一种带有开关的空间共享电感制造技术

本发明专利技术公开了一种带有开关的空间共享电感，该电感包括：RDL金属层为顶层金属，为铝金属层，用于制作LNA的电感；M6金属层为铜金属层，用于制作PA的电感与LNA电感的桥接金属；M5金属层为铜金属层，用于PA电感的桥接金属；所述的RDL金属层与M6金属层之间存在介质阻隔，通过PA金属插塞进行电链接；M6金属层与M5金属层之间存在介质阻隔，用Via5金属插塞进行电链接，通过将两个电感堆叠，实现空间共享电感。本发明专利技术实现高品质因数即高Q值，且两个电感工作时可以互不干扰，并有效降低芯片面积。并有效降低芯片面积。并有效降低芯片面积。

【技术实现步骤摘要】
一种带有开关的空间共享电感


[0001]本专利技术属于集成电路，涉及射频集成电路设计领域，尤其是一种带有开关的同时用于TX和RX的空间共享电感。

技术介绍

[0002]在无线收发机电路中，电感是不可或缺的器件之一。随着先进CMOS工艺的发展，射频收发机芯片朝着全集成化方向发展，片上螺旋电感逐渐成为射频集成电路设计电感的主要选择。由于片上螺旋电感的结构简单，同时可以自由设计电感的性能参数以及利用堆叠实现巴伦、变压器等功能。因此受电路设计者广泛欢迎。
[0003]但由于芯片面积和成本正相关，电感的版图面积较大就造成芯片成本较高。在收发机链路中，低噪声放大器、功率放大器、匹配网络、LC振荡器均需要电感来实现电路功能，因此需要多个电感，大大增大了芯片面积。
[0004]现有的收发机电路中，低噪声放大器、功率放大器、匹配网络等均各自采用片上螺旋电感，这些电感芯片上占用了非常大的面积、即影响了芯片的成本。现有的技术主要是通过a）免电感电路设计、b）利用封装绑线电感，来减少电感的使用的数量或者通过c）T
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Coil或者MLS等电感设计来减小电感面积。做法a）带来的缺点是无法获得足够的带宽滤波和增益，所以消耗的功耗会增加。做法b）的缺点是封装绑线的电感值不能精确控制，导致芯片良率下降。做法c）的缺点是电感的Q值低、这样就会导致芯片功耗增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种带有开关的空间共享电感，通过空间设计，在确保电感高品质因数即高Q值的同时，将PA和LNA的电感堆叠在一起以节约面积。
[0006]实现本专利技术目的具体技术方案是：一种带有开关的空间共享电感，特点是所述电感包括：RDL金属层为顶层金属，为铝金属层，用于制作LNA的电感；M6金属层为铜金属层，用于制作PA的电感与LNA电感的桥接金属；M5金属层为铜金属层，用于PA电感的桥接金属；所述的RDL金属层与M6金属层之间存在介质阻隔，通过PA金属插塞进行电链接；M6金属层与M5金属层之间存在介质阻隔，用Via5金属插塞进行电链接；所述RDL金属层包括RDL第一接口、RDL第一金属层体、RDL第二接口、RDL第三接口、RDL第二金属层体和RDL第四接口；所述RDL第一金属层体从RDL第一接口呈环状延伸至RDL第二接口；所述RDL第二金属层体从RDL第三接口呈环状延伸至RDL第四接口；所述M6金属层包括M6第一接口、M6第一金属层体、M6第二接口、M6第三接口、M6第二金属层体、M6第四接口、M6第五接口、M6第三金属体层和M6第六接口；所述M6第一金属层体从M6第一接口呈环状延伸至M6第二接口；所述M6第二金属层体从M6第三接口呈环状延伸至M6第四接口；M6第三金属体层的两个接口即M6第五接口和M6第六接口分别位于RDL第二接口与RDL第三接口正下方；
M5金属层包括M5第一接口、M5第一金属体层和M5第二接口；所述RDL第二接口通过PA金属插塞与M6第五接口相连，RDL第三接口通过PA金属插塞与M6第六接口相连；所述M6第二接口通过 Via5金属插塞与M5第一接口相连，M6第三接口通过 Via5金属插塞与M5第二接口相连；所述RDL第一接口与RDL第四接口之间设置有开关T1；所述M6第一接口与M6第四接口之间设置有开关T2。
[0007]本专利技术通过采用RDL层来做完整的LNA电感（Q值比普通金属层电感高），用Cu金属顶层完成做PA电感（同样能得到高Q值）。利用空间设计，实现两个电感的互不连接，并保证电感的高品质因数（高Q值）。
[0008]由于收发机的PA和LNA的电路工作特性，两个模块并不会同时工作，所以两个电感在其中之一工作的时候，另一个只是作为一段金属线或者屏蔽线而存在，并不影响彼此的电感性能（L值和Q值均保持不变），所以电路性能也不受影响。在收发机中，当在发射机开启工作时，LNA电感的输出端的T2开关闭合，将不会互感涡流影响PA电感的性能。而当接收机开启工作时，PA电感的输出端的T1开关闭合，同样不会互感涡流影响LNA电感的性能，因此这种堆叠共用空间的堆叠电感在收发机中是可行的。
[0009]在两个电感的各自的terminal增加一个有源开关电路，在PA和LNA工作时，分别闭合另一个电感，使得电感本身变成一段位于电感下面或者上面的一段浮空的材料（涡流是左右对称，互相抵消）。这样就把相互的影响降低到最低的水平。
[0010]本专利技术的优势令LNA电感与PA电感在空间共享的前提下分别由电路最顶部的两层金属制作，实现高品质因数（高Q值），且两个电感工作时可以互不干扰。
附图说明
[0011]图1为本专利技术电感结构平面图；图2 为本专利技术电感结构三维图。
具体实施方式
[0012]如
技术介绍
介绍，现有的收发机电路中，低噪声放大器、功率放大器、匹配网络等均各自采用片上螺旋电感，这些电感芯片上占用了非常大的面积、即影响了芯片的成本。
[0013]为解决上述问题，本专利技术提供了一种带有开关的同时用于TX和RX的空间共享电感，本专利技术的电感结构包括两层铜金属层及一层顶层铝金属层进行堆叠，铜金属层作为PA电感的金属线，铝金属层作为LNA电感的金属线，并通过开关T1和开关T2决定电感是否闭合。由于在闭合电感中涡流时左右对称，会相互抵消，所以当开关闭合后，电感将变成一个浮空材料，不会影响另一个正处于工作的电感特性，因而本专利技术的空间共享电感在保证电感特性的同时有效降低所占据的面积。
[0014]为使本专利技术的上述结构及优势能够更加清晰易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施做详细说明。
[0015]本专利技术的一种带有开关的同时用于TX和RX的空间共享电感结构，具体结构参考图1和图2，图1为本专利技术电感结构的平面图，图2为本专利技术结构的三维结构示意图，包括：
顶层RDL金属层，所述RDL金属层为铝金属层，该金属层中金属层体1、金属层体2形状趋近两个八边形。其中金属层体1包括半个八边形外圈、全部八边形内圈与二者之间的连接线，金属层体2为剩余八边形外圈。除去所述连接线，里外金属层体1和2的八边相互并行。所述顶层金属层体1的RDL第一接口a与金属层体2的RDL第二接口d通过开关T1连接。
[0016]位于顶层RDL金属层下方的M6金属层为铜金属层，M6金属层的M6第三金属层体5的两个接口i和接口j分别通过PA金属插塞7和PA金属插塞8与顶层金属层体1的第二接口b、顶层金属层体2的第一接口c连接。
[0017]位于顶层RDL金属层下方的M6金属层的M6金属层体3、M6金属层体4形状趋近两个八边形。其中M6金属层体3包括半个八边形外圈、全部八边形内圈与二者之间的连接线，M6金属层体4为剩余八边形外圈。除去所述连接线，里外M6金属层体3和4的八边相互并行。所述M6金属层体3的第一接口e与M6金属层体4的第二接口h通过开关T2连接。
[0018]位于M6金属层下方的M5金属层为铜金属层，M5金属层体6两个接口k和l分别通过 Via5金属插塞9和 Via5金属插塞10与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有开关的空间共享电感，其特征在于，所述的空间共享电感包括：RDL金属层为顶层金属，为铝金属层，用于制作LNA的电感；M6金属层为铜金属层，用于制作PA的电感与LNA电感的桥接金属；M5金属层为铜金属层，用于PA电感的桥接金属；所述的RDL金属层与M6金属层之间存在介质阻隔，通过PA金属插塞进行电链接；M6金属层与M5金属层之间存在介质阻隔，用Via5金属插塞进行电链接；所述RDL金属层包括RDL第一接口(a)、RDL第一金属层体（1）、RDL第二接口(b)、RDL第三接口(c)、RDL第二金属层体（2）和RDL第四接口(d)；所述RDL第一金属层体（1）从RDL第一接口（a）呈环状延伸至RDL第二接口（b）；所述RDL第二金属层体（2）从RDL第三接口（c）呈环状延伸至RDL第四接口（d）；所述M6金属层包括M6第一接口(e)、M6第一金属层体（3）、M6第二接口(f)、M6第三接口(g)、M6第二金属层体（4）、M6第四接口(h)、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐筑奇，罗德银，谢妙兴，
申请(专利权)人：上海昭能坤信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：