KR101453071B1 - 트랜스포머, 밸룬 및 이를 포함하는 집적 회로 - Google Patents

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Abstract

완전 대칭 구조의 트랜스포머는 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 포함한다. 주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 부 코일 어셈블리는 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이루고, 따라서 트랜스포머는 상하 좌우의 완전한 대칭 구조를 갖는다.
트랜스포머, 변압기, 밸룬

Description

트랜스포머, 밸룬 및 이를 포함하는 집적 회로{Transformer, balun and integrated circuit including the same}
본 발명은 트랜스포머의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 완전 대칭 구조의 트랜스포머, 밸룬 및 이를 포함하는 집적 회로에 관한 것이다.
저비용 모놀리식 집적 회로(Low cost monolithic integrated circuit)에 대한 연구의 진행은 보다 많은 장치들을 하나의 칩 안으로 집적시키는 것을 가속화하고 있다. 시스템-온-칩(System-on-Chip: SoC)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB) 상에 구성하던 시스템을 하나의 반도체 칩으로 구현한 것이다. 이러한 SoC 내부에 함께 집적화된 온-칩(on-chip) 수동 소자는 오프-칩(off-chip) 수동 소자보다 성능이 떨어지는 문제로 인하여 시스템의 집적화에 어려움을 겪어 왔고, 그에 따라 고성능의 집적 수동 소자에 대한 연구는 현재도 계속되고 있다. 그러한 수동 소자의 하나로서 트랜스포머(transformer)가 있다.
트랜스포머는 두 개의 인덕터(inductor)들, 즉 두 개의 코일들을 서로 가까이 위치시켜 전자기적으로 결합시킴으로써, 입력 코일 쪽에 인가된 신호를 출력 코일 쪽으로 전달하는 기능을 담당한다. 트랜스포머의 특성은 코일의 인덕턴 스(inductance), 양호도(Quality factor: Q-factor)와 두 코일간의 자기 결합 계수(magnetic coupling ratio), 두 코일간의 대칭성(symmetry)으로 평가된다. 즉, 높은 성능의 트랜스포머는 코일의 인덕턴스와 양호도가 크고, 두 코일의 전기적 특성이 대칭적이며 자기 결합 계수가 커야 한다.
종래에는 트랜스포머를 오프-칩 소자로 많이 사용해왔으나, 최근에는 이를 온-칩으로 집적화하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 트랜스포머를 온-칩으로 집적화하는 방법은 반도체 기판 상에 두 개의 격리된 코일을 구성하고 이들을 적절히 배치하는 것이다. 일반적으로 반도체 기판 상에 배선을 형성한 후에, 배선의 최상부에 인덕터 혹은 트랜스포머와 같은 수동 소자를 제작하게 된다. 이와 같이 트랜스포머를 하나의 칩 내에 형성하기 위해서는 집적도 증가를 위해 좁은 면적에 트랜스포머를 형성할 필요가 있으나, 집적도를 증가시킬수록 상기 트랜스포머의 양호도 및 자기 결합 계수 등의 특성의 저하를 가져온다. 온-칩 트랜스포머는 금속층의 두께가 제한되어있고, 반도체 기판으로의 손실이 크기 때문에 오프-칩 트랜스포머에 비해 특성이 저하된다. 따라서 제한된 환경 내에서 최고의 특성을 이끌어 낼 수 있는 최적화된 구조로 트랜스포머를 제작하는 것이 중요하다.
이러한 목적을 이루기 위해 다양한 구조의 트랜스포머가 연구되어왔다. 코일들의 턴(turn) 수를 증가시킴으로써 인덕턴스 및 자기 결합 계수를 증가시키려는 시도도 행해졌다. 그러나 이러한 수평적인 결합(planar coupling)의 비효율적인 점유 면적 및 적은 결합성을 개선하고자, 수직적인 결합(vertical coupling)에 대한 연구도 진행되었다. 주 코일(primary coil)과 부 코일(secondary coil)을 수직하게 적층시킴으로써, 트랜스포머의의 수평 면적을 줄이고 주 및 부 코일들 상호 간의 자기 결합성을 증가시키려는 시도가 있었다. 이와 같은 종래의 온-칩 트랜스포머의 제조 방법들은 John R. Long의 논문 "Monolithic Transformers for Silicon RF IC Design"(IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 35, No.9, September 2000)에 개시되어 있다.
종래의 트랜스포머의 인덕턴스를 키우기 위해서는 많은 면적을 차지하는 단점이 있다. 주 코일과 부 코일을 수직적으로 배치하는 경우에는 작은 평면상의 면적을 차지하고 결합 계수를 증가시킬 수 있지만, 기생 캐패시턴스 성분이 아래 코일과 위 코일에 대하여 차이가 많아 대칭성이 저하되는 단점을 가지고 있다. 또한 원하는 특성을 얻기 위해서 많은 금속층(metal layer)들을 사용하는 경우에는 트랜스포머와 반도체 기판 사이의 가까워져 반도체 기판으로의 손실이 증가하는 단점이 있다.
이와 같이, 트랜스포머에 있어서 중요한 특성의 하나인 대칭성을 완벽하게 구현하면서도 고 인덕턴스, 고 자기 결합 계수 및 고 집적도를 함께 실현할 수 있는 트랜스포머의 구조는 아직 개발되지 않고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 목적은 고 인덕턴스, 고 자기 결합 계수 및 고 집적도를 함께 실현할 수 있는 완전 대칭 구조의 트랜스포머를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고 인덕턴스, 고 자기 결합 계수 및 고 집적도를 함께 실현할 수 있는 완전 대칭 구조의 밸룬을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 트랜스포머 및/또는 밸룬을 포함하는 집적 회로를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 주 코일 어셈블리(primary coil assembly) 및 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly)를 포함한다.
주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 부 코일 어셈블리는 상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선(diameter line)에 대하여 선대칭을 이룬다.
상기 주 코일 어셈블리 및 상기 부 코일 어셈블리는, 상기 금속층들에 수직하고 상기 중심을 지나는 수직 중심축에 대하여 선대칭을 이룰 수 있다.
상기 각각의 주 코일 및 상기 각각의 부 코일은, 1/2 턴마다 평균 반경이 순차적으로 감소되는 복수의 세그먼트들을 포함할 수 있다.
동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일에 대하여, 상기 각각의 주 코일은, 제1 평균반경에 의해 1/2턴을 한 제1 세그먼트 및 상기 제1 평균반경보다 작은 제2 평균반경에 의해 1/2턴을 한 제2 세그먼트를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은, 상기 제2 평균반경에 의해 1/2턴을 하여 상기 제1 세그먼트의 내측에 형성된 제3 세그먼트 및 상기 제1 평균반경에 의해 1/2턴을 하여 상기 제2 세그먼트의 외측에 형성된 제4 세그먼트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 코일들은 제1 금속층에 형성된 제1 주 코일 및 상기 제1 금속층 하부의 제2 금속층에 형성된 제2 주 코일을 포함하고, 상기 부 코일들은 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 코일 및 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 코일을 포함하고, 상기 제1 주 코일의 하부에 상기 제2 주 코일이 중복되도록 위치하고 상기 제1 부 코일의 하부에 상기 제2 부 코일이 중복되도록 위치할 수 있다.
상기 주 코일 어셈블리는 상기 제2 부 코일과 입체적으로 교차하는 주 교차부를 더 포함하고, 상기 부 코일 어셈블리는 상기 제2 주 코일과 입체적으로 교차하는 부 교차부를 더 포함할 수 있다.
상기 주 교차부는 상기 제2 금속층 하부의 제3 금속층에 형성된 제1 브릿지 및 상기 제1 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 제2 주 코일을 각각 연결하는 제3 층간 연결부 및 제4 층간 연결부를 포함하고, 상기 부 교차부는 상기 제3 금속층에 형성된 제2 브릿지 및 상기 제2 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 상기 제2 부 코일을 각각 연결하는 제5 층간 연결부 및 제6 층간 연결부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 교차부는 상기 부 코일 어셈블리의 상기 제2 층간 연결부의 하부에 형성되고, 상기 부 교차부는 상기 주 코일 어셈블리의 상기 제1 층간 연결부의 하부에 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 주 교차부는 상기 주 코일 어셈블리의 상기 제1 층간 연결부의 하부에 형성되고, 상기 부 교차부는 상기 부 코일 어셈블리의 상기 제2 층간 연결부의 하부에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 코일 어셈블리는 상기 제1 주 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제1 금속층에 형성된 제1 주 단자 및 상기 제2 주 코일의 내측 단부에 연결되어 상기 제3 금속층에 형성된 제2 주 단자를 더 포함하고, 상기 부 코일 어셈블리는 상기 제1 부 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 단자 및 상기 제2 부 코일의 내측 단부에 연결되어 상기 제3 금속층에 형성된 제2 부 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 주 코일 어셈블리의 상기 제1 주 단자부터 상기 제2 주 단자까지의 전류 경로는 상기 제1 주 코일 및 상기 제2 주 코일에서 모두 구심성이고, 상기 부 코일 어셈블리의 상기 제2 부 단자부터 상기 제1 부 단자까지의 전류 경로는 상기 제1 부 코일 및 상기 제2 부 코일에서 모두 원심성일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 코일들은 제1 금속층에 형성된 제1 주 코일 및 제2 금속층에 형성된 제2 주 코일을 포함하고, 상기 부 코일들은 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 코일 및 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 코일을 포함하고, 상기 제1 주 코일의 하부에 상기 제2 부 코일이 교대하여 위치하고 상기 제1 부 코일의 하부에 상기 제2 주 코일이 교대하여 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 코일 어셈블리는 상기 제1 주 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제1 금속층에 형성된 제1 주 단자 및 상기 제2 주 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제2 금속층에 형성된 제2 주 단자를 더 포함하고, 상기 부 코일 어셈블리는 상기 제1 부 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 단자 및 상기 제2 부 코일의 외측 단부에 연결되어 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 주 코일 어셈블리의 상기 제1 주 단자부터 상기 제2 주 단자까지의 전류 경로는, 상기 제1 주 코일에서 구심성이며 상기 제2 주 코일에서 원심성이고, 상기 부 코일 어셈블리의 상기 제2 부 단자부터 상기 제1 부 단자까지의 전류 경로는, 상기 제2 부 코일에서 구심성이며 상기 제1 부 코일에서 원심성일 수 있다.
상기 트랜스포머는, 상면에서 볼 때 정팔각형의 형상을 갖고, 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일이 선대칭을 이루는 상기 지름선은 상기 정팔각형의 두 개의 대변의 중점을 지나는 것일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸룬은 주 코일 어셈블리, 부 코일 어셈블리 및 중앙 탭을 포함한다.
주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 부 코일 어셈블리는 상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는다. 중앙 탭은 상기 주 코일 어셈블리 또는 상기 부 코일 어셈블리의 전체 길이의 중간부분에 연결된다. 동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이룬다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 집적 회로는 트랜지스터를 포함하는 소자들이 형성된 반도체 기판 및 적어도 하나의 단자가 상기 반도체 기판의 소자들과 연결되고 상기 반도체 기판의 상부에 형성된 트랜스포머를 포함한다. 상기 트랜스포머는, 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 주 코일 어셈블리, 및 상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly)를 포함한다. 동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이룬다.
상기 주 코일 어셈블리 및 상기 부 코일 어셈블리는, 상기 금속층들에 수직하고 상기 중심을 지나는 수직 중심축에 대하여 선대칭을 이룰 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트랜스포머와 상기 반도체 기판 사이에 형성된 접지 쉴드막을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 코일 어셈블리 또는 상기 부 코일 어셈블리의 전체 길이의 중간부분에 연결된 중앙 탭을 더 포함하고, 상기 트랜스포머의 상기 주 코일 어셈블리 또는 상기 부 코일 어셈블리의 적어도 하나의 단자는 라디오 주파수(RF) 신호를 송수신하기 위한 안테나에 연결될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 트랜스포머, 및 밸룬은 작은 면적을 차지하면서도 높은 인덕턴스를 가질 수 있는 나선형의 적층식 코일들로 구성되어 향상된 성능을 갖는다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 트랜스포머, 및 밸룬은 전기적 특성이 완벽하게 동일하도록 대칭적으로 배치되어 높은 자기 결합 계수를 가질 뿐만 아니라 주변에 배치된 소자들과의 간섭에 의한 영향 또한 대칭적으로 발생하여 더욱 향상된 성능을 갖는다.
나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 집적 회로는, 상기 고 인덕턴스, 고 자기 결합 계수 및 고 집적도의 트랜스포머 및/또는 밸룬을 포함하여 집적됨으로써 향상된 성능 및 작은 면적의 시스템-온-칩을 구현하는데 적합하다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 변압기 및 밸룬에 대하여 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 영역, 패턴들 또는 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 전극, 구조물들 또는 패턴들 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경 우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 구조물 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴들 또는 다른 구조물이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 물질, 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 "제1", "제2" 및/또는 "예비"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 물질, 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2" 및/또는 "예비"는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다. 도 3 및 도 4는 도 1의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이고, 도 5 및 도 6은 도 1의 트랜스포머가 형성된 제1 금속층 및 제2 금속층의 평면도들이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 트랜스포머(100)는 주 코일 어셈블리(primary coil assembly) 및 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly)를 포함한다. 주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 주 코일들(110, 150), 및 주 코일들(110, 150)을 연결하는 제1 층간 연결부(120)를 포함한다. 상기 부 코일 어셈블리는 상기 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 부 코일들(130, 170), 및 상기 부 코일들(130, 170)을 연결하는 제2 층간 연결부(140)를 포함한다. 주 코일들(110, 150), 부 코일들(130, 170)의 각각은 하나 이상의 턴(turn)을 가질 수 있으며, 도 1에는 주 코일들(110, 150), 부 코일들(130, 170)의 각각은 하나의 턴을 갖는 실시예가 도시되어 있다. 즉 도 1에 도시된 트랜스포머(100)의 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리는 각각 두 개의 금속층에 형성된 두 개의 턴을 갖는다.
동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선(diameter line)에 대하여 선대칭을 이룬다. 예를 들어, 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(110) 및 제1 부 코일(130)은 제1 금속층에 포함된 중심(C1)을 지나는 지름선(LH1)에 대하여 선대칭을 이루고, 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 코일(150) 및 제2 부 코일(170)은 제2 금속층에 포함된 중심(C2)을 지나는 지름선(LH2)에 대하여 선대칭을 이룬다.
한편, 전체적인 구조에 있어서, 상기 주 코일 어셈블리 및 상기 부 코일 어셈블리는, 제1 및 제2 금속층들(ML1, ML2)에 수직하고 상기 중심(C1, C2)을 지나는 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이룬다. 따라서 주 코일 어셈블리와 부 코일 어셈블리는 상하좌우의 완전 대칭 구조를 갖는다. 다시 말해, 주 코일 어셈블리와 부 코일 어셈블리는 입체 구조의 중심점(C)에 대하여 점대칭을 이룬다.
각각의 주 코일 및 각각의 부 코일은, 1/2 턴마다 평균 반경이 순차적으로 감소되는 복수의 세그먼트들을 포함한다. 동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은 지름선에 대하여 대칭을 이루는 세그먼트들을 포함한다. 예를 들어, 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(110)은 제1 평균반경(R1)에 의해 1/2턴을 한 제1 세그먼트(110a) 및 제1 평균반경(R1)보다 작은 제2 평균반경(R2)에 의해 1/2턴을 한 제2 세그먼트(110b)를 포함하고, 제1 금속층(ML1)에 형성되어 제1 주 코일(110)과 대칭을 이루는 제1 부 코일(130)은 제2 평균반경(R2)에 의해 1/2턴을 하여 제1 세그먼트(110a)의 내측에 형성된 제3 세그먼트(130a) 및 제1 평균반경(R1)에 의해 1/2턴을 하여 제2 세그먼트(110b)의 외측에 형성된 제4 세그먼트(130b)를 포함한다. 마찬가지로 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 코일(150)은 제1 평균반경(R1)에 의해 1/2턴을 한 제1 세그먼트(150a) 및 제2 평균반경(R2)에 의해 1/2턴을 한 제2 세그먼트(150b)를 포함하고, 제2 금속층(ML2)에 형성되어 제2 주 코일(150)과 대칭을 이루는 제2 부 코일(170)은 제2 평균반경(R2)에 의해 1/2턴을 하여 제1 세그먼트(150a)의 내측에 형성된 제3 세그먼트(170a) 및 제1 평균반경(R1)에 의해 1/2턴을 하여 제2 세그먼트(150b)의 외측에 형성된 제4 세그먼트(170b)를 포함한다.
상기 설명은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 도8, 도 13, 도 17에 도시되어 있는 트랜스포머들에 대하여도 공통되며 각 실시예에 대하여 상기 중복된 설명의 적어도 일부는 생략될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 트랜스포머는, 각각의 금속층에 형성된 주 코일과 부 코일이 각각 하나 이상의 턴을 가지고 서로 얽힌(interwound) 나선형 구조를 가질 뿐만 아니라, 복수의 코일들이 복수의 금속층들에 걸쳐 적층식으로 형성되므로 평면적 결합(planar coupling)과 수직적 결합(vertical coupling)을 동시에 유도하여 고 인덕턴스 및 고 자기 결합 계수를 가질 수 있다. 또한, 상하 좌우의 완전한 대칭 구조를 가지므로 트랜스포머 주변에 배치된 소자들과의 간섭에 의한 영향 또한 대칭적으로 발생하여 더욱 향상된 성능을 갖는다.
다시 도 1 내지 도 6을 참조하면, 주 코일들은 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(110) 및 제1 금속층(ML1) 하부의 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 코일(150)을 포함하고, 부 코일들은 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 부 코일(130) 및 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 부 코일(170)을 포함한다. 주 코일들 및 부 코일들의 개수는 사용되는 금속층들의 개수에 따라 증가될 수 있으며, 각 코일의 턴 수는 2이상일 수 있다.
트랜스포머(100)는, 도 2를 참조하면, 제1 주 코일(110a, 110b)의 하부에 제2 주 코일(150a, 150b)이 중복되도록 위치할 수 있고, 제1 부 코일(130a, 130b)의 하부에 제2 부 코일(170a, 170b)이 중복되도록 위치할 수 있다. 이 경우, 주 코일 어셈블리는 제2 부 코일(130)과 입체적으로 교차하는 주 교차부(153)를 더 포함할 수 있고, 부 코일 어셈블리는 제2 주 코일(150)과 입체적으로 교차하는 부 교차부(173)를 더 포함할 수 있다.
주 교차부(153)는 코일 어셈블리의 제2 층간 연결부(140)의 하부에 형성되고, 부 교차부(173)는 주 코일 어셈블리의 제1 층간 연결부(120)의 하부에 형성될 수 있다.
주 교차부(153)는 제2 금속층(ML2) 하부의 제3 금속층(ML3)에 형성된 제1 브릿지(156) 및 제1 브릿지(156)의 양단과 제2 금속층(ML2)의 제2 주 코일(150)을 각각 연결하는 제3 층간 연결부(154) 및 제4 층간 연결부(155)를 포함할 수 있다. 부 교차부(173)는 제3 금속층(ML3)에 형성된 제2 브릿지(176) 및 제2 브릿지(176)의 양단과 제2 금속층(ML2)의 제2 부 코일(170)을 각각 연결하는 제5 층간 연결 부(174) 및 제6 층간 연결부(175)를 포함할 수 있다. 이 경우에도 트랜스포머(100)의 완전 대칭 구조가 파괴되지 않도록 주 교차부(153) 및 부 교차부(173)는 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이루도록 형성된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 트랜스포머(100)에서, 주 코일 어셈블리는 제1 주 코일(110)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 단자(112) 및 제2 주 코일(150)의 내측 단부에 연결되어 제3 금속층(ML3)에 형성된 제2 주 단자(152)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로 부 코일 어셈블리는 제1 부 코일(130)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 부 단자(132) 및 제2 부 코일(170)의 내측 단부에 연결되어 제3 금속층(ML3)에 형성된 제2 부 단자(172)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에도 트랜스포머(100)의 완전 대칭 구조가 파괴되지 않도록 제1 및 제2 주 단자들(112, 152) 및 제1 및 제2 부 단자들(132, 172)은 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이루도록 형성된다.
주 코일 어셈블리의 제1 주 단자(112)부터 제2 주 단자(152)까지의 전류 경로는 제1 주 코일(110) 및 제2 주 코일(150)에서 모두 구심성(centripetal)이고, 부 코일 어셈블리의 제2 부 단자(172)부터 제1 부 단자(132)까지의 전류 경로는 제1 부 코일(130) 및 제2 부 코일(170)에서 모두 원심성(centrifugal)이 된다. 즉, 주 코일 어셈블리는 제1 금속층(ML1)에서 제1 주 코일(110)이 구심성으로 돌아 들어간 후 제1 층간 연결부(120)를 통하여 제2 금속층(ML2)과 연결되어 제2 금속층(ML2)의 제2 주 코일(150) 역시 구심성으로 돌아 들어가는 구조이고, 부 코일 어셈블리도 이와 완전 대칭되는 구조이다.
트랜스포머(100)는 상면에서 볼 때 전체적으로 주 코일과 부 코일이 서로 얽매여진(interwound) 나선형 형상을 가지며, 각각의 주 코일 및 부 코일은 너비나 두께에 비하여 큰 길이를 갖는 바(bar)가 나선형으로 형성될 수 있다. 각각의 주 코일과 부 코일들은 모두 금속과 같은 도전성 물질로 형성되며, 각 층간 연결부는 일반적인 비아 홀 (Via-hole) 또는 비아 컨택(Via contact)을 이용하여 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 6에서는 각각의 코일이 하나의 금속층을 이용하여 구현된 예가 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 인접한 금속층들에 형성된 코일들을 금속층 사이의 도전성 플러그를 통하여 연결함으로서 인접한 복수의 금속층들을 이용하여 각각의 주 코일 및 부 코일을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 트랜스포머는 상면에서 볼 때, 원형 또는 다각형의 형상을 가질 수 있다. 특히 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 상면에서 볼 때 정팔각형의 형상을 가질 수 있으며, 이 경우 사각형(rectangular) 형상보다 뛰어난 특성을 갖는다. 각각의 주 코일과 각각의 부 코일이 선대칭을 이루는 지름선(LH1, LH2)은 상기 정팔각형의 두 개의 대변의 중점을 지날 수 있다. 예를 들어, 각각의 세그먼트들(110a, 110b, 130a, 130b, 150a, 150b, 170a, 170b)이 결합되는 부근에 회전 반경이 줄어들도록 지름선(LH1, LH2)과 예각을 이루는 반경 전환부(111, 131), 층간 연결부(120, 140) 및 교차부(153, 173) 주 코일 어셈블리와 부 코일 어셈블리가 대칭이 되도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸룬을 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 밸룬(200)은 도 1의 트랜스포머(100) 및 중앙 탭(250)을 포함한다. 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 트랜스포머(100)는 완전 대칭 구조의 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 포함하고, 중앙 탭(250)은 상기 주 코일 어셈블리 또는 상기 부 코일 어셈블리의 전체 길이의 중간부분에 연결된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙 탭(250)은 제2 주 코일의 단부에 연결되어 제2 금속층(ML2)에 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이다. 도 9 및 도 10은 도 8의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이고, 도 11 및 도 12는 도 8의 트랜스포머가 형성된 제1 금속층 및 제2 금속층의 평면도들이다. 도 8의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도는 도 2와 동일하다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 도 1에 도시된 트랜스포머(100)와 마찬가지로, 도 8에 도시된 트랜스포머(300)는 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 포함한다. 주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 주 코일들(310, 350), 및 상기 주 코일들(310, 350)을 연결하는 제1 층간 연결부(320)를 포함한다. 상기 주 코일들(310, 350)의 각각은 하나 이상의 턴(turn)을 갖는다. 상기 부 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 부 코일들(330, 370), 및 부 코일들(330, 370)을 연결하는 제2 층간 연결부(340)를 포함한다. 부 코일들(330, 370)의 각각은 하나 이상의 턴을 갖는다.
동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이룬다. 예를 들어, 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(310) 및 제1 부 코일(330)은 제1 금속층에 포함된 중심(C1)을 지나는 지름선(LH1)에 대하여 선대칭을 이루고, 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 코일(350) 및 제2 부 코일(370)은 제2 금속층에 포함된 중심(C2)을 지나는 지름선(LH2)에 대하여 선대칭을 이룬다.
도 1의 트랜스포머(100)에서, 주 교차부(153)는 코일 어셈블리의 제2 층간 연결부(140)의 하부에 형성되고, 부 교차부(173)는 주 코일 어셈블리의 제1 층간 연결부(120)의 하부에 형성되는 것과 비교하여, 도 8의 트랜스포머(300)에서, 주 교차부(353)는 주 코일 어셈블리의 제1 층간 연결부(320)의 하부에 형성되고, 부 교차부(373)는 부 코일 어셈블리의 제2 층간 연결부(340)의 하부에 형성된다.
주 교차부(353)는 제2 금속층(ML2) 하부의 제3 금속층(ML3)에 형성된 제1 브릿지(356) 및 제1 브릿지(356)의 양단과 제2 금속층(ML2)의 제2 주 코일(350)을 각각 연결하는 제3 층간 연결부(354) 및 제4 층간 연결부(355)를 포함할 수 있다. 부 교차부(373)는 제3 금속층(ML3)에 형성된 제2 브릿지(376) 및 제2 브릿지(376)의 양단과 제2 금속층(ML2)의 제2 부 코일(370)을 각각 연결하는 제5 층간 연결부(374) 및 제6 층간 연결부(375)를 포함할 수 있다. 제1 층간 연결부(320)의 바로 아래에 제3 층간 연결부(354)가 형성될 수 있으며, 제1 층간 연결부(320)와 제3 층간 연결부(354)는 제2 주 코일(350)의 일부 세그먼트(359)를 통하여 연결될 수 있다. 마찬가지로 제2 층간 연결부(340)의 바로 아래에 제5 층간 연결부(374)가 형성 될 수 있으며, 제2 층간 연결부(320)와 제5 층간 연결부(374)는 제2 부 코일(370)의 일부 세그먼트(379)를 통하여 연결될 수 있다. 이 경우에도 트랜스포머(300)의 완전 대칭 구조가 파괴되지 않도록 주 교차부(353) 및 부 교차부(373)는 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이루도록 형성된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 13의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다. 도15 및 도 16은 도 13의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 도 1에 도시된 트랜스포머(100)와 마찬가지로, 도 13에 도시된 트랜스포머(400)는 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 포함한다. 주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 주 코일들(410, 450), 및 주 코일들(410, 450)을 연결하는 제1 층간 연결부(420)를 포함한다. 주 코일들(410, 450)의 각각은 하나 이상의 턴을 갖는다. 부 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 부 코일들(430, 470), 및 부 코일들(430, 470)을 연결하는 제2 층간 연결부(440)를 포함한다. 부 코일들(430, 470)의 각각은 하나 이상의 턴을 갖는다.
동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이룬다. 예를 들어, 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(410) 및 제1 부 코일(430)은 제1 금속층에 포함된 중심(C1)을 지나는 지름선(LH1)에 대하여 선대칭을 이루고, 제2 금속층(ML2) 에 형성된 제2 주 코일(450) 및 제2 부 코일(470)은 제2 금속층에 포함된 중심(C2)을 지나는 지름선(LH2)에 대하여 선대칭을 이룬다.
도 1의 트랜스포머(100)에서, 제1 주 코일(110a, 110b)의 하부에 제2 주 코일(150a, 150b)이 중복되도록 위치하고 제1 부 코일(130a, 130b)의 하부에 제2 부 코일(170a, 170b)이 중복되도록 위치하는 것과 비교하여, 도 13의 트랜스포머(400)에서, 제1 주 코일(410a, 410b)의 하부에 제2 부 코일(470a, 470b)이 교대하여 위치하고 제1 부 코일(430a, 430b)의 하부에 제2 주 코일(450a, 450b)이 교대하여 위치한다.
도 13 내지 도 16에 도시된 트랜스포머(400)에서, 주 코일 어셈블리는 제1 주 코일(410)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 단자(412) 및 제2 주 코일(450)의 외측 단부에 연결되어 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 단자(452)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로 부 코일 어셈블리는 제1 부 코일(430)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 부 단자(432) 및 제2 부 코일(470)의 외측 단부에 연결되어 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 부 단자(472)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에도 트랜스포머(400)의 완전 대칭 구조가 파괴되지 않도록 제1 및 제2 주 단자들(412, 452) 및 제1 및 제2 부 단자들(432, 472)은 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이루도록 형성된다.
주 코일 어셈블리의 제1 주 단자(412)부터 제2 주 단자(452)까지의 전류 경로는 제1 주 코일(410)에서 구심성이며 제2 주 코일(450)에서 원심성이고, 부 코일 어셈블리의 제2 부 단자(472)부터 제1 부 단자(432)까지의 전류 경로는 제2 부 코 일(470)에서 구심성이며 제1 부 코일(430)에서 원심성이 된다. 즉, 주 코일 어셈블리는 제1 금속층(ML1)에서 제1 주 코일(410)이 구심성으로 돌아 들어간 후 제1 층간 연결부(420)를 통하여 제2 금속층(ML2)과 연결되어 제2 금속층(ML2)의 제2 주 코일(450)은 원심성으로 돌아 나오는 구조이고, 부 코일 어셈블리도 이와 완전 대칭되는 구조이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이고, 도 18은 도 17의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다. 도19 및 도 20은 도 17의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 도 1에 도시된 트랜스포머(100)와 마찬가지로, 도 17에 도시된 트랜스포머(500)는 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 포함한다. 주 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 주 코일들(510, 550), 및 주 코일들(510, 550)을 연결하는 제1 층간 연결부(520)를 포함한다. 부 코일 어셈블리는 복수의 금속층들(ML1, ML2)에 각각 형성된 부 코일들(530, 570), 및 부 코일들(530, 570)을 연결하는 제2 층간 연결부(540)를 포함한다. 도 13의 트랜스포머(400)에서 주 코일들(410, 450) 및 부 코일들(430, 470)의 각각이 하나의 턴을 갖는 것과 비교하여, 도 17의 트랜스포머(500)에서 주 코일들(510, 550) 및 부 코일들(530, 570)의 각각은 두 개의 턴을 갖는다.
동일한 금속층에 형성된 각각의 주 코일과 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이룬다. 예를 들어, 제 1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 코일(510) 및 제1 부 코일(530)은 제1 금속층에 포함된 중심(C1)을 지나는 지름선(LH1)에 대하여 선대칭을 이루고, 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 주 코일(550) 및 제2 부 코일(570)은 제2 금속층에 포함된 중심(C2)을 지나는 지름선(LH2)에 대하여 선대칭을 이룬다.
도 1의 트랜스포머(100)에서, 제1 주 코일(110a, 110b)의 하부에 제2 주 코일(150a, 150b)이 중복되도록 위치하고 제1 부 코일(130a, 130b)의 하부에 제2 부 코일(170a, 170b)이 중복되도록 위치하는 것과 비교하여, 도 3의 트랜스포머(400)에서, 제1 주 코일(510a, 510b, 510c, 510d)의 하부에 제2 부 코일(570a, 570b, 570c, 570d)이 교대하여 위치하고 제1 부 코일(530a, 530b, 530c, 530d)의 하부에 제2 주 코일(550a, 550b, 550c, 550d)이 교대하여 위치한다.
도 17 내지 도 20에 도시된 트랜스포머(500)에서, 주 코일 어셈블리는 제1 주 코일(510)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 주 단자(512) 및 제2 주 코일(550)의 외측 단부에 연결되어 제2 금속층(ML1)에 형성된 제2 주 단자(552)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로 부 코일 어셈블리는 제1 부 코일(530)의 외측 단부에 연결되어 제1 금속층(ML1)에 형성된 제1 부 단자(532) 및 제2 부 코일(570)의 외측 단부에 연결되어 제2 금속층(ML2)에 형성된 제2 부 단자(572)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에도 트랜스포머(500)의 완전 대칭 구조가 파괴되지 않도록 제1 및 제2 주 단자들(512, 552) 및 제1 및 제2 부 단자들(532, 572)은 수직 중심축(LV)에 대하여 선대칭을 이루도록 형성된다.
주 코일 어셈블리의 제1 주 단자(512)부터 제2 주 단자(552)까지의 전류 경 로는 제1 주 코일(510)에서 구심성이며 제2 주 코일(550)에서 원심성이고, 부 코일 어셈블리의 제2 부 단자(572)부터 제1 부 단자(532)까지의 전류 경로는 제2 부 코일(570)에서 구심성이며 제1 부 코일(530)에서 원심성이 된다. 즉, 주 코일 어셈블리는 제1 금속층(ML1)에서 제1 주 코일(510)이 구심성으로 돌아 들어간 후 제1 층간 연결부(520)를 통하여 제2 금속층(ML2)과 연결되어 제2 금속층(ML2)의 제2 주 코일(550)은 원심성으로 돌아 나오는 구조이고, 부 코일 어셈블리도 이와 완전 대칭되는 구조이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 집적 회로를 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 집적 회로(800)는 반도체 기판(810) 및 트랜스포머(10)를 포함한다. 반도체 기판(810)에는 트랜지스터와 같은 소자들이 형성된다. 반도체 기판(810)에 형성되는 상기 소자들은 일반적인 모스(MOS) 공정에 의해 집적될 수 있다. 트랜스포머(10)는 적어도 하나의 단자가 반도체 기판(810)에 형성된 상기 소자들과 연결되고 반도체 기판(810)의 상부에 형성된다. 트랜스포머(10)는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1 내지 도 20의 완전 대칭 구조의 트랜스포머들(100, 300, 400, 500)로 구현된다. 트랜스포머(10)는 일반적인 모스 공정상 BEOL(Back End Of Line)의 임의의 금속층들을 사용하여 높은 결합 성능과 인덕턴스를 가지면서도 작은 면적 안에 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 집적 회로(800)는 트랜스포머(10)와 반도체 기판(810) 사이에 형성된 접지 쉴드막(830)을 더 포함할 수 있다. 접지 쉴드막(830)은 일정한 패턴들(831)로 형성될 수도 있으며, 트랜스포머(10)로부터 반도체 기판(810)으로의 손실을 차단하는 역할을 할 수 있다.
집적 회로(800)의 트랜스포머(10)는, 상기 설명한 바와 같이, 주 코일 어셈블리 또는 부 코일 어셈블리의 전체 길이의 중간부분에 연결된 중앙 탭을 더 포함하여 밸룬(balanced to unbalanced mode converter: balun)으로 이용될 수 있다. 라디오 주파수(Radio Frequency: RF) 칩 상에서는 노이즈 성분을 줄이고 특성을 개선하기 위해 대부분 차동 신호(differential signal)로 정보가 전달되나 인쇄 회로 기판 (Printed Circuit Board: PCB) 상에서는 신호가 대부분 단일단 신호(Single-ended signal)이기 때문에 이들을 서로 바꾸어 주는 소자가 필수적이다. 밸룬은 단일단 신호를 차동 신호로 바꾸거나 또는 그 역으로 바꾸어주는 소자이다.
본 발명의 실시예들에 따른 완전 대칭 구조의 트랜스포머는, 밸룬으로서 뿐만 아니라, 많은 RF 회로에서 중요한 역할을 하는 수동 소자로서 다양하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 고 성능 공진소자로서 트랜스포머는 차동 모드(differential mode)로 동작하는 전압 제어 발진기(Voltage-Controlled Oscillator: VCO)나 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)와 같은 회로에서 인덕터 대신 사용됨으로서 트랜스포머의 두 코일 간의 시너지 효과로 단일 인덕터를 두 개 사용할 때에 비하여 인덕턴스, 양호도 및 면적에서 많은 이득을 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예들에 따른 완전 대칭 구조의 트랜스포머는 DC 차단(DC isolation) 및 임피던스 정합(impedance matching)을 위해 집적 회로에 포함될 수 있다. 이 경우 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리는 DC 측면에서는 완전히 개방(open) 상태이므로 DC 신호가 자동적으로 차단되며 코일의 턴 수의 비율로서 전류/전압/임피던스를 조절 하여 RF 회로에서 매우 중요한 역할을 제공할 수 있다.
도 22 및 도 23은 라디오 주파수 신호의 송수신을 위한 구성을 나타내는 도면들이다.
도 22 및 도 23에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(810) 상부에 형성된 트랜스포머(10a, 10b)는 중앙 탭(21, 22)을 더 포함하여 밸룬으로 이용될 수 있으며, 주 코일 어셈블리 또는 부 코일 어셈블리의 적어도 하나의 단자는 라디오 주파수(RF) 신호를 송수신하기 위한 안테나(50)에 연결될 수 있다. 도 22에는 주 코일 어셈블리의 양 단자들이 안테나(50) 및 접지에 연결되고 부 코일 어셈블리의 중앙 탭(21)은 기준 전압 단자(33)에 연결된 예가 도시되어 있으며, 도 23에는 주 코일 어셈블리의 양 단자들이 캐패시터(40)를 통하여 안테나(50)에 연결되고 부 코일 어셈블리의 중앙 탭(22)은 접지에 연결된 예가 도시되어 있다. 부 코일 어셈블리의 단자들(31, 32)은 반도체 기판(810)에 형성된 트랜지스터와 같은 능동 소자들과 연결될 수 있다.
상기 실시예들을 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 트랜스포머는 작은 면적을 차지하면서도 높은 인덕턴스를 갖는 나선형(helical) 형태의 코일을 사용하고 두 코일간의 전기적 특성이 완벽하게 동일하도록 배치되어 높은 성능을 가질 수 있는 구조이다. 트랜스포머의 성능을 나타내는 중요한 척도인 자기 결합 계수를 높이는 방법으로는 트랜스포머의 코일의 턴 수를 높이는 방법과 코일 사이의 간격을 줄이는 방법 등이 있다. 본 발명에서는 주 코일들과 부 코일들을 수직적으로 결합시키는 적층 구조를 제안하고 있는데, 멀티 턴 나선형 코일(multi turn helical coil)을 사용함으로 인해 작은 면적 내에서도 상당히 큰 턴 수를 구현할 수 있으며, 또한 수직 구조로 결합됨으로 인해 수평 구조보다 쉽게 코일들 사이의 간격을 줄일 수 있다. 또한 트랜스포머에서 중요하게 고려되어야 할 사항으로 대칭성이 있는데, 이는 코일 각각의 인덕턴스 값이 동일하면 할수록 출력 쪽으로 파워가 전달되는 효율이 높아진다. 이러한 관점에서 본 발명의 실시예들에 따른 구조는 코일의 길이를 완벽하게 동일하게 구성할 수 있는 장점을 가지는 획기적인 구조이다.
본 발명의 트랜스포머는 작은 면적을 차지하면서도 전기적 특성이 완벽하게 동일하도록 대칭적으로 배치되어 높은 자기 결합 계수를 가질 뿐만 아니라 주변에 배치된 소자들과의 간섭에 의한 소음에도 강한 특성을 가지므로, 고성능 및 소형화가 요구되는 RF 칩 등의 집적 회로에 유용하게 이용될 수 있다.
상기에서는 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 트랜스포머가 형성된 제1 금속층 및 제2 금속층의 평면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸룬을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 11 및 도 12는 도 8의 트랜스포머가 형성된 제1 금속층 및 제2 금속층의 평면도들이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
도 15 및 도 16은 도 13의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머를 나타내는 사시도이다.
도 18은 도 17의 트랜스포머를 I-I'선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
도 19 및 도 20은 도 17의 트랜스포머에 포함된 주 코일 어셈블리 및 부 코 일 어셈블리를 나타내는 분리 사시도들이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 집적 회로를 나타내는 도면이다.
도 22 및 도 23은 라디오 주파수 신호의 송수신을 위한 구성을 나타내는 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 300, 400, 500: 트랜스포머 200, 10a, 10b: 밸룬
1000: 집적 회로
110, 310, 410, 510: 제1 주 코일 130, 330, 430, 530: 제1 부 코일
150, 350, 450, 550: 제2 주 코일 170, 370, 470, 570: 제2 부 코일
120, 320, 420, 520: 제1 층간 연결부 140, 340, 440, 540: 제2 층간 연결부
153, 353: 주 교차부 173, 373: 부 교차부
112, 152, 312, 352, 412, 452, 512, 552: 제1 및 제2 주 단자
132, 172, 332, 372, 432, 472, 532, 572: 제1 및 제2 부 단자
LH: 지름선 LV: 수직 중심축

Claims (20)

  1. 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 주 코일 어셈블리(primary coil assembly); 및
    상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly)를 포함하고,
    동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선(diameter line)에 대하여 선대칭을 이루고,
    상기 주 코일들은 제1 금속층에 형성된 제1 주 코일 및 상기 제1 금속층 하부의 제2 금속층에 형성된 제2 주 코일을 포함하고, 상기 부 코일들은 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 코일 및 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 코일을 포함하고,
    상기 제1 주 코일의 하부에 상기 제2 주 코일이 중복되도록 위치하고 상기 제1 부 코일의 하부에 상기 제2 부 코일이 중복되도록 위치하고,
    상기 주 코일 어셈블리는 상기 제2 부 코일과 입체적으로 교차하는 주 교차부를 더 포함하고,
    상기 부 코일 어셈블리는 상기 제2 주 코일과 입체적으로 교차하는 부 교차부를 더 포함하고,
    상기 주 교차부는 상기 제2 금속층 하부의 제3 금속층에 형성된 제1 브릿지 및 상기 제1 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 제2 주 코일을 각각 연결하는 제3 층간 연결부 및 제4 층간 연결부를 포함하고,
    상기 부 교차부는 상기 제3 금속층에 형성된 제2 브릿지 및 상기 제2 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 상기 제2 부 코일을 각각 연결하는 제5 층간 연결부 및 제6 층간 연결부를 포함하는 트랜스포머.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 주 코일 어셈블리 및 상기 부 코일 어셈블리는, 상기 금속층들에 수직하고 상기 중심을 지나는 수직 중심축에 대하여 선대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각각의 주 코일 및 상기 각각의 부 코일은, 1/2 턴마다 평균 반경이 순차적으로 감소되는 복수의 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
  4. 제1 항에 있어서, 동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일에 대하여,
    상기 각각의 주 코일은, 제1 평균반경에 의해 1/2턴을 한 제1 세그먼트 및 상기 제1 평균반경보다 작은 제2 평균반경에 의해 1/2턴을 한 제2 세그먼트를 포함하고,
    상기 각각의 부 코일은, 상기 제2 평균반경에 의해 1/2턴을 하여 상기 제1 세그먼트의 내측에 형성된 제3 세그먼트 및 상기 제1 평균반경에 의해 1/2턴을 하여 상기 제2 세그먼트의 외측에 형성된 제4 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
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  8. 제1 항에 있어서,
    상기 주 교차부는 상기 부 코일 어셈블리의 상기 제2 층간 연결부의 하부에 형성되고, 상기 부 교차부는 상기 주 코일 어셈블리의 상기 제1 층간 연결부의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
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  16. 복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 주 코일 어셈블리(primary coil assembly);
    상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly); 및
    상기 주 코일 어셈블리 또는 상기 부 코일 어셈블리의 전체 길이의 중간부분에 연결된 중앙 탭을 포함하고,
    동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이루고,
    상기 주 코일들은 제1 금속층에 형성된 제1 주 코일 및 상기 제1 금속층 하부의 제2 금속층에 형성된 제2 주 코일을 포함하고, 상기 부 코일들은 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 코일 및 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 코일을 포함하고,
    상기 제1 주 코일의 하부에 상기 제2 주 코일이 중복되도록 위치하고 상기 제1 부 코일의 하부에 상기 제2 부 코일이 중복되도록 위치하고,
    상기 주 코일 어셈블리는 상기 제2 부 코일과 입체적으로 교차하는 주 교차부를 더 포함하고,
    상기 부 코일 어셈블리는 상기 제2 주 코일과 입체적으로 교차하는 부 교차부를 더 포함하고,
    상기 주 교차부는 상기 제2 금속층 하부의 제3 금속층에 형성된 제1 브릿지 및 상기 제1 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 제2 주 코일을 각각 연결하는 제3 층간 연결부 및 제4 층간 연결부를 포함하고,
    상기 부 교차부는 상기 제3 금속층에 형성된 제2 브릿지 및 상기 제2 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 상기 제2 부 코일을 각각 연결하는 제5 층간 연결부 및 제6 층간 연결부를 포함하는 밸룬.
  17. 트랜지스터를 포함하는 소자들이 형성된 반도체 기판;
    적어도 하나의 단자가 상기 반도체 기판의 소자들과 연결되고 상기 반도체 기판의 상부에 형성된 트랜스포머를 포함하고,
    상기 트랜스포머는,
    복수의 금속층들에 각각 형성된 주 코일들, 및 상기 주 코일들을 연결하는 제1 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 주 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 주 코일 어셈블리(primary coil assembly); 및
    상기 복수의 금속층들에 각각 형성된 부 코일들, 및 상기 부 코일들을 연결하는 제2 층간 연결부를 포함하고, 상기 각각의 부 코일은 하나 이상의 턴을 갖는 부 코일 어셈블리(secondary coil assembly)를 포함하고,
    동일한 금속층에 형성된 상기 각각의 주 코일과 상기 각각의 부 코일은, 동일한 중심을 갖고 상기 동일한 중심을 지나는 지름선에 대하여 선대칭을 이루고,
    상기 주 코일들은 제1 금속층에 형성된 제1 주 코일 및 상기 제1 금속층 하부의 제2 금속층에 형성된 제2 주 코일을 포함하고, 상기 부 코일들은 상기 제1 금속층에 형성된 제1 부 코일 및 상기 제2 금속층에 형성된 제2 부 코일을 포함하고,
    상기 제1 주 코일의 하부에 상기 제2 주 코일이 중복되도록 위치하고 상기 제1 부 코일의 하부에 상기 제2 부 코일이 중복되도록 위치하고,
    상기 주 코일 어셈블리는 상기 제2 부 코일과 입체적으로 교차하는 주 교차부를 더 포함하고,
    상기 부 코일 어셈블리는 상기 제2 주 코일과 입체적으로 교차하는 부 교차부를 더 포함하고,
    상기 주 교차부는 상기 제2 금속층 하부의 제3 금속층에 형성된 제1 브릿지 및 상기 제1 브릿지의 양단과 상기 제2 금속층의 제2 주 코일을 각각 연결하는 제3 층간 연결부 및 제4 층간 연결부를 포함하고,
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Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011040509A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Imec ２層式トランス
US8514008B2 (en) * 2010-07-28 2013-08-20 Qualcomm, Incorporated RF isolation switch circuit
US8760240B2 (en) * 2010-09-15 2014-06-24 Wilocity, Ltd. Method for designing coupling-function based millimeter wave electrical elements
EP2656385B1 (en) * 2010-12-20 2021-05-26 Intel Corporation Integrated digital- and radio-frequency system-on-chip devices with integral passive devices in package substrates
US9667206B2 (en) 2011-02-24 2017-05-30 Dsp Group Ltd. Linear row array integrated power combiner for RF power amplifiers
US9460840B2 (en) 2011-03-03 2016-10-04 Skyworks Solutions, Inc. Seal ring inductor and method of forming the same
US8884698B2 (en) 2011-06-17 2014-11-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Transformer and CMOS power amplifier including the same
FR2978595A1 (fr) * 2011-07-28 2013-02-01 St Microelectronics Crolles 2 Transformateur du type symetrique-dissymetrique
KR101214722B1 (ko) * 2011-11-22 2012-12-21 삼성전기주식회사 트랜스포머 및 그 제조방법
EP2669907A1 (en) * 2012-05-28 2013-12-04 NXP Semiconductors B.V. An integrated circuit based transformer
DE102012013534B3 (de) 2012-07-05 2013-09-19 Tobias Sokolowski Vorrichtung für repetitive Nervenstimulation zum Abbau von Fettgewebe mittels induktiver Magnetfelder
KR101409296B1 (ko) 2012-09-07 2014-06-24 서울대학교산학협력단 자성 나노 입자의 선택적 활성화 방법 및 선택적 활성화되는 자성 나노 입자
US8552828B1 (en) * 2012-09-07 2013-10-08 Infineon Technologies Ag System and method for a coreless transformer
US9208943B2 (en) * 2012-09-23 2015-12-08 Dsp Group Ltd. Linear row array integrated power combiner for RF power amplifiers
DE102013101768A1 (de) 2013-02-22 2014-08-28 Intel Mobile Communications GmbH Transformator und elektrische Schaltung
US20140273825A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Infineon Technologies Ag Semiconductor Chip Configuration with a Coupler
US9831026B2 (en) 2013-07-24 2017-11-28 Globalfoundries Inc. High efficiency on-chip 3D transformer structure
US9251948B2 (en) 2013-07-24 2016-02-02 International Business Machines Corporation High efficiency on-chip 3D transformer structure
US9779869B2 (en) 2013-07-25 2017-10-03 International Business Machines Corporation High efficiency on-chip 3D transformer structure
US9171663B2 (en) 2013-07-25 2015-10-27 Globalfoundries U.S. 2 Llc High efficiency on-chip 3D transformer structure
CN104517941B (zh) 2013-09-29 2018-12-28 澜起科技股份有限公司 线圈及制备应用于电感元件的线圈的方法
EP2887364B1 (en) * 2013-12-18 2017-06-07 Nxp B.V. Integrated transformer
US9697938B2 (en) * 2014-01-17 2017-07-04 Marvell World Trade Ltd. Pseudo-8-shaped inductor
WO2015174633A1 (ko) * 2014-05-15 2015-11-19 주식회사 아이티엠반도체 안테나 모듈 패키지
KR101602832B1 (ko) * 2014-05-15 2016-03-11 주식회사 아이티엠반도체 Nfc 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지 및 이를 구비하는 배터리 팩
US20160064137A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Apple Inc. Capacitively balanced inductive charging coil
US9548158B2 (en) 2014-12-02 2017-01-17 Globalfoundries Inc. 3D multipath inductor
US20160233016A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 Qualcomm Incorporated System, apparatus, and method for power amplification transformers
US9705466B2 (en) * 2015-02-25 2017-07-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device with guard ring coupled resonant circuit
TWI627646B (zh) * 2015-03-02 2018-06-21 瑞昱半導體股份有限公司 適用於振盪器之變壓器與其方法
US11491342B2 (en) 2015-07-01 2022-11-08 Btl Medical Solutions A.S. Magnetic stimulation methods and devices for therapeutic treatments
US20180001107A1 (en) 2016-07-01 2018-01-04 Btl Holdings Limited Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
US11266850B2 (en) 2015-07-01 2022-03-08 Btl Healthcare Technologies A.S. High power time varying magnetic field therapy
US10695575B1 (en) 2016-05-10 2020-06-30 Btl Medical Technologies S.R.O. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
TWI553676B (zh) * 2015-07-07 2016-10-11 瑞昱半導體股份有限公司 平面式變壓器及平衡不平衡轉換器之結構
TWI591800B (zh) 2015-10-06 2017-07-11 瑞昱半導體股份有限公司 積體電感結構及積體變壓器結構
TWI541842B (zh) * 2015-10-23 2016-07-11 瑞昱半導體股份有限公司 螺旋狀堆疊式積體變壓器及電感
US11239025B2 (en) * 2015-10-23 2022-02-01 Realtek Semiconductor Corporation Inductive device having electromagnetic radiation shielding mechanism and manufacturing method of the same
US11253717B2 (en) 2015-10-29 2022-02-22 Btl Healthcare Technologies A.S. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
JP2017098334A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
TWI619128B (zh) * 2015-12-08 2018-03-21 瑞昱半導體股份有限公司 螺旋狀堆疊式積體電感及變壓器
CN106856142B (zh) * 2015-12-09 2018-10-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电感结构及其制作方法
US11464993B2 (en) 2016-05-03 2022-10-11 Btl Healthcare Technologies A.S. Device including RF source of energy and vacuum system
US11247039B2 (en) 2016-05-03 2022-02-15 Btl Healthcare Technologies A.S. Device including RF source of energy and vacuum system
US11534619B2 (en) 2016-05-10 2022-12-27 Btl Medical Solutions A.S. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
US10583287B2 (en) 2016-05-23 2020-03-10 Btl Medical Technologies S.R.O. Systems and methods for tissue treatment
US20170345559A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Globalfoundries Inc. "Interleaved Transformer and Method of Making the Same"
US10556122B1 (en) 2016-07-01 2020-02-11 Btl Medical Technologies S.R.O. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
CN108022913B (zh) * 2016-11-01 2019-11-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 变压器
CN108933030A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 变压器
TWI634570B (zh) 2017-06-19 2018-09-01 瑞昱半導體股份有限公司 非對稱式螺旋狀電感
CN109428141B (zh) * 2017-08-31 2021-03-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 平衡非平衡转换器
EP3471140B1 (en) * 2017-10-11 2022-05-18 Nxp B.V. Integrated circuit including a plurality of components including a transformer
US10622136B2 (en) 2017-10-26 2020-04-14 Arm Ltd Balanced-to-unbalanced (balun) transformer
TWI643219B (zh) * 2018-01-08 2018-12-01 瑞昱半導體股份有限公司 電感裝置
GB2574481B (en) * 2018-06-08 2022-10-05 Murata Manufacturing Co Common axis coil transformer
US11495400B2 (en) 2018-08-31 2022-11-08 Sehat Sutardja Transformer structure
CN109411183A (zh) * 2018-12-12 2019-03-01 深圳飞骧科技有限公司 双螺旋结构变压器及射频功率放大器
PL4066887T3 (pl) 2019-04-11 2024-03-04 Btl Medical Solutions A.S. Urządzenia do zabiegu estetycznego struktur biologicznych za pomocą energii o częstotliwości radiowej i energii magnetycznej
US11742130B2 (en) 2019-06-24 2023-08-29 Nxp B.V. High current integrated circuit-based transformer
CN112582154B (zh) * 2019-09-30 2022-04-12 瑞昱半导体股份有限公司 电感装置
DE112020006535T5 (de) * 2020-01-15 2023-01-12 Microchip Technology Incorporated Techniken zur herstellung von integrierten induktor-kondensator-oszillatoren und zugehörige verfahren, oszillatoren, halbleitervorrichtungen, systems-on-chips und andere systeme
US11878167B2 (en) 2020-05-04 2024-01-23 Btl Healthcare Technologies A.S. Device and method for unattended treatment of a patient
KR20230000081U (ko) 2020-05-04 2023-01-10 비티엘 헬쓰케어 테크놀로지스 에이.에스. 환자의 무인 치료를 위한 디바이스 및 방법
KR20220023532A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 엘지이노텍 주식회사 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판
CN112201458B (zh) * 2020-09-11 2022-06-03 瑞声新能源发展(常州)有限公司科教城分公司 线圈和无线充电设备
US11896816B2 (en) 2021-11-03 2024-02-13 Btl Healthcare Technologies A.S. Device and method for unattended treatment of a patient
US11881715B2 (en) 2022-05-23 2024-01-23 Apple Inc. Electronic device having reconfigurable multi-coil transformer with frequency selective filtering

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3120985B2 (ja) * 1988-11-28 2000-12-25 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 線路変成器
KR20050013022A (ko) * 2003-07-26 2005-02-02 삼성전자주식회사 대칭형 인덕터 소자
KR20080031153A (ko) * 2005-08-04 2008-04-08 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 인터리브된 3차원 온칩 차동 인덕터 및 트랜스포머

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5959522A (en) * 1998-02-03 1999-09-28 Motorola, Inc. Integrated electromagnetic device and method
US6577219B2 (en) 2001-06-29 2003-06-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiple-interleaved integrated circuit transformer
US6801114B2 (en) * 2002-01-23 2004-10-05 Broadcom Corp. Integrated radio having on-chip transformer balun
DE10232642B4 (de) * 2002-07-18 2006-11-23 Infineon Technologies Ag Integrierte Transformatoranordnung
JP2005191217A (ja) 2003-12-25 2005-07-14 Sharp Corp スパイラルインダクタおよびそれを備えた回路装置または差動回路
US7808356B2 (en) * 2004-08-31 2010-10-05 Theta Microelectronics, Inc. Integrated high frequency BALUN and inductors
US7570144B2 (en) * 2007-05-18 2009-08-04 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Integrated transformer and method of fabrication thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3120985B2 (ja) * 1988-11-28 2000-12-25 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 線路変成器
KR20050013022A (ko) * 2003-07-26 2005-02-02 삼성전자주식회사 대칭형 인덕터 소자
KR20080031153A (ko) * 2005-08-04 2008-04-08 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 인터리브된 3차원 온칩 차동 인덕터 및 트랜스포머

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