CN113257538A - 电感结构及其制备方法、功率放大器和低噪声放大器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电感结构及其制备方法、功率放大器和低噪声放大器，其中，该电感结构制备方法，通过在传统的巴伦电感基础上，从第二线圈部的第三端和第四端部分继续绕制形成一新的次级线圈，并形成另一组信号收发端口——第五端和第六端，形成了与初级线圈之间的匝数比不同的次级线圈，形成的电感结构，能够满足用于执行不同功能的次级线圈对于匝数比、电感量、谐振频率等参数的差异化设计需求，大大降低了电路开发难度。并且，共用部分次级线圈的方式，有利于减小芯片内建电感结构在芯片中的占用面积。此外，不同功能的次级线圈分别通过两组独立端口进行信号传输，稳定性好。

Description

电感结构及其制备方法、功率放大器和低噪声放大器

技术领域

本申请涉及半导体版图电路技术领域，特别是涉及一种电感结构及其制备方法、功率放大器和低噪声放大器。

背景技术

随着无线通信的迅猛发展，人们对通信系统的要求越来越高，如小型化、低功耗和可靠性，用单片集成射频电路取代混合集成电路己成为必然。高品质无源器件的缺乏已经成为 CMOS 射频集成电路的设计瓶颈之一。作为主要的片上无源器件之一，变压器在低噪声放大器、压控振荡器、功率放大器和滤波器等几乎所有的射频电路模块中都有应用，尤其在差分电路和低电压低功耗电路设计中具有特殊的重要性。

而巴伦（Balun）电感作为一种可实现单双端转换的特殊的变压器，在双平衡混频器和匹配网络中不可或缺。传统的无源变压器及巴伦的设计方法大多使用对称互绕结构，该结构是次级线圈沿着对称轴进行对称绕制，具有对称性，由于自身的对称互绕结构，实现不同功能的次级线圈完全共用一个次级线圈，引出端口进行信号收发，这种结构适合传送差分信号。

但发明人在实施过程中发现，不同功能的次级线圈应用于具体电路时，对其与初级线圈之间的匝数比大小要求往往不同，共用次级线圈的方式无法同时满足不同功能（例如功率放大器发射功能的次级线圈和低噪声放大器接收功能的次级线圈）对于巴伦不同的匝数比、电感量等参数要求，加大了电路开发难度，电路设计难以收敛。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中现有的巴伦电感结构，次级线圈端口复用时，难以满足作为不同功能次级线圈时对于匝数比和电感量等参数的差异化要求，提供了一种电感结构及其制备方法、功率放大器和低噪声放大器。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种电感结构，包括：基底，对称轴，第一线圈部，第二线圈部和第三线圈部，基底上具有介电层；第一线圈部，第二线圈部和第三线圈部均设置在介电层内；

第一线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕并引出第一端和第二端；互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；

第二线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕并引出第三端和第四端，且第二线圈部与第一线圈部交替间隔绕制；

第三线圈部分别从第三端和第四端的位置互绕并引出第五端和第六端；第二线圈部和第三线圈部形成一组合线圈；

第一线圈部与第二线圈部的匝数比不等于第一线圈部与组合线圈的匝数比。

本申请实施例提供的电感结构，通过在传统的巴伦电感基础上，从第二线圈部的引出端口（第三端和第四端）部分继续绕制形成一新的次级线圈（第二线圈部和第三线圈部）并形成另一组信号收发端口（第五端和第六端），形成了与初级线圈（第一线圈部）之间的匝数比不同的次级线圈，能够满足用于执行不同功能的次级线圈对于匝数比、电感量、谐振频率等参数的差异化设计需求，降低电路开发难度。且两个次级线圈共用部分次级线圈，体积小。另外，不同功能的次级线圈分别通过两组独立端口（第三端和第四端构成的一组端口以及第五端和第六端构成的一组端口）进行信号传输，稳定性好。

在其中一个实施例中，介电层包括第一金属层和形成于第一金属层上方的第二金属层，第一线圈部和第二线圈部位于第一金属层，第三线圈部分别从第三端和第四端的位置跳线至第二金属层开始互绕。

在其中一个实施例中，第三线圈部在基底上的投影与第一金属层上线圈在基底上的投影存在重叠区域。

在其中一个实施例中，第三线圈部在基底上的投影位于第一金属层上线圈在基底上的投影区域内。

在其中一个实施例中，第一线圈部和第二线圈部通过位于介电层的顶层金属实现；第三线圈部通过位于介电层内的铝焊盘金属实现。

在其中一个实施例中，第三线圈部从靠近对称轴所在中心线的位置进行绕制。

在其中一个实施例中，第一端用于收发射频信号，第二端接地；

第三端和第四端用于接收信号，第五端和第六端用于发射信号；或，第五端和第六端用于接收信号，第三端和第四端用于发射信号。

另一方面，本申请实施例还提供了一种功率放大器，包括上述电感结构，当功率放大器处于发射状态时，功率放大器内部生成的信号分别经第三端和第四端后，在线圈耦合作用下从第一端输出射频信号。

此外，本申请实施例还提供了一种低噪声放大器，包括上述电感结构，当低噪声放大器处于接收状态时，第一端接收的射频信号在线圈耦合作用下从第五端和第六端输出至低噪声放大器内部。

对于上述电感结构，本申请实施例还提供了一种电感结构的制备方法，包括：

提供基底，并在基底上形成介电层；

在介电层内形成第一线圈部，第一线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕，且第一线圈部的两个尾部分别形成有第一端和第二端；互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；

在介电层内形成第二线圈部，第二线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕，且第二线圈部的两个尾部分别形成有第三端和第四端，且第二线圈部与第一线圈部交替间隔绕制；

在介电层内形成第三线圈部，第三线圈部分别沿第三端和第四端的位置互绕，且第三线圈部的两个尾部分别形成有第五端和第六端；

第二线圈部和第三线圈部形成一组合线圈；

第一线圈部与第二线圈部的匝数比不等于第一线圈部与该组合线圈的匝数比。

在其中一个实施例中，在介电层内形成第三线圈部的步骤包括：

在介电层内从靠近对称轴所在中心线的位置进行金属走线绕制。

在其中一个实施例中，电感结构的制备方法还包括如下步骤：

获取电感结构的实际电感值；

根据电感结构的实际电感值和目标电感值，调整第三线圈部的绕线半径。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一示例性技术中提供的电感结构的绕线示意图；

图2为一个实施例中提供的电感结构线圈绕线的俯视图；

图3为另一个实施例中提供的电感结构的线圈绕制结构的俯视图；

图4为一个实施例中提供的电感结构的线圈结构的立体图；

图5为一个实施例中提供的电感结构的制备方法的流程示意图；

图6为一个实施例中提供的电感结构的线圈结构侧视图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，当元件或层被称为“在…上方”、“间隔”、“连接”或“耦合”到其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。

应当明白，尽管可使用术语第一、 第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分；举例来说，可以将第一线圈部成为第二线圈部，且类似地，可以将第二线圈部成为第一线圈部；第一线圈部与第二线圈部为不同的线圈部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...之下”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用时，单数形式的“一”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个示例性技术中，为了实现低噪声放大器接收和功率放大器发射复用天线端口的功能，巴伦电感设计时次级线圈将分别绕线，分成两个独立的次级线圈，以实现收发机使用不同的线圈匝数比。但发射和接收的次级线圈分别绕线，使得线圈绕线变得复杂，设计难度较大，需要更多的布线资源和布局面积实现，因布线资源不够，如图1所示，往往在顶层金属布线基础上，通过通孔TH跳线JUM至底层金属来进行交叉走线，而顶层金属与底层金属的性质有较大差异，将导致变压器对称性出现较大的偏差，从而限制了它们在集成电路中的应用。

对于对称互绕的实现方式，传统技术中多采用如图1所示的对称巴伦电感结构，整体使用对称互绕结构，电感线圈沿对称轴所在中心线ME进行对称绕制，功率放大器发射功能的次级线圈和低噪声放大器接收功能的次级线圈共用同一个次级线圈SEC，与初次级线圈PR交替环绕，即发射功能端TX1和接收功能端RX1共用一个端，发射功能端TX2和接收功能端RX2共用一个端。

该传统技术中，具有发射和接收功能的次级线圈SEC设计为共用次级线圈，虽然绕线较为简单，容易实现。但低噪声放大器接收功能通常比功率放大器发射功能需要的匝数比（初级线圈匝数/次级线圈匝数）低，共用次级线圈方式无法同时满足发射和接收功能对巴伦不同的匝数比、电感量、谐振频率等要求，加大了电路开发难度，电路设计难以收敛。

而且，该共用次级线圈方式，在版图设计上环形电感时，根据不同功能需求调整当前电感数值过程中，需要大幅度的调整布局布线，延长了设计开发时间。

针对上述问题，本发明提供一种电感结构，如图2-3所示，包括基底（未示出），第一线圈部PR，第二线圈部（SEC中颜色较浅的部分）和第三线圈部（SEC中颜色较深的部分），该基底上具有介电层（如2-4未示出）；第一线圈部PR，第二线圈部和第三线圈部均设置在介电层内；第一线圈部PR沿对称轴所在中心线ME上一点对称互绕并引出第一端RF和第二端GND；互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；第二线圈部沿对称轴所在中心线ME上一点对称互绕并引出第三端TX1和第四端TX2，且第二线圈部与第一线圈部PR交替间隔绕制；第三线圈部分别从第三端TX1和第四端TX2的位置互绕并引出第五端RX1和第六端RX2；第二线圈部和第三线圈部形成一组合线圈SEC；第一线圈部PR与第二线圈部的匝数比不等于第一线圈部PR与该组合线圈SEC的匝数比。对称轴是指该电感结构俯视图中线圈绕制图案的几何对称轴。对于附图中未示出的基底、介电层具体结构和选材，本领域技术人员可以按照本领域常用的实现方式和形态来理解。

其中，第一端RF和第二端GND配合作为一组功能端口，第三端TX1和第四端TX2配合作为一组端口用于一个信号发射或者接收。第五端RX1和第六端RX2配合作为一组端口用于信号发射或接收。第三端TX1和第四端TX2所组成的一组端口与该第五端RX1和第六端RX2所组成的一组端口可用于执行不同的功能，实现单双端转换。第一线圈部PR可以作为初级线圈，第二线圈部和第三线圈部作为次级线圈的组成部分。

本申请实施例提供的电感结构，通过在传统的巴伦电感基础上，从第二线圈部的引出端口（第三端TX1和第四端TX2）部分继续绕制形成一新的次级线圈（第二线圈部和第三线圈部SEC）并形成另一组信号收发端口（第五端RX1和第六端RX2），形成了与初级线圈（第一线圈部PR）之间的匝数比不同的两个次级线圈，能够满足用于执行不同功能的次级线圈对于匝数比、电感量、谐振频率等参数的差异化设计需求，降低电路开发难度。且两个次级线圈（第二线圈部和该组合线圈SEC）共用部分次级线圈（共用第二线圈部），体积小。另外，不同功能的次级线圈分别通过两组独立端（第三端TX1和第四端TX2构成的一组端口以及第五端RX1和第六端RX2构成的一组端口）进行信号传输，稳定性好。

在其中一个实施例中，如图3所示，该电感结构还可以包括一金属线AXIS，所述金属线AXIS位于所述对称轴所在的中心线ME，且该金属线AXIS的一端与所述第二线圈部开始绕制的起点连接。

在其中一个实施例中，介电层包括第一金属层和形成于第一金属层上方的第二金属层，如图4所示，第一线圈部PR和第二线圈部位于第一金属层，第三线圈部分别从第三端TX1和第四端TX2的位置跳线JUM至第二金属层开始互绕。

如图2所示，对于不同功能所需要的不同匝数比设计需求，本申请实施例提供的电感结构，上述组合线圈SEC和第二线圈部共用第二线圈部，实现不同功能端口对于匝数比的不同设计需求，另外，为了进一步降低电感结构体积，如图2中所示，浅灰色和深灰色代表不同的金属层，在第一金属层对称交替绕制第一线圈部PR和第二线圈部之后，分别从第三端TX1和第四端TX2跳线JUM至第二金属层继续绕制形成第三线圈部（如图4所示），这种跳线叠绕的方式，可以减小线圈所占面积，从而减小电感结构体积。

此处以第一线圈部为初级线圈PR，第二线圈部为发射功能的次级线圈（图示中浅灰色部分的线圈SEC）举例说明，第二线圈部（浅灰色SEC线圈）沿着电感对称轴ME进行对称绕制，完成发射功能的次级线圈（浅灰色SEC线圈）绕线后，在发射功能次级线圈端口（即引出的第三端TX1和第四端TX2）处通过跳线JUM继续叠层绕线，最后拉出接收功能的次级线圈（形成上述组合线圈SEC）端口（第五端RX1和第六端RX2）。如图2所示，不同于图1所示的传统技术中共用接收和发射端口的方式，本申请实施例提供的电感结构具有接收功能的第五端RX1和第六端RX2，且具有独立的发射功能的第三端TX1和第四端TX2，使得该电感结构的发射和接收功能信号相互独立，稳定性更好。

在其中一个实施例中，第三线圈部在基底上的投影与第一金属层上线圈（第一线圈部PR和第二线圈部）在基底上的投影存在重叠区域。如上述实施例中所述，为了减小电感结构体积，跳线至第二金属层进行第三线圈部绕制时，不同于传统技术中沿线圈边缘绕线的方式，而是从第一金属层上线圈所覆盖区域的上方开始绕线，可以减小电感结构体积。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，第三线圈部在基底上的投影位于第一金属层上线圈在基底上的投影区域内。第三线圈部叠绕时其布线区域不超出第一金属层上线圈的绕制区域外时，可以保证叠绕后的电感结构在基底上的投影面积为第一金属层上布线面积，即可以在不增加布线面积的基础上，实现不同功能次级线圈的布线设计。例如，第三线圈部最外围线圈叠绕在第二线圈部最外围线圈上方，二者呈现如图4所示的分层叠绕状态。

在其中一个实施例中，第一线圈部PR和第二线圈部通过位于介电层的顶层金属实现；第三线圈部通过位于介电层内的铝焊盘金属实现。一般芯片工艺金属资源由多层底层金属、一层顶层金属和一层铝焊盘金属构成。其中，顶层金属和铝焊盘金属均为厚金属，厚度可达1.4um至3um，方块电阻小，过电流能力强。而底层金属为薄金属，厚度仅0.1um,方块电阻大，过电流能力弱。所以示例性技术中，采用底层金属和顶层金属跳线JUM方式，会导致较大的偏差。而本申请实施例中采用的走线和布层方式，可以避免使用底层金属来进行交叉走线而导致电感结构对称性出现较大偏差的问题。第三线圈部可以通过通孔TH与共用的第二线圈部的布线资源相连。

在其中一个实施例中，第三线圈部从靠近对称轴所在中心线的位置进行绕制。如图3所示，根据目标电感值和当前实际电感值的比例系数，第三线圈部从靠近线圈对称轴位置进行绕线，配合第三线圈部外围线圈（即远离该对称轴的线圈）的绕制半径调整，在版图设计上可以快速精准调节当前电感的电感值与谐振频率的折中，从而满足发射和接收功能对巴伦不同的匝数比、电感量、谐振频率等要求。

在其中一个实施例中，所述第一线圈部PR、第二线圈部和第三线圈部可以设置在双层或多层金属中，该电感结构应内置于芯片内部，在双层或多层金属层中进行各线圈部叠绕的方式，可以大大节省绕线面积，从而节省芯片内电感结构（即该电感结构结构）所占面积，减小芯片体积。

在其中一个实施例中，如图2和3所示，本申请实施例提供的对称绕线方式，可以通过八角形环形绕线在芯片中实现。当电感结构被用作低噪声放大器接收功能和功率放大器发射功能时，该电感结构一组端口（RX1、RX2）连接信号接收电路，另一组端口（TX1、TX2）连接信号发射电路。该环形绕线电感结构通过双层金属或多层金属叠层绕线实现来节省面积，既节省设计版图电感占的芯片面积，又保证该电感满足发射和接收功能，同时在芯片电感设计时，利于快速优化调整电感的电感值与谐振频率，大大提高芯片版图设计效率。

在其中一个实施例中，第三线圈部最外沿一圈的线圈半径由目标电感和谐振频率决定。目标电感是指希望电感结构结构最终得到的电感值。传统芯片内建电感结构在确定螺旋半径后将沿绕线内边缘不停向内绕线，本申请实施例提供的芯片内建电感结构（电感结构）第三线圈部的最后一圈绕线可以不沿着线圈边缘绕线，可在一定范围内调节最后一圈线圈的绕线螺旋半径，从而实现总电感量与谐振频率的折中，快速实现设计需求。

在其中一个实施例中，第一端RF用于收发射频信号，第二端GND接地；第三端TX1和第四端TX2用于接收信号，第五端RX1和第六端RX2用于发射信号；或，第五端RX1和第六端RX2用于接收信号，第三端TX1和第四端TX2用于发射信号。

为更好地说明本申请实施例提供的电感结构的工作过程，以第三端TX1和第四端TX2用作功率放大器发射功能的端口，第五端RX1和第六端RX2用作低噪声放大器接收功能的端口，第一端RF作为射频收发信号的端口，第二端GND作为接地端。此时，作为低噪声放大器接收功能的次级线圈部分为第二线圈部和第三线圈部的组合，而作为功率放大器发射功能的次级线圈为第二线圈部，由于第二线圈部匝数小于组合线圈SEC的匝数，所以低噪声放大器接收功能的次级线圈所对应的匝数比小于功率放大器功能的次级线圈所对应的匝数比，区别于传统的发射和接收功能共用次级线圈的技术方案，本申请电感结构的发射和接收功能共用部分次级线圈，来满足发射和接收功能对巴伦电感不同的匝数比需求，大大降低了电路开发难度。

在一个具体实施例中，如图2所示，该电感结构的初级线圈（第一线圈部PR）沿对称轴对称互绕，绕线两圈。共用部分次级线圈（第二线圈部）对称互绕，绕线三圈，得到发射功能初级线圈和次级线圈的匝数比为2：3。然后从第三端TX1和第四端TX2分别跳线JUM至上层金属叠层继续绕线，得到接收功能初级线圈和次级线圈（第二线圈部和第三线圈部的组合）的匝数比为2：4，从而得到不同的线圈匝数比，满足不同功能线圈对于匝数比的不同需求，且通过跳线JUM叠绕的方式，可节省设计版图电感结构所占芯片面积。

另一方面，本申请实施例还提供了一种功率放大器，包括上述电感结构，当功率放大器处于发射状态时，功率放大器内部生成的信号分别经第三端TX1和第四端TX2后，在线圈耦合作用下从第一端RF输出射频信号。

如图2所示，当功率放大器处于发射状态时，信号经第三端TX1和第四端TX2通过当前线圈构成的电感结构输出至图示的RF端（第一端）。利用上述电感结构实现信号发射的功率放大器，由于其具备上述电感结构的绕线特点，该功率放大器除了可以进行信号发射，还可以利用第五端RX1和第六端RX2进行信号接收。

此外，本申请实施例还提供了一种低噪声放大器，包括上述电感结构，当低噪声放大器处于接收状态时，第一端RF接收的射频信号在线圈耦合作用下从第五端RX1和第六端RX2输出至低噪声放大器内部，使得该电感结构的发射和接收功能信号相互独立，稳定性更好。

对于上述电感结构，如图5所示，本申请实施例还提供了一种电感结构的制备方法，包括：

S100：提供基底，并在基底上形成介电层；

S200：在介电层内形成第一线圈部，第一线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕，且第一线圈部的两个尾部分别形成有第一端和第二端；互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；

S300：在介电层内形成第二线圈部，第二线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕，且第二线圈部的两个尾部分别形成有第三端和第四端，且第二线圈部与第一线圈部交替间隔绕制；

S400：在介电层内形成第三线圈部，第三线圈部分别沿第三端和第四端的位置互绕，且第三线圈部的两个尾部分别形成有第五端和第六端；

第二线圈部和第三线圈部形成一组合线圈；

第一线圈部与第二线圈部的匝数比不等于第一线圈部与组合线圈的匝数比。

本申请实施例提供的制备方法，通过提供基底，并在基底上形成介电层，然后在介电层内先沿一对称轴位置对称互绕形成第一线圈部，引出两端口进行信号收发和接地，然后在介电层内与第一线圈部不连接的点，例如对称轴所在中心线上的一点，开始进行第二线圈部的对称绕制，绕制时，第二线圈部和第一线圈部采用交替间隔绕制方式，如图2和图3所示，以保证两线圈的电磁感应效果，该第二线圈绕制末端有第三端和第四端，可以作为信号发射端口，从第三端和第四端分别继续绕线，在介电层内形成第三线圈部，该第三线圈部和第一线圈部之间的匝数比与上述组合线圈与该第一线圈部的匝数比不同，即可实现发射功能和接收功能次级线圈对于匝数比、谐振频率等参数的差异化设计需求。

在其中一个实施例中，步骤S200包括：利用介电层内的第一金属层形成第一线圈部。

在其中一个实施例中，步骤S200包括：利用介电层内的顶层金属层形成第一线圈部。

在其中一个实施例中，步骤S300包括：利用介电层内的第一金属层形成第二线圈部。

在其中一个实施例中，步骤S300包括：利用介电层内的顶层金属层形成第二线圈部。

在其中一个实施例中，步骤S400包括：利用介电层内的第二金属层形成第三线圈部。

在其中一个实施例中，步骤S400包括：利用介电层内的铝焊盘金属层形成第三线圈部。

在其中一个实施例中，在介电层内形成第三线圈部的步骤S400包括：

在介电层内从靠近对称轴所在中心线的位置进行金属走线绕制。

如上述电感结构实施中所述，第三线圈部绕制时，从靠近对称轴所在中心线的位置开始绕制，可以配合该第三线圈部外围线圈半径的快速调整，实现总电感量和谐振频率的折中。

在其中一个实施例中，如图5所示，电感结构的制备方法还包括如下步骤：

S500：获取电感结构的实际电感值；

S600：根据电感结构的实际电感值和目标电感值，调整第三线圈部的绕线半径。

通过获取电感结构的当前电感值，通过目标电感值和当前实际电感值的比例系数调整第三线圈部的绕线半径，例如可以仅调节其最后一圈的绕线半径，当第三线圈部从靠近对称轴位置开始绕制时，综合谐振频率可在一定范围内快速调节总电感量以达到设计要求，即目标电感值，减少版图设计规划时间。获取电感值的实现方式可参照传统技术中的电感获取方法，在此不做赘述。

根据电路设计的目标电感值与谐振频率，次级线圈最后一圈绕线不沿着整个线圈的边缘绕线，而是根据目标电感和当前电感的比例系数，在当前线圈选择特定位置绕线以控制次级线圈最后一圈绕线，从而实现当前线圈电感值与谐振频率精准快速调节，避免版图设计上环形电感绕线需要大幅度的调整布局布线，提高了RF（射频）版图设计效率。

除了可以从图2-4来看线圈的绕线结构，以理解本申请实施例提供的电感结构的具体结构和其实现上述有益效果的依据，还可以根据如图6所示的侧视图，来具体看电感结构的线圈绕线结构和跳线JUM实现方式，以便了解电感结构的制备过程。

图6的侧视图对应图2或图3的俯视图结构，该结构的电感结构制备过程为，在介电层内提供第一金属层M1和位于第一金属层M1之上的第二金属层M2，此处为了方便说明，以第一金属层M1为顶层金属层，第二金属层M2为铝焊盘金属层为例进行说明，在顶层金属层内，第一线圈部PR通过顶层金属层从对称轴所在中心线ME上的一点开始对称绕制，如图2所示的视图下，图6中的第一线圈部一端沿顺时针方向绕制一圈后通过通孔和跳线PR-JUM1跳线至第三金属层，如第三金属层M3为底层金属层，并通过底层金属层走线引出第二端GND。第一线圈部的另一端沿逆时针方向绕制半圈后与顺时针绕制部分的线圈存在空间上的叠加，为避免互相干扰，在此处，通过通孔和跳线PR-JUM2跳线至第二金属层M2进行交叉部分的跨线绕制，然后再回到第一金属层M1继续绕制按顺时针方向绕制线圈，并在顺时针绕制一圈之后，通过通孔和与该通孔对应的跳线PR-JUM1’跳线至第三金属层M3，通过底层金属层布线引出第一端RF。

然后，第二线圈部的绕制过程：可以先从对称轴所在中心线ME上一点顺时针开始绕制一圈，第二线圈部从该中心线ME上同一点逆时针先绕制半圈，此时，逆时针绕线部分与前序顺时针绕制线圈出现交叉点，此时逆时针绕制线圈通过通孔和跳线SEC1-JUM1沿箭头方向从第二金属层M2跳线至第一金属层M1之后继续绕制一圈后从远离所述第一端RF和第二端GND的所在侧引出第四端TX2，顺时针绕线部分，在绕线一圈后与第二线圈部逆时针绕制线圈出现交叉点，此时，线圈通过通孔和跳线SEC1-JUM2先是跳线至第二金属层M2，后经过第二金属层M2上的一段跨线，跳线至第一金属层M1继续绕制半圈，并在远离所述第一端RF所在侧引出第三端TX1，形成第二线圈部，该第一线圈部和该第二线圈部的匝数比为2:3。

为了匹配不同功能的次级线圈对于匝数比的不同需求，本申请实施例提供的电感结构的制备方法，在前序基础上，如图6所示，在第一金属层M1上的第三端TX1处通过图6所示的通孔和该通孔对应的跳线TX1-JUM跳线至第二金属层M2，并通过第二金属层M2在如图2所示的方向下顺时针继续绕制一圈线圈并引出第五端RX1，同时，从第一金属层M1上的第四端TX2处通过图6所示的通孔和该通孔对应的跳线TX2-JUM跳线至第二金属层M2，并在第二金属层M2上逆时针方向继续绕制半圈后，在与第二金属层M2上顺时针绕制的线圈交叉处，通过通孔和与该通孔对应的跳线SEC2-JUM按照图示箭头方向，先从第二金属层M2跳线至第一金属层M1，利用第一金属层M1上的一段走线实现第三线圈部交叉跨线，跳线至第二金属层M2后继续绕制半圈后引出第六端RX2，在第二金属层M2上按照上述方法绕制的线圈组成了第三线圈部，由于第三线圈部与第二线圈部通过第三端TX1和第四端TX2直接连接，所以RX1/RX2对应的线圈匝数为4，即第一线圈部与上述组合线圈的匝数比为2:4，从而实现了RX1/RX2对应的线圈和TX1/TX2对应线圈与第一线圈部的匝数比不同，匹配不同功能的次级线圈在设计上对于匝数比的差异化需求。

如上述电感结构实施例中的描述，当第一金属层为顶层金属层，第二金属层为铝焊盘金属层时，可以避免传统技术中利用底层金属和顶层金属布线导致的不对称问题。

需要说明的是，第一线圈部和第二线圈部在第一金属层M1上交叉间隔绕制的方式，不局限于上述描述方式，顺逆时针的跳线可以反过来，例如第一线圈部逆时针在第一金属层M1上绕制一圈，第一线圈部在顺时针方向上绕制的半圈处，通过跳线实现与逆时针绕制线圈部分的交叉跨线，然后继续绕制半圈。本领域技术人员应合理理解上述对于交叉间隔绕线的实现方式。

应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。而且本申请实施例中的制备方法所得到的电感结构军可以实现上述电感结构实施例中的结构和其有益效果，在此不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“在其中一个实施例”、“在一个具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电感结构，其特征在于，包括：

基底，所述基底上具有介电层；

第一线圈部，在所述介电层内沿一对称轴所在中心线上一点对称互绕并引出第一端和第二端；所述互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；

第二线圈部，在所述介电层内沿所述对称轴所在中心线上一点对称互绕并引出第三端和第四端，且所述第二线圈部与所述第一线圈部交替间隔绕制；

第三线圈部，在所述介电层内分别从所述第三端和所述第四端的位置互绕并引出第五端和第六端；

所述第二线圈部和所述第三线圈部形成一组合线圈；

所述第一线圈部与所述第二线圈部的匝数比不等于所述第一线圈部与所述组合线圈的匝数比。

2.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，所述介电层包括第一金属层和形成于所述第一金属层上方的第二金属层，所述第一线圈部和所述第二线圈部位于所述第一金属层，所述第三线圈部分别从所述第三端和所述第四端的位置跳线至所述第二金属层开始互绕。

3.根据权利要求2所述的电感结构，其特征在于，所述第三线圈部在所述基底上的投影与所述第一金属层上线圈在所述基底上的投影存在重叠区域。

4.根据权利要求3所述的电感结构，其特征在于，所述第三线圈部在所述基底上的投影位于所述第一金属层上线圈在所述基底上的投影区域内。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电感结构，其特征在于，所述第一线圈部和所述第二线圈部通过位于所述介电层的顶层金属实现；所述第三线圈部通过位于所述介电层内的铝焊盘金属实现。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的电感结构，其特征在于，所述第三线圈部从靠近所述对称轴所在中心线的位置进行绕制。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电感结构，其特征在于，所述第一端用于收发射频信号，所述第二端接地；

所述第三端和所述第四端用于接收信号，所述第五端和所述第六端用于发射信号；或，所述第五端和所述第六端用于接收信号，所述第三端和所述第四端用于发射信号。

8.一种功率放大器，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电感结构，当所述功率放大器处于发射状态时，所述功率放大器内部生成的信号分别经所述第三端和所述第四端后，在线圈耦合作用下从所述第一端输出射频信号。

9.一种低噪声放大器，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电感结构，当所述低噪声放大器处于接收状态时，所述第一端接收的射频信号在线圈耦合作用下从所述第五端和第六端输出至所述低噪声放大器内部。

10.一种电感结构的制备方法，其特征在于，包括：

提供基底，并在所述基底上形成介电层；

在所述介电层内形成第一线圈部，所述第一线圈部沿对称轴所在中心线上一点对称互绕，且所述第一线圈部的两个尾部分别形成有第一端和第二端；所述互绕是指分别沿顺时针和逆时针绕制；

在所述介电层内形成第二线圈部，所述第二线圈部沿所述对称轴所在中心线上一点对称互绕，且所述第二线圈部的两个尾部分别形成有第三端和第四端，且所述第二线圈部与所述第一线圈部交替间隔绕制；

在所述介电层内形成第三线圈部，所述第三线圈部分别沿所述第三端和所述第四端的位置互绕，且所述第三线圈部的两个尾部分别形成有第五端和第六端；

所述第二线圈部和所述第三线圈部形成一组合线圈；

所述第一线圈部与所述第二线圈部的匝数比不等于所述第一线圈部与所述组合线圈的匝数比。

11.根据权利要求10所述的电感结构的制备方法，其特征在于，所述在所述介电层内形成第三线圈部的步骤包括：

在所述介电层内从靠近所述对称轴所在中心线的位置进行金属走线绕制。

12.根据权利要求10或11所述的电感结构的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取所述电感结构的实际电感值；

根据所述电感结构的实际电感值和目标电感值，调整所述第三线圈部的绕线半径。

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