本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置，特別為有關(guān)于一種具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

許多數(shù)字/模擬部件及電路已成功地運用于半導(dǎo)體集成電路。上述部件包含了無源原件，例如電阻、電容或電感等。典型的半導(dǎo)體集成電路包含一層以上的介電層設(shè)置于一半導(dǎo)體基底上，且一層以上的金屬層設(shè)置于介電層中。這些金屬層可通過現(xiàn)行的半導(dǎo)體制程技術(shù)而形成晶片內(nèi)建部件，例如晶片內(nèi)建電感元件(on-chip inductor)。

晶片內(nèi)建電感元件形成于基底上，此晶片內(nèi)建電感元件包括一金屬層，金屬層基于一中心區(qū)域由外向內(nèi)圍繞，且在最靠近中心區(qū)域時，再由內(nèi)向外圍饒。金屬層的兩端位于最外圈，且分別連接至一輸出/輸入部。再者，上述的晶片內(nèi)建電感元件可包括一分支結(jié)構(gòu)與金屬層的最內(nèi)圈連接。

上述的晶片內(nèi)建電感元件的兩輸入/輸出部及分支結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的等效電路為T型線圈(T-coil)，其提供的電路參數(shù)包括第一電感值、第二電感值及耦合系數(shù)。通?？梢酝ㄟ^改變金屬層中最內(nèi)圈連接分支結(jié)構(gòu)的位置來調(diào)整第一電感值、第二電感值及耦合系數(shù)(k)。

然而，由于金屬層最內(nèi)圈中連接分支結(jié)構(gòu)的位置受限于金屬層最內(nèi)圈的側(cè)邊寬度，因此難以滿足各種電路設(shè)計的需求。

因此，有必要尋求一種新穎的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置，其能夠解決或改善上述的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，包括：一絕緣層，設(shè)置于一基底上，其中絕緣層具有一中心區(qū)域；一第一繞線部及與其電性連接的一第二繞線部，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的一第一層位且圍繞中心區(qū)域，其中第一繞線部及第二繞線部各自包括由內(nèi)向外排列的多個導(dǎo)線層；一第一延伸導(dǎo)線層及局部圍繞該第一延伸導(dǎo)線層的一第二延伸導(dǎo)線層，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的第一層位，其中第一繞線部及第二繞線部圍繞第一延伸導(dǎo)線層及第二延伸導(dǎo)線層；以及一第三延伸導(dǎo)線層，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的一第二層位并圍繞中心區(qū)域；其中第一延伸導(dǎo)線層、第二延伸導(dǎo)線層及第三延伸導(dǎo)線層及導(dǎo)線層具有一第一端及一第二端，其中第一延伸導(dǎo)線層的第一端及第二端分別耦接至第二繞線部的導(dǎo)線層中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層的第一端及第三延伸導(dǎo)線層的第一端，而第二延伸導(dǎo)線層的第一端及第二端分別耦接至第一繞線部的導(dǎo)線層中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層的第一端及第三延伸導(dǎo)線層的第二端，且第一延伸導(dǎo)線層及與其耦接的第三延伸導(dǎo)線層構(gòu)成螺旋型或一渦漩型的空間配置。

本發(fā)明還提供另一種半導(dǎo)體裝置，包括：一絕緣層，設(shè)置于一基底上，其中絕緣層具有一中心區(qū)域；一第一繞線部及與其電性連接的一第二繞線部，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的一第一層位且圍繞中心區(qū)域，其中第一繞線部及第二繞線部各自包括由內(nèi)向外排列的多個導(dǎo)線層；一第一延伸導(dǎo)線層及局部圍繞該第一延伸導(dǎo)線層的一第二延伸導(dǎo)線層，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的第一層位，其中第一繞線部及第二繞線部圍繞第一延伸導(dǎo)線層及第二延伸導(dǎo)線層；以及一第三延伸導(dǎo)線層，設(shè)置于絕緣層內(nèi)的一第二層位并圍繞中心區(qū)域；其中第一延伸導(dǎo)線層、第二延伸導(dǎo)線層及第三延伸導(dǎo)線層及導(dǎo)線層具有一第一端及一第二端，其中第一延伸導(dǎo)線層的第一端及第二端分別耦接至第一繞線部的導(dǎo)線層中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層的第一端及第三延伸導(dǎo)線層的第二端，而第二延伸導(dǎo)線層的第一端及第二端分別耦接至第二繞線部的導(dǎo)線層中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層的第一端及第三延伸導(dǎo)線層的第一端，且第一延伸導(dǎo)線層及與其耦接的第三延伸導(dǎo)線層構(gòu)成螺旋型或一渦漩型的空間配置。

本發(fā)明可在不增加電感元件的使用面積下，增加第一電感值及第二電感值。

附圖說明

圖1A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖1B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖2A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖2B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖3A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖3B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖4A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖4B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

圖5是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。

其中，附圖中符號的簡單說明如下：

100：基底；120：絕緣層；200、200’：第一繞線部；300、300’：第二繞線部；210、210’、310、310’：第一導(dǎo)線層；211、211’、221、221’、231、241、311、311’、321、321’、331、341、401、401’、411、421：第一端；212、212’、222、222’、232、242、312、312’、322、322’、332、342、402、402’、412、422：第二端；220、220’、320、320’：第二導(dǎo)線層；230、330：第三導(dǎo)線層；240、340：第四導(dǎo)線層；240a、340a：第四導(dǎo)線層的一部分；400、400’：第一延伸導(dǎo)線層；410：第二延伸導(dǎo)線層；420：第三延伸導(dǎo)線層；420a、420b：連接部；420c、420d：第三延伸導(dǎo)線層的一部分；600、600’：第一對連接層；601、601’、611、621、621’、631：上跨接層；602、602’、612、622、622’、632：下跨接層；610、620’：第二對連接層；620：第三對連接層；630：第四對連接層；700：第一輸入/輸出部；710：第二輸入/輸出部；720：第三輸入/輸出部；800：靜電放電防護裝置；900：防護環(huán)；A：中心區(qū)域；C1、C2：繞線層；P1、P2、P3、V4：部分；R：調(diào)整范圍；V1、V2、V3、V4、V5、V6；導(dǎo)電插塞。

具體實施方式

以下說明本發(fā)明實施例的制作與使用。然而，可輕易了解本發(fā)明實施例提供許多合適的發(fā)明概念而可實施于廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用于說明以特定方法制作及使用本發(fā)明，并非用以局限本發(fā)明的范圍。再者，在本發(fā)明實施例的圖式及說明內(nèi)容中使用相同的標號來表示相同或相似的部件。

請參照圖1A，其繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置包括一基底100，例如一硅基底或其他熟知的半導(dǎo)體基底?；?00中可包含各種不同的元件(未繪示)，例如，晶體管、電阻及其他常用的半導(dǎo)體元件。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一絕緣層120設(shè)置于基底100上方。絕緣層120具有一中心區(qū)域A。再者，絕緣層120可為單層介電材料層(例如，氧化硅層、氮化硅層或低介電材料層)或是多層介電結(jié)構(gòu)。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一第一繞線部200及電性連接第一繞線部200的一第二繞線部300，設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的一第一層位，且圍繞中心區(qū)域A。在一實施例中，第一繞線部200及第二繞線部300各自包括由內(nèi)向外排列的多個導(dǎo)線層。舉例來說，如圖1A所示，第一繞線部200可包括由內(nèi)向外排列的一第一導(dǎo)線層210、一第二導(dǎo)線層220、一第三導(dǎo)線層230及一第四導(dǎo)線層240。再者，第二繞線部300可包括由內(nèi)向外排列且依序?qū)?yīng)第一導(dǎo)線層210、第二導(dǎo)線層220、第三導(dǎo)線層230及第四導(dǎo)線層240的一第一導(dǎo)線層310、一第二導(dǎo)線層320、一第三導(dǎo)線層330及一第四導(dǎo)線層340。然而，可以理解的是導(dǎo)線層的數(shù)量取決于設(shè)計需求，并未局限于圖1A所示的實施例。在其他實施例中，第一繞線部200及第二繞線部300各自包括由內(nèi)向外排列的二個或多于四個的導(dǎo)線層。

在第一繞線部200中，第一導(dǎo)線層210具有一第一端211及一第二端212；第二導(dǎo)線層220具有一第一端221及一第二端222；第三導(dǎo)線層230具有一第一端231及一第二端232；以及第四導(dǎo)線層240具有一第一端241及一第二端242。再者，第二繞線部300中，第一導(dǎo)線層310具有一第一端311及一第二端312；第二導(dǎo)線層320具有一第一端321及一第二端322；第三導(dǎo)線層330具有一第一端331及一第二端332；以及第四導(dǎo)線層340具有一第一端341及一第二端342。在一實施例中，第一繞線部200的第一導(dǎo)線層210、第二導(dǎo)線層220及第三導(dǎo)線層230與對應(yīng)的第二繞線部300的第一導(dǎo)線層310、第二導(dǎo)線層320及第三導(dǎo)線層330對稱配置。在一實施例中，第一繞線部200及第二繞線部300可構(gòu)成大體為圓形、矩形、六邊形、八邊形或多邊形的外型。此處為了簡化圖式，以矩形作為范例說明。再者，在一實施例中，第一導(dǎo)線層210及310、第二導(dǎo)線層220及320、第三導(dǎo)線層230及330及第四導(dǎo)線層240及440具有相同的線寬。

在一實施例中，第一導(dǎo)線層210及310、第二導(dǎo)線層220及320、第三導(dǎo)線層230及330及第四導(dǎo)線層240及440可包括金屬，例如銅、鋁或其合金。在此情形中，第一層位可為最上層位，使第一導(dǎo)線層210及310、第二導(dǎo)線層220及320、第三導(dǎo)線層230及330及第四導(dǎo)線層240及440由最頂層金屬層所構(gòu)成。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括具有一第一延伸導(dǎo)線層400及局部圍繞第一延伸導(dǎo)線層400的一第二延伸導(dǎo)線層410。第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位，且第一繞線部200及第二繞線部300圍繞第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410。在一實施例中，第一延伸導(dǎo)線層400大體圍繞中心區(qū)域A且具有一第一端401及一第二端402。再者，第二延伸導(dǎo)線層410局部圍繞中心區(qū)域A且具有一第一端411及一第二端412。再者，在一實施例中，第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410具有相同于第一導(dǎo)線層210及310、第二導(dǎo)線層220及320、第三導(dǎo)線層230及330及第四導(dǎo)線層240及440的線寬。

在一實施例中，第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410可包括金屬，例如銅、鋁或其合金。在此情形中，第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410可由最頂層金屬層所構(gòu)成。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一耦接部，設(shè)置于第一繞線部200及第二繞線部300之間的絕緣層120內(nèi)，使第一繞線部200電性連接第二繞線部300。在一實施例中，耦接部包括一第一對連接層600、一第二對連接層610、一第三對連接層620以及一第四對連接層630。在一實施例中，第一對連接層600包括設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位的一上跨接層(cross-connect)601及設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位(位于第一層位下方)的一下跨接層602。再者，上跨接層601將第二繞線部300中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層310)的第一端311連接于第一延伸導(dǎo)線層400的第一端401。下跨接層602通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第一繞線部200中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層210)的第一端211連接于第二延伸導(dǎo)線層410的第一端411。上跨接層601和下跨接層602在空間上交錯配置。

在一實施例中，第二對連接層610包括設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位的一上跨接層611及設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位的一下跨接層612。再者，上跨接層611將第二導(dǎo)線層320的第一端321連接于第三導(dǎo)線層230的第一端231。下跨接層612通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第二導(dǎo)線層220的第一端221連接于第三導(dǎo)線層330的第一端331。上跨接層611和下跨接層612在空間上交錯配置。

在一實施例中，第三對連接層620包括設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位的一上跨接層621及設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位的一下跨接層622。再者，上跨接層621將第一導(dǎo)線層210的第二端212連接于第二導(dǎo)線層320的第二端322。下跨接層622通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第一導(dǎo)線層310的第二端312連接于第二導(dǎo)線層220的第二端222。上跨接層621和下跨接層622在空間上交錯配置。

在一實施例中，第四對連接層630包括設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位的一上跨接層631及設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位的一下跨接層632。再者，上跨接層631將第三導(dǎo)線層330的第二端332連接于第四導(dǎo)線層240的第二端242。下跨接層632通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第三導(dǎo)線層230的第二端232連接于第四導(dǎo)線層340的第二端342。上跨接層631和下跨接層632在空間上交錯配置。

在一實施例中，上跨接層601、611、621、631及下跨接層602、612、622、632可包括金屬，例如銅、鋁或其合金。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一第三延伸導(dǎo)線層420設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位并圍繞中心區(qū)域A。再者，在一實施例中，第三延伸導(dǎo)線層420與第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410具有相同線寬。在此情形中，部分的第三延伸導(dǎo)線層420對應(yīng)于第四導(dǎo)電層240及340的正下方，使第四導(dǎo)電層240及340沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸且與第三延伸導(dǎo)線層420重疊。再者，第三延伸導(dǎo)線層420具有連接部420a及420b分別延伸至第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410下方。

在一實施例中，第三延伸導(dǎo)線層420具有一第一端421對應(yīng)于連接部420a的一端，且具有一第二端422對應(yīng)于連接部420b的一端。在此情形中，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421耦接至第一延伸導(dǎo)線層400的第二端402，而第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422耦接至第二延伸導(dǎo)線層410的第二端412。舉例來說，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421可通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400的第二端402，且第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422可通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第二延伸導(dǎo)線層410的第二端412。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400的第二端402后，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a沿著第一延伸導(dǎo)線層400延伸而對應(yīng)配置在第一延伸導(dǎo)線層400下方(即第二層位)。換言之，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a與部分的第一延伸導(dǎo)線層400重疊，使第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a與上方的第一延伸導(dǎo)線層400在空間上為螺旋(helix)型配置。在一實施例中，第三延伸導(dǎo)線層420可包括金屬，例如銅、鋁或其合金。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第一層位的一第一輸入/輸出部700及一第二輸入/輸出部710以及設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的第二層位的一第三輸入/輸出部720(也稱為分支結(jié)構(gòu))。在一實施例中，第一輸入/輸出部700自第一繞線部200中最外側(cè)的導(dǎo)線層(即，第四導(dǎo)線層240)的第一端241向外延伸。第二輸入/輸出部710自第二繞線部300中最外側(cè)的導(dǎo)線層(即，第四導(dǎo)線層340)的第一端341向外延伸，而第三輸入/輸出部720自第三延伸導(dǎo)線層420向外延伸。

在一實施例中，由俯視角度來看，第一輸入/輸出部700與第二輸入/輸出部710彼此不平行，例如第一輸入/輸出部700與第二輸入/輸出部710彼此垂直設(shè)置。在此情形中，第三輸入/輸出部720可與第一輸入/輸出部700或第二輸入/輸出部710平行設(shè)置。在其他實施例中，由俯視角度來看，第一輸入/輸出部700與第二輸入/輸出部710彼此平行設(shè)置。在此情形中，第三輸入/輸出部720可與第一輸入/輸出部700及第二輸入/輸出部710平行設(shè)置或垂直設(shè)置。

在本實施例中，第一輸入/輸出部700與第二輸入/輸出部710的位置可通過調(diào)整第四導(dǎo)線層240及340的長度而改變而不局限于圖1A所示的位置。再者，第三輸入/輸出部720可依不同的需求，配置于調(diào)整范圍R中而不局限于圖1A所示的位置。在一實施例中，第三輸入/輸出部720可連接至一靜電放電防護裝置800。

在制程設(shè)計上，由于位于絕緣層120內(nèi)的第一層位的第一繞線部200及第二繞線部300的導(dǎo)線層(例如，頂層金屬層)的厚度通常大于位于絕緣層120內(nèi)的第二層位的導(dǎo)線層(例如第三延伸導(dǎo)線層420)的厚度，而可能造成導(dǎo)體損失的增加。因此，在一實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)(未繪示)位于絕緣層120內(nèi)的第二層位下方，且通過至少兩個導(dǎo)電插塞連接至第三延伸導(dǎo)線層420。

多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)包括多層導(dǎo)電層及位于導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電插塞，且設(shè)置于第三延伸導(dǎo)線層420與基底100之間，且與第三延伸導(dǎo)線層420重疊，以維持電感元件的品質(zhì)。

圖1B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖1A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖1A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，在本實施例中，由俯視角度來看，沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層240的一部分240a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d橫向偏移，且沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層340的一部分340a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c橫向偏移。在一實施例中，由俯視角度來看，第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d彼此不重疊，且第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c彼此不重疊，如圖1B所示。如此一來，圖1B中電感元件的耦合系數(shù)(k)小于圖1A中的電感元件的耦合系數(shù)(k)。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層230之間。第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層330之間。

在其他實施例中，由俯視角度來看，第四導(dǎo)線層240的一部分240a部分重疊于對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d，且第四導(dǎo)線層340的一部分340a部分重疊于對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c。如此一來，此配置中電感元件的耦合系數(shù)(k)小于圖1A中的電感元件的耦合系數(shù)(k)且大于圖1B中的電感元件的耦合系數(shù)(k)。因此，可通過上述重疊來調(diào)整所需的電感元件的耦合系數(shù)(k)。

圖2A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖1A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖1A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，不同于圖1A中第一延伸導(dǎo)線層400與第三延伸導(dǎo)線層420所構(gòu)成的螺旋型配置，在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’后，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a并未沿著第一延伸導(dǎo)線層400’延伸。換言之，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a與部分的第一延伸導(dǎo)線層400’相交，使第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420a與上方的第一延伸導(dǎo)線層400’在空間上為渦漩型配置。相似地，第一延伸導(dǎo)線層400’大體圍繞中心區(qū)域A且具有一第一端401’及一第二端402’。再者，第一對連接層600的上跨接層601將第二繞線部300中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層310)的第一端311連接于第一延伸導(dǎo)線層400’的第一端401’。第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’。

圖2B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖2A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖2A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，在本實施例中，由俯視角度來看，沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層240的一部分240a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d橫向偏移，且沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層340的一部分340a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c橫向偏移。第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d可彼此不重疊(如圖2B所示)或局部重疊。相似地，第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c可彼此不重疊(如圖2B所示)或局部重疊。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層230之間。第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層330之間。

圖3A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖1A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖1A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，不同于圖1A中第一延伸導(dǎo)線層400及第二延伸導(dǎo)線層410的排置，在本實施例中，第一對連接層600的上跨接層601將第二繞線部300中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層310)的第一端311連接于第二延伸導(dǎo)線層410的第一端411。第一對連接層600的下跨接層602通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第一繞線部200中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層210)的第一端211連接于第一延伸導(dǎo)線層400的第一端401。再者，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421及第二端422可通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而分別連接至第二延伸導(dǎo)線層410的第二端412及第一延伸導(dǎo)線層400的第二端402。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400的第二端402后，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b沿著第一延伸導(dǎo)線層400延伸而對應(yīng)配置在第一延伸導(dǎo)線層400下方(即第二層位)。換言之，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b與部分的第一延伸導(dǎo)線層400重疊，使第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b與上方的第一延伸導(dǎo)線層400在空間上為螺旋型配置。

圖3B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖3A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖3A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，在本實施例中，由俯視角度來看，沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層240的一部分240a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d橫向偏移，且沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層340的一部分340a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c橫向偏移。第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d可彼此不重疊(如圖3B所示)或局部重疊。相似地，第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c可彼此不重疊(如圖3B所示)或局部重疊。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層230之間。第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層330之間。

圖4A是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖3A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖3A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，不同于圖3A中第一延伸導(dǎo)線層400與第三延伸導(dǎo)線層420所構(gòu)成的螺旋型配置，在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’后，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b并未沿著第一延伸導(dǎo)線層400’延伸。換言之，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b與部分的第一延伸導(dǎo)線層400’相交，使第三延伸導(dǎo)線層420的部分的連接部420b與上方的第一延伸導(dǎo)線層400’在空間上為渦漩型配置。相似地，第一延伸導(dǎo)線層400’大體圍繞中心區(qū)域A且具有一第一端401’及一第二端402’。再者，第一對連接層600的下跨接層602通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而將第一繞線部200中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層210)的第一端211連接于第一延伸導(dǎo)線層400’的第一端401’。第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而連接至第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’。

圖4B是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖4A中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖4A中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，在本實施例中，由俯視角度來看，沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層240的一部分240a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d橫向偏移，且沿第三延伸導(dǎo)線層420延伸的第四導(dǎo)線層340的一部分340a相對于第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c橫向偏移。橫向偏移的第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d可彼此不重疊(如圖4B所示)或局部重疊。相似地，橫向偏移的第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c可彼此不重疊(如圖4B所示)或局部重疊。在本實施例中，由俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層240的一部分240a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層230之間。第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c位在對應(yīng)的第四導(dǎo)線層340的一部分340a與對應(yīng)的第三導(dǎo)線層330之間。

圖5是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有電感元件的半導(dǎo)體裝置平面示意圖，其中相同于圖4B中的部件使用相同的標號并省略其說明。在本實施例中，具有電感元件的半導(dǎo)體裝置相似于圖4B中具有電感元件的半導(dǎo)體裝置。然而，在本實施例中，第一繞線部200’可包括由內(nèi)向外排列的一第一導(dǎo)線層210’及一第二導(dǎo)線層220’。再者，第二繞線部300’可包括由內(nèi)向外排列的一第一導(dǎo)線層310’及一第二導(dǎo)線層320’。相似地，在第一繞線部200’中，第一導(dǎo)線層210’具有一第一端211’及一第二端212’以及第二導(dǎo)線層220’具有一第一端221’及一第二端222’。再者，第二繞線部300’中，第一導(dǎo)線層310’具有一第一端311’及一第二端312’以及第二導(dǎo)線層320’具有一第一端321’及一第二端322’。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一耦接部，設(shè)置于第一繞線部200’及第二繞線部300’之間的絕緣層120內(nèi)，使第一繞線部200’電性連接第二繞線部300’。在一實施例中，耦接部包括一第一對連接層600’以及一第二對連接層620’。在一實施例中，第一對連接層600’包括一上跨接層601’及一下跨接層602’。再者，下跨接層602’通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V1及V2將第二繞線部300’中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層310’)的第一端311’連接于第二延伸導(dǎo)線層410的第一端411。上跨接層601’將第一繞線部200中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層(即，第一導(dǎo)線層210’)的第一端211’連接于第一延伸導(dǎo)線層400’的第一端401’。上跨接層601’和下跨接層602’在空間上交錯配置。

第二對連接層620’包括一上跨接層621’及一下跨接層622’。再者，上跨接層621’將第一導(dǎo)線層310’的第二端312’連接于第二導(dǎo)線層220’的第二端222’。下跨接層622’通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V3及V4而將第一導(dǎo)線層210’的第二端212’連接于第二導(dǎo)線層320’的第二端322’。上跨接層621’和下跨接層622’在空間上交錯配置。

第三延伸導(dǎo)線層420具有一第一端421對應(yīng)于連接部420a的一端，且具有一第二端422對應(yīng)于連接部420b的一端。在此情形中，第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421可通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V6而連接至第二延伸導(dǎo)線層410的第二端412，且第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422可通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V5而連接至第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’。

在本實施例中，第一延伸導(dǎo)線層400’大體圍繞中心區(qū)域A(例如：圍繞至少一圈)。再者，第二延伸導(dǎo)線層410局部圍繞中心區(qū)域A且局部圍繞對應(yīng)的第一延伸導(dǎo)線層400’。在本實施例中，由俯視角度來看，連接部420b圍繞中心區(qū)域A。再者，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d及連接部420b的一部分位于第一繞線部200’的第一導(dǎo)線層210’與第二導(dǎo)線層220’之間，且與第一對連接層600’及第二對連接層620’隔開。在本實施例中，從俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的連接部420b其圍繞方式是：第一延伸導(dǎo)線層400’的第二端402’通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V5而連接至第三延伸導(dǎo)線層420的第二端422(可視為連接部420b的一端)，此時連接部420b位于第二層位，并且在第二層位大致圍繞一圈而形成繞線層C1后，再與第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420d連接。特別是，從俯視角度來看，繞線層C1的一部分P1在對應(yīng)的第一導(dǎo)線層210’和對應(yīng)的第二延伸導(dǎo)線層410之間，繞線層C1的另一部分P2在對應(yīng)的第一延伸導(dǎo)線層400’和對應(yīng)的第二延伸導(dǎo)線層410之間。相似地，第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c及連接部420a的一部分位于第二繞線部200’的第一導(dǎo)線層310’與第二導(dǎo)線層320’之間，且與第一對連接層600’及第二對連接層620’隔開。然而，連接部420a并未圍繞中心區(qū)域A。在本實施例中，從俯視角度來看，第三延伸導(dǎo)線層420的連接部420a其圍繞方式是：第二延伸導(dǎo)線層410的第二端412通過位于第一層位與第二層位之間的導(dǎo)電插塞V6而連接至第三延伸導(dǎo)線層420的第一端421(可視為連接部420a的一端)，此時連接部420a位于第二層位，并且在第二層位大致圍繞一圈而形成繞線層C2后，再與第三延伸導(dǎo)線層420的一部分420c連接。特別是，從俯視角度來看，繞線層C2的一部分P3在對應(yīng)的第一導(dǎo)線層310’和對應(yīng)的第一延伸導(dǎo)線層400’之間，繞線層C2的另一部分P4在對應(yīng)的相鄰、相互平行的第一延伸導(dǎo)線層400’的二線段之間。

在本實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一防護環(huán)900設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的一第三層位(位于第二層位下方)，且大體上圍繞第一繞線部200’及第二繞線部300’。在一實施例中，防護環(huán)900可通過位于基底100與絕緣層120的第三層位之間的導(dǎo)電插塞(未繪示)而電性連接至基底100?？梢岳斫獾氖牵趫D1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A及4B所示的不同實施例中，半導(dǎo)體裝置也可包括如圖5所示的防護環(huán)900，其設(shè)置于絕緣層120內(nèi)的一第三層位(位于第二層位下方)，且大體上圍繞第一繞線部200及第二繞線部300。

在熟知的晶片內(nèi)建電感元件中，繞線部通常設(shè)置于同一層位并圍繞中心區(qū)域。再者，通常通過改變繞線部的最內(nèi)圈導(dǎo)線層與分支結(jié)構(gòu)的連接位置來調(diào)整第一電感值、第二電感值及耦合系數(shù)。然而，由于分支結(jié)構(gòu)的位置受限于位于最內(nèi)側(cè)導(dǎo)線層的側(cè)邊寬度(例如，矩形導(dǎo)線層中的一側(cè)邊寬度)，因此熟知的晶片內(nèi)建電感元件的結(jié)構(gòu)難以滿足各種電路設(shè)計的需求。

根據(jù)本發(fā)明實施例，在具有電感元件的半導(dǎo)體裝置中，連接于繞線部的第三延伸導(dǎo)線層與繞線部位于不同層位。因此，可在不增加電感元件的使用面積下，增加第一電感值及第二電感值。再者，第一延伸導(dǎo)線層及第二延伸導(dǎo)線層連接于繞線部中最內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線層。因此，可在不增加電感元件的使用面積下，進一步增加第一電感值及第二電感值。

再者，分支結(jié)構(gòu)(即，第三輸入/輸出部)設(shè)置于繞線部下方且延伸自第三延伸導(dǎo)線層(其沿著繞線部中最外側(cè)的導(dǎo)線層(如，第四導(dǎo)線層)延伸)。由于第三延伸導(dǎo)線層增加最外側(cè)的導(dǎo)線層的側(cè)邊寬度大于最內(nèi)側(cè)導(dǎo)線層的側(cè)邊寬度，因此可增加第一電感值、第二電感值及耦合系數(shù)的調(diào)整范圍，進而改善晶片內(nèi)建電感元件的電路設(shè)計的彈性，以得到所需的電路特性。

再者，第四導(dǎo)線層與對應(yīng)的第三延伸導(dǎo)線層可局部重疊或不重疊，借以進一步調(diào)整耦合系數(shù)。除此之外，通過本發(fā)明的電感元件設(shè)計，當此電感元件連接其他電路后，可增加其他電路的使用頻寬。

另外，所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易了解到本發(fā)明上述實施例可運用于二匝或四匝以上的電感元件中，且具有相同或相似的優(yōu)點。

以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。