集成电感电容的电路结构制造技术

本发明专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成电感电容的电路结构。通过本发明专利技术的结构能够在生产集成电感电容电路的过程中，同时形成电感和电容，简化了工艺过程，缩小了器件面积，从而降低了成本，并且能够获得同时具有高电感值和高品质因子的电感器件。

【技术实现步骤摘要】
集成电感电容的电路结构
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成电感电容的电路结构。
技术介绍
在射频电路中，电感起着非常重要的作用，电感是应用于高频电子电路中的重要的无源元件，评价电感器性能好坏的一个重要指标就是电感的品质因子Q(quality)，品质因子Q描述了实际电感的能量损耗的程度(理想电感是不损耗能量的)，其定义为：存储于电感器中的能量和每一振荡周期损耗能量的比，即品质因子Q越高，电感器的效率就越高。但在实际条件下，流经电感金属线的电流产生的磁通量变化会在衬底上感应出镜像电流；而由镜像电流形成的磁通变化，会抵消电感本身部分磁通量，造成实际电感值和Q值的下降。另一方面，螺旋缠绕式的金属电感线会在中心金属铁芯上产生涡旋电流(EddyCurrent)，且金属铁芯的阻值越小，涡旋电流越大，当涡旋电流在金属块内流动时，会释放出大量的焦耳热，进一步加剧能量的损耗，造成Q值降低。一般而言，为了提高电感器的性能，目前一般采用高阻值的衬底来制作电感器。然而通常来说，目前采用的电阻最高的衬底仍然不足以制作高性能的电感器。该现象是本领域技术人员所不愿意看到的。因此，如何进一步提高电感器的性能，已成为业界急需解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供一种集成电感电容的电路结构。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案为：一种集成电感电容的电路结构，其中，包括：第一电容，上述第一电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第一极板与第二极板；第二电容，上述第二电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第三极板与第四极板；上述第一电容与第二电容位于同一平面内且互不重叠；电感，所述电感包括若干平面平行分布的第一类金属线和若干平面平行分布的第二类金属线，上述第一类金属线与第二类金属线分别位于上述第一电容与第二电容所在平面的两侧；且上述第一类金属线与第二类金属线的首端均垂直投影于上述第一电容的最内侧金属框内，上述第一类金属线与第二类金属线的末端均垂直投影于所述第二电容的最内侧金属框内；并且，任一上述第一类金属线的首端的垂直投影与对应的第二类金属线的首端的垂直投影重合，任一上述第一类金属线的末端的垂直投影与对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端的垂直投影重合；上述电感还包括若干金属互连线，上述金属互连线垂直穿过上述第一电容与第二电容的最内侧金属框，连接第一类金属线与对应的第二类金属线的首端，并连接第一类金属线于对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述金属框均为长宽比相同的矩形环状结构。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述金属框内填充绝缘介质。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述金属框的材质为铁磁金属材料。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述电路结构括还包括：若干金属电容极板引线，上述第一极板、上述第二极板、上述第三极板和上述第四极板中每个极板上相邻的金属框之间均通过一所述金属电容极板引线电连接。上述的集成电感电容的电路结构，其中，任意相邻的两根上述第一类金属线之间的间距相同。上述的集成电感电容的电路结构，其中，任意相邻上述第二类金属线之间的间距相同。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述第一类金属线所在平面和上述第二类金属线所在平面均与上述第一电容与第二电容所在平面平行设置。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述第一电容和上述第二电容的结构相同。上述的集成电感电容的电路结构，其中，上述金属电感线圈形成的磁场方向平行于上述电路的硅片衬底的延展方向。上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过本专利技术的结构能够在生产集成电感电容电路的过程中，同时形成电感和电容，简化了工艺过程，缩小了器件面积，从而降低了成本，并且能够获得同时具有高电感值和高品质因子Q的电感器件。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1是本专利技术结构中的侧视剖面结构示意图；图2是本专利技术结构中的俯视结构示意图；图3是本专利技术结构中的立体结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种集成电感电容的电路结构，其核心是通过将电容元器件的金属极板作为金属电感线缠绕的铁芯，从而在同一器件上同时获得电感与电容元件。并且，通过将电容的金属极板设计为多层结构，从而在小尺寸的结构上，获得大表面积的电容金属极板，提高了电容的性能，同时多层片状结构有利于克服电感器件中铁芯上存在的涡旋电流，进而获得具有高电感值与品质因子Q值的电感。下面结合附图对本专利技术结构进行详细说明。如图1、图2和图3所示，一种集成电感电容的电路结构；包括第一电容1，该第一电容1包括若干内截面逐渐递减，并为同心环结构的金属框(附图中仅示出4个)，且该若干个金属框在同一平面内相互嵌套排布，并且，间隔设置的金属框相互电连接组成第一极板和第二极板。其中，第一极板与第二极板之间填充有绝缘介质4。上述结构设计，可使电容在相对扁平的空间内获得较大的金属极板表面积，有效的提高了电容的电容值与性能。优选的，金属框设置为矩形环状结构，其材质为铁磁金属材料，以便于在微电路制造过程中方便版图的设计与制作。其中，相互间隔的金属框均通过若干金属连接线5电连接，形成的电容的两个极板。一种集成电感电容的电路结构还包括第二电容2，优选的，第二电容2选用与第一电容1完全相同的结构设计，且第一电容1与第二电容2位于同一平面内且互不重叠；进一步优选的，矩形金属框的长边作为第一电容1与第二电容2最外侧金属框的相邻边，以便于电路参数的设计与控制，并有利于后续电感结构的设计。在具体生产中，金属框的设置数量可根据产品的需求来确定。进一步，本专利技术上述的电容的金属极板也可被设计为圆环、椭圆环、六角环等多种形状，均属本专利技术的专利技术意图与变化范围之内，于此不一一累述。一种集成电感电容的电路结构还包括一电感3。上述电感3具体包括若干平面平行分布的第一类金属线31和若干平面平行分布的第二类金属线33，结构如图1所示，第一类金属31线和第二类金属33线分别位于第一电容1与第二电容2所在的平面的两侧，且第一类金属线31与第二类金属线33的首端均垂直投影于第一电容1的最内侧金属框内，第一类金属线31与第二类金属线33的末端均垂直投影于所述第二电容2的最内侧金属框内。优选的，第一类金属线31所在平面、第二类金属线33所在平面与第一电容1与第二电容2所在平面相互平行。并且，第一类金属线31长度相同，且相邻第一类金属线31的间距相同。此外，第二类金属线33长度相同，且相邻第二类金属线33的间距相同。并且，任意第一类金属线31的首端的垂直投影与对应的第二类金属线33的首端的垂直投影重合，任意第一类金属线31的末端的垂直投影与对应的第二类金属线33相邻的第二类金属线33的末端的垂直投影重合。采用等间距设计的第一类金属线31和第二类金属线33，有利用该电感生成强度均匀的感生磁场，进而提高电感的性能。所述电感还包括若干金属互连线32，所述金属互连线32垂直穿过所述第一电容1与第二电容2的最内侧金属框，连接第一类金属线31与对应的第二类金属线33的首端，并连接第一类金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电感电容的电路结构，其特征在于，包括：第一电容，所述第一电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第一极板与第二极板；第二电容，所述第二电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第三极板与第四极板；所述第一电容与第二电容位于同一平面内且互不重叠；电感，所述电感包括若干平面平行分布的第一类金属线和若干平面平行分布的第二类金属线，所述第一类金属线与第二类金属线分别位于所述第一电容与第二电容所在平面的两侧；且所述第一类金属线与第二类金属线的首端均垂直投影于所述第一电容的最内侧金属框内，所述第一类金属线与第二类金属线的末端均垂直投影于所述第二电容的最内侧金属框内；并且，任一所述第一类金属线的首端的垂直投影与对应的第二类金属线的首端的垂直投影重合，任一所述第一类金属线的末端的垂直投影与对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端的垂直投影重合；所述电感还包括若干金属互连线，所述金属互连线垂直穿过所述第一电容与第二电容的最内侧金属框，连接第一类金属线与对应的第二类金属线的首端，并连接第一类金属线于对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端。...

【技术特征摘要】
1.一种集成电感电容的电路结构，其特征在于，包括：第一电容，所述第一电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第一极板与第二极板；第二电容，所述第二电容由若干个内截面逐渐递减的金属框于同一平面内相互嵌套组成，间隔设置的金属框彼此电连接组成第三极板与第四极板；所述第一电容与第二电容位于同一平面内且互不重叠；电感，所述电感包括若干平面平行分布的第一类金属线和若干平面平行分布的第二类金属线，所述第一类金属线与第二类金属线分别位于所述第一电容与第二电容所在平面的两侧；且所述第一类金属线与第二类金属线的首端均垂直投影于所述第一电容的最内侧金属框内，所述第一类金属线与第二类金属线的末端均垂直投影于所述第二电容的最内侧金属框内；并且，任一所述第一类金属线的首端的垂直投影与对应的第二类金属线的首端的垂直投影重合，任一所述第一类金属线的末端的垂直投影与对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端的垂直投影重合；所述电感还包括若干金属互连线，所述金属互连线垂直穿过所述第一电容与第二电容的最内侧金属框，连接第一类金属线与对应的第二类金属线的首端，并连接第一类金属线于对应的第二类金属线相邻的第二类金属线的末端。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：梅绍宁，鞠韶复，朱继锋，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42