集成变压器制造技术

集成变压器包含第一电感及第二电感。第一电感包含第一绕组与第二绕组。第二电感包含第三绕组与第四绕组。第一绕组、第二绕组、第三绕组，以及第四绕组分别具有第一外圈、第二外圈、第三外圈，以及第四外圈。第一外圈的部分线段与第三外圈的部分线段实质上重叠，第二外圈的部分线段与第四外圈的部分线段实质上重叠。第一外圈及第二外圈通过交叉的第一线段及第一走线相互连接，且第三外圈及第四外圈通过交叉的第二走线及第二线段相互连接。第一走线及第二线段位于半导体结构的第一金属层，而第一线段及第二走线位于半导体结构的第二金属层。第一金属层不等于第二金属层。

【技术实现步骤摘要】
集成变压器
本专利技术涉及半导体元件，尤其涉及集成变压器。
技术介绍
变压器为射频集成电路中用来实现单端至差分信号转换、信号耦合、阻抗匹配等功能的重要元件，随着集成电路往系统单芯片(SystemonChip，SoC)发展，集成变压器(integratedtransformer)已逐渐取代传统的分离式元件，而被广泛地使用在射频集成电路中。然而，集成电路中的变压器，往往会占用大量的芯片面积，因此，如何缩小集成电路中的变压器的面积，并同时维持元件的特性(例如耦合系数(couplingcoefficient，K))，成为一个重要的课题。特别是，8字型集成变压器的对称性及位于中心区域的交叉(crossing)结构都增加8字型集成变压器的设计难度。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术的一目的在于提供一种集成变压器。本专利技术公开一种集成变压器。集成变压器包含第一电感及第二电感。第一电感包含第一绕组与第二绕组。第一绕组具有第一外圈，第二绕组具有第二外圈，第一外圈及第二外圈共用第一走线，且第一外圈及第二外圈通过第二走线相连接。第二电感包含第三绕组与第四绕组。第三绕组具有第三外圈，第四绕组具有第四外圈，第三外圈及第四外圈共用第三走线，且第三外圈及第四外圈通过第四走线相连接。第一走线及第二走线形成第一交叉结构，第三走线及第四走线形成第二交叉结构。第一走线及第四走线位于半导体结构的第一金属层，且第二走线及第三走线位于半导体结构的第二金属层。第一金属层不等于第二金属层。本专利技术还公开一种集成变压器。集成变压器包含第一电感及第二电感。第一电感包含第一绕组与第二绕组。第一绕组具有第一外圈，第二绕组具有第二外圈。第二电感包含第三绕组与第四绕组。第三绕组具有第三外圈，第四绕组具有第四外圈。第一外圈的部分线段与第三外圈的部分线段实质上重叠，第二外圈的部分线段与第四外圈的部分线段实质上重叠。第一外圈及第二外圈通过交叉的第一线段及第一走线相互连接，且第三外圈及第四外圈通过交叉的第二走线及第二线段相互连接。第一走线及第二线段位于半导体结构的第一金属层，而第一线段及第二走线位于半导体结构的第二金属层。第一金属层不等于第二金属层。相较于传统技术，本专利技术的集成变压器具有以下优点：(1)集成变压器的两个电感本身具有良好的对称性；(2)集成变压器在中心区域的两个交叉结构只用到两层金属层，有利于实作。有关本专利技术的特征、实作与技术效果，兹配合附图作实施例详细说明如下。附图说明图1A～图1C为本专利技术集成变压器的一实施例的结构图；图2A为集成变压器的其中一个电感的示意图；图2B为集成变压器的另一个电感的示意图；图2C为集成变压器的示意图；以及图3为本专利技术集成变压器的另一实施例的示意图。符号说明1、2集成变压器11、12、21、22绕组111、112、113、114、115、116、117、121、122、123、124、125、126、13、14、211、212、213、214、221、222、223、224、225、23、24走线111-b、112-a、112-b、113-a、113-b、13-a、13-b、121-a、121-b、122-a、122-b、123-a、123-b、124-a、124-b、125-a、125-b、126-a、126-b、114-a、114-b、115-a、115-b、116-a、116-b、117-a、111-a、117-b、221-b、222-a、222-b、223-a、223-b、211-a、211-b、212-a、212-b、213-a、213-b、214-a、214-b、24-a、24-b、224-a、224-b、225-a、221-a、225-b、311-a、317-b、421-a、425-b端点10、20电感210、220、230、50、60、70、80框选区域具体实施方式以下说明内容的技术用语是参照本
的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。本专利技术的公开内容包含集成变压器。由于本专利技术的集成变压器所包含的部分元件单独而言可能为已知元件，因此在不影响该装置专利技术的充分公开及可实施性的前提下，以下说明对于已知元件的细节将予以省略。图1A～图1C为本专利技术集成变压器的一实施例的结构图。集成变压器1由多条走线(trace)构成，其中大部分的走线分布于第一金属层(图1A)，小部分的走线分布于第二金属层(图1B)及第三金属层(图1C)。一条走线可以被划分为数个线段(segment)。集成变压器1主要包含四个绕组(winding)：绕组11、绕组12、绕组21，以及绕组22。绕组11及绕组12构成集成变压器1的其中一个电感，而绕组21及绕组22构成另一个电感。第一金属层、第二金属层及第三金属层为不同的金属层。举例来说：第一金属层是半导体结构中的重布线层(Re-DistributionLayer,RDL)、第二金属层可以是半导体结构中的超厚金属(UltraThickMetal,UTM)层，以及第三金属层可以是半导体结构中的第六层金属层。绕组11包含走线111、走线112、走线113、走线114、走线115、走线116，以及走线117。绕组12包含走线121、走线122、走线123、走线124、走线125，以及走线126。绕组11及绕组12共用走线13及走线14。绕组11及绕组12共同构成电感10。端点(endpoint)111-b与端点112-a相连接；更明确地说，相连接的端点通过贯穿结构(例如导孔(via)结构或是导孔阵列(viaarray))相连接。类似地，端点112-b与端点113-a相连接；端点113-b与端点13-a相连接；端点13-b与端点121-a相连接；端点121-b与端点122-a相连接；端点122-b与端点123-a相连接；端点123-b与端点124-a相连接；端点124-b与端点125-a相连接；端点125-b与端点126-a相连接；端点126-b与走线14的其中一端点相连接；走线14的另一端点与端点114-a相连接；端点114-b与端点115-a相连接；端点115-b与端点116-a相连接，以及端点116-b与端点117-a相连接。端点111-a以及端点117-b是电感10的输出/输入端，也形成集成变压器的其中一个端口(port)。绕组21包含走线211、走线212、走线213，以及走线214。绕组22包含走线221、走线222、走线223、走线224，以及走线225。绕组21及绕组22共用走线23及走线24。绕组21及绕组22共同构成电感20。端点221-b与端点222-a相连接；端点222-b与端点223-a相连接；端点223-b与走线23的其中一端点相连接；走线23的另一端点与端点211-a相连接；端点211-b与端点212-a相连接；端点212-b与端点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成变压器，包含：/n一第一电感，包含一第一绕组与一第二绕组，其中该第一绕组具有一第一外圈，该第二绕组具有一第二外圈，该第一外圈及该第二外圈共用一第一走线，且该第一外圈及该第二外圈通过一第二走线相连接；/n一第二电感，包含一第三绕组与一第四绕组，其中该第三绕组具有一第三外圈，该第四绕组具有一第四外圈，该第三外圈及该第四外圈共用一第三走线，且该第三外圈及该第四外圈通过一第四走线相连接；/n其中，该第一走线及该第二走线形成一第一交叉结构，该第三走线及该第四走线形成一第二交叉结构，该第一走线及该第四走线位于一半导体结构的一第一金属层，该第二走线及该第三走线位于该半导体结构的一第二金属层，且该第一金属层不等于该第二金属层。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成变压器，包含：
一第一电感，包含一第一绕组与一第二绕组，其中该第一绕组具有一第一外圈，该第二绕组具有一第二外圈，该第一外圈及该第二外圈共用一第一走线，且该第一外圈及该第二外圈通过一第二走线相连接；
一第二电感，包含一第三绕组与一第四绕组，其中该第三绕组具有一第三外圈，该第四绕组具有一第四外圈，该第三外圈及该第四外圈共用一第三走线，且该第三外圈及该第四外圈通过一第四走线相连接；
其中，该第一走线及该第二走线形成一第一交叉结构，该第三走线及该第四走线形成一第二交叉结构，该第一走线及该第四走线位于一半导体结构的一第一金属层，该第二走线及该第三走线位于该半导体结构的一第二金属层，且该第一金属层不等于该第二金属层。


2.如权利要求1所述的集成变压器，其中该第一外圈的部分线段与该第三外圈的部分线段平行且重叠，且该第二外圈的部分线段与该第四外圈的部分线段平行且重叠。


3.如权利要求2所述的集成变压器，其中该第一绕组具有一第一内圈，该第二绕组具有一第二内圈，该第三绕组具有一第三内圈，以及该第四绕组具有一第四内圈，其中该第一内圈及该第三内圈不重叠，且该第二内圈及该第四内圈不重叠。


4.如权利要求1所述的集成变压器，其中该第一绕组被该第三外圈包围，且该第二绕组被该第四外圈包围。


5.如权利要求1所述的集成变压器，其中该第一电感的面积小于该第二电感的面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜孝璁，陈家源，
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