JP2010034248A - Spiral inductor - Google Patents

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Haruhiro Horiuchi
晴宏 堀内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the Q value of a spiral inductor by optimizing a linewidth directional position where a plurality of vias are in contact with a conductive wire. <P>SOLUTION: The spiral inductor has a primary conductive wire 11a arranged on a primary conductive layer, which has a helical shape, a secondary conductive wire 12 arranged on a secondary conductive layer, having a helical shape approximately identical to that of the primary conductive wire 11a, an insulating film arranged between the primary and secondary conductive layers, and the plurality of vias 21 arranged in the length direction of the secondary conductive wire 12 and penetrating the insulating film, thus electrically connecting the primary conductive wire 11a and the secondary conductive wire 12, wherein the plurality of vias 21 include an exterior via 21a making contact with the secondary conductive wire 12 at the outer side of the linewidth directional center of the secondary conductive wire 12 and an interior via 21b making contact with the secondary conductive wire 12 at the inner side of the center. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、異なる導体層に配置された2以上のらせん形状の導体線をビアで接続したスパイラルインダクタに関する。   The present invention relates to a spiral inductor in which two or more spiral conductor wires arranged in different conductor layers are connected by vias.

半導体等を微細に加工して半導体素子を製造する技術の進歩によって、様々なタイプのトランジスタやダイオード、抵抗体、及びキャパシタなどの回路素子の小型化が進んでいるが、インダクタの小型化においては依然として多くの課題が残されている。   With advances in technology for manufacturing semiconductor elements by finely processing semiconductors, etc., circuit elements such as various types of transistors, diodes, resistors, and capacitors have been reduced in size. Many challenges remain.

例えば、半導体基板上方の金属配線層に形成されたらせん状の金属配線からなるスパイラルインダクタが従来から知られているが、らせん状の金属配線の抵抗が大きいため、スパイラルインダクタのQ値が減少してしまう。   For example, a spiral inductor made of a spiral metal wiring formed on a metal wiring layer above a semiconductor substrate has been conventionally known. However, since the resistance of the spiral metal wiring is large, the Q value of the spiral inductor decreases. End up.

そこで、同一のらせん形状を有する2つの金属配線を絶縁膜を介して配置し、絶縁膜を貫通する複数のビアによって2つの金属配線間を並列に接続することにより、スパイラルインダクタの占有面積を増やすことなく金属配線の抵抗を低減してQ値を向上させたスパイラルインダクタが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許第2986081号公報 特開2006−173145号公報
Therefore, by arranging two metal wirings having the same spiral shape through an insulating film and connecting the two metal wirings in parallel by a plurality of vias penetrating the insulating film, the area occupied by the spiral inductor is increased. There has been proposed a spiral inductor in which the resistance of a metal wiring is reduced and the Q value is improved (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent No. 2986081 JP 2006-173145 A

しかし、いずれの特許文献においても、総てのビアが金属配線の線幅方向の略中央において接続されており、各ビアが接触する金属配線の線幅方向の位置とインダクタのQ値との関係を示す記載は無い。   However, in any of the patent documents, all vias are connected at substantially the center in the line width direction of the metal wiring, and the relationship between the position in the line width direction of the metal wiring that each via contacts and the Q value of the inductor. There is no description which shows.

本発明の発明者は、ビアが金属配線に接触する金属配線の線幅方向の位置がインダクタのQ値に影響を与えることを見出した。   The inventor of the present invention has found that the position in the line width direction of the metal wiring where the via contacts the metal wiring affects the Q value of the inductor.

本発明の特徴は、第1の導体層に配置されたらせん形状を有する第1の導体線と、第2の導体層に配置された、第1の導体線と略同一のらせん形状を有する第2の導体線と、第1の導体層及び第2の導体層の間に配置された絶縁膜と、第2の導体線の長さ方向に沿って並べられ、絶縁膜を貫通して第1の導体線と第2の導体線との間をそれぞれ電気的に接続する複数のビアとを備えるスパイラルインダクタであって、複数のビアには、第2の導体線の線幅方向の中心よりも外側で第2の導体線に接触する外側ビアと、前述した中心よりも内側で第2の導体線に接触する内側ビアとが含まれることである。   A feature of the present invention is that a first conductor wire having a spiral shape disposed in the first conductor layer and a first conductor wire disposed in the second conductor layer and having a spiral shape substantially the same as the first conductor wire. Two conductor wires, an insulating film disposed between the first conductor layer and the second conductor layer, and arranged along the length direction of the second conductor wire, penetrating the insulating film to the first A spiral inductor comprising a plurality of vias that electrically connect between the first conductor line and the second conductor line, respectively, wherein the plurality of vias are located more than the center of the second conductor line in the line width direction. An outer via that contacts the second conductor line on the outer side and an inner via that contacts the second conductor line on the inner side than the center described above are included.

本発明によれば、第2の導体線の長さ方向に沿って並べられた複数のビアに、第2の導体線の線幅方向の中心よりも外側で第1の導体線に接触する外側ビアと、第2の導体線の線幅方向の中心よりも内側で第2の導体線に接触する内側ビアとが含まれるので、これによって複数のビアが導体線に接触する線幅方向の位置が最適化され、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。   According to the present invention, the plurality of vias arranged along the length direction of the second conductor line have an outer side in contact with the first conductor line outside the center in the line width direction of the second conductor line. Since the via and the inner via that contacts the second conductor line inside the center in the line width direction of the second conductor line are included, the position in the line width direction where the plurality of vias contact the conductor line is thereby included Is optimized, and the Q value of the spiral inductor can be improved.

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.

先ず、図1(a)〜図1(c)を参照して、本発明の実施の形態に係わるスパイラルインダクタを構成する導体線及び異なる導体層間を接続するビアについて説明する。   First, with reference to FIG. 1A to FIG. 1C, a description will be given of the conductor lines constituting the spiral inductor according to the embodiment of the present invention and vias connecting different conductor layers.

本発明の実施の形態に係わるスパイラルインダクタは、シリコン基板等の半導体基板の上方に絶縁膜を介して積層されたらせん状の2以上の導体線と、絶縁膜を貫通してこれらの導体線の間を電気的に接続するビアとを備える。本発明の実施の形態においては、その一例として、3つの導体層に配置された導体線10、11a、11b、12と、導体線10、11a、11b、12を電気的に接続するビア21、14a、14bとを備えるスパイラルインダクタについて説明する。   A spiral inductor according to an embodiment of the present invention includes two or more spiral conductor wires stacked on an upper side of a semiconductor substrate such as a silicon substrate and an insulating film. And vias that electrically connect each other. In the embodiment of the present invention, as an example, the conductor wires 10, 11a, 11b, 12 arranged in three conductor layers and the via 21, which electrically connects the conductor wires 10, 11a, 11b, 12, A spiral inductor including 14a and 14b will be described.

図1(a)は、基底の導体層に配置された基底導体線10を示す。基底の導体層は、半導体基板の上方に絶縁膜を介して積層される複数の導体層のうちの一つである。基底導体線10は、後述する第1の導体線11aの内側端部とパッド部11bとの間をビア14a、14bを介して接続する配線である。基底導体線10は、例えば、アルミニウム、銅などの金属や高濃度の不純物が添加された半導体を含む導体からなる。   FIG. 1A shows a base conductor line 10 arranged in a base conductor layer. The base conductor layer is one of a plurality of conductor layers stacked above the semiconductor substrate via an insulating film. The base conductor line 10 is a wiring that connects an inner end portion of a first conductor line 11a, which will be described later, and a pad portion 11b via vias 14a and 14b. The base conductor line 10 is made of, for example, a conductor including a metal added with a metal such as aluminum or copper or a high-concentration impurity.

図1(b)は、第1の導体層に配置された第1の導体線11a及びパッド部11bを示す。第1の導体層は、半導体基板の上方に絶縁膜を介して積層される複数の導体層のうち、基底の導体層よりも上方、すなわち半導体基板から遠ざかる方向に配置された導体層である。第1の導体線11aは、らせん形状を有する。ここで「らせん(螺線)形状」とは、一定点の回りを、その定点に対して、絶えず遠ざかる点または近づく点によって作り出される平面曲線の形状を示す。らせん形状の内側に位置する第1の導体線11aの端部(以後、「内側端部」という)は、ビア14bに接触し、ビア14bを介して基底導体線10の一方の端部に電気的に接続される。らせん形状の外側に位置する第1の導体線11aの端部(以後、「外側端部」という)は、前記した一定点から遠ざかる方向へパッド部11bに隣接する位置まで延長されている。   FIG. 1B shows the first conductor wire 11a and the pad portion 11b arranged in the first conductor layer. The first conductor layer is a conductor layer disposed above the base conductor layer, that is, in a direction away from the semiconductor substrate, among the plurality of conductor layers stacked above the semiconductor substrate via an insulating film. The first conductor wire 11a has a spiral shape. Here, the “spiral (spiral) shape” indicates a shape of a plane curve created by a point that constantly moves away from or approaches a fixed point around a fixed point. The end portion of the first conductor wire 11a located on the inner side of the spiral shape (hereinafter referred to as “inner end portion”) contacts the via 14b and is electrically connected to one end portion of the base conductor wire 10 via the via 14b. Connected. An end portion (hereinafter referred to as “outer end portion”) of the first conductor wire 11a located outside the spiral shape is extended to a position adjacent to the pad portion 11b in a direction away from the above-described fixed point.

第1の導体線11aは、更に、正八角形に近似した形状を有する。「正八角形に近似した形状」とは、具体的に、第1の導体線11aの最外周が、略等しい長さの線分からなる8つの辺P、P、P、P、P、P、P、Pを繋ぎ合わせた形状を有し、且つ最外周の内側の各一周が、辺P〜Pに沿って辺P〜Pの内側に配置された8つの辺を繋ぎ合わせた形状を有していることである。 The first conductor wire 11a further has a shape approximating a regular octagon. Specifically, “a shape that approximates a regular octagon” means that the outermost periphery of the first conductor wire 11a has eight sides P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P, each consisting of a line segment having substantially the same length. 5, P 6, P 7, has spliced the shape P 8, and the outermost of each round inside, is arranged inside the side P 1 to P 8 along the side P 1 to P 8 It has a shape in which eight sides are connected.

パッド部11bは、スパイラルインダクタの一方の入出力端子を為す電極である。パッド部11bは、ビア14aに接触し、ビア14aを介して基底導体線10の他方の端部に電気的に接続される。第1の導体線11a及びパッド部11bの材質は、例えば、アルミニウム、銅などの金属や高濃度の不純物が添加された半導体を含む導体からなる。また、図1(b)に示す第1の導体線11aの線幅は10μm、巻数は3、内径は180μm、膜厚は0.57μmである。   The pad portion 11b is an electrode that serves as one input / output terminal of the spiral inductor. The pad portion 11b contacts the via 14a and is electrically connected to the other end of the base conductor line 10 through the via 14a. The material of the first conductor wire 11a and the pad portion 11b is, for example, a conductor including a metal such as aluminum or copper or a semiconductor to which a high concentration impurity is added. The line width of the first conductor wire 11a shown in FIG. 1B is 10 μm, the number of turns is 3, the inner diameter is 180 μm, and the film thickness is 0.57 μm.

図1(c)は、第2の導体層に配置された第2の導体線12を示す。第2の導体層は、半導体基板の上方に絶縁膜を介して形成される複数の導体層のうち、第1の導体層よりも上方に配置された導体層である。第2の導体線12は、第1の導体線11aと略同一のらせん形状を有する。「略同一のらせん形状」とは、具体的に、第2の導体線12の両端部の位置や形状は第1の導体線11aと異なるが、両端部を除いた第2の導体線12の線幅、巻数、内径、外径及び膜厚は第1の導体線11aと同じであることである。なお、図8を参照して後述するように、「略同一のらせん形状」には、第2の導体線12の内径、外径が、第2の導体線12同士の隙間の数倍程度だけ第1の導体線11aと異なる場合も含まれる。   FIG. 1C shows the second conductor wire 12 arranged in the second conductor layer. The second conductor layer is a conductor layer disposed above the first conductor layer among the plurality of conductor layers formed above the semiconductor substrate via an insulating film. The second conductor wire 12 has a spiral shape substantially the same as that of the first conductor wire 11a. Specifically, the “substantially the same spiral shape” means that the positions and shapes of both end portions of the second conductor wire 12 are different from those of the first conductor wire 11a. The line width, the number of turns, the inner diameter, the outer diameter, and the film thickness are the same as those of the first conductor wire 11a. As will be described later with reference to FIG. 8, “substantially the same spiral shape” has an inner diameter and an outer diameter of the second conductor wire 12 that are only several times the gap between the second conductor wires 12. The case where it differs from the 1st conductor wire 11a is also included.

第1の導体線11aと第2の導体線12とは複数のビア21によって電気的に接続されている。図1(b)及び図1(c)には、各ビア21が第1の導体線11a及び第2の導体線12各々に接触する箇所を示している。各ビア21は、第1の導体層と第2の導体層の間に配置された絶縁膜を貫通して、第1の導体線11aと第2の導体線12との間を電気的に接続する。複数のビア21は、第1の導体線11a及び第2の導体線12の長さ方向に沿って並べられている。また、図1(b)及び図1(c)に示す各ビア21の外径は0.28μmである。   The first conductor line 11 a and the second conductor line 12 are electrically connected by a plurality of vias 21. FIG. 1B and FIG. 1C show locations where each via 21 contacts the first conductor line 11a and the second conductor line 12, respectively. Each via 21 penetrates through an insulating film disposed between the first conductor layer and the second conductor layer, and electrically connects the first conductor line 11a and the second conductor line 12. To do. The plurality of vias 21 are arranged along the length direction of the first conductor line 11 a and the second conductor line 12. The outer diameter of each via 21 shown in FIGS. 1B and 1C is 0.28 μm.

複数のビア21は、第2の導体線12の線幅方向の中心よりも外側で第2の導体線12に接触する外側ビア21aと、第2の導体線12の線幅方向の中心よりも内側で第2の導体線12に接触する内側ビア21bとからなる。外側ビア21aと内側ビア21bとが、第2の導体線12の長さ方向に沿って交互に並べられている。図1に示すスパイラルインダクタでは、正八角形の各一辺にビア21a又はビア21bが4つずつ並べられ、外側ビア21aと内側ビア21bとが正八角形の一辺毎に交互に並べられている、つまり、外側ビア21aと内側ビア21bとが4つずつ交互に並べられている。   The plurality of vias 21 are arranged outside the center of the second conductor line 12 in the line width direction and outside vias 21a contacting the second conductor line 12 and from the center of the second conductor line 12 in the line width direction. The inner via 21b is in contact with the second conductor wire 12 on the inner side. The outer vias 21 a and the inner vias 21 b are alternately arranged along the length direction of the second conductor line 12. In the spiral inductor shown in FIG. 1, four vias 21a or vias 21b are arranged on each side of the regular octagon, and the outer vias 21a and the inner vias 21b are alternately arranged on each side of the regular octagon. Four outer vias 21a and four inner vias 21b are arranged alternately.

図2は、本発明の実施の形態に係わるスパイラルインダクタの全体構成を示す。スパイラルインダクタは、図1(a)〜図1(c)に示した基底導体線10、第1の導体線11a、パッド部11b、及び第2の導体線12を順に重ね合わせることによって構成される。前述したように、半導体基板側から順に、基底の導体層、第1の導体層、第2の導体層が絶縁膜を介して積層される。よって、半導体基板の反対側からスパイラルインダクタを見ると、図2に示すように、第2の導体線12が最表面に現れ、第2の導体線12の背後に第1の導体線11a、パッド部11bが現れ、第1の導体線11a、パッド部11bの背後に基底導体線10が現れる。   FIG. 2 shows the overall configuration of the spiral inductor according to the embodiment of the present invention. The spiral inductor is configured by sequentially superposing the base conductor line 10, the first conductor line 11a, the pad portion 11b, and the second conductor line 12 shown in FIGS. . As described above, the base conductor layer, the first conductor layer, and the second conductor layer are stacked via the insulating film in order from the semiconductor substrate side. Accordingly, when the spiral inductor is viewed from the opposite side of the semiconductor substrate, the second conductor wire 12 appears on the outermost surface as shown in FIG. 2, and the first conductor wire 11a and the pad are behind the second conductor wire 12. The part 11b appears, and the base conductor line 10 appears behind the first conductor line 11a and the pad part 11b.

前述したように、第2の導体線12の両端部の位置及び形状は第1の導体線11aと異なるが、両端部を除いた第2の導体線12の線幅、巻数、内径、外径及び膜厚は第1の導体線11aと同じであるため、図2において第1の導体線11aはその両端部のみが現れ、第1の導体線11aの両端部以外の部分は第2の導体線12によって隠されている。   As described above, the position and shape of both ends of the second conductor wire 12 are different from those of the first conductor wire 11a, but the line width, number of turns, inner diameter, outer diameter of the second conductor wire 12 excluding both ends. Since the first conductor wire 11a has the same thickness as the first conductor wire 11a, only the both ends of the first conductor wire 11a appear in FIG. 2, and the portions other than the both ends of the first conductor wire 11a are the second conductor. Hidden by line 12.

第1の導体線11aの内側端部はビア14bを介して基底導体線10の一端に接続され、基底導体線10の他端はビア14aを介してパッド部11bに接続されている。   The inner end of the first conductor line 11a is connected to one end of the base conductor line 10 via the via 14b, and the other end of the base conductor line 10 is connected to the pad part 11b via the via 14a.

図3(a)は、図2のA−A切断面に沿ったスパイラルインダクタの断面図であり、図3(b)は、図2のB−B切断面に沿ったスパイラルインダクタの断面図である。図3(a)に示すように、スパイラルインダクタは、半導体基板1の上方に酸化ケイ素膜2を介して配置されている。具体的には、半導体基板1の上に酸化ケイ素膜2が配置され、酸化ケイ素膜2の上に第1の導体線11aが配置され、第1の導体線11aの上に絶縁膜15が配置され、絶縁膜15の上に第2の導体線12が配置されている。第2の導体線12の上には、更に酸化ケイ膜や窒化ケイ素膜などの積層膜からなる保護膜3が配置される。絶縁膜15の材料としては、例えば酸化ケイ素(SiO)や窒化ケイ素(Si)を使用することができる。 3A is a cross-sectional view of the spiral inductor taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the spiral inductor taken along the line BB in FIG. is there. As shown in FIG. 3A, the spiral inductor is disposed above the semiconductor substrate 1 via the silicon oxide film 2. Specifically, the silicon oxide film 2 is disposed on the semiconductor substrate 1, the first conductor line 11a is disposed on the silicon oxide film 2, and the insulating film 15 is disposed on the first conductor line 11a. Then, the second conductor line 12 is disposed on the insulating film 15. A protective film 3 made of a laminated film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is further disposed on the second conductor line 12. For example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 O 4 ) can be used as the material of the insulating film 15.

図3(a)に示すように、図2のA−A切断面には、第2の導体線12の辺Pに並べられた外側ビア21aが現れている。外側ビア21aは、第2の導体線12の線幅方向の中心よりも外側で第2の導体線12に接触している。第2の導体線12と第1の導体線11aとは前述したように略同一のらせん形状を有し、且つ外側ビア21aは第1及び第2の導体層の積層方向に略平行に絶縁膜15を貫通している。よって、外側ビア21aは、第1の導体線11aの線幅方向の中心よりも外側で第1の導体線11aにも接触している。 As shown in FIG. 3 (a), the A-A cutting plane in Figure 2, the outer vias 21a has appeared arranged in side P 1 of the second conductor line 12. The outer via 21 a is in contact with the second conductor line 12 outside the center of the second conductor line 12 in the line width direction. As described above, the second conductor wire 12 and the first conductor wire 11a have substantially the same spiral shape, and the outer via 21a is an insulating film substantially parallel to the stacking direction of the first and second conductor layers. 15 is penetrated. Therefore, the outer via 21a is in contact with the first conductor line 11a outside the center of the first conductor line 11a in the line width direction.

図3(b)に示すように、図2のB−B切断面には、第2の導体線12の辺Pに並べられた内側ビア21bが現れている。内側ビア21bは、第2の導体線12の線幅方向の中心よりも内側で第2の導体線12に接触している。内側ビア21bは第1及び第2の導体層の積層方向に略平行に絶縁膜15を貫通している。よって、内側ビア21bは、第1の導体線11aの線幅方向の中心よりも内側で第1の導体線11aにも接触している。 As shown in FIG. 3B, the inner via 21b arranged on the side P2 of the second conductor line 12 appears on the BB cut surface of FIG. The inner via 21 b is in contact with the second conductor line 12 inside the center of the second conductor line 12 in the line width direction. The inner via 21b penetrates the insulating film 15 substantially parallel to the stacking direction of the first and second conductor layers. Therefore, the inner via 21b is also in contact with the first conductor line 11a inside the center of the first conductor line 11a in the line width direction.

図3(a)及び図3(b)には、第2の導体線12の辺Pに並べられた外側ビア21a、第2の導体線12の辺Pに並べられた内側ビア21bを示したが、勿論、第2の導体線12の他の辺に接続されている外側ビア21a及び内側ビア21bについても、図3(a)及び図3(b)に示した外側ビア21a及び内側ビア21bと同様な断面構成を有している。 The FIGS. 3 (a) and 3 (b), the second outer vias 21a arranged in side P 1 of the conductor line 12, a second inner vias 21b arranged in side P 2 of the conductor lines 12 Of course, the outer via 21a and the inner via 21b connected to the other side of the second conductor wire 12 are also shown in FIGS. 3A and 3B. It has the same cross-sectional configuration as the via 21b.

なお、図3(a)及び図3(b)には基底導体線10が現れないため図示はしないが、基底導体線10は半導体基板1と第2の導体線11a及びパッド部11bの間に位置する基底の導体層に配置され、ビア14a、14bが酸化ケイ素膜2の一部を貫通して、基底導体線10と第2の導体線11a及びパッド部11bとの間を接続する。   Although the base conductor line 10 does not appear in FIGS. 3A and 3B, the base conductor line 10 is not shown in the figure, but the base conductor line 10 is interposed between the semiconductor substrate 1, the second conductor line 11a, and the pad portion 11b. The vias 14a and 14b pass through a part of the silicon oxide film 2 and are connected to the base conductor line 10 and the second conductor line 11a and the pad portion 11b.

図1〜図3に示したスパイラルインダクタは、既知の半導体製造技術を用いて製造することができる。例えば、J. N. Burghartz, M. Soyuer, and K. A. Jenkins, “Integrated RF and Microwave Components in BiCMOS Technology,” IEEE Trans. Electron Devices, vol.43, no.9, pp.1559-1570. に記載されている半導体製造技術を用いて製造することができる。スパイラルインダクタの製造方法の具体的な一例を以下に示す。   The spiral inductor shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured using a known semiconductor manufacturing technique. For example, semiconductors described in JN Burghartz, M. Soyuer, and KA Jenkins, “Integrated RF and Microwave Components in BiCMOS Technology,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 43, no. 9, pp. 1559-1570. It can be manufactured using manufacturing techniques. A specific example of the manufacturing method of the spiral inductor is shown below.

(イ)先ず、シリコン基板1を用意し、シリコン基板1上に化学的気相成長法(CVD法)によって酸化ケイ素膜を積層する。スパッタ法によりアルミニウムと銅の合金(AlCu)の金属膜を酸化ケイ素膜2上に堆積する。フォトリソグラフィ法により基底導体線10の形状に相当するレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして反応性イオンエッチング法(RIE)などの異方性エッチング法を用いて金属膜を選択的にエッチングして基底導体線10を形成する。   (A) First, a silicon substrate 1 is prepared, and a silicon oxide film is laminated on the silicon substrate 1 by a chemical vapor deposition method (CVD method). A metal film of an alloy of aluminum and copper (AlCu) is deposited on the silicon oxide film 2 by sputtering. A resist pattern corresponding to the shape of the base conductor line 10 is formed by photolithography, and the metal film is selectively etched using an anisotropic etching method such as reactive ion etching (RIE) using the resist pattern as a mask. Thus, the base conductor line 10 is formed.

(ロ)そして、CVD法によって酸化ケイ素膜を積層し、フォトリソグラフィ法によりビア14a、14bの形状に相当する開口を有するレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてRIEを用いて酸化ケイ素膜を選択的にエッチングして酸化ケイ素膜にコンタクトホールを形成する。スパッタ法及びRIEを用いてタングステンをコンタクトホール内に埋め込み、ビア14a、14bを形成する。   (B) Then, a silicon oxide film is laminated by a CVD method, and a resist pattern having openings corresponding to the shapes of the vias 14a and 14b is formed by a photolithography method. Using this resist pattern as a mask, the silicon oxide film is selectively etched using RIE to form contact holes in the silicon oxide film. Tungsten is buried in the contact hole by sputtering and RIE to form vias 14a and 14b.

(ハ)その後、再びスパッタ法により金属膜を堆積する。フォトリソグラフィ法及びRIEを用いて、金属膜をエッチングして、第1の導体線11a及びパッド部11bを形成する。そして、CVD法によって酸化ケイ素膜からなる絶縁膜15を積層し、フォトリソグラフィ法及びRIEにより絶縁膜15にビア21の形状に相当するコンタクトホールを形成する。スパッタ法及びRIEを用いてタングステンをコンタクトホール内に埋め込み、ビア21を形成する。   (C) Thereafter, a metal film is deposited again by sputtering. The metal film is etched using photolithography and RIE to form the first conductor line 11a and the pad portion 11b. Then, an insulating film 15 made of a silicon oxide film is stacked by CVD, and a contact hole corresponding to the shape of the via 21 is formed in the insulating film 15 by photolithography and RIE. Tungsten is buried in the contact hole by sputtering and RIE to form a via 21.

(ニ)その後、第1の導体線11a及びパッド部11bと同様にして、第2の導体線12を形成し、第2の導体線12の上に、CVD法を用いて保護膜3を形成する。以上の半導体製造プロセスを経て、図1〜図3に示したスパイラルインダクタが完成する。   (D) Thereafter, the second conductor wire 12 is formed in the same manner as the first conductor wire 11a and the pad portion 11b, and the protective film 3 is formed on the second conductor wire 12 by the CVD method. To do. Through the above semiconductor manufacturing process, the spiral inductor shown in FIGS. 1 to 3 is completed.

次に、図4(a)〜図4(c)を参照して、第1乃至第3の比較例に係わるスパイラルインダクタの構成を説明する。第1の比較例に係わるスパイラルインダクタは、図4(a)に示すように、図1〜図3に示したスパイラルインダクタと比べて、複数のビア21がすべて第2の導体線62ceの線幅方向の中心で第2の導体線62ceに接触している中央ビアからなる点が異なる。第2の比較例に係わるスパイラルインダクタは、図4(b)に示すように、図1〜図3に示したスパイラルインダクタと比べて、複数のビア21がすべて第2の導体線62outの線幅方向の中心よりも外側で第2の導体線62outに接触している外側ビアからなる点が異なる。第3の比較例に係わるスパイラルインダクタは、図4(c)に示すように、図1〜図3に示したスパイラルインダクタと比べて、複数のビア21がすべて第2の導体線62inの線幅方向の中心よりも内側で第2の導体線62inに接触している内側ビアからなる点が異なる。   Next, the configuration of the spiral inductor according to the first to third comparative examples will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). As shown in FIG. 4A, the spiral inductor according to the first comparative example has a plurality of vias 21 all having a line width of the second conductor line 62ce as compared with the spiral inductor shown in FIGS. The difference is that the central via is in contact with the second conductor line 62ce at the center of the direction. As shown in FIG. 4B, the spiral inductor according to the second comparative example has a plurality of vias 21 all having a line width of the second conductor line 62out as compared with the spiral inductor shown in FIGS. The difference is that the outer via is in contact with the second conductor line 62out outside the center of the direction. As shown in FIG. 4C, the spiral inductor according to the third comparative example has a plurality of vias 21 all having a line width of the second conductor wire 62in, as compared with the spiral inductor shown in FIGS. The difference is that the inner via is in contact with the second conductor wire 62in on the inner side of the direction center.

その他のスパイラルインダクタの構成、例えば、略同一のらせん形状を有する第1の導体線及び第2の導体線が絶縁膜を介して積層されている点や、第1の導体線及び第2の導体線の線幅、巻数、内径、外径及び膜厚は、図1〜図3に示したスパイラルインダクタと同じである。   Other spiral inductor configurations, for example, the first conductor wire and the second conductor wire having substantially the same spiral shape are laminated via an insulating film, the first conductor wire and the second conductor The line width, the number of turns, the inner diameter, the outer diameter, and the film thickness of the line are the same as those of the spiral inductor shown in FIGS.

図5は、2.00GHz〜5.00GHzの周波数帯における、図1〜図3に示したスパイラルインダクタ及び図4(a)〜図4(c)に示したスパイラルインダクタのQ値の分布を示すグラフであり、発明者が計算機を用いて行ったシミュレーションの結果を示すものである。図5中の「実線」は、外側ビアと内側ビアを交互に並べた図1〜図3に示したスパイラルインダクタのQ値を示す。図5中の「一点鎖線」は、複数のビア21が中央ビアのみからなる図4(a)に示したスパイラルインダクタのQ値を示す。図5中の「点線」は、複数のビア21が外側ビアのみからなる図4(b)に示したスパイラルインダクタのQ値を示す。図5中の「二点鎖線」は、複数のビアが内側ビアのみからなる図4(c)に示したスパイラルインダクタのQ値を示す。   FIG. 5 shows a distribution of Q values of the spiral inductor shown in FIGS. 1 to 3 and the spiral inductor shown in FIGS. 4A to 4C in a frequency band of 2.00 GHz to 5.00 GHz. It is a graph and shows the result of the simulation which the inventor performed using the computer. A “solid line” in FIG. 5 indicates the Q value of the spiral inductor illustrated in FIGS. 1 to 3 in which the outer vias and the inner vias are alternately arranged. A “dashed line” in FIG. 5 indicates the Q value of the spiral inductor shown in FIG. 4A in which the plurality of vias 21 are formed only of the central via. A “dotted line” in FIG. 5 indicates the Q value of the spiral inductor shown in FIG. 4B in which the plurality of vias 21 are formed only of the outer vias. A “two-dot chain line” in FIG. 5 indicates the Q value of the spiral inductor shown in FIG. 4C in which the plurality of vias are formed only of the inner vias.

図5に示すように、2.00GHz〜5.00GHzの周波数帯におけるスパイラルインダクタのQ値は、図1〜図3に示したスパイラルインダクタが最も大きくなり、図4(a)に示したスパイラルインダクタ、図4(b)に示したスパイラルインダクタ、図4(c)に示したスパイラルインダクタの順にスパイラルインダクタのQ値は小さくなる。   As shown in FIG. 5, the spiral inductor shown in FIGS. 1 to 3 has the highest Q value of the spiral inductor in the frequency band of 2.00 GHz to 5.00 GHz, and the spiral inductor shown in FIG. The Q value of the spiral inductor decreases in the order of the spiral inductor shown in FIG. 4B and the spiral inductor shown in FIG.

ここで、Q値は次に示す(1)式によって定義される。(1)式において、ωは周波数(Hz)を示し、Lはスパイラルインダクタの自己インダクタンス(H)を示し、Rはスパイラルインダクタに寄生する抵抗値(Ω)を示す。   Here, the Q value is defined by the following equation (1). In the equation (1), ω represents a frequency (Hz), L represents a self-inductance (H) of the spiral inductor, and R represents a resistance value (Ω) parasitic on the spiral inductor.

Q=ωL/R ・・・(1)
2.00GHz〜5.00GHzを含む高周波帯において、スパイラルインダクタの導体線上に渦電流が発生し、この渦電流がスパイラルインダクタの抵抗成分に寄与することが知られている。図1〜図3に示したように、外側ビア21aと内側ビア21bを交互に配置することにより、この渦電流の発生が抑制される。このようにして、複数のビアが導体線に接触する線幅方向の位置が最適化され、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。
Q = ωL / R (1)
It is known that an eddy current is generated on a conductor wire of a spiral inductor in a high frequency band including 2.00 GHz to 5.00 GHz, and this eddy current contributes to a resistance component of the spiral inductor. As shown in FIGS. 1 to 3, the occurrence of this eddy current is suppressed by alternately arranging the outer vias 21 a and the inner vias 21 b. In this way, the position in the line width direction where the plurality of vias contact the conductor line is optimized, and the Q value of the spiral inductor can be improved.

以上説明したように、複数のビア21に外側ビア21aと内側ビア21bを含ませることにより、複数のビアが導体線に接触する線幅方向の位置が最適化され、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。なお、外側ビアと内側ビアとを交互に並べても、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。   As described above, by including the outer via 21a and the inner via 21b in the plurality of vias 21, the position in the line width direction where the plurality of vias contact the conductor line is optimized, and the Q value of the spiral inductor is improved. Can be made. Note that the Q value of the spiral inductor can also be improved by alternately arranging the outer vias and the inner vias.

第1の導体線11a及び第2の導体線12が同じ多角形に近似した形状を有していてもよい。これにより、第1の導体線11a及び第2の導体線12のパターンデータのデータ量を少なくすることができる。さらに、多角形は正八角形であってもよい。これにより、第1の導体線11a及び第2の導体線12の寄生抵抗が低減され、同時に第1の導体線11a及び第2の導体線12のパターンデータのデータ量を少なくすることもできる。   The 1st conductor wire 11a and the 2nd conductor wire 12 may have the shape approximated to the same polygon. Thereby, the data amount of the pattern data of the first conductor line 11a and the second conductor line 12 can be reduced. Further, the polygon may be a regular octagon. Thereby, the parasitic resistance of the first conductor line 11a and the second conductor line 12 is reduced, and at the same time, the data amount of the pattern data of the first conductor line 11a and the second conductor line 12 can be reduced.

第1の導体線11a及び第2の導体線12が同じ多角形に近似した形状を有している場合、外側ビア21aと内側ビア21bとを多角形の辺毎に交互に並べてもよい。外側ビア21aと内側ビア21bの入れ替え単位が明確になり、スパイラルインダクタの設計が容易になる。
(第1の変形例)
図1〜図3には、外側ビア21aと内側ビア21bとが交互に並べられているスパイラルインダクタを示したが、本発明はこれに限定されない。本発明の実施の形態の第1の変形例として、複数のビアの第2の導体線の線幅方向の位置が徐々に変化していくスパイラルインダクタについて説明する。
When the first conductor line 11a and the second conductor line 12 have shapes that approximate the same polygon, the outer vias 21a and the inner vias 21b may be alternately arranged for each side of the polygon. The replacement unit of the outer via 21a and the inner via 21b becomes clear, and the design of the spiral inductor becomes easy.
(First modification)
1 to 3 show a spiral inductor in which outer vias 21a and inner vias 21b are alternately arranged, but the present invention is not limited to this. As a first modification of the embodiment of the present invention, a spiral inductor in which the positions in the line width direction of the second conductor lines of a plurality of vias gradually change will be described.

第1の変形例に係わるスパイラルインダクタは、2以上の外側ビア21a及び2以上の内側ビア21bを備える。2以上の外側ビア21aは、第2の導体線22の一端22outから各外側ビア21aまでの距離に応じて、第2の導体線22の線幅方向の中心から各外側ビア21aが第2の導体線22に接触する箇所までの距離が短くなるように配列されている。そして、2以上の内側ビア21bは、第2の導体線22の他端22inから各内側ビア21bまでの距離に応じて、第2の導体線22の線幅方向の中心から各内側ビア21bが第2の導体線22に接触する箇所までの距離が短くなるように配列されている。   The spiral inductor according to the first modification includes two or more outer vias 21a and two or more inner vias 21b. The two or more outer vias 21a are connected to the outer via 21a from the center in the line width direction of the second conductor line 22 according to the distance from the one end 22out of the second conductor line 22 to each outer via 21a. It arrange | positions so that the distance to the location which contacts the conductor wire 22 may become short. The two or more inner vias 21b are connected to each inner via 21b from the center in the line width direction of the second conductor line 22 according to the distance from the other end 22in of the second conductor line 22 to each inner via 21b. It arranges so that the distance to the part which contacts the 2nd conductor wire 22 may become short.

更に、2以上の外側ビア21aは、第2の導体線22の一端22outから第2の導体線22の約中間点までの範囲に並べられている。2以上の内側ビア21bは、第2の導体線22の他端22inから第2の導体線22の約中間点までの範囲に並べられている。   Further, the two or more outer vias 21 a are arranged in a range from one end 22 out of the second conductor line 22 to an approximately middle point of the second conductor line 22. The two or more inner vias 21 b are arranged in a range from the other end 22 in of the second conductor line 22 to an approximately middle point of the second conductor line 22.

よって、第2の導体線22の一端22outには、第2の導体線22の線幅方向の中心から最も遠い外側ビア21aが配置される。そして、第2の導体線22の約中間点に近づくに連れて、外側ビア21aは第2の導体線22の線幅方向の中心に徐々に近づいていく。一方、第2の導体線22の他端22inには、第2の導体線22の線幅方向の中心から最も遠い内側ビア21bが配置される。そして、第2の導体線22の約中間点に近づくに連れて、内側ビア21bは第2の導体線22の線幅方向の中心に徐々に近づいていく。   Therefore, the outer via 21 a farthest from the center of the second conductor line 22 in the line width direction is disposed at one end 22 out of the second conductor line 22. Then, the outer via 21 a gradually approaches the center of the second conductor line 22 in the line width direction as it approaches the middle point of the second conductor line 22. On the other hand, the inner via 21b farthest from the center of the second conductor line 22 in the line width direction is disposed at the other end 22in of the second conductor line 22. The inner via 21 b gradually approaches the center of the second conductor line 22 in the line width direction as it approaches the middle point of the second conductor line 22.

また、図6に示す第2の導体線22の線幅は15μm、巻数は4、内径は110μm、膜厚は0.57μmであり、ビア21の外径は0.28μmである。   The line width of the second conductor wire 22 shown in FIG. 6 is 15 μm, the number of turns is 4, the inner diameter is 110 μm, the film thickness is 0.57 μm, and the outer diameter of the via 21 is 0.28 μm.

その他のスパイラルインダクタの構成、例えば、略同一のらせん形状を有する第1の導体線及び第2の導体線が絶縁膜を介して積層されている点などは、図1〜図3に示したスパイラルインダクタと同じである。   The configuration of other spiral inductors, for example, the point that the first conductor wire and the second conductor wire having substantially the same spiral shape are laminated via an insulating film, etc., is the spiral shown in FIGS. Same as inductor.

図7は、2.00GHz〜5.00GHzの周波数帯における、図6に示したスパイラルインダクタ、外側ビアと内側ビアを交互に並べたスパイラルインダクタ、及び中央ビアのみからなるスパイラルインダクタのQ値の分布を示すグラフであり、発明者が計算機を用いて行ったシミュレーションの結果を示すものである。外側ビアと内側ビアを交互に並べたスパイラルインダクタ及び中央ビアのみからなるスパイラルインダクタは、ビアの位置が図6に示したスパイラルインダクタと異なる点を除き、略同一のらせん形状を有する第1の導体線及び第2の導体線が絶縁膜を介して積層されている点や、第1の導体線及び第2の導体線の線幅、巻数、内径、外径及び膜厚は、図6に示したスパイラルインダクタと同じである。   FIG. 7 shows the distribution of Q values of the spiral inductor shown in FIG. 6, the spiral inductor in which outer vias and inner vias are arranged alternately, and the spiral inductor consisting only of the central via in the frequency band of 2.00 GHz to 5.00 GHz. It is a graph which shows this, and shows the result of the simulation which the inventor performed using the computer. The spiral inductor composed only of the center via and the spiral inductor in which the outer vias and the inner vias are arranged alternately is the first conductor having substantially the same spiral shape except that the position of the via is different from the spiral inductor shown in FIG. The points where the wires and the second conductor wires are laminated via the insulating film, and the line width, number of turns, inner diameter, outer diameter and film thickness of the first conductor wires and the second conductor wires are shown in FIG. Same as spiral inductor.

図7中の「実線」は、外側ビアと内側ビアを交互に並べたスパイラルインダクタのQ値を示す。図7中の「点線」は、図6に示したスパイラルインダクタのQ値を示す。図7中の「一点鎖線」は、複数のビア21が中央ビアのみからなるスパイラルインダクタのQ値を示す。   A “solid line” in FIG. 7 indicates the Q value of a spiral inductor in which outer vias and inner vias are alternately arranged. The “dotted line” in FIG. 7 indicates the Q value of the spiral inductor shown in FIG. A “dashed line” in FIG. 7 indicates the Q value of the spiral inductor in which the plurality of vias 21 are formed only of the central via.

図7に示すように、2.00GHz〜4.50GHzの周波数帯において、図6に示したスパイラルインダクタ及び外側ビアと内側ビアを交互に並べたスパイラルインダクタのQ値の各々が、中央ビアのみからなるスパイラルインダクタのQ値よりも大きくなる。   As shown in FIG. 7, in the frequency band of 2.00 GHz to 4.50 GHz, each of the Q values of the spiral inductor shown in FIG. 6 and the spiral inductor in which the outer vias and the inner vias are alternately arranged are only from the central via. The Q value of the spiral inductor becomes larger.

以上説明したように、外側ビア21aと内側ビア21bを交互に並べたスパイラルインダクタに限らず、外側ビア21a及び内側ビア21bを第2の導体線22の線幅方向の中心からの距離が徐々に変化するように並べたスパイラルインダクタであっても、複数のビア21が導体線に接触する線幅方向の位置が最適化され、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。
(第2の変形例)
本発明の実施の形態及びその第1の変形例では、導体線の両端部の位置や形状を除き、第1の導体線11a及び第2の導体線12の線幅、巻数、内径、外径及び膜厚がすべて等しいスパイラルインダクタについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、隣接する第1の導体線11a同士の隙間と隣接する第2の導体線12同士の隙間が、第1及び第2の導体層の積層方向から見て異なる位置に配置されていてもよい。
As described above, the distance from the center in the line width direction of the second conductor wire 22 to the outer via 21a and the inner via 21b is not limited to the spiral inductor in which the outer via 21a and the inner via 21b are alternately arranged. Even in the spiral inductors arranged so as to change, the position in the line width direction where the plurality of vias 21 contact the conductor lines is optimized, and the Q value of the spiral inductor can be improved.
(Second modification)
In the embodiment of the present invention and the first modification thereof, the line width, the number of turns, the inner diameter, and the outer diameter of the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 except for the positions and shapes of both ends of the conductor wire. Although the spiral inductors having the same film thickness have been described, the present invention is not limited to this. For example, the gap between the adjacent first conductor lines 11a and the gap between the adjacent second conductor lines 12 may be arranged at different positions when viewed from the stacking direction of the first and second conductor layers. .

図8に示すように、第2の変形例に係わるスパイラルインダクタは、第1の導体線11aと、第2の導体線12と、第1の導体層及び第2の導体層の間に配置された絶縁膜15とを備える。隣接する第1の導体線11a同士の隙間W11と隣接する第2の導体線12同士の隙間W12が、第1及び第2の導体層の積層方向から見て異なる位置に配置されている。その他、第1の導体線11a及び第2の導体線12の線幅、巻数及び膜厚はすべて等しい。隙間W11と隙間W12とはその幅は等しい。 As shown in FIG. 8, the spiral inductor according to the second modification is disposed between the first conductor wire 11a, the second conductor wire 12, and the first conductor layer and the second conductor layer. And an insulating film 15. The first of the second conductor line 12 between the clearance W 12 of an adjacent gap W 11 of the conductor line 11a adjacent to each other are arranged at different positions as viewed in the stacking direction of the first and second conductive layers . In addition, the line width, the number of turns, and the film thickness of the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 are all equal. Its width and gap W 11 and a gap W 12 are equal.

第2の導体線12の内径RI12は第1の導体線11aの内径RI11よりも長く、第2の導体線12の外径RO12は第1の導体線11aの外径RO11よりも長い。内径RI12と内径RI11の差は、隙間W12の2倍である。同様に、外径RO12と外径RO11の差は、隙間W12の2倍である。 Internal diameter RI 12 of the second conductor line 12 is longer than the inner diameter RI 11 of the first conductor line 11a, the outer diameter RO 12 of the second conductor line 12 than the outer diameter RO 11 of the first conductor line 11a long. Difference inside diameter RI 12 and the inner diameter RI 11 is twice the gap W 12. Similarly, the difference between the outer diameter of RO 12 and the outer diameter RO 11 is twice the gap W 12.

その他、第1の導体線11aと第2の導体線12が略同一のらせん形状を有し、第1の導体線11a及び第2の導体線12が複数のビアによって電気的に接続されている点は、本発明の実施の形態及びその第1の変形例に係わるスパイラルインダクタと同じである。   In addition, the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 have substantially the same spiral shape, and the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 are electrically connected by a plurality of vias. The point is the same as that of the spiral inductor according to the embodiment of the present invention and the first modification thereof.

以上説明したように、隣接する第1の導体線11a同士の隙間と隣接する第2の導体線12同士の隙間を第1及び第2の導体層の積層方向から見て異なる位置に配置することにより、第1の導体線11aと第2の導体線12の間の静電容量を低くすることができるので、スパイラルインダクタのQ値を向上させることができる。
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は、1つの実施形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
As described above, the gap between the adjacent first conductor wires 11a and the gap between the adjacent second conductor wires 12 are arranged at different positions when viewed from the stacking direction of the first and second conductor layers. As a result, the electrostatic capacitance between the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 can be lowered, so that the Q value of the spiral inductor can be improved.
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by one embodiment and its modification, it should not be understood that the statement and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

図1〜図3には、複数のビア21が外側ビア21a及び内側ビア21bのみで構成されたスパイラルインダクタを示した。しかし、複数のビア21の一部に、外側ビア21a及び内側ビア21bが含まれていれば、複数のビア21の残りの一部に、外側ビア21a及び内側ビア21b以外のビア、例えば第2の導体線12の線幅方向の中心で第2の導体線12に接触する中央ビアが含まれていても構わない。   1 to 3 show a spiral inductor in which a plurality of vias 21 are constituted only by an outer via 21a and an inner via 21b. However, if the outer via 21a and the inner via 21b are included in a part of the plurality of vias 21, the remaining part of the plurality of vias 21 includes a via other than the outer via 21a and the inner via 21b, for example, a second one. A central via that contacts the second conductor line 12 at the center in the line width direction of the conductor line 12 may be included.

正八角形の各辺に形成されるビアの数は4つに限定されず、4以外の数であってもよい。また、外側ビア21aと内側ビア21bの切換え単位は、正八角形の一辺毎や4つずつに限定されず、例えば、正八角形の0.5辺毎や1〜3又は5以上の整数ずつであってもよい。   The number of vias formed on each side of the regular octagon is not limited to four, and may be a number other than four. Further, the switching unit between the outer via 21a and the inner via 21b is not limited to each side of the regular octagon or every four sides, for example, every 0.5 side of the regular octagon or an integer of 1 to 3 or 5 or more. May be.

第1の導体線11a及び第2の導体線12が正八角形に近似した形状を有する場合について説明したが、十六角形などのその他の多角形に近似した形状或いは曲線からなる形状であっても構わない。   Although the case where the first conductor wire 11a and the second conductor wire 12 have a shape approximated to a regular octagon has been described, even if it is a shape approximated to another polygon such as a hexagon or a shape made of a curve I do not care.

略同一のらせん形状を有する導体線の数は2つである場合に限らず、3以上であっても構わない。3以上の導体線をビアによって並列に接続することにより、寄生抵抗が更に低減するのでQ値が更に向上する。   The number of conductor wires having substantially the same spiral shape is not limited to two, and may be three or more. By connecting three or more conductor wires in parallel by vias, the parasitic resistance is further reduced, so that the Q value is further improved.

第1の変形例では、第2の導体線22の一端が第2の導体線22の外側端部であり、第2の導体線22の他端が第2の導体線22の内側端部である場合について説明したが、この逆であっても構わない。つまり、第2の導体線22の一端が第2の導体線22の内側端部であり、第2の導体線22の他端が第2の導体線22の外側端部であってもよい。   In the first modified example, one end of the second conductor wire 22 is an outer end portion of the second conductor wire 22, and the other end of the second conductor wire 22 is an inner end portion of the second conductor wire 22. Although a case has been described, the reverse may be possible. That is, one end of the second conductor wire 22 may be the inner end portion of the second conductor wire 22, and the other end of the second conductor wire 22 may be the outer end portion of the second conductor wire 22.

更に、図1〜図3に示した実施例と図6に示した第1の変形例を組み合わせてもよい。例えば、第2の導体線22の最外周において、一端22outから半周分までの範囲に、第2の導体線12の線幅方向の中心から各外側ビア21aまでの距離が徐々に変化するように外側ビア21aを配置し、残りの半周分の範囲に、第2の導体線12の線幅方向の中心から各内側ビア21bまでの距離が徐々に変化するように内側ビア21bを配置する。そして、この外側ビア21a及び内側ビア21bの配置を、第2の導体線22の最外周の内側に位置する一周毎に繰り返し実施してもよい。   Furthermore, you may combine the Example shown in FIGS. 1-3, and the 1st modification shown in FIG. For example, the distance from the center in the line width direction of the second conductor line 12 to each outer via 21a gradually changes in the range from the one end 22out to the half circumference at the outermost periphery of the second conductor line 22. The outer vias 21a are arranged, and the inner vias 21b are arranged in the range of the remaining half circumference so that the distance from the center in the line width direction of the second conductor line 12 to each inner via 21b gradually changes. The arrangement of the outer vias 21 a and the inner vias 21 b may be repeated for every round located inside the outermost circumference of the second conductor wire 22.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.

本発明の実施の形態に係わるスパイラルインダクタを構成する導体線を示す上面図であり、図1(a)は基底の導体層に配置された基底導体線10を示し、図1(b)は第1の導体層に配置された第1の導体線11a及びパッド部11bを示し、図1(c)は第2の導体層に配置された第2の導体線12を示す。FIGS. 1A and 1B are top views showing conductor wires constituting a spiral inductor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a base conductor wire 10 disposed in a base conductor layer, and FIG. The first conductor line 11a and the pad portion 11b arranged in one conductor layer are shown, and FIG. 1 (c) shows the second conductor line 12 arranged in the second conductor layer. 本発明の実施の形態に係わるスパイラルインダクタの全体構成を示す上面図である。It is a top view which shows the whole structure of the spiral inductor concerning embodiment of this invention. 図3(a)は図2のA−A切断面に沿ったスパイラルインダクタの断面図であり、図3(b)は図2のB−B切断面に沿ったスパイラルインダクタの断面図である。3A is a cross-sectional view of the spiral inductor taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the spiral inductor taken along the line BB in FIG. 図4(a)〜図4(c)は、第1乃至第3の比較例に係わるスパイラルインダクタの構成を示す上面図である。FIGS. 4A to 4C are top views showing the configurations of spiral inductors according to the first to third comparative examples. 2.00GHz〜5.00GHzの周波数帯における、本発明の実施例に係わるスパイラルインダクタ及び第1乃至第3の比較例に係わるスパイラルインダクタのQ値の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of Q value of the spiral inductor concerning the Example of this invention and the spiral inductor concerning the 1st thru | or 3rd comparative example in the frequency band of 2.00 GHz-5.00 GHz. 本発明の実施の形態の第1の変形例に係わるスパイラルインダクタが備える第2の導体線22の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the 2nd conductor wire 22 with which the spiral inductor concerning the 1st modification of embodiment of this invention is provided. 2.00GHz〜5.00GHzの周波数帯における、図6に示したスパイラルインダクタ、外側ビアと内側ビアを交互に並べたスパイラルインダクタ、及び中央ビアのみからなるスパイラルインダクタのQ値の分布を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the distribution of Q values of the spiral inductor shown in FIG. 6, the spiral inductor in which outer vias and inner vias are arranged alternately, and the spiral inductor consisting only of the central via in the frequency band of 2.00 GHz to 5.00 GHz. is there. 本発明の実施の形態の第2の変形例に係わるスパイラルインダクタの断面構成の模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross-sectional structure of the spiral inductor concerning the 2nd modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体基板
2…酸化ケイ素膜
3…保護膜
10…基底導体線
11a…第1の導体線
11b…パッド部
12、22、62ce、62in、62out…第2の導体線
14a、14b、21…ビア
15…絶縁膜
21a…外側ビア
21b…内側ビア
22in…他端
22out…一端
〜P…辺
11、W12…隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Silicon oxide film 3 ... Protective film 10 ... Base conductor wire 11a ... 1st conductor wire 11b ... Pad part 12, 22, 62ce, 62in, 62out ... 2nd conductor wire 14a, 14b, 21 ... via 15 ... insulating film 21a ... outer vias 21b ... inner vias 22in ... other end 22 out ... end P 1 to P 8 ... side W 11, W 12 ... clearance

Claims (7)

第1の導体層に配置されたらせん形状を有する第1の導体線と、
第2の導体層に配置された、前記第1の導体線と略同一のらせん形状を有する第2の導体線と、
前記第1の導体層及び前記第2の導体層の間に配置された絶縁膜と、
前記第2の導体線の長さ方向に沿って並べられ、前記絶縁膜を貫通して前記第1の導体線と第2の導体線との間をそれぞれ電気的に接続する複数のビアとを備え、
前記複数のビアには、前記第2の導体線の線幅方向の中心よりも外側で前記第2の導体線に接触する外側ビアと、前記中心よりも内側で前記第2の導体線に接触する内側ビアとが含まれる
ことを特徴とするスパイラルインダクタ。
A first conductor wire having a spiral shape disposed in the first conductor layer;
A second conductor wire disposed in a second conductor layer and having a spiral shape substantially the same as the first conductor wire;
An insulating film disposed between the first conductor layer and the second conductor layer;
A plurality of vias arranged along the length direction of the second conductor line and penetrating the insulating film to electrically connect the first conductor line and the second conductor line, respectively; Prepared,
The plurality of vias include an outer via that contacts the second conductor line outside the center in the line width direction of the second conductor line, and a contact with the second conductor line inside the center. A spiral inductor characterized by including an inner via.
前記外側ビアと前記内側ビアとが交互に並べられていることを特徴とする請求項1に記載のスパイラルインダクタ。   The spiral inductor according to claim 1, wherein the outer vias and the inner vias are alternately arranged. 前記第1の導体線及び前記第2の導体線が同じ多角形に近似した形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のスパイラルインダクタ。   3. The spiral inductor according to claim 1, wherein the first conductor wire and the second conductor wire have a shape that approximates the same polygon. 4. 前記外側ビアと前記内側ビアとが、前記多角形の一辺毎に交互に並べられていることを特徴とする請求項3に記載のスパイラルインダクタ。   The spiral inductor according to claim 3, wherein the outer via and the inner via are alternately arranged for each side of the polygon. 前記第1の導体線及び前記第2の導体線が正八角形に近似した形状を有することを特徴とする請求項3に記載のスパイラルインダクタ。   The spiral inductor according to claim 3, wherein the first conductor wire and the second conductor wire have a shape approximated to a regular octagon. 2以上の前記外側ビアが、前記第2の導体線の一端から各外側ビアまでの距離に応じて、前記第2の導体線の線幅方向の中心から各外側ビアが前記第2の導体線に接触する箇所までの距離が短くなるように配列され、
2以上の前記内側ビアが、前記第2の導体線の他端から各内側ビアまでの距離に応じて、前記第2の導体線の線幅方向の中心から各内側ビアが前記第2の導体線に接触する箇所までの距離が短くなるように配列されている
ことを特徴とする請求項1に記載のスパイラルインダクタ。
Two or more outer vias are connected to the second conductor line from the center in the line width direction of the second conductor line according to the distance from one end of the second conductor line to each outer via. Is arranged so that the distance to the point of contact with the
Two or more inner vias are connected to the second conductor from the center in the line width direction of the second conductor line according to the distance from the other end of the second conductor line to each inner via. The spiral inductor according to claim 1, wherein the spiral inductor is arranged so that a distance to a portion in contact with the wire is shortened.
隣接する前記第1の導体線同士の隙間と隣接する前記第2の導体線同士の隙間とは、前記第1及び第2の導体層の積層方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のスパイラルインダクタ。   The gap between the adjacent first conductor lines and the gap between the adjacent second conductor lines are arranged at different positions when viewed from the stacking direction of the first and second conductor layers. The spiral inductor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103943460A (en) * 2014-04-14 2014-07-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 Generation method of spliced planar spiral inductor
JP2015207613A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 日本電信電話株式会社 solenoid inductor
JP2016092267A (en) * 2014-11-06 2016-05-23 株式会社豊田自動織機 Reactor coil

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