專利名稱：電感電容振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體基片等各種基片上形成的LC振蕩器。
背景技術(shù)：
已知有利用薄膜成形技術(shù)在半導(dǎo)體基片上形成螺旋形電極、利用該電極作為電感元件的半導(dǎo)體電路。當(dāng)在這種半導(dǎo)體基片上形成的電感元件流經(jīng)電流時，螺旋形電極的垂直方向產(chǎn)生磁通量，由于根據(jù)該磁通量，半導(dǎo)體基片表面會產(chǎn)生渦流以抵消有效磁通量，從而有不能實(shí)現(xiàn)作為電感元件的有效功能。特別是，電感元件流經(jīng)的信號的頻率越高，這種傾向越顯著，難于在半導(dǎo)體基片上形成包含有電感元件作為共振元件的LC振蕩器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對該問題點(diǎn)，其目的在于提供即使是形成在基片上的情況下，也能夠進(jìn)行振蕩動作的LC振蕩器。
本發(fā)明的LC振蕩器包含的電感元件，以相互絕緣的狀態(tài)重疊形成在基片上，具有分別有一端彼此連接在一起的兩個導(dǎo)體，與基片相離的導(dǎo)體用作電感器導(dǎo)體，同時該電感器導(dǎo)體的引出線在靠近基片的另一導(dǎo)體與基片之間通過。實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)的電感元件具有規(guī)定的電感，即使形成在基片上，其電感成分也不會由于渦流等消失。該電感元件用作LC振蕩器的一個部件，從而LC振蕩器即使是形成在基片上的情況下，也能夠進(jìn)行振蕩。特別是，由于該電感元件包含的電感器導(dǎo)體的引出線通過另一導(dǎo)體與基片之間而引出，可將對電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通的遮蔽抑制到最小的程度，從而可獲得特性良好的電感元件。
并且，上述的電感元件，在基片上形成三層以上的金屬層的情況下，最好利用相互隔開一層以上的不同層的金屬層分別形成上述的兩個導(dǎo)體和引出線。通過給LC振蕩器包含的電感元件設(shè)置這樣的結(jié)構(gòu)，由于電感器導(dǎo)體與引出線之間至少可相隔兩層以上，因而可進(jìn)一步減小流經(jīng)引出線的電流的影響。
并且，上述電感元件包含的兩個導(dǎo)體各一端之間的相互連接最好利用從電感器導(dǎo)體的一端延伸的引出線的一部分來實(shí)現(xiàn)。從而可以減少電感器導(dǎo)體和交叉導(dǎo)線(引出線及連接線)的根數(shù)，并可以進(jìn)一步減少電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通的遮蔽。并且，在用曝光裝置等制造各導(dǎo)體和引出線時，由于可以簡化掩膜的形狀，可降低LC振蕩器的整體制造成本并減少制造過程所需的工序。
并且，本發(fā)明的LC振蕩器包含的電感元件，以相互絕緣的狀態(tài)重疊形成在基片上，具有分別有一端彼此連接在一起的兩個導(dǎo)體，與基片相離的一個導(dǎo)體用作電感器導(dǎo)體，同時位于另一導(dǎo)體的不與電感器導(dǎo)體連接側(cè)的端頭用規(guī)定的阻抗元件端接。電感元件內(nèi)的電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通量使得另一個導(dǎo)體中也有電流流過，用阻抗元件端接另一導(dǎo)體的自由端側(cè)的端頭，可以防止在該部分產(chǎn)生不需要的反射，改善電感元件的特性，從而可以在包含這樣的電感元件的LC振蕩器中進(jìn)行可靠的振蕩。并且，通過用電阻、電容或電感或它們的任意組合構(gòu)成上述阻抗元件，可以調(diào)整另一導(dǎo)體的頻率特性等。從而，通過將阻抗元件的元件常數(shù)調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹?，以微調(diào)振蕩特性。
并且，最好使構(gòu)成上述阻抗元件的電阻、電容、電感的至少一個元件常數(shù)可以改變，通過改變該元件常數(shù)來調(diào)整終端條件。通過外部的某種手段，例如通過改變施加的控制電壓，可以調(diào)整取決于整個阻抗元件的元件常數(shù)即終端條件變更的電感元件的特性，并隨之進(jìn)行振蕩頻率的微調(diào)整。
特別是，上述基片為半導(dǎo)體基片的情況下，最好由可變電容的二極管形成元件常數(shù)可變的電容。通過使用利用半導(dǎo)體基片形成的可變電容的二極管，在可使部件小型化的同時，與后續(xù)安裝外裝件、進(jìn)行配線的場合相比，可以簡化制造工序，從而降低LC振蕩器的制造成本。同樣，上述基片為半導(dǎo)體基片的情況下，最好由用作電阻的FET形成溝道。通過使用利用半導(dǎo)體基片形成的可變電阻的FET，在小型化部件的同時，與后續(xù)安裝外裝件又進(jìn)行配線的場合相比，可以簡化制造工序，從而降低LC振蕩器的制造成本。
并且，構(gòu)成阻抗元件的電感，最好由基片上以規(guī)定形狀形成的導(dǎo)體層來形成。由于用以對導(dǎo)體的一端進(jìn)行端接的電感并不要求高的Q值，因而可以通過基片上的導(dǎo)體圖案實(shí)現(xiàn)，而且可以利用進(jìn)行各種配線等的金屬層在相同的工序中形成該導(dǎo)體圖案，從而，可以小型化LC振蕩器、簡化制造工序以及降低制造成本。
并且，最好使用半導(dǎo)體基片作為上述基片、在該基片上形成LC振蕩器的各構(gòu)成部件。如果能夠在半導(dǎo)體基片上形成具有有效功能的電感元件，則可以在半導(dǎo)體基片上形成包含電感元件的LC振蕩器的各構(gòu)成部件，從而可以不使用外裝件、在半導(dǎo)體基片上一體化地形成整個LC振蕩器。
并且，最好上述兩個導(dǎo)體以相同形狀或長條狀形成。通過形成同一形狀，上層導(dǎo)體與基片表面不會直接面對，可以降低直接面對時基片上產(chǎn)生的渦流。并且，通過以長條狀形成兩個導(dǎo)體，可以使上層導(dǎo)體保持規(guī)定的電感。特別是，導(dǎo)體以一周以上的螺旋狀或S形彎曲狀形成的情況下，可以保持很大的電感，因而適合使用較低頻率的LC振蕩器的場合。并且，導(dǎo)體以不滿一周的環(huán)圈形狀或大致直線形狀形成時，與螺旋狀等形成的情況相比，可以使電感變小，因而適合使用較高頻率的LC振蕩器的場合。
并且，兩個導(dǎo)體以螺旋狀形成的情況下，最好是一個導(dǎo)體的內(nèi)圈端頭與另一個導(dǎo)體的外圈端頭連接。實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，通過這樣的連接，在基片上形成電感器導(dǎo)體的狀態(tài)下，可進(jìn)一步確保更大的電感，可以在基片上實(shí)現(xiàn)有效的電感元件。特別是，環(huán)圈數(shù)一周以上的螺旋狀的場合，必須從該螺旋狀電感器導(dǎo)體的內(nèi)圈端頭延伸引出線，該引出線在靠近基片的導(dǎo)體與基片之間通過而引出，從而將對電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通的遮蔽抑制到最小限度。
并且，上述電感元件適合用作同時具有電感成分和電容成分的復(fù)合元件。該電感元件具有相互疊合的兩個導(dǎo)體，其特性中也含有電容成分，從而，作為一個組合電感和電容使用的LC振蕩器的部件，可使該電感元件的特性得到有效利用。


圖1是表示第一實(shí)施例的LC振蕩器結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是圖1所示LC振蕩器包含的電感元件的平面結(jié)構(gòu)的示圖。
圖3是圖2所示電感元件包含的上層導(dǎo)體的示圖。
圖4是圖2所示電感元件包含的下層導(dǎo)體形狀的示圖。
圖5是電感元件所包含的兩個導(dǎo)體連接狀態(tài)的示圖。
圖6是沿圖2的VI-VI線剖切放大截面圖。
圖7表示LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
圖8表示LC振蕩器的輸出特性的測量結(jié)果。
圖9表示LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
圖10表示LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
圖11是第二實(shí)施例的電感元件的結(jié)構(gòu)的示圖。
圖12是表示在下層導(dǎo)體的內(nèi)圈端頭連接可變電容二極管時結(jié)構(gòu)的示圖。
圖13是表示圖12所示可變電容二極管形成于基片上的情況下的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是表示下層導(dǎo)體的內(nèi)圈端頭連接可變電阻時結(jié)構(gòu)的示圖。
圖15表示LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
圖16表示LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
圖17是表示電感元件包含的導(dǎo)體的改型例的示圖。
圖18是省略了兩個導(dǎo)體端頭間連接線的電感元件的改型例的示圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖具體說明適用于本發(fā)明的實(shí)施例的LC振蕩器。
圖1是表示第一實(shí)施例的LC振蕩器結(jié)構(gòu)的電路圖。圖1所示的LC振蕩器10包括晶體管20、該晶體管20的基極和發(fā)射極之間連接的電容22，發(fā)射極和集電極之間連接的電容24，基極和集電極之間串聯(lián)連接的電容26，以及電感元件30。
LC振蕩器10中，將2個電容22、24的電容量設(shè)成晶體管20極間電容量的數(shù)十倍，電感元件30經(jīng)由電容26接入。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的LC振蕩器10是改良科耳皮茲電路而成的克拉普電路。LC振蕩器10中，由于使決定振蕩頻率的共振電路的電容與電容22、24、26的串聯(lián)連接等價(jià)，從而與沒有與電容26相當(dāng)?shù)碾娙莸目贫て濍娐繁容^，可以使電容22和24的電容量變大。從而，即使在晶體管20的極間電容變化的情況下，對共振電路的共振頻率不會有大的影響，可以提高振蕩頻率的穩(wěn)定度。
圖2是表示本實(shí)施例的LC振蕩器10包含的電感元件30的平面結(jié)構(gòu)的示圖。并且，圖3是表示圖2所示電感元件30所包含的上層導(dǎo)體的示圖。圖4是表示圖2所示電感元件30所包含的下層導(dǎo)體形狀的示圖。
本實(shí)施例的電感元件30具有在半導(dǎo)體基片110的表面形成的螺旋形的兩個導(dǎo)體120、122。這兩個導(dǎo)體120、122具有大致相同的形狀，從半導(dǎo)體基片110的表面一側(cè)觀察時，上層的一個導(dǎo)體120與下層的另一個導(dǎo)體122大致重疊配置。導(dǎo)體120與122由諸如金屬薄膜(金屬層)或多晶硅等半導(dǎo)體材料形成。
圖5是表示上述兩個導(dǎo)體連接狀態(tài)的示圖。如圖5所示，引出線130、132分別連接于上層導(dǎo)體120的外圈端頭(外周端子)與內(nèi)圈端頭(中心端子)，上層導(dǎo)體120的內(nèi)圈端頭和下層導(dǎo)體122的外圈端頭通過連接線134連接。
上層導(dǎo)體120起電感器導(dǎo)體的功能，經(jīng)由與其兩端連接的引出線130、132，與半導(dǎo)體基片110上形成的LC振蕩器10的其他部件連接。
圖6是沿圖2的VI-VI線剖切的截面的放大圖。如圖5和圖6所示，半導(dǎo)體基片110的表面上至少形成三層的金屬層160、162與164，利用離半導(dǎo)體基片110最遠(yuǎn)的最上層金屬層160形成作為電感器導(dǎo)體的一個導(dǎo)體120，利用中層金屬層162形成另一個導(dǎo)體122。
并且，最上層導(dǎo)體120的內(nèi)圈端頭引出的引出線132用離半導(dǎo)體基片110最近的最下層金屬層164形成。例如，如圖6所示，導(dǎo)體120的內(nèi)圈端頭與引出線132的一端經(jīng)由通孔150連接，最下層金屬層164形成的引出線132以與螺旋形的電感器導(dǎo)體的各環(huán)圈部分垂直相交地向外圈側(cè)引出。并且，在3個金屬層160、162與164形成的導(dǎo)體120、122、引出線132和半導(dǎo)體基片110之間，分別形成絕緣層140、142與144，以相互絕緣。
本實(shí)施例的LC振蕩器10包含的電感元件30具有上述結(jié)構(gòu)，上層導(dǎo)體120的兩端分別連接的兩個引出線130、132之間出現(xiàn)規(guī)定的電感，該上層導(dǎo)體120可以用作電感器導(dǎo)體。并且，該上層導(dǎo)體120的下側(cè)，形成與該導(dǎo)體120形狀大致相同的導(dǎo)體122，它們各自的一端通過連接線134互相連接，從而當(dāng)上層導(dǎo)體120作為電感器導(dǎo)體使用時，可以抑制半導(dǎo)體基片110表面產(chǎn)生渦流，使上層導(dǎo)體120可有效發(fā)揮作為電感器導(dǎo)體的功能。
并且，本實(shí)施例的LC振蕩器10包含的電感元件30中，作為電感器導(dǎo)體的上層導(dǎo)體120的內(nèi)圈端頭引出的引出線132由最下層金屬層164形成，配置在將另一導(dǎo)體122夾于中間的、且離電感器導(dǎo)體最遠(yuǎn)的位置。從而，使得對電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通的遮蔽抑制到最小限度，從而可獲得良好的特性。這樣，本實(shí)施例的LC振蕩器10包含的電感元件30可以由半導(dǎo)體基片110的表面上至少三層的金屬層160、162與164形成，從而，可以與半導(dǎo)體基片110上的其他部件集成為一體。
關(guān)于采用這種將上述兩個導(dǎo)體120、122重疊配置于基片上并將其各自的一端相互連接而形成電感元件的LC振蕩器的有效性，本申請人做了各種實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證，并基于該實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了申請(特願平10-140541號)。本實(shí)施例的LC振蕩器10對其進(jìn)行了改良，通過利用具有兩層結(jié)構(gòu)的兩個導(dǎo)體120、122、設(shè)法確定引出線132的引出位置，實(shí)現(xiàn)LC振蕩器10中使用的電感元件30的特性的改善。例如，如考慮半導(dǎo)體基片和其他基片上僅僅形成螺旋形的電感器導(dǎo)體的場合，即使利用與形成該電感器導(dǎo)體的金屬層鄰接的上層或下層的金屬層形成引出線，并沒有改變電感層與引出線接近配置的情況，使得電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通量被遮蔽。但是，本實(shí)施例的LC振蕩器10包含的電感元件30中，由于在作為電感器導(dǎo)體的導(dǎo)體120和引出線132之間配置另一個導(dǎo)體122，可以降低引出線132與電感器導(dǎo)體120交叉地被引出這種情況造成的有效磁通紊亂。
以下，引用上述申請(特願平10-140541號)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說明本實(shí)施例的LC振蕩器的有效性。
圖7是表示，利用具有與電感元件30包含的導(dǎo)體120同一形狀的一層電極的電感元件構(gòu)成LC振蕩器的情況下的輸出特性的測定結(jié)果的示圖。該輸出特性的測定所用的電感元件，采用在厚度0.13mm、介電常數(shù)3.17的絕緣材料的表面上形成圖案寬度1mm、環(huán)圈圖案的鄰接間隔0.2mm，環(huán)圈數(shù)為5的電極。并且，圖7(后述的圖9、圖10也相同)的縱軸給出以對數(shù)表示的輸出振幅、橫軸給出以對數(shù)表示的輸出信號的頻率。圖7所示的是，讓這樣以一層電極形成的電感元件在與其他導(dǎo)體基片和半導(dǎo)體基片充分隔離的狀態(tài)下使LC振蕩器動作時，觀察到119MHz的振蕩頻率。
圖8表示，采用圖7所示輸出特性測定時用的電感元件，讓作為導(dǎo)體基片的銅片漸漸靠近該電感元件時LC振蕩器輸出特性的測定結(jié)果。圖8的縱軸為以對數(shù)表示的輸出振幅、橫軸為輸出信號的頻率。如圖8所示，在用一層電極形成的電感元件產(chǎn)生振蕩的狀態(tài)下，當(dāng)銅片漸漸靠近該電感元件時，觀察到振蕩頻率從119MHz升高到139MHz、168MHz、198MHz，當(dāng)電極隔著厚度3.17mm的絕緣材料與銅片貼近時，振蕩停止。
如此，只用一層電極在銅片上形成螺旋形電感器導(dǎo)體的情況下，LC振蕩器會停止振蕩。這是因?yàn)橐粚与姌O形成的電感元件30具有的電感量隨著銅片的接近而變小。銅片靠近時電感量變小的原因是，向電極輸入信號時產(chǎn)生的磁通在銅片表面產(chǎn)生渦流，抵消了該磁通。
圖9是表示，用設(shè)有其形狀與配置與圖2所示電感元件30的兩個導(dǎo)體120、122相同的兩層電極的電感元件構(gòu)成的LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。并且，圖10是表示，當(dāng)設(shè)有其形狀與配置與電感元件30的兩個導(dǎo)體120、122相同的兩層電極的電感元件跟銅片貼近時，LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。
這些測定所用的電感元件，與圖7及圖8中給出測定結(jié)果的電感元件比較，其結(jié)構(gòu)上增加了與圖2所示導(dǎo)體122對應(yīng)的電極。并且，該電感元件與銅片貼近的情況下，將足夠薄的絕緣材料設(shè)置在下層的電極和銅片之間。
從圖9所示測定結(jié)果可知，在所述電感元件與其他導(dǎo)電部件充分隔開的狀態(tài)下，利用螺旋狀的兩層電極相對配置的電感元件的LC振蕩器具有70MHz左右的振蕩頻率。該振蕩頻率比使用圖7所示一層電極形成的電感元件的情況下的振蕩頻率(119MHz)低，這是因?yàn)閮蓪与姌O形成的電感元件起著具有電感成分和電容成分的復(fù)合元件的作用，該電容成分降低了包含電感元件的共振電路的共振頻率。
并且，具有上述兩層電極的電感元件與銅片貼近的狀態(tài)下，如圖10所示，雖然振蕩頻率(127MHz)移動了，但是經(jīng)確認(rèn)仍有相同的振蕩現(xiàn)象。這表明，通過使用具有上述電極的二重結(jié)構(gòu)的電感元件，即使與銅片貼近，該電感成分也不會消失，作為電感器導(dǎo)體的功能可以得以維持。
這樣，兩層電極以螺旋形狀形成的電感元件，其一個面(作為電感器導(dǎo)體使用的電極的反對面)即使與銅片緊密接觸，該電感成分也不會消失，可以起作為電感器導(dǎo)體的功能，維持使用該電感元件的LC振蕩器的振蕩動作。從而，通過使用具有基本上相同結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的電感元件30，即使該電感元件30與其他的LC振蕩器10的各個構(gòu)成部件形成在半導(dǎo)體基片110上的場合，也可讓LC振蕩器10中進(jìn)行振蕩。
圖11是第二實(shí)施例的LC振蕩器所用的電感元件30A的結(jié)構(gòu)的示圖。并且，本實(shí)施例的LC振蕩器的整體結(jié)構(gòu)與圖1所示第一實(shí)施例的LC振蕩器基本相同，因而省略其說明。本實(shí)施例的LC振蕩器包含的電感元件30A相對于圖5所示第一實(shí)施例的電感元件30的不同點(diǎn)在于增加了規(guī)定的阻抗元件200。就是說，上述第一實(shí)施例的電感元件30中，與作為電感器導(dǎo)體的導(dǎo)體120大致重疊配置的另一導(dǎo)體122，僅一端(圖2示例中的外圈端頭)與連接線134連接，其內(nèi)圈端頭為自由端(開路狀態(tài))。本實(shí)施例中，由于導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭經(jīng)由阻抗元件200端接，可改善或調(diào)整電感元件30A的整體特性。
例如，電感元件30A的導(dǎo)體120中流經(jīng)電流時，在另一導(dǎo)體122中會有感應(yīng)電流或通過阻抗元件200直接流入的電流，但是通過以阻抗元件200端接另一導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭，可以防止該內(nèi)圈端頭處的無用反射。并且，通過調(diào)整或變更阻抗元件200的元件常數(shù)，可以容易地改善包含電感元件30A的電路頻率特性。例如，當(dāng)希望降低頻率時，可以將電感作為阻抗元件200使用。反之，希望升高頻率時，可以將電容作為阻抗元件200使用?；蛘撸部勺屪杩乖?00由電感、電容或電阻任意組合來形成。
并且，最簡單地，上述的阻抗元件200可以采用電感、電容或電阻的芯片部件。并且，如圖6所示的截面結(jié)構(gòu)，考慮到在半導(dǎo)體基片110上形成構(gòu)成電感元件30A的兩個導(dǎo)體120、122等，最好也采用半導(dǎo)體制造技術(shù)在半導(dǎo)體基片110上形成阻抗元件200。例如，可以考慮用高電阻材料形成電阻，使具有規(guī)定面積的兩個金屬層對置而形成電容，并以規(guī)定形狀的導(dǎo)體形成電感。并且，由于阻抗元件200僅僅用于終接，即使通過電感實(shí)現(xiàn)，也不需要那么高的Q值。因而，以規(guī)定形狀(例如螺旋狀)的導(dǎo)體在半導(dǎo)體基片110上形成的電感可以作為阻抗元件200使用。
并且，可以采用其元件常數(shù)可通過外部控制手段改變的阻抗元件200。圖12表示導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭連接有可變電容二極管210時的結(jié)構(gòu)。可變電容二極管210，在反偏置狀態(tài)下用作具有規(guī)定容量的電容，可通過改變反偏置電壓的大小來改變其電容量。該可變電容二極管210經(jīng)由用以去除直流成分的電容212跟導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭連接。
圖13是表示圖12所示可變電容二極管210形成于半導(dǎo)體基片110上時的結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖13所示，在由n型硅基片(n-Si)形成的半導(dǎo)體基片110的表面附近形成的p+區(qū)220，并在其一部分上形成n+區(qū)222，再由這些p+區(qū)220和n+區(qū)222形成pn結(jié)合層。并且，p+區(qū)220的表面上形成接地用的電極230，n-區(qū)222的表面形成用以施加作為控制電壓Vc的可變反偏壓的電極232。通過在電極232施加正的控制電壓Vc，可以形成其電容量相對應(yīng)控制電壓Vc的大小而變化的可變電容二極管210。
圖14表示導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭連接有由FET 240形成的可變電阻時結(jié)構(gòu)的示圖。如圖14所示，通過將FET 240的溝道作為電阻使用，可以容易地實(shí)現(xiàn)可變電阻。并且，通過改變柵電極上施加的控制電壓Vc，可以改變形成于源極與漏極間的溝道的電阻。并且，在半導(dǎo)體基片110的表面附近形成源區(qū)和漏區(qū)的同時，通過在這些區(qū)域和其間形成溝道的區(qū)域附近形成規(guī)定形狀的電極，可以容易地在半導(dǎo)體基片110上形成FET 240。
這樣，通過用其元件常數(shù)對應(yīng)外部施加控制電壓Vc變化的阻抗元件端接導(dǎo)體122的一端，可以變更終端條件，因而即使在電感元件30A輸入輸出信號的頻率等發(fā)生變化時，也可以通過對應(yīng)這種變化調(diào)整終端條件來改善LC振蕩器的特性。
并且，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有種種改型實(shí)施例。例如，圖2所示電感元件30，其上層導(dǎo)體120的內(nèi)圈端頭和下層導(dǎo)體122的外圈端頭通過連接線134相互連接，但是相反地也可以讓上層導(dǎo)體120的外圈端頭和下層導(dǎo)體122的內(nèi)圈端頭相互連接。并且，在允許電感元件的電感量以某種程度減小的場合，也可在導(dǎo)體120、122各自的外圈端頭或內(nèi)圈端頭之間相互連接。
圖15示出的輸出特性測定結(jié)果的測量對象是，用設(shè)有其形狀與配置與圖2所示電感元件30包含的兩個導(dǎo)體120、122相同的兩層電極、且它們各自的外圈端頭相互連接的電感元件構(gòu)成的LC振蕩器。并且，圖16示出了當(dāng)圖15所示特性測定中所用的電感元件與銅片貼近時的LC振蕩器的輸出特性的測定結(jié)果。并且，這些測定結(jié)果是直接引自上述申請(特願平10-140541號)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原始數(shù)據(jù)。如這些附圖所示，在采用兩個電極的外圈端頭相互連接的電感元件的LC振蕩器中，雖然由于與銅片貼近時，其振蕩頻率從117MHz變化到171MHz，但振蕩動作卻繼續(xù)維持而不會停止。
并且，上述實(shí)施例中，由于電感元件30、30A包含的兩個導(dǎo)體120、122形成螺旋狀，可以實(shí)現(xiàn)具有大電感量的電感元件30、30A，但是兩個導(dǎo)體120、122也可以S形彎曲形成(圖17(A))。并且，在該電感元件30、30A作為高頻率電路的部件使用時，小電感量已經(jīng)足夠，因而可以減少導(dǎo)體120、122的圈數(shù)，形成不滿1圈的形狀(圖17(B))，也可采用大致成直線的形狀(圖17(C))。
并且，上述實(shí)施例中，兩個導(dǎo)體120、122設(shè)定成大致相同的形狀，但是也可以設(shè)定成不同的形狀。例如，下層導(dǎo)體122的圈數(shù)可以設(shè)定成比上層導(dǎo)體120的圈數(shù)多。這樣，上層導(dǎo)體120的下側(cè)跟下層導(dǎo)體122的全部或一部分相對配置時，上層的導(dǎo)體120與半導(dǎo)體基片110不直接相對，可以有效防止因上層導(dǎo)體產(chǎn)生的渦流。
并且，上述實(shí)施例中，通過在半導(dǎo)體基片110上形成兩個導(dǎo)體120、122而形成電感元件30、30A，也可以通過在金屬等的導(dǎo)體基片上形成兩個導(dǎo)體120、122而形成電感元件。圖10等所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)，即使在這種場合，也可以作為電感元件有效地起作用，并可使LC振蕩器進(jìn)行振蕩。如果能夠與導(dǎo)體基片貼近而形成電感元件30、30A，則也可能在金屬制的密封盒等的表面配置電感元件30、30A，從而容易使電感元件的設(shè)置空間得到保證。
并且，上述各實(shí)施例的電感元件30、30A，兩個導(dǎo)體120、122各自的一端彼此連接，用別的連接線134和引出線130、132連接；但是也可以如圖18所示，用其中一個導(dǎo)體的引出線132的一部分進(jìn)行兩個導(dǎo)體120、122各自一端之間的相互連接。這種情況下，由于不需要連接線134，可以簡化結(jié)構(gòu)，同時連接線134不會發(fā)生不需要的磁通，也不會因此使電感器導(dǎo)體發(fā)生的有效磁通紊亂，從而可以使特性得到改善。
并且，上述實(shí)施例中，說明了用克拉普電路作為LC振蕩器的情況，但是也可采用以電感和電容的共振來振蕩的其他LC振蕩器，例如采用科耳皮茲電路的振蕩器。即使在這種場合，通過使用具有圖2等所示結(jié)構(gòu)的電感元件作為LC振蕩器的電感元件，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體基片或?qū)w基片上進(jìn)行振蕩的LC振蕩器。
工業(yè)上的應(yīng)用可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將其一端相互連接的兩個導(dǎo)體中與基片相離的那個導(dǎo)體用作電感器導(dǎo)體，同時該電感器導(dǎo)體的引出線在靠近基片的另一導(dǎo)體與基片之間通過，使得對電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通的遮蔽被抑制到最小限度，從而以該電感元件用作LC振蕩器的部件而構(gòu)成的具有良好特性的LC振蕩器可基片上形成，并可使之進(jìn)行振蕩。
并且，根據(jù)本發(fā)明，電感器導(dǎo)體產(chǎn)生的有效磁通量引起另一導(dǎo)體上也有電流流過，通過在另一導(dǎo)體的自由端端接阻抗元件，可防止該端產(chǎn)生的無用反射，改善電感元件的特性。從而可以在基片上形成更具優(yōu)良特性的LC振蕩器。
權(quán)利要求
1.一種采用形成于基片上的電感元件的LC振蕩器，其特征在于所述電感元件，包括相互絕緣地重疊而形成于基片上的兩個導(dǎo)體，一個導(dǎo)體的端部與另一個導(dǎo)體的相反側(cè)的端部，通過連接線連接，與所述基片相離的所述一個導(dǎo)體作為電感器導(dǎo)體，將所述連接線設(shè)置在穿過靠近所述基片的所述另一個導(dǎo)體與所述基片之間的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述電感元件，在形成于所述基片上的三層以上的金屬層中，利用相互隔開一層以上的不同層的所述金屬層分別形成所述兩個導(dǎo)體和所述連接線。
3.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述電感元件，使用由所述電感器導(dǎo)體的引出線的一部分形成的所述連接線，進(jìn)行在所述兩個導(dǎo)體的一端之間的連接。
4.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述基片為半導(dǎo)體基片，其構(gòu)成部件形成于有所述電感元件形成的所述基片上。
5.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體具有大致相同的形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體為長條狀，它們在長度方向上有一端互相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體具有不滿一周的環(huán)圈狀，它們有一端互相連接。
8.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體具有一周以上環(huán)圈數(shù)的螺旋狀，它們有一端互相連接。
9.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體形成大致為直線的形狀，它們有一端互相連接。
10.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述兩個導(dǎo)體以S形彎曲狀形成，它們有一端互相連接。
11.如權(quán)利要求8所述的LC振蕩器，其特征在于一所述導(dǎo)體的內(nèi)圈端頭與另一所述導(dǎo)體的外圈端頭相連接。
12.如權(quán)利要求1所述的LC振蕩器，其特征在于所述電感元件具有上層的所述導(dǎo)體的電感成分和所述兩個導(dǎo)體之間的電容成分。
全文摘要
一種采用形成于基片上的電感元件的LC振蕩器，其特征在于所述電感元件，包括相互絕緣地重疊而形成于基片上的兩個導(dǎo)體，一個導(dǎo)體的端部與另一個導(dǎo)體的相反側(cè)的端部，通過連接線連接，與所述基片相離的所述一個導(dǎo)體作為電感器導(dǎo)體，將所述連接線設(shè)置在穿過靠近所述基片的所述另一個導(dǎo)體與所述基片之間的位置上。
文檔編號H01L23/522GK1697310SQ200510070070
公開日2005年11月16日 申請日期2000年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月26日
發(fā)明者岡本明, 池田毅 申請人:新瀉精密株式會社