本发明专利技术公开一种三维变压器，其包括第一线圈与第二线圈，各线圈包括第一端口、第二端口、顶层金属线、多个中间层内围金属线、多个中间层外围金属线与一底层金属线。第一线圈的各层金属线与第二线圈的各层金属线相对应配置，且各线圈是以各第一端口连接顶层金属线，且自顶层金属线、内围金属线至底层金属线的第一端电连接且以一时针方向绕行而下，且自底层金属线的第二端至中间层金属线的最上层外围金属线电连接且以同一时针方向绕行而上，再连接各第二端口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种射频集成电路元件，特别是涉及一种三维变压器。
技术介绍
近年来无线通讯的普及化与方便性使射频集成电路的需求愈来愈高。在设计互补式金属氧化物半导体(CMOS)射频电路中，除了主动元件的高频特 性不易掌握外，电感也是一个重要的元件。由于CMOS基板为高耗损性基 板，因此电感特性相当不易掌握。传统CMOS射频电路中所使用的电感架 构是承袭在GaAs电路所使用的平面架构，其缺点便是面积过大，而这会造 成所设计出的射频电路面积过大，成本增加。变压器(Transformer)也是射频集成电路中不可或缺的元件之一 ，近年来 陆续有许多研究利用变压器取代电感来设计电路，其好处不但可以节省芯片面积，更可以达到低电压的应用。然而，随着元件的小型化，传统平面型变 压器所占面积过大已不符合所需。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高耦合率并可节省芯片面积的三维变压器。本专利技术的自的是这样实现的，即提出一种三维变压器，其包括一第一线 圏与一第二线圈，各线圈包括一第一端口、 一第二端口、 一顶层金属线、多个中间层内围金属线、多个中间层外围金属线与一底层金属线。第一线圏的 各层金属线与第二线圈的各层金属线相对应配置，且各线圈是以各第一端口 连接顶层金属线，且自顶层金属线、中间层金属线的内围金属线至底层金属 线的第一端电连接且以一时针方向绕行而下，且自底层金属线的第二端至中 间层金属线的最上层外围金属线电连接且以同 一 时针方向绕行而上，再连接 各第二端口。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，上迷时针方向为顺时针方向。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，上述时针方向为逆时针方向。 依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第一线圈与第二线圏的长度相等。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，各层的第 一 线圏与第二线圈的 长度相等。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第一线圏与第二线圈的长度成 一比例。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第 一 线圈的宽度与第二线圈的 宽度相等。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第一线圈的材质与第二线圈的 材质相同。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第 一 线圈的宽度与第二线圏的 材质相异。第一线圈的各层的中间层外围金属线与中间层内围金属线的距离与第 二线圈的中间层外围金属线与中间层内围金属线之间的距离相等。依照本专利技术实施例所述的三维变压器中，第 一 线圏的各层金属线与第二 线圏的各层金属线之间的距离相等。本专利技术的三维变压器可提高耦合率并可节省芯片面积。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术实施例所绘示的一种三維变压器的示意图;图2是绘示图1的三维变压器的第一线圏的示意图3是绘示图1的三维变压器的第二线圈的示意图。主要元件符号说明10:半导体基底12:介电层100、 200:线圈102、 104、 202、 204:端口106、 206:多层金属线110、 210:顶层金属线120、 220:中间层金属线130、 132、 134、 136、 230、 232、 234、 236:140、 142、 144、 146、 240、 242、 244、 246:132a、 132b、 134a、 134b、 136a、 136b、 232a、236b:内围金属线端点140、 142、 144、 146、 240、 242、 244、 246: 142a、 142b、 144a、 144b、 146a、 146b、 242a、246b:外围金属线端点150、 250:底层金属线 161 167、 261 267:介层窗插塞 Wl、 W2:宽度 Dl、 d2:距离 L:长度内围金属线 外围金属线232b、 234a、 234b、 236a、外围金属线242b、 244a、 244b、 246a具体实施例方式图1为依据本专利技术实施例所绘示的一种三维变压器的示意图。图2是绘 示图1的三维变压器的第一线圈的示意图。图3是绘示图1的三维变压器的 第二线圈的示意图。请参照图l，本实施例的三维变压器10配置于半导体基底10上，其包 括第一线圏100与第二线圈200。请参照图1与图2,第一线圈100包括第一端口(port)102、第二端口 104 与多层第一金属线106。多层第一金属线106包括一顶层第一金属线110、 多个中间层第一金属线120与一底层第一金属线150，其彼此是以介电层12 例如是氧化硅来绝缘之。请参照图2，在第一线圏100中，顶层第一金属线110的第一端110a与 第一端口 102连接，其第二端110b透过介层窗插塞161电连接多个中间层 第一金属线120。请参照图2，在第一线圏100中，各中间层第一金属线120分别包括一 内围第一金属线130与一外围第一金属线140。中间层第一金属线120的最 上层内围第一金属线132的第一端132a透过介层窗插塞161与顶层第一金属线110的第二端110b连接，其第二端132b透过介层窗插塞162电连接其 下层的内围第一金属线134。中间层第一金属线130的最下层内围第一金属 线136的第一端136a透过介层窗插塞163电连接其上层的内围第一金属线 134，其第二端136b透过介层窗插塞164电连接底层第一金属线150的第一 端150a。请参照图2，在第一线圏210中，中间层第一金属线120的最下层外围 第一金属线146的第一端146a透过介层窗插塞165电连接底层第一金属线 150的第二端150b，其第二端146b透过介层窗插塞166电连接其上层的外 围第一金属线144。中间层第一金属线120的最上层外围第一金属线142的 第一端142a透过介层窗插塞167电连接其下层的外围第一金属线144,其第 二端142b与第二端口 104连接。请参照图1与图3,第二线圈200包括一第一端口 202、 一第二端口 204 与多层第二金属线206。多层第二金属线206包括一顶层第二金属线210、 多个中间层第二金属线220与 一底层第二金属线250 ，其彼此以介电层例如 是氧化硅来绝缘之。请参照图3，在第二线圈200中，顶层第二金属线210的第一端210a 与第一端口 202连接，其第二端210b透过介层窗插塞261电连接中间层第 二金属线220。请参照图3，在第二线圏200中，各中间层第二金属线220分别包括一 内围第二金属线230与一外围第二金属线240。中间层第二金属线220的最 上层内围第二金属线232的第一端232a透过介层窗插塞261与顶层第二金 属线210的第二端210b连接，其第二端232b透过介层窗插塞262电连接其 下层的内围第二金属线234。中间层第二金属线220的最下层内围第二金属 线236的第一端236a透过介层窗插塞263电连接其上层的内围第二金属线 234，其第二端236b透过介层窗插塞264电连接底层第二金属线250的第一 端250a。请参照图3，在第二线圈200中，中间层第二金属线220的最下层外围 第二金属线246的第一端246a透过介层窗插塞265电连接底层第二金属线 250的第二端250b，其第二端246b透过介层窗插塞2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维变压器，包括： 第一线圈与第二线圈，各线圈包括第一端口、第二端口、顶层金属线、多数个中间层内围金属线、多数个中间层外围金属线与一底层金属线，其中： 该第一线圈的各层金属线与该第二线圈的各层金属线相对应配置，且各该线圈是以各该第一端口连接该顶层金属线，且 自该顶层金属线、该些内围金属线至该底层金属线的第一端电连接且以一时针方向绕行而下，且自该底层金属线的第二端至最上层的外围金属线电连接且以同一时针方向绕行而上，再连接各该第二端口。
【技术特征摘要】
1.一种三维变压器，包括第一线圈与第二线圈，各线圈包括第一端口、第二端口、顶层金属线、多数个中间层内围金属线、多数个中间层外围金属线与一底层金属线，其中该第一线圈的各层金属线与该第二线圈的各层金属线相对应配置，且各该线圈是以各该第一端口连接该顶层金属线，且自该顶层金属线、该些内围金属线至该底层金属线的第一端电连接且以一时针方向绕行而下，且自该底层金属线的第二端至最上层的外围金属线电连接且以同一时针方向绕行而上，再连接各该第二端口。2. 如权利要求1所述的三维变压器，其中该时针方向为顺时针方向。3. 如权利要求1所述的三维变压器，其中该时针方向为逆时针方向。4. 如权利要求1所述的三维变压器，其中该第一线圏与该第二线圈的长 度相等。5. 如权利要求4所述的三维变...
【专利技术属性】
技术研发人员：许恒铭，黄国勋，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，萧介夫，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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