半导体元件制造技术

一种半导体元件，包含：一第一线圈，实质上位于一第一平面；一第二线圈，实质上位于该第一平面；一连接部，连接该第一线圈及该第二线圈；一第三线圈，实质上位于一第二平面，该第二平面不同于该第一平面；以及一第四线圈，实质上位于该第二平面；其中，该第三线圈与该第一线圈透过贯穿结构连接，该第四线圈与该第二线圈透过贯穿结构连接，且该第三线圈及该第四线圈不直接连接。

Semiconductor element

A semiconductor device includes: a first coil, essentially located in a first plane; a second coil, essentially in the first plane; a connecting part connected to the first coil and the second coil; a third coil, essentially in a second plane, the second plane is different from the first plane; and a fourth coil, essentially in the second plane; among them, the third coil and the first coil through through the connecting structure, the fourth coil and the second coil through through the connecting structure, and the third coil and the fourth coil is not directly connected.

【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或121输入，从另一端点121或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；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；一引导线段部，以其中一端连接该第一端点及该第二端点；其中，该引导线段部及该连接部的至少其中之一与该第二螺旋状线圈所包围之范围部分重迭。本专利技术另揭露一种半导体元件，包含：一第一线圈，实质上位于一第一平面；一第二线圈，实质上位于该第一平面；一连接部，连接该第一线圈及该第二线圈；一第三线圈，实质上位于一第二平面，该第二平面不同于该第一平面；以及一第四线圈，实质上位于该第二平面；其中，该第三线圈与该第一线圈透过贯穿结构连接，该第四线圈与该第二线圈透过贯穿结构连接，且该第三线圈及该第四线圈不直接连接。相较于习知技术，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结构图；图3为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图4为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图5为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图6为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图；图7A为本专利技术另一实施例之半导体元件700的结构图；以及图7B～图7C为图7A之半导体元件700的细部结构图。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～211d；其中金属线段211b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金属层(以浅灰色表示)。螺旋状线圈210为二圈的螺旋状结构，内部线圈位于外部线圈所包围的范围中；内部线圈包含金属线段211a及金属线段211d的下半部；外部线圈包含金属线段211d的上半部及金属线段211c。因为金属线段211b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～221d；其中金属线段221c制作于上层的金属层，其余的金属线段制作于下层的金属层。螺旋状线圈220为二圈的螺旋状结构，内部线圈位于外部线圈所包围的范围中；内部线圈包含金属线段221b及金属线段221a的下半部；外部线圈包含金属线段221a的上半部及金属线段221d。同理，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的内圈，为金属线段221a与金属线段221b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的两端分别连接螺旋状线圈210的端点212d及螺旋状线圈220的端点222a。半导体元件200的引导线段部虽连接螺旋状线圈210，但却与连接螺旋状线圈220所包围的范围部分重迭，且不与连接螺旋状线圈210的内圈所包围的范围部分重迭。中央抽头240连接于螺旋状线圈220的内圈。在本实施例中，中央抽头240朝向图中的右手边方向，且与螺旋状线圈220所包围的范围部分重迭；在不同的实施例中，中央抽头240可以朝向图中的左手边方向，且与螺旋状线圈210所包围的范围部分重迭。图3为本专利技术另一实施例之半导体元件的结构图。半导体元件300包含螺旋状线圈310及320。螺旋状线圈310及320由连接部330连接。与连接部230类似，连接部330由两个连接线段构成，不再赘述。金属线段350a、350b、350c及350d为半导体元件300的引导线段，构成半导体元件300的引导线段部。金属线段350a及350c透过端点312a与螺旋状线圈310连接；金属线段350b及350d透过端点312b与螺旋状线圈310连接。半导体元件300的中央抽头(图未示)透过连接区域322与螺旋状线圈320连接，且可视为半导体元件300的另一引导线段。半导体元件300的中央抽头可以朝向图中的右手边方向，且与螺旋状线圈320所包围的范围部分重迭；在不同的实施例中，中央抽头可以朝向图中的左手边方向，且与螺旋状线圈本文档来自技高网...

【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；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；一引导线段部，所述引导线段部的一端连接所述第一端点及所述第二端点；其中，所述引导线段部及所述连接部中的至少一个与所述第二螺旋状线圈所包围的范围部分重迭。

【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；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；一引导线段部，所述引导线段部的一端连接所述第一端点及所述第二端点；其中，所述引导线段部及所述连接部中的至少一个与所述第二螺旋状线圈所包围的范围部分重迭。2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述第一螺旋状线圈包含：一外部线圈；以及一内部线圈，位于所述外部线圈所包围的一范围中；其中，所述引导线段部与所述第二螺旋状线圈所包围的范围部分重迭，且所述第一端点及所述第二端点位于所述内部线圈。3.根据权利要求2所述的半导体元件，其中，所述引导线段部还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1所述的半导体元件，其中所述第一螺旋状线圈包含：一第一外部线圈；以及一第一内部线圈，位于所述第一外部线圈所包围的一范围中；以及所述第二螺旋状线圈包含：一第二外部线圈；以及一第二内部线圈，位于所述第二外部线圈所包围的一范围中；其中，所述连接部与所述第二螺旋状线圈所包含的范围部分重迭，且所述连接部连接所述第一外部线圈及所述第二外部线圈。5.根据权利要求1所述的半导体元件，其中所述第一螺旋状线圈包含：一第一外部线圈；以及一第一内部线圈，位于所述第一外部线圈所包围的一范围中；以及所述第二螺旋状线圈包含：一第二外部线圈；以及一第二内部线圈，位于所述第二外部线圈所包围的一范围中；其中，所述连接部与所述第二螺旋状线圈所包围的范围部分...

【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