摘要】
半导体元件
本专利技术是关于半导体元件，尤其是关于可作为积体电感与积体变压器的半导体元件。
技术介绍
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(SystemonChip，SoC)发展，积体电感(integratedinductor)及积体变压器(integratedtransformer)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(qualityfactor，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(viaarray)。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。
技术实现思路
鉴于先前技术之不足，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，包含一第一连接线段及一第二连接线段，其中该第一连接线段及该第二连接线段各包含两个位于不同金属层之金属线段；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。相较于现有技术，本专利技术之半导体元件具有高对称性，有利于提升元件的特性。有关本专利技术的特征、实作与功效，兹配合图式作实施例详细说明如下。附图说明图1为习知8字型积体电感的结构图；图2A为本专利技术一实施例之半导体元件的结构图；图2B为图2A之半导体元件的细部构件图；图3为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图4A为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图4B为图4A之半导体元件的细部构件图；图4C为半导体元件400沿着图4A之虚线A-A’的横截面图；图5A为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图5B为图5A之半导体元件的细部构件图；以及图5C为半导体元件500沿着图5A之虚线A-A’的横截面图。具体实施方式以下说明内容之技术用语系参照本
之习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语之解释系以本说明书之说明或定义为准。图2A为本专利技术之半导体元件一实施例的结构图。半导体元件200包含螺旋状线圈210及220。螺旋状线圈210及220由连接部230连接。金属线段250a及250b为半导体元件200的引导线段，两者构成半导体元件200的引导线段部。金属线段250a的一端与螺旋状线圈210的其中一端点212a连接；金属线段250b的一端与螺旋状线圈210的另一端点212b连接。半导体元件200的中央抽头(centraltap)240与螺旋状线圈220连接，且制作于另一金属层(有别于以浅灰色表示的金属层及以斜线表示的金属层)。中央抽头240可视为半导体元件200的另一引导线段。位于不同金属层的金属线段以贯穿结构相连接。贯穿结构可以例如是导孔(via)结构或是导孔阵列(viaarray)。图2B显示螺旋状线圈210、螺旋状线圈220及连接部230的独立结构，以更清楚说明三者的连接关系。螺旋状线圈210的端点212a及212b分别与金属线段250a及250b相连接。螺旋状线圈210包含金属线段211a～211f；其中金属线段211b及211e制作于上层的金属层(以斜线表示)，其余的金属线段制作于下层的同一金属层(以浅灰色表示)。螺旋状线圈210为三圈的螺旋状结构，内部线圈位于外部线圈所包围的范围中；最内部线圈包含金属线段211a及金属线段211f的下半部；中间线圈包含金属线段211f的上半部及金属线段211c的下半部；最外部线圈包含金属线段211c的上半部及金属线段211d。因为金属线段211b及211e仅占螺旋状线圈210的一小部分，所以螺旋状线圈210实质上位于同一金属层，亦即实质上位于同一平面。类似地，螺旋状线圈220包含金属线段221a～221f；其中金属线段221b及221e制作于上层的金属层，其余的金属线段制作于下层的同一金属层。螺旋状线圈220为三圈的螺旋状结构，内部线圈位于外部线圈所包围的范围中；最内部线圈包含金属线段221d及金属线段221c的下半部；中间线圈包含金属线段221c的上半部及金属线段221f的下半部；最外部线圈包含金属线段221f的上半部及金属线段221a。如前所述，螺旋状线圈220实质上位于同一金属层，亦即实质上位于同一平面。螺旋状线圈220以连接区域222c与中央抽头240相连接。连接区域222c位于螺旋状线圈220的最内圈，为金属线段221c与金属线段221d的连接处。连接部230包含连接线段231a及连接线段231b。连接线段231a的两端分别连接螺旋状线圈210的端点212c及螺旋状线圈220的端点222b；连接线段231b的两端分别连接螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，所述第一内部线圈位于所述第一外部线圈所包围的一范围中，且所述第一端点及所述第二端点位于所述第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与所述第一螺旋状线圈位于同一金属层；一连接部，连接所述第一螺旋状线圈及所述第二螺旋状线圈；一第一引导线段，连接所述第一端点；以及一第二引导线段，连接所述第二端点；其中，所述第一引导线段及所述第二引导线段与所述第一螺旋状线圈制作于不同金属层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，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，所述第一内部线圈位于所述第一外部线圈所包围的一范围中，且所述第一端点及所述第二端点位于所述第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与所述第一螺旋状线圈位于同一金属层；一连接部，连接所述第一螺旋状线圈及所述第二螺旋状线圈；一第一引导线段，连接所述第一端点；以及一第二引导线段，连接所述第二端点；其中，所述第一引导线段及所述第二引导线段与所述第一螺旋状线圈制作于不同金属层。2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述第一引导线段及所述第二引导线段不与所述第一内部线圈所包围的范围重迭。3.根据权利要求1所述的半导体元件，还包含：一第三引导线段，连接所述第二螺旋状线圈，且所述第三引导线段与所述第一螺旋状线圈所包围的范围部分重迭。4.根据权利要求3所述的半导体元件，其中，所述半导体元件是一积体电感，所述积体电感包含：一第一感应单元，以所述第一端点及所述第三引导线段为所述第一感应单元的两端；以及一第二感应单元，以所述第二端点及所述第三引导线段为所述第二感应单元的两端。5.根据权利要求3所述的半导体元件，其中，所述半导体元件是一积体变压器，所述第二螺旋状线圈包含一第三端点及一第四端点，所述第一端点及所述第二端点构成所述积体变压器的一输入埠及一输出埠中的一个，所述第三端点及所述第四端点构成所述输入埠及所述输出埠中的另一个。6.一种半导体元件，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，所述第一内部线圈位于所述第一外部线圈所包围的一范围中，且所述第一端点及所述第二端点位于所述第一内部线圈；一第二螺旋状线圈，与所述第一螺旋状线圈位于同一金属层；一连接部，连接所述第一螺旋状线圈及所述第二螺旋状线圈，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜孝璁，罗正玮，简育生，叶达勋，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71