JPH0636932A - Inductor for integrated circuit use - Google Patents
Inductor for integrated circuit useInfo
- Publication number
- JPH0636932A JPH0636932A JP18687392A JP18687392A JPH0636932A JP H0636932 A JPH0636932 A JP H0636932A JP 18687392 A JP18687392 A JP 18687392A JP 18687392 A JP18687392 A JP 18687392A JP H0636932 A JPH0636932 A JP H0636932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductor
- layer wiring
- strips
- integrated circuit
- wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は集積回路用インダクタに
関する。さらに詳しくは、小面積でしかもインダクタン
ス値の大きな集積回路用インダクタに関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an inductor for an integrated circuit. More specifically, it relates to an inductor for an integrated circuit having a small area and a large inductance value.
【0002】[0002]
【従来の技術】VHF帯以上、とくにマイクロ波やミリ
波領域の高周波信号処理を行なう集積回路(IC)とし
てGaAsアナログ集積回路が用いられている。この集
積回路には、GaAsFET、ダイオード、キャパシ
タ、インダクタなどが集積化されているが、このうちイ
ンダクタとしては従来より図4に示されるようなスパイ
ラル状のものが用いられている。2. Description of the Related Art A GaAs analog integrated circuit is used as an integrated circuit (IC) for high-frequency signal processing in the VHF band and above, particularly in the microwave and millimeter wave regions. In this integrated circuit, a GaAs FET, a diode, a capacitor, an inductor and the like are integrated, and as the inductor, a spiral one as shown in FIG. 4 has been conventionally used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示さ
れるようなスパイラル状のインダクタにおいて、インダ
クタンス値を大きくしようとすると、巻数Nまたは外径
d2 (図4参照)を大きくする必要があり、いずれのば
あいも急激に形状が大きくなり、大面積化するという問
題がある。すなわち、たとえば巻数Nを増加させるばあ
い、その最外周を増加することになり、面積的には非常
に急速に大きくなることになる。However, in order to increase the inductance value in the spiral inductor as shown in FIG. 4, it is necessary to increase the number of turns N or the outer diameter d 2 (see FIG. 4). In either case, there is a problem that the shape suddenly becomes large and the area becomes large. That is, for example, when the number of turns N is increased, the outermost circumference is increased, and the area is increased very rapidly.
【0004】本発明は、叙上の事情に鑑み、小面積にも
かかわらず大きなインダクタンス値をうることができる
集積回路用インダクタを提供することを目的とする。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an inductor for an integrated circuit which can obtain a large inductance value despite its small area.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路用イン
ダクタ(以下、単にインダクタという)は、同一方向に
傾斜して互いに等間隔で配置された複数のストリップを
有する下層配線と、前記方向とは逆方向に傾斜して互い
に等間隔で配置された複数のストリップを有する上層配
線とからなり、前記下層配線と上層配線とのあいだには
層間絶縁膜が設けられており、前記下層配線のストリッ
プの端部と前記上層配線のストリップの端部とが接続配
線により接続されて筒形ソレノイド状構造を呈してなる
ことを特徴としている。An inductor for an integrated circuit (hereinafter, simply referred to as an inductor) of the present invention comprises a lower layer wiring having a plurality of strips inclined in the same direction and arranged at equal intervals, and Is an upper layer wiring having a plurality of strips which are inclined in opposite directions and are arranged at equal intervals, and an interlayer insulating film is provided between the lower layer wiring and the upper layer wiring, and the strip of the lower layer wiring is provided. And an end portion of the strip of the upper layer wiring are connected by a connecting wiring to form a cylindrical solenoid structure.
【0006】[0006]
【作用】本発明のインダクタは、筒形ソレノイド状構造
を有しており、そのインダクタンス値L(H)は式
(1)で表わすことができる。The inductor of the present invention has a cylindrical solenoidal structure, and its inductance value L (H) can be expressed by equation (1).
【0007】 L=λμSN2 /D (1) ただし、λは長岡係数、μは内部物質の透磁率(H/
m)、Sは断面積(m2 )、Dは長さ(m)である。L = λμSN 2 / D (1) where λ is the Nagaoka coefficient and μ is the magnetic permeability (H /
m) and S are cross-sectional areas (m 2 ) and D is length (m).
【0008】一方、従来のスパイラル状インダクタのイ
ンダクタンス値L(nH)は式(2)で表わすことがで
きる。On the other hand, the inductance value L (nH) of the conventional spiral inductor can be expressed by the equation (2).
【0009】 L=KAN5/3 ln(8A/C) (2) ただし、Kは形状により異なる定数(角形のばあいはK
=2.41×10-3)、Nは巻数、AおよびCは内径をd1 、
外径をd2 としてそれぞれ(d2 −d1 )/4および
(d2 −d1 )/2で算出される値である。L = KAN 5/3 ln (8A / C) (2) However, K is a constant that varies depending on the shape (in the case of a square, K
= 2.41 × 10 -3 ), N is the number of turns, A and C are inner diameters d 1 ,
Each outer diameter as d 2 (d 2 -d 1) / 4 and (d 2 -d 1) is a value calculated by / 2.
【0010】式(1)と式(2)を比較すればわかるよ
うに、式(1)のばあいにはインダクタンス値を大きく
するには巻数Nを増加させるのが効果的であり、巻数N
の2乗に比例してインダクタンス値は増加する。これに
対し、式(2)のばあいには巻数Nの5/3乗にしか比
例して増加しない。As can be seen by comparing equations (1) and (2), in the case of equation (1), it is effective to increase the number of turns N in order to increase the inductance value.
The inductance value increases in proportion to the square of. On the other hand, in the case of the formula (2), the number of turns N increases only in proportion to the 5/3 power.
【0011】一方、巻数を増加させるのに必要な面積
は、本発明では図1においてUで示されるユニットの数
を増やしていけばよいが、従来のスパイラル状インダク
タのばあいは前記のごとく巻数が増えれば増えるほど外
周を大きくすることになり、面積は急速に増大してしま
う。On the other hand, in the present invention, the area required to increase the number of turns may be increased by increasing the number of units indicated by U in FIG. 1, but in the case of the conventional spiral inductor, the number of turns is as described above. The larger the number, the larger the outer circumference, and the area increases rapidly.
【0012】また、巻数を増やすと当然のことながら直
列抵抗も増大するが、この直列抵抗は高周波特性を悪化
させる原因となるため、できるだけ小さくするのが好ま
しい。この点においても、本発明のインダクタは、巻数
増加に伴う配線長さの増加が小さくてすむため有効であ
る。Further, although the series resistance naturally increases as the number of turns increases, this series resistance causes deterioration of high-frequency characteristics, so it is preferable to make it as small as possible. Also in this respect, the inductor of the present invention is effective because the increase in the wiring length due to the increase in the number of turns can be small.
【0013】[0013]
【実施例】つぎに添付図面を参照しつつ本発明のインダ
クタを詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the inductor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0014】図1は本発明のインダクタの一実施例の平
面説明図、図2は図1のA−A線断面図、図3は図1の
B−B線断面図である。FIG. 1 is an explanatory plan view of an embodiment of the inductor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
【0015】図2〜3において、1は基板であり、該基
板1としては半絶縁性GaAs基板またはシリコンなど
通常の半導体基板上にSiO2 、SiN、Al2 O3 な
どからなる絶縁膜を形成したものなどを用いることがで
きる。絶縁膜は単層構造であってもよいし、2種以上の
膜を積層した多層構造であってもよい。2 to 3, reference numeral 1 denotes a substrate. As the substrate 1, an insulating film made of SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 or the like is formed on an ordinary semiconductor substrate such as a semi-insulating GaAs substrate or silicon. What was done can be used. The insulating film may have a single layer structure or a multilayer structure in which two or more kinds of films are laminated.
【0016】基板1上には下層配線2が形成されてお
り、その上方には層間絶縁膜3を介して上層配線4が形
成されている。A lower layer wiring 2 is formed on a substrate 1, and an upper layer wiring 4 is formed above the lower layer wiring 2 with an interlayer insulating film 3 interposed therebetween.
【0017】下層配線2は同一方向に傾斜して互いに等
間隔で配置された複数のストリップ2aを有している。
一方、上層配線4は下層配線2のストリップの傾斜方向
とは逆方向に傾斜して互いに等間隔で配置された複数の
ストリップ4aを有している。ストリップ2a、4aの
数は必要とするインダクタンス値に応じて適宜選定すれ
ばよい。The lower layer wiring 2 has a plurality of strips 2a inclined in the same direction and arranged at equal intervals.
On the other hand, the upper layer wiring 4 has a plurality of strips 4a that are inclined in a direction opposite to the inclination direction of the strips of the lower layer wiring 2 and are arranged at equal intervals. The number of strips 2a and 4a may be appropriately selected according to the required inductance value.
【0018】前記ストリップの幅Wは、とくに限定され
ないが、通常5〜10μmであり、また隣接するストリッ
プ間の間隔Pも同じく5〜10μmである。また、ストリ
ップの傾斜した状態での長さEは約10μm〜 100μm程
度が概ねの目安である。The width W of the strip is not particularly limited, but is usually 5 to 10 μm, and the interval P between adjacent strips is also 5 to 10 μm. The length E of the strip in the inclined state is generally about 10 μm to 100 μm.
【0019】ストリップの数は必要とするインダクタン
ス値に応じて適宜選定すればよいが、だいたい数nHま
でのインダクタでは、通常10本程度までである。The number of strips may be appropriately selected according to the required inductance value, but in the case of an inductor up to several nH, it is usually up to about 10.
【0020】前記下層配線2および上層配線4の材料と
しては電気伝導度の大きなAu、Ag、Cuなどを用い
ることができる。その厚さは、本発明においてとくに限
定されないが、抵抗値を下げるため、通常2〜10μmの
範囲である。下層配線2および上層配線4は、(1)配
線材料を蒸着させたのちにレジストパターンを形成し、
不要部分をRIE、イオンミリング、ウェットエッチン
グなどのエッチングにより除去し、ついでレジストを剥
離する方法や、(2)レジストパターンを形成したのち
に配線材料を蒸着させ、ついでリフトオフによりレジス
ト膜を除去する方法などにより作製することができる。As the material of the lower layer wiring 2 and the upper layer wiring 4, Au, Ag, Cu or the like having a large electric conductivity can be used. The thickness is not particularly limited in the present invention, but is usually in the range of 2 to 10 μm in order to reduce the resistance value. For the lower layer wiring 2 and the upper layer wiring 4, (1) a resist pattern is formed after vapor deposition of a wiring material,
Unnecessary parts are removed by etching such as RIE, ion milling, and wet etching, and then the resist is peeled off, or (2) a resist pattern is formed and then a wiring material is evaporated, and then the resist film is removed by lift-off. And the like.
【0021】3は層間絶縁膜であり、下層配線2形成後
に基板1上に形成される。層間絶縁膜3はとくに誘電率
の小さな材料で形成するのが好ましく、たとえば前述し
た基板1上に形成される絶縁膜と同様の材料を用いてプ
ラズマCVD法などにより形成することができる。層間
絶縁膜3の厚さは、とくに限定されないが、作製のしや
すさや、より筒形に近いソレノイドに近づけることを考
慮すると通常2〜100μmの範囲である。An interlayer insulating film 3 is formed on the substrate 1 after the lower layer wiring 2 is formed. The interlayer insulating film 3 is preferably formed of a material having a particularly low dielectric constant. For example, the same material as the insulating film formed on the substrate 1 described above can be used to form the interlayer insulating film 3 by a plasma CVD method or the like. Although the thickness of the interlayer insulating film 3 is not particularly limited, it is usually in the range of 2 to 100 μm in consideration of the ease of manufacture and the fact that it is brought closer to a solenoid having a more cylindrical shape.
【0022】前記層間絶縁膜3にはコンタクト孔ないし
はバイアホール(via hole)が形成されてお
り、該コンタクト孔内にはコンタクト金属ないしはバイ
ア金属が埋め込まれて、前述した接続配線5を構成して
いる。コンタクト金属としては下層または上層配線用の
材料同様に電気伝導度の大きいものを用いるのが好まし
い。前記コンタクト孔は、たとえばレジストパターン形
成後にRIEなどドライエッチング、ウェットエッチン
グなどのエッチングを行なうことにより形成される。そ
して、えられた孔内に蒸着などによりコンタクト金属を
埋め込み、ついでリフトオフによりレジストを除去する
ことにより接続配線5を形成することができる。A contact hole or a via hole is formed in the interlayer insulating film 3, and a contact metal or a via metal is buried in the contact hole to form the connection wiring 5 described above. There is. As the contact metal, it is preferable to use a metal having a high electric conductivity like the material for the lower or upper wiring. The contact holes are formed, for example, by performing dry etching such as RIE or wet etching after forming the resist pattern. Then, a contact metal can be embedded in the obtained hole by vapor deposition or the like, and then the resist can be removed by lift-off to form the connection wiring 5.
【0023】このようにして、下層配線2のストリップ
2aの端部と上層配線4のストリップ4aの端部とは接
続配線5によって接続されており、これら配線は筒形ソ
レノイド状構造を呈している。このため、インダクタン
ス値を増大させるには、図1においてUで示されるユニ
ットを増やせばよく、従来のスパイラル状配線のように
面積が急激に大きくなることはない。In this way, the ends of the strips 2a of the lower layer wiring 2 and the ends of the strips 4a of the upper layer wiring 4 are connected by the connection wirings 5, and these wirings have a cylindrical solenoid structure. . Therefore, in order to increase the inductance value, the number of units indicated by U in FIG. 1 may be increased, and the area does not suddenly increase unlike the conventional spiral wiring.
【0024】基板にGaAs基板などの化合物半導体基
板を用いると、電子の移動度が大きく高周波増幅器とし
ての高周波用FETやダイオードなどを形成でき、前述
のインダクタを化合物半導体基板上に小面積で形成でき
ることにより、一基板上に小面積で高周波用FET、ダ
イオード、キャパシタなどと共に高周波用集積回路を形
成できる。When a compound semiconductor substrate such as a GaAs substrate is used as a substrate, high mobility of electrons can be obtained and a high frequency FET or a diode as a high frequency amplifier can be formed, and the above-mentioned inductor can be formed in a small area on the compound semiconductor substrate. Thus, a high-frequency integrated circuit can be formed on a single substrate together with a high-frequency FET, a diode, a capacitor, etc. in a small area.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のインダク
タは上層配線と下層配線を接続配線で接続して筒形ソレ
ノイド状構造としているため、インダクタンス値を増加
させるのにそのユニット数を増やすだけでよく、急激な
面積の増加を伴うことがない。また、直列抵抗の増加割
合も小さく、高周波特性に与える影響も小さくてすむ。As described above, since the inductor of the present invention has the cylindrical solenoid-like structure in which the upper wiring and the lower wiring are connected by the connecting wiring, the inductance value can be increased only by increasing the number of units. Well, there is no sudden increase in area. Further, the increase rate of the series resistance is small, and the influence on the high frequency characteristics can be small.
【図1】本発明のインダクタの一実施例の平面説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory plan view of an embodiment of an inductor of the present invention.
【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】図1のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図4】従来のインダクタの平面説明図である。FIG. 4 is a plan view of a conventional inductor.
1 基板 2 下層配線 3 層間絶縁膜 4 上層配線 5 接続配線 2a 下層配線のストリップ 4a 上層配線のストリップ 1 substrate 2 lower layer wiring 3 interlayer insulating film 4 upper layer wiring 5 connection wiring 2a lower layer wiring strip 4a upper layer wiring strip
Claims (1)
された複数のストリップを有する下層配線と、前記方向
とは逆方向に傾斜して互いに等間隔で配置された複数の
ストリップを有する上層配線とからなり、前記下層配線
と上層配線とのあいだには層間絶縁膜が設けられてお
り、前記下層配線のストリップの端部と前記上層配線の
ストリップの端部とが接続配線により接続されて筒形ソ
レノイド状構造を呈してなることを特徴とする集積回路
用インダクタ。1. A lower layer wiring having a plurality of strips inclined in the same direction and arranged at equal intervals, and an upper layer having a plurality of strips inclined in a direction opposite to the direction and arranged at equal intervals to each other. And an interlayer insulating film is provided between the lower layer wiring and the upper layer wiring, and the end portion of the strip of the lower layer wiring and the end portion of the strip of the upper layer wiring are connected by a connection wiring. An inductor for an integrated circuit, which has a cylindrical solenoidal structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18687392A JPH0636932A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inductor for integrated circuit use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18687392A JPH0636932A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inductor for integrated circuit use |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0636932A true JPH0636932A (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=16196174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18687392A Pending JPH0636932A (en) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Inductor for integrated circuit use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0636932A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10189339A (en) * | 1996-11-19 | 1998-07-21 | Samsung Electron Co Ltd | Semiconductor element and its manufacture |
US6147582A (en) * | 1999-03-04 | 2000-11-14 | Raytheon Company | Substrate supported three-dimensional micro-coil |
EP1132965A2 (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-12 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | Integrated Helix coil inductor on silicon |
WO2014115678A1 (en) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 株式会社村田製作所 | High frequency signal transmission line, and electronic apparatus |
WO2014119410A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | 株式会社村田製作所 | High-frequency-signal transmission line, and electronic device |
WO2014119411A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | 株式会社村田製作所 | High-frequency-signal transmission line, and electronic device |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP18687392A patent/JPH0636932A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10189339A (en) * | 1996-11-19 | 1998-07-21 | Samsung Electron Co Ltd | Semiconductor element and its manufacture |
JP4614477B2 (en) * | 1996-11-19 | 2011-01-19 | 三星電子株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US6147582A (en) * | 1999-03-04 | 2000-11-14 | Raytheon Company | Substrate supported three-dimensional micro-coil |
EP1132965A2 (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-12 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | Integrated Helix coil inductor on silicon |
EP1132965A3 (en) * | 2000-03-06 | 2003-11-12 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | Integrated Helix coil inductor on silicon |
US6803848B2 (en) | 2000-03-06 | 2004-10-12 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Integrated helix coil inductor on silicon |
WO2014115678A1 (en) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 株式会社村田製作所 | High frequency signal transmission line, and electronic apparatus |
WO2014119410A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | 株式会社村田製作所 | High-frequency-signal transmission line, and electronic device |
WO2014119411A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | 株式会社村田製作所 | High-frequency-signal transmission line, and electronic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7078998B2 (en) | Via/line inductor on semiconductor material | |
US6097273A (en) | Thin-film monolithic coupled spiral balun transformer | |
US5812364A (en) | Capacitor | |
EP1396875B1 (en) | 3-D spiral stacked inductor on semiconductor material | |
US6429504B1 (en) | Multilayer spiral inductor and integrated circuits incorporating the same | |
US5387551A (en) | Method of manufacturing flat inductance element | |
US5367308A (en) | Thin film resonating device | |
US4479100A (en) | Impedance matching network comprising selectable capacitance pads and selectable inductance strips or pads | |
US5897367A (en) | Low inductance superconductive integrated circuit | |
US6169320B1 (en) | Spiral-shaped inductor structure for monolithic microwave integrated circuits having air gaps in underlying pedestal | |
EP1357599B1 (en) | Parallel spiral stacked inductor on semiconductor material | |
US5445922A (en) | Broadband printed spiral | |
US4926292A (en) | Broadband printed spiral | |
JPH0636932A (en) | Inductor for integrated circuit use | |
US7129561B2 (en) | Tri-metal and dual-metal stacked inductors | |
JPH08172161A (en) | Inductor element and its manufacture and monolithic microwave integrated circuit using the same | |
JPH0661058A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR100394875B1 (en) | Integrated three-dimensional solenoid inductor and fabrication method thereof | |
JP3498190B2 (en) | Manufacturing method of thin film laminated electrode | |
JPH08288463A (en) | Stripline, inductor element, monolithic microwave integrated circuit and their manufacture | |
JP3161147B2 (en) | Spiral inductor element | |
US6740956B1 (en) | Metal trace with reduced RF impedance resulting from the skin effect | |
EP0814532B1 (en) | Monolithic Semiconductor Component | |
US20050189611A1 (en) | High frequency passive element | |
JPS5846197B2 (en) | Josephson junction device and its manufacturing method |