CN102446898A - 一种多个衬底屏蔽层的集成电路片上电感结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多个衬底屏蔽层的集成电路片上电感结构。本发明包括片上电感,在片上电感的正下方设置有多层衬底屏蔽层;所述的衬底屏蔽层由矩形金属条和多根形状相同的金属栅条组成,所述的金属栅条与矩形金属条垂直设置,金属栅条之间等间距平行设置。本发明的多个衬底屏蔽层能实现更好的衬底隔离,减小衬底损耗,并且通过多个衬底屏蔽层能实现电容功能。
Description
技术领域
本发明属于微波技术领域,涉及一种多个衬底屏蔽层的集成电路片上电感结构。
背景技术
随着无线通信的快速发展,射频集成电路逐渐朝着低成本、低功耗方向发展。片上电感作为无源器件种的一种基本元件,可以广泛应用于射频单元电路,比如,在低噪声放大器中阻抗匹配、在滤波器中形成滤波网络、在压控振荡器中形成LC振荡、在功率放大器中实现阻抗匹配及滤波作用。
无论是基于GaAs工艺,还是COMS工艺的单元电路都使用了许多片上电感,并且片上电感的面积占去了总面积的一半以上。它的性能直接影响单元电路的整体性能,所以片上电感的设计十分重要。
采用标准CMOS工艺实现的片上平面螺旋型电感的品质因子都较低,一般在10以下,这是由于片上电感存在各种非理想因素引起的。在现在的标准CMOS工艺中,高频时非绝缘的衬底和电感之间的电磁场相互作用引起的损耗。由于衬底的电阻率一般都很低,衬底损耗将成为限制片上电感质量的主要因素。
为了减少衬底的影响,可以加大电感与衬底之间的氧化层的厚度、采用轻掺杂衬底或者使用绝缘衬底(SOI工艺或者单独将电感下的衬底掏空并填充绝缘材料)。这些工艺都与标准CMOS工艺不兼容,会使得成本增加。更好的办法是在标准CMOS工艺的支持下,通过对片上电感进行优化来提高电感的质量,在电感下使用底层金属接地隔离层来将电感和衬底隔离,减小衬底损耗。传统的衬底屏蔽层结构如图1所示。
发明内容
为了克服衬底效应对片上电感的影响,本发明的目的是提供一种多个衬底屏蔽层的片上电感结构,并利用屏蔽层实现电容功能。
本发明解决技术问题所采取的技术方案:
一种多个衬底屏蔽层的集成电路片上电感结构,包括片上电感,在片上电感的正下方设置有多层衬底屏蔽层;所述的衬底屏蔽层由矩形金属条和多根形状相同的金属栅条组成,所述的金属栅条与矩形金属条垂直设置,金属栅条之间等间距平行设置。
作为优选,所述的衬底屏蔽层有两层或三层。
本发明的有益效果:
本发明的多个衬底屏蔽层能实现更好的衬底隔离,减小衬底损耗,并且通过多个衬底屏蔽层能实现电容功能。
附图说明
图1是传统的衬底屏蔽层结构。
图2是本发明利用第一层金属(M1)及第二层金属(M2)作为屏蔽层的立体示意图。
图3是本发明利用第一层金属(M1)及第二层金属(M2)作为屏蔽层的片上电感立体示意图。
图4是本发明利用第一层金属(M1)及第二层金属(M2)作为屏蔽层实现电容功能的截面示意图。
图5是本发明利用第一层金属(M1)、第二层金属(M2)及第三层金属(M3)作为屏蔽层实现电容功能的截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来详细说明。
在射频集成电路中,流过电感的射频信号很容易通过衬底耦合到电路其它的元件中,特别是对其他的电感造成很大的干扰。采用衬底屏蔽结构能有效地实现信号隔离并减小信号耦合的干扰。同时,对于CMOS工艺而言,因衬底损耗的存在,使得片上集成电感的品质因子都较差。由于射频电路中大量使用电感元件,低品质因子的电感会严重影响射频电路的性能。
如图2、图3所示,本发明包括片上电感,在片上电感的正下方设置有多层衬底屏蔽层;所述的衬底屏蔽层由矩形金属条和多根形状相同的金属栅条组成,所述的金属栅条与矩形金属条垂直设置,金属栅条之间等间距平行设置。本发明能有效地实现电感和衬底的隔离,使得电感磁场与衬底之间实现隔断,避免隔离层中出现涡流损耗,使得衬底损耗减小,同时也减小了对相邻器件的信号串扰。
图3是本发明利用第一层金属(M1)及第二层金属(M2)作为屏蔽层的片上电感立体示意图。射频信号从电感端口1(Port1)进入从端口2(Port2)出来。衬底屏蔽层以第一层金属(M1)及第二层金属(M2层)实现。通过多个衬底屏蔽层能实现电感和衬底更好的隔离。
本发明可以利用多个衬底屏蔽层来实现电容功能,图4为本发明利用第一层金属(M1)及第二层金属(M2)作为屏蔽层来实现电容功能的截面示意图。具体实现方式为:屏蔽层2(用第二层金属M2实现)通过连线连接到电感端口2(Port2),屏蔽层1(用第一层金属M1实现)通过连线接地。这样就可以形成第二层金属(M2)与衬底之间的电容C1、第一层金属(M1)与第二层金属(M2)之间的电容C2,得到总的电容C为电容C1与电容C2的并联。
若图4所示的两层衬底屏蔽层所得到的电容值不够大,则可以用更多层金属实现屏蔽层,比如图5所示为本发明利用第一层金属(M1)、第二层金属(M2)、第三层金属(M3)作为屏蔽层实现电容功能。具体的实现方式为:屏蔽层2(第二层金属M2)通过连线连接到电感端口2(Port2),屏蔽层1(第一层金属M1)与屏蔽层3(第三层金属M3)分别接地。这样就可以得到第二层金属(M2)与衬底之间的电容C1、第一层金属(M1)与第二层金属(M2)之间的电容C2、第三层金属(M3)与第二层金属(M2)之间的电容C2,得到总的电容C为电容C1与电容C2的并联。
Claims (2)
1.一种多个衬底屏蔽层的集成电路片上电感结构,其特征在于:包括片上电感,在片上电感的正下方设置有多层衬底屏蔽层;所述的衬底屏蔽层由矩形金属条和多根形状相同的金属栅条组成,所述的金属栅条与矩形金属条垂直设置,金属栅条之间等间距平行设置。
2.根据权利要求1所述的集成电路片上电感结构,其特征在于:所述的衬底屏蔽层共有两层或三层。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102956622A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-06 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种电感结构 |
CN103247614A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-14 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电感器件 |
CN103337494A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-10-02 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 电感结构 |
CN103346149A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 江苏博普电子科技有限责任公司 | 由pn结与金属条构成衬底屏蔽层的集成电路片上电感 |
CN106449593A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种硅基片上平面螺旋电感 |
CN106558401A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-04-05 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 积体电感/变压器的屏蔽结构 |
CN109950228A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 炬芯(珠海)科技有限公司 | 一种芯片及设备 |
WO2021081728A1 (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 华为技术有限公司 | 一种半导体器件及其制造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1723513A (zh) * | 2002-12-13 | 2006-01-18 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 平面电感元件和包括平面电感元件的集成电路 |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1723513A (zh) * | 2002-12-13 | 2006-01-18 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 平面电感元件和包括平面电感元件的集成电路 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
姚淳等: "电磁屏蔽技术探讨", 《电源技术应用》, vol. 8, no. 4, 30 April 2005 (2005-04-30), pages 36 - 43 * |
李雪等: "电磁屏蔽技术分析", 《电子工艺技术》, vol. 28, no. 1, 31 January 2007 (2007-01-31), pages 49 - 51 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102956622B (zh) * | 2012-11-29 | 2017-03-15 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种电感结构 |
CN102956622A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-06 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种电感结构 |
CN103247614A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-14 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电感器件 |
CN103337494A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-10-02 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 电感结构 |
CN103346149A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-09 | 江苏博普电子科技有限责任公司 | 由pn结与金属条构成衬底屏蔽层的集成电路片上电感 |
CN106558401A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-04-05 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 积体电感/变压器的屏蔽结构 |
CN106558401B (zh) * | 2015-09-25 | 2018-08-10 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 积体电感/变压器的屏蔽结构 |
CN106449593A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种硅基片上平面螺旋电感 |
CN106449593B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-09-14 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种硅基片上平面螺旋电感 |
CN109950228A (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 炬芯(珠海)科技有限公司 | 一种芯片及设备 |
CN109950228B (zh) * | 2017-12-20 | 2021-03-09 | 炬芯科技股份有限公司 | 一种芯片及设备 |
WO2021081728A1 (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 华为技术有限公司 | 一种半导体器件及其制造方法 |
EP4040482A4 (en) * | 2019-10-29 | 2022-11-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MAKING IT |
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