專利名稱：用于在集成電路中實現(xiàn)準確電感器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及數(shù)據(jù)通信的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及實現(xiàn)用于高速通信電路的具有準確電感值的電感元件的結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的方法，該高速通信電路以例如幾到100GHz/秒的輸入時鐘速度運行，其中通常需要準確的電感值以實現(xiàn)相應(yīng)準確的運行頻率。這樣，本發(fā)明可以包括在許多電路中用于子系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，例如用于光通信的光開關(guān)IC(集成電路)中的計數(shù)器、定時器、倍頻器和鎖相環(huán)(PLL)。附加的相關(guān)應(yīng)用是2.48G比特/秒(0C48)和40G比特/秒(0C768)數(shù)據(jù)速率的光通信，吉比特以太網(wǎng)，10吉比特以太網(wǎng)，藍牙技術(shù)(2.4GHz)和無線局域網(wǎng)(5.2GHz)。以這樣的高數(shù)據(jù)速率，也能夠啟用用于多媒體信息高速路的硬件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于其高帶寬和從對于電磁干擾的抗擾性得到的卓越的信號質(zhì)量，現(xiàn)在光纖已經(jīng)用于聲音和數(shù)據(jù)通信相當長的時間了。輸送通過光纖的調(diào)制過的單模式激光束的固有光數(shù)據(jù)速率期望大大超出1000G比特/秒。
為了跟上光數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)速率，相關(guān)的信號處理IC(集成電路)需要在幾GHz(Gegahertz，1 Gegahertz＝10～圈/秒)到幾百GHz范圍的時鐘頻率下運行。為了改善這種高速電路的性能參數(shù)，用于RF(射頻)工作而適當設(shè)計的電感元件，即除了電容性元件的另一類型存儲能量裝置的納入，變得日益普遍。例如，Yue等描述了用于在1-2GHz頻率范圍內(nèi)的基于Si的RF集成電路(IC)工作的一種具有圖形式接地屏蔽的片上螺旋形電感器。在此，單一接地平面應(yīng)用于螺旋形電感器和硅基板之間以增加電感器的Q(品質(zhì)因數(shù))。而且，接地平面構(gòu)圖為多指狀結(jié)構(gòu)，具有與電感器螺旋正交的槽，以使這里的感應(yīng)的渦流最小化，由此使相關(guān)的RF能量損失最小化(On-Chip Spiral Inductorswith Patterned Ground Shields for Si-Based RF IC’s，C.Patrick Yue等人，IEEE Journal of Solid-State Circuits，Vol.33，No.5，1998年5月)。如另一個例子，Zhou等描述的單片變壓器及它們在差動CMOS RF低噪聲放大器中的應(yīng)用，其中每一個單片變壓器由一組兩個共面互相纏繞的螺旋線實現(xiàn)(Monolithic Transformers and Their Application in a DifferentialCMOS RF Low-Noise Amplifier，Jianjun J.Zhou等，IEEE Journal ofSolid-State Circuits，Vol.33，No.12，1998年12月)。在日期為2001年2月13日的美國專利6188295B1中，Tsai公開了一種具有頂電路互連層和夾在兩個位于頂電路互連層之下的接地層之間的下部圖形式電感器層的多層電路。通過刺穿或部分地在某些頂電路互連層的微帶上開槽，由此調(diào)節(jié)相關(guān)的等效電路電容或形成一個串聯(lián)耦合的電感—電容電路。但是，不管這些參考，在用在一種應(yīng)用上的單片電感器需要精確的電感值時，例如具有由該單片電感器所控制的精確的特定輸出頻率的振蕩器電路，需要一種簡單的系統(tǒng)方法，由此可以在低成本開發(fā)下快速地實現(xiàn)單片電感器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在在具有多個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的高頻集成電路中實現(xiàn)電感元件的新的設(shè)計和方法。
本發(fā)明的第一目的是實現(xiàn)準確的預(yù)定的電感值的電感元件。
本發(fā)明的第二目的是電感元件簡單，系統(tǒng)，快速且低成本的實現(xiàn)方法。
本發(fā)明的第三目的是實現(xiàn)電感元件，進而擴展到實現(xiàn)精確變壓器元件的方法。
其它目的以及上述目的可以從下面描述的本發(fā)明的實施中得到，并得出附圖中示出的實施方式。
當考慮下面的優(yōu)選實施方式的詳細描述時，將更容易理解本發(fā)明且以上闡述的目的的本質(zhì)將變得更顯而易見。為了清楚起見，將參考附圖進一步進行詳細的描述，其中
圖1示出了具有多導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的集成電路的橫截面；圖2A是電感元件的參考設(shè)計的透視圖，其中僅一個具有線性偏移的接地層應(yīng)用于電感層以形成該電感元件；圖2B和圖2C是用于圖2A設(shè)計的電感和回波損耗特性；圖3A是電感元件的本發(fā)明設(shè)計的第一變體的透視圖，其中具有線性偏移的都位于電感層相同側(cè)的兩個接地層應(yīng)用于該電感層以形成電感元件；圖3B和圖3C是用于圖3A設(shè)計的電感和回波損耗特性；圖4A是電感元件的本發(fā)明設(shè)計的第二變體的透視圖，其中具有線性偏移的各自位于電感層不同側(cè)的兩個接地層應(yīng)用于該電感層以形成電感元件；圖4B和圖4C是用于圖4A設(shè)計的電感和回波損耗特性；圖5A是電感元件的本發(fā)明設(shè)計的第三變體的透視圖，其中具有線性偏移的都位于電感層相同側(cè)的三個接地層應(yīng)用于該電感層以形成電感元件；圖5B和圖5C是用于圖5A設(shè)計的電感和回波損耗特性；圖6A是電感元件的本發(fā)明設(shè)計的第四變體的透視圖，其中具有線性偏移的圍繞一電感層的三個接地層應(yīng)用于該電感層以形成電感元件；圖6B和圖6C是用于圖6A設(shè)計的電感值和回波損耗特性；圖7A是電感元件的本發(fā)明設(shè)計的第五變體的透視圖，其中具有旋轉(zhuǎn)偏移的都位于電感層相同側(cè)的兩個接地層應(yīng)用于該電感層以形成電感元件；圖7B和圖7C是用于圖7A設(shè)計的電感和回波損耗特性。
具體實施例方式
在本發(fā)明的下述詳細說明中，為了提供本發(fā)明的全面的理解，提出大量的特定的細節(jié)。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可以沒有這些特定的細節(jié)而實施。在其它的例子中，公知的方法、步驟、部件和電路沒有詳細描述以避免不必要的模糊本發(fā)明的方面。
這里論及的“一種實施方式”或一“實施方式”指與該實施方式相聯(lián)系的所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特點可以包含在本發(fā)明的至少一個實施方式中。在說明書中不同的地方出現(xiàn)的短語“在一個實施方式中”不是所有的都指向相同的實施方式，也不是相互排斥其它實施方式的分離的或替換的實施方式。
圖1表示具有IC基板SUBS10的集成電路的橫截面，該IC基板位于如多晶硅導(dǎo)電層20、金屬-1 M1 31、金屬-2 M2 32、金屬-3 M3 33、金屬-4 M4 34、金屬-5 M5 35和金屬-6 M6 36的多個導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的下面。典型地，雖然為了簡單沒有在這里示出，但是IC安裝在IC基板SUBS10的頂部附近。不同的導(dǎo)電層用相應(yīng)數(shù)量的介質(zhì)層彼此絕緣。例如，多晶硅導(dǎo)電層20用0.7λm(10-6米)厚的介質(zhì)層ILD與金屬-1 M131絕緣，金屬-1 M1 31用介質(zhì)層IMD1a加IMD1b與金屬-2 M2 32絕緣，金屬-2 M2 32用介質(zhì)層IMD2a加IMD2b(0.1λm厚)與金屬-3 M333絕緣，等等。最后，金屬-6 M6 36用介質(zhì)層PASS1加頂部介質(zhì)層PASS2與周圍環(huán)境絕緣。如示出的，相鄰的金屬層之間的對應(yīng)節(jié)距是1.33λm。具有多個導(dǎo)電層存在，在包括多晶硅導(dǎo)電層20在內(nèi)7層的情況下，用置于IC基板SUBS10上的IC進行工作的電感元件可以以多種方式實現(xiàn)且這些將會在下面示出。
圖2A是包括螺旋電感線圈48和單一的第一接地層60的電感元件的通常用于本領(lǐng)域中稱作參考情況的參考設(shè)計的透視圖。螺旋電感線圈48進一步包括成形為螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)的電感層50、饋通通路52b和交叉層52a。而且，示出的第一接地層60構(gòu)圖成具有與螺旋電感線圈48正交的槽的多指狀結(jié)構(gòu)以使這里的感應(yīng)渦流最小化進而使相關(guān)的RF(射頻)能量損失最小化。注意，為了使感應(yīng)回路電流最小化，第一接地層60可以構(gòu)圖成各種其它的幾何結(jié)構(gòu)，例如，具有許多嵌入孔的鈕扣狀結(jié)構(gòu)也可以。還有，為了避免不必要的模糊細節(jié)，這里沒有示出將第一接地層60的所有指短路的外部框架。而且，為了簡化從現(xiàn)在起的說明，在所有電感元件的設(shè)計情況中將使用8λm寬的痕跡TRC和2λm的痕跡間隔TSP。如三個指向右的粗箭頭所示，在該情況下，電感層50用金屬-4 M4 34實現(xiàn)，交叉層52a用金屬-6 M6 36實現(xiàn)且第一接地層60用金屬-1 M1 31實現(xiàn)。為了簡單且系統(tǒng)地調(diào)節(jié)電感元件的電感值，本發(fā)明建議，在該情況下，第一接地層60在平行于電感層50的平面相對于螺旋電感線圈48線性偏移。這里用第一接地層60旁邊的x軸和y軸表示。電感在15GHz的固定頻率處的對應(yīng)的變化作為x-偏移的函數(shù)，y-偏移＝0，這在圖2B中示出。
圖2B示出了在產(chǎn)生平滑函數(shù)特性的同時，相應(yīng)的電感變化的整個范圍非常小。即，僅產(chǎn)生了RIR＝(Lmax-Lmin)/Lma＝2.8％的一個相對電感范圍(RIR)且這對于實際設(shè)計應(yīng)用不是非常有用。在這種高操作頻率下另一個電感元件的重要參數(shù)叫作回波損耗或用符號表示為S11?；夭〒p耗S11在本領(lǐng)域是公知的，例如由Hayward(Introduction to Radio Frequency Design，Wes Hayward，W7ZOI，第4章，P.116-P.120)所定義的。作為有用的電感元件，在操作中心頻率周圍其回波損耗Si對頻率特性必須是平滑單調(diào)曲線。而且，在中心頻率附近，回波損耗S11的絕對值越高越好。這樣，圖2C，對于圖2A的參考設(shè)計的回波損耗特性在偏移量x＝0和y＝0處顯示出在15GHz絕對幅值等于6.8dB(分貝)的可接受的回波損耗S11特性。
圖3A是電感元件的本發(fā)明的設(shè)計的稱為情況-A的第一變體的透視圖，包括螺旋電感線圈48和設(shè)計成第一接地層60和第二接地層62的兩個接地層。這兩個接地層都位于該螺旋電感線圈48的相同側(cè)。與前面的相同，該螺旋電感線圈48進一步包括形成螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)的電感層50、饋通通路52b和交叉層52a。還有，第一接地層60和第二接地層62以相同的方式構(gòu)圖，具有與該螺旋電感線圈48正交的槽的多指狀結(jié)構(gòu)以使這里感應(yīng)的回路電流最小化進而使相關(guān)的RF能量損失最小化。如四個向右指向的粗箭頭所示，現(xiàn)在電感層50由金屬-4 M4 34實現(xiàn)，交叉層52a由金屬-6 M6 36實現(xiàn)，第一接地層60由金屬-1 M1 31實現(xiàn)且第二接地層62由多晶硅導(dǎo)電層20實現(xiàn)。與前面相同，為了簡單且系統(tǒng)化地調(diào)節(jié)電感元件的電感值，本發(fā)明建議，對于情況-A，第二接地層62在平行于電感層50的平面內(nèi)相對于螺旋電感線圈48線性偏移。這由位于第二接地層62旁邊的x-軸和y-軸表示。電感值在15GHz固定頻率處相應(yīng)的變化作為x-偏移和y-偏移兩者的函數(shù)，其在圖3B中以分段線性化數(shù)據(jù)的三維透視圖表的形式表示。
除了一組平滑函數(shù)特性，圖3B示出了產(chǎn)生的顯著高于參考情況(2.8％)的在8.5％左右的相應(yīng)的RIR，且這對于實際設(shè)計應(yīng)用將是有用的。例如，需要630皮亨電感值的情況可以由跟隨一組四個虛線箭頭的x＝3.5λm和y＝8λm的偏移組合滿足。在電感元件的掩模設(shè)計相(mask design phase)中，產(chǎn)生一組具有系統(tǒng)地增加x-和y-偏移量的相同的接地平面的任務(wù)在大約僅半天的希望的設(shè)計時間的情況下是非常容易的。但是，如果要產(chǎn)生一組電感層50逐漸變化的螺旋形幾何結(jié)構(gòu)以得到系統(tǒng)變化的電感值，則掩模設(shè)計相將是非常繁重的且其將要花費大約一周的時間。此外，現(xiàn)在制造用于0.18λm幾何結(jié)構(gòu)的IC的完整的掩模組的成本大約是$300000，且掩模組隨后的IC處理大約花費50天。但是，僅制造用于單導(dǎo)電層的掩膜的變化的成本僅大約$2000，且單導(dǎo)電層的隨后的IC處理僅花費幾天。因此，使用本發(fā)明的技術(shù)，用于電感元件的期望的電感值可以用少量的時間和成本來設(shè)計和實現(xiàn)以準確地完成。
圖3C示出了在第二接地層62的各個偏移處的用于情況-A的回波損耗S11?；夭〒p耗S11特性都是可接受的，在15GHz時具有8dB左右的絕對量，其顯著好于參考情況(6.8dB)。此外，與參考情況相比，在螺旋電感線圈48和IC基板SUBS10之間使用其間具有偏移量的兩個接地平面?？梢灶A(yù)期該使用提供另一個優(yōu)點，即在電感元件和位于IC基板SUBS10上的IC之間的對射頻發(fā)射的更高級的屏蔽。
圖4A是電感元件的本發(fā)明的設(shè)計的第二變體的透視圖，稱為情況-B，包括螺旋電感線圈48和設(shè)計成第一接地層60和第二接地層62的兩個接地層。但是，現(xiàn)在兩個接地層位于螺旋電感線圈48的不同側(cè)。如四個指向右的粗箭頭示出的，電感層50由金屬-4 M4 34實現(xiàn)，交叉層52a由金屬-5 M5 35實現(xiàn)，第一接地層60由金屬-6 M6 36實現(xiàn)且第二接地層62由金屬-1 M1 31實現(xiàn)。這里，本發(fā)明建議第二接地層62相對于螺旋電感線圈48線性偏移。這再一次以位于第二接地層62旁邊的x-軸和y-軸示出。在固定頻率15GHz且x偏移＝0時電感值的對應(yīng)的改變作為y-偏移的函數(shù)在圖4B中示出。
圖4B示出了產(chǎn)生大約4.3％的RIR，同時仍然好于參考情況(2.8％)的情況，其對于實際設(shè)計應(yīng)用僅或多或少地有用。
圖4C示出了第二接地層62的各個偏移處的用于情況-B的回波損耗S11。回波損耗S11特性在15GHz時約9.5dB的絕對值，其顯著好于參考情況(6.8dB)的。此外，與參考情況相比，可以期望在螺旋電感線圈48之上第一接地層60的應(yīng)用提供另一優(yōu)點，即從電感元件進入到周邊環(huán)境中的射頻發(fā)射的更高級屏蔽。本發(fā)明的這個優(yōu)點可以在稱作倒裝片的封裝環(huán)境的應(yīng)用方中變得非常重要，其中，包括電感元件的IC上下翻轉(zhuǎn)且與其它在下面的RF輻射電子電路緊密接觸結(jié)合。
圖5A是電感元件的本發(fā)明的設(shè)計的第三變體的透視圖，稱為情況-C，包括螺旋電感線圈48和設(shè)計成第一接地層60，第二接地層62和第三接地層64的三個接地層。所有三個接地層位于螺旋電感線圈48的相同側(cè)，在螺旋電感線圈48和IC基板SUBS10之間。這里，本發(fā)明建議第二接地層62相對于螺旋電感線圈48線性偏移。在固定頻率15GHz處y-偏移＝0的電感值的對應(yīng)的改變作為x-偏移的函數(shù)在圖5B中示出。
圖5B示出了產(chǎn)生大約9.6％的RIR，顯著好于參考情況(2.8％)，其對于實際設(shè)計應(yīng)用是有用的。
圖5C示出了在第二接地層62的各個偏移處的用于情況-C的回波損耗S11?；夭〒p耗S11特性具有在15GHz處約7.7dB的絕對值，好于情況-A(6.8dB)。此外，與參考情況相比，在螺旋電感線圈48和IC基板SUBS10之間使用它們之間具有偏移的三個接地平面可以期望在電感元件和位于IC基板SUBS10上的IC之間提供射頻發(fā)射的非常高級的屏蔽。
圖6A是電感元件的本發(fā)明的設(shè)計的第四變體的透視圖，稱為情況-D，包括螺旋電感線圈48和設(shè)計成第一接地層60，第二接地層62和第三接地層64的三個接地層。第一接地層60位于螺旋電感線圈48的上面，同時其它兩個接地層62和64位于螺旋電感線圈48的下面但在IC基板SUBS10的上面。這里，本發(fā)明建議第三接地層64相對于螺旋電感線圈48線性偏移。在固定頻率15GHz且y-偏移＝0時電感值的對應(yīng)改變作為x-偏移的函數(shù)在圖6B中示出。
圖6B示出了產(chǎn)生大約11.2％的RIR，大大好于參考情況(2.8％)的情況，其對于實際設(shè)計應(yīng)用是非常有用的。
圖6C示出了在第三接地層64的各個偏移處的用于情況-D的回波損耗S11。回波損耗S11特性具有在15GHz處約10.7dB的絕對值，顯著好于情況-A(6.8dB)。此外，可以期望接地平面的設(shè)置既在電感元件和位于IC基板SUBS10上的IC之間提供射頻發(fā)射的更高級的屏蔽又在從電感元件進入周圍環(huán)境提供射頻發(fā)射的更高級屏蔽。如前面圖4C標記的，本發(fā)明的這個優(yōu)點在稱作倒裝片的應(yīng)用封裝環(huán)境的應(yīng)用中變得非常重要，其中，包括電感元件的IC上下翻轉(zhuǎn)且與其它在下面的RE輻射電子電路緊密結(jié)合。
圖7A是電感元件的本發(fā)明的設(shè)計的第五變體的透視圖，稱為有旋轉(zhuǎn)的情況-A，該電感元件除了第二接地層62此時相對于螺旋電感線圈48旋轉(zhuǎn)偏移角度θ外，與圖3A的情況-A相同。在固定頻率15GHz時電感值的對應(yīng)的改變作為θ的函數(shù)在圖7B中示出。
圖7B示出了產(chǎn)生大約22％的RIR，大大好于參考情況(2.8％)的情況，其對于實際設(shè)計應(yīng)用是非常有用的。
圖7C示出了在第三接地層64的各個偏移處的用于情況-D的回波損耗S11?；夭〒p耗S11特性具有在15GHz時約9.6dB的絕對值，顯著好于情況-A(6.8dB)。此外，接地平面的設(shè)置希望在電感元件和位于IC基板SUBS10上的IC之間提供射頻發(fā)射的更高級屏蔽。
下面的表-1總結(jié)了相對于參考情況的本發(fā)明的各個優(yōu)點表-1
本發(fā)明已經(jīng)針對示范性優(yōu)選實施方式進行了描述。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下優(yōu)選實施方式可以容易地針對適合的附加應(yīng)用進行適應(yīng)和修改。例如，到現(xiàn)在應(yīng)該清楚的是本發(fā)明的范圍并不局限于示出的具有8λm的TRC和2λm的TSP的電感元件的幾何結(jié)構(gòu)，只要這些尺寸與隨后的IC處理步驟相協(xié)調(diào)。如另一個例子，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，實現(xiàn)如這里描述的精確的電感元件的結(jié)構(gòu)和方法當然可以延伸到具有用于各個線圈的一組準確的預(yù)定電感值和在這些線圈中具有一組準確的預(yù)定耦合系數(shù)的多螺旋變壓器。由此，可以理解本發(fā)明的范圍并不局限于公開的實施方式。相反地，它會覆蓋基于相同的工作原理的各種修改和相似的設(shè)置。因此，權(quán)利要求的范圍可以符合最廣義的解釋以包含所有這樣的修改和相似的設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于高頻集成電路的電感元件，所述電感元件包括構(gòu)圖成螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)的電感層；和構(gòu)圖成第一幾何結(jié)構(gòu)的第一接地層，其中，用所述電感層和所述第一接地層之間的相對移動實現(xiàn)所述電感元件的預(yù)定的電感值，且所述電感層和所述第一接地層都位于高頻集成電路的基板的上方。
2.如權(quán)利要求1的電感元件，其中，所述相對移動包括所述電感層和所述第一接地層之間的線性相對移動。
3.如權(quán)利要求1的電感元件，其中，所述相對移動包括所述電感層和所述第一接地層之間的旋轉(zhuǎn)移動。
4.如權(quán)利要求1的電感元件，其中，所述相對移動導(dǎo)致所述電感元件的回波損耗顯著改善。
5.如權(quán)利要求4的電感元件，其中，所述第一接地層引進對來自所述電感元件的射頻(RF)發(fā)射的更高級屏蔽。
6.如權(quán)利要求1的電感元件，其中，設(shè)計所述電感層的螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)和所述第一接地層的所述第一幾何結(jié)構(gòu)以使任何感應(yīng)電流最小化。
7.如權(quán)利要求6的電感元件，其中，所述感應(yīng)電流包括渦流和回路電流。
8.如權(quán)利要求6的電感元件，其中，所述電感層包括被平行地繞成扁平螺旋的導(dǎo)電帶，其具有依據(jù)所述螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)的形狀，且所述第一接地層的所述第一幾何結(jié)構(gòu)是具有與所述導(dǎo)電帶正交的槽的結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1的電感元件，其中，所述第一接地層包括根據(jù)所述第一接地層的第一幾何結(jié)構(gòu)的大量孔、間隙或槽的陣列。
10.如權(quán)利要求1的電感元件，進一步包括構(gòu)圖成第二幾何結(jié)構(gòu)的且也位于所述高頻集成電路的基板上方的第二接地層。
11.如權(quán)利要求10的電感元件，其中，所述第二接地層包括根據(jù)所述第二幾何結(jié)構(gòu)的大量孔、間隙或槽的陣列，且所述第一幾何結(jié)構(gòu)和所述第二幾何結(jié)構(gòu)相同或不同。
12.如權(quán)利要求10的電感元件，其中，所述電感元件的預(yù)定電感值由所述電感層、第一接地層和第二接地層之間的相對移動實現(xiàn)。
13.如權(quán)利要求10的電感元件，其中，所述電感層位于所述第一接地層和所述第二接地層之間。
14.如權(quán)利要求13的電感元件，進一步包括構(gòu)圖成所述第一幾何結(jié)構(gòu)的并且也位于所述高頻集成電路的基板上方的第三接地層。
15.如權(quán)利要求14的電感元件，其中，所述電感元件的預(yù)定的電感值由所述電感層、第一接地層，第二接地層和第三接地層之間的相對移動實現(xiàn)。
16.如權(quán)利要求15的電感元件，其中，所述電感層位于所述第一接地層、第二接地層和第三接地層的頂部。
17.如權(quán)利要求16的電感元件，其中，所述第三接地層位于所述第一接地層和所述第二接地層之間。
18.一種用于形成用在高頻集成電路的電感元件的方法，所述方法包括按照螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)形成電感層；按照第一幾何結(jié)構(gòu)形成第一接地層，所述電感層和所述第一接地層都位于所述高頻集成電路的基板上方；以及其中電感元件的預(yù)定的電感值用所述電感層和所述第一接地層之間的相對移動實現(xiàn)。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中，所述相對移動包括所述電感層和所述第一接地層之間的線性相對移動或旋轉(zhuǎn)移動。
20.如權(quán)利要求18的方法，其中，所述相對移動導(dǎo)致所述電感元件的回波損耗的顯著改善。
21.如權(quán)利要求18的方法，其中，所述第一接地層引進來自所述電感元件的射頻(RF)發(fā)射的更高級屏蔽。
22.如權(quán)利要求18的方法，其中，設(shè)計所述電感層的螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)和所述第一接地層的所述第一幾何結(jié)構(gòu)以使任何感應(yīng)電流最小化。
23.如權(quán)利要求18的方法，其中，所述電感層的形成包括將導(dǎo)電帶纏繞成具有依據(jù)所述螺旋狀幾何結(jié)構(gòu)的形狀的扁平螺旋，且所述第一接地層的第一幾何結(jié)構(gòu)是具有與該導(dǎo)電帶正交的槽的結(jié)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求23的方法，其中，所述第一接地層包括根據(jù)所述第一接地層的第一幾何結(jié)構(gòu)的大量孔、間隙或槽的陣列。
25.如權(quán)利要求18的方法，進一步包括按照第二幾何結(jié)構(gòu)形成的第二接地層，其中，第二接地層位于所述高頻集成電路的基板上方，且包括根據(jù)第二幾何結(jié)構(gòu)的大量孔、間隙或槽的陣列，并且所述第一幾何結(jié)構(gòu)和第二幾何結(jié)構(gòu)不同。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中，所述電感元件的預(yù)定的電感值用所述電感層、第一接地層和第二接地層之間的相對移動實現(xiàn)。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中，所述電感層位于所述第一接地層和所述第二接地層之間。
28.如權(quán)利要求27的方法，進一步包括依照第一幾何結(jié)構(gòu)的第三接地層，其中所述第三接地層也位于所述高頻集成電路的基板的上方。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中，所述電感元件的預(yù)定的電感值用所述電感層、第一接地層、第二接地層和第三接地層之間的相對移動實現(xiàn)。
30.如權(quán)利要求29的方法，其中，所述電感層位于所述第一接地層、第二接地層和第三接地層的頂部。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中所述第三接地層位于所述第一接地層和所述第二接地層之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于實現(xiàn)集成電路中精確電感元件的技術(shù)。該電感元件具有包括彼此電絕緣且位于集成電路基板上的多個導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)。該電感元件包括由第一導(dǎo)電層制造的螺旋狀的電感層。此外，使用多個附加接地平面，每一個在其自己選擇的導(dǎo)電層繪制圖案來使感應(yīng)的渦流最小化，從而在此提高高頻工作下的Q(品質(zhì)因數(shù))，用它們之間的線性或旋轉(zhuǎn)偏移來影響該電感元件的電感值的對應(yīng)調(diào)節(jié)量。大量的特定設(shè)計情況用其各個電感值和RE性能參數(shù)體現(xiàn)。
文檔編號H01L27/01GK1705126SQ200410063978
公開日2005年12月7日 申請日期2004年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
發(fā)明者董吉江, 張明皓 申請人:董吉江, 張明皓