KR20030013264A - 인덕터 소자 및 인덕터 소자를 채용한 집적 회로 - Google Patents

인덕터 소자 및 인덕터 소자를 채용한 집적 회로 Download PDF

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KR20030013264A
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Abstract

양 도전체들이 서로 평행한 조건을 유지하면서 제1 도전체 및 제2 도전체를 나선형으로 감아 인덕터 소자가 형성된다. 이 경우에, 제1 도전체가 제2 도전체와 소정 위치에서 각각의 위치를 교체하여 교차하도록 한다. 이러한 배열로 인해, 제1 및 제2 도전체의 각 길이는 실제 서로 동일하고, 따라서 전류 손실이 적고 높은 Q 값을 특징으로 하는 인덕터 소자를 형성할 수 있다.

Description

인덕터 소자 및 인덕터 소자를 채용한 집적 회로{INDUCTOR ELEMENT AND INTEGRATED CIRCUIT EMPLOYING INDUCTOR ELEMENT}
본 발명은 예를 들면 이동 통신 장치와 같은 전자 장비에 이용되는 집적 회로 상에 장착되는 면 상에 형성되는 인덕터 소자에 관한 것으로, 또한 본 발명은 본 발명의 인덕터 소자를 채용하는 집적 회로에 관한 것이다.
통상, 인덕터 소자는 반도체 집적 회로의 내부 면 상에 형성되어, 목적으로 하는 회로가 그 표면에 형성될 수 있게 한다. 도 1에 도시된 반도체 집적 회로로서 형성된 증폭기(100)를 예로 들면, 인덕터 소자(103, 104) 쌍이 이 증폭기(100)의 일부를 구성하는 한 쌍의 매칭 회로(101, 102)에 각각 채용된다.
증폭기의 특성을 적절하게 유지하고 그 전력 소비를 줄이기 위해서는, 상기 인덕터 소자(103, 104)가 더 작은 손실을 나타내는 것이 필수적이다. 환언하면, 인덕터 소자(103, 104)는 더 높은 Q 값을 각각 가지는 것이 필요하다.
예를 들면, 일본 특허 출원공개번호 제2000-357774호는 상기 설명한 반도체 집적 회로에 채용되는 인덕터 소자를 개시하고 있다. 상기 인용된 특허 공보에 개시된 인덕터 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 기판 상에 서로 평행하게 정렬된 한 쌍의 도전체(111, 112)로 형성되고, 한 쌍의 도전체들이 단자(114, 115)에서 함께 접속된다.
도전체를 흐르는 고주파 전류의 밀도가 도전체의 표면에서 커지는 스킨 효과에 초점을 맞추면, 예를 들면 한 쌍의 도전체(111, 112)를 제공함으로써, 도 2에 도시된 인덕터 소자는 이들 도전체 내부의 고주파 저항을 감소시키도록 배열된다.
그럼에도 불구하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 평행하게 정렬된 복수의 도전체를 동일한 방향으로 반복해서 나선형으로 감아 인덕턴스 소자를 형성하는 경우에, 외부 도전체의 길이가 내부 도전체의 길이보다 길게 된다. 도전체의 길이가 길어질수록, 이들 외부 도전체의 고주파 저항이 더 크게 된다. 따라서, 외부에 배치된 제1 도전체를 통해 흐르는 전류가 감소된다.
도 3은 도 2에 도시된 인덕터 소자의 전자기장에 대한 분석적 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112) 상의 화살표의 길이는 전류 밀도를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외측에 배치된 제1 도전체(111)에 도시된 전류 밀도를 나타내는 화살표의 길이는 내측에 배치된 인접하는 제2 도전체(112) 상에 도시된 전류 밀도를 나타내는 화살표보다 대부분 짧다. 이것은 제2 도전체를 통해 흐르는 것보다 제1 도전체를 통해 더 적은 양의 전류가 흐르는 것을 분명하게 한다.
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 인덕턴스 소자의 경우에, 한 쌍의 도전체들이 채용될 지라도, 어느 것도 고주파 저항을 감소시키는 효과를 발휘하지 못하므로, 결국 상기 인덕터 소자를 채용하는 집적 회로에 의한 전력 소비가 증가된다.
따라서, 본 발명은 고주파 저항 및 손실을 감소시킬 수 있고 높은 Q 값을 유지할 수 있는 인덕터 소자를 제공하며, 또한 본 발명의 인덕터 소자를 채용함으로써 형성되는 집적 회로를 제공한다.
본 발명은 기판 표면 상에 면 내에서 상호 평행한 관계로 형성되고 나선형으로 감겨지는 복수의 도전체를 포함하고, 동일한 위상의 고주파 전류가 복수의 도전체를 흐를 수 있게 하는 고주파 경로로서 채용되는 인덕터 소자를 제공한다. 복수의 도전체를 소정 위치에서 교차시킴으로써, 복수의 도전체의 내측 및 외측이 서로 전환된다. 소정 위치는 복수의 도전체의 각 길이가 서로 거의 동일하게 될 수 있도록 선택된다.
본 발명에 따르면, 복수의 도전체의 각 길이를 거의 동일하게 함으로써, 이들 복수의 도전체의 저항값이 거의 동일하게 된다. 따라서, 복수의 도전체를 흐르는 전류 밀도를 가능한 한 많이 동일하게 할 수 있다. 이러한 배열로 인해, 가장낮은 손실, 높은 Q 값, 및 만족할 만한 물리적 특성을 특징으로 하는 인덕터 소자를 실현할 수 있다. 본 발명에 의해 구현되는 인덕터 소자는 집적 회로의 응용에 적합하다.
도 1은 증폭기를 구성하기 위한 회로의 개략적인 블록 다이어그램.
도 2는 종래 인덕터 소자의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 인덕터 소자에 대해 제공되는 각각의 도전체를 통해 흐르는 전류 밀도를 측정한 결과를 나타내기 위한 차트를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 인덕터 소자의 실시예를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 인덕터 소자의 내부에 제공된 교차부(13)를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 인덕터 소자의 내부에 제공되는 교차부(13)의 구성을 설명하기 위한 교차부(13)의 단면도.
도 7은 도 4에 도시된 인덕터 소자(10)에 대해 제공되는 각각의 도전체를 통해 흐르는 전류 밀도를 측정한 결과를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 인덕터 소자(20)의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 인덕터 소자(20)의 내부에 제공되는 각각의 도전체를 통해 흐르는 전류 밀도의 결과를 도시한 도면.
도 10은 인접하는 도전체와의 교차가 없는 각각의 도전체를 통해 흐르는 전류 밀도를 측정한 결과를 도시한 도면.
도 11은 차동 Q 값을 계산하기 위한 수학식을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 인덕터 소자의 차동 Q 값 및 인접하는 도전체와의 교차가 없는 인덕터 소자의 또 다른 차동 Q 값을 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 인덕터 소자를 채용함으로써 형성되는 집적 회로의 개략적인 블록 다이어그램.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10 : 인덕터 소자 11 : 제1 도전체
12 : 제2 도전체 13 : 교차부
14 : 제1 단자 15 : 제2 단자
첨부된 도면을 참조하여, 면 상에 형성된 인덕터 소자의 실시예와 본 발명에 따른 인덕터 소자를 채용하는 집적 회로가 이하에 설명된다.
제1 실시예
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터 소자(10)의 설명을 위한 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인덕터 소자(10)는 제1 도전체(11)와 제2 도전체(12)를 서로 평행하게 배열하여 형성된다. 제1 및 제2 도전체(11, 12)는 면 내부에서 나선형으로 감겨진다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 인덕터 소자(10)에서, 제1 및 제2 도전체(11, 12)는 교차부(13)에서 서로 교차하여 각각의 위치를 서로 전환함으로써, 외측에 배치된 제1 도전체(11)를 내부로 배치시키며 내측에 배치된 제2 도전체(12)를 외측에 배치시킨다. 따라서, 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 각각의 길이는 거의 동일하게 만들어진다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 도전체(11, 12)는 제1 단자(14) 및 제2 단자(15)에서 함께 접속된다.
도 5는 인덕터 소자(10)의 교차부(13) 및 그 주변부의 확대도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 하부 층의 비아(VIA) 쌍(16, 17) 및 다른 도전체(18)를 가로질러 점핑함으로써 제2 도전체(12)가 제1 도전체(11)를 입체적으로 가로지르게 함으로써 제1 도전체(11)는 자신의 위치를 제2 도전체(12)의 위치로 대체한다.
이제, 도 6을 참조하면, 교차부(13)의 구성을 이하에 설명한다. 도 6은 도 5의 점선 "a"에 의해 도시된 위치에서의 인덕터 소자(10)의 단면도이다. 점선 "a"를 통해 도 5에 도시된 바와 같이, 인덕터 소자(10)는 비스듬하게 절단되므로, 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 간격 폭이 서로 다르게 보일 수 있다. 그러나, 실제로는 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 폭 및 두께는 서로 정확하게 동일하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 도전체(11, 12)는 절연체인 제2 층간막(32) 상에 각각 형성된다. 양 도전체의 표면은 표면 보호막(31)으로 피복된다. 제2 도전체(12)와 점핑을 위한 하층 도전체(18) 사이의 인터페이스는 전기적으로 도전성인 비아(16, 17)에 의해 서로 링크된다. 점핑을 위한 하층 도전체(18)는 제1 층간막(33)에 의해 실리콘 기판(34)으로부터 절연된다.
개별 구성요소의 원료를 이하에 설명한다. 제1 및 제2 도전체(11, 12) 및 하층 도전체(18)는 각각 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄과 구리(Al-Cu), 또는 알루미늄, 실리콘과 구리(Al-Si-Cu)를 포함하는 합금층의 상부 및 하부에 적층되는 티타늄/질화 티타늄(Ti/TiN)으로 구성되는 확산 배리어 층을 포함하는 알루미늄(Al) 배선을 포함한다.
상기 언급한 비아(16, 17)는 예를 들면 질화 티타늄(TiN)로 구성되는 확산 배리어층으로 알루미늄(Al)이나 텅스텐(W) 주변부를 피복함으로써 형성되는 비아-플러그이다. 비아(16, 17)는 상기 도전체(11, 12)의 층간이 서로 전기적으로 결합될 수 있도록 한다. 제1 및 제2 층간막(33, 32)은 실리콘 산화물로 형성되는 절연막으로 구성된다. 상기 언급한 표면 보호막(31)은 포스포실리케이트(Phosphosilicate) 유리(PSG)막으로 구성된다. 상기 언급한 실리콘 기판(34)은 P-타입 실리콘 기판이다. 유의할 점은, 재료들은 상기 언급한 재료로 한정되지 않으며, 적절하다면 다른 재료가 이용될 수도 있다는 점이다.
도 7은 교차부(13)의 제공을 통해 양 도전체의 평면 방향 위치를 전환함으로써, 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 길이를 동일하게 한 후에 고주파 전류를 인덕터 소자(10)에 인가하는 경우에 전자기장을 시뮬레이션함으로써 제1 및 제2 도전체(11, 12)에서의 고주파 전류의 밀도를 조사한 결과이다.
도 7에서, 도 3의 경우와 같이, 양 도전체상의 화살표 길이는 전류 밀도를 나타낸다. 도 7에 도시된 차트와, 교차부없는 종래 인덕터 소자에 대한 전자기장을 시뮬레이션 결과를 보여주기 위한 도 3에 도시된 차트를 비교하면 명백한 바와 같이, 도 7에 도시된 인덕터 소자(10)에 있어서, 인접하는 제1 및 제2 도전체(11, 12) 사이에 전류 밀도의 차이가 매우 작다는 것이 증명되었다.
상기 설명한 바와 같이, 우선 교차부(13)를 제공하고 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 위치를 교체하여 이들을 교차시킴으로써, 제1 및 제2 도전체(11, 12)의 길이는 실질적으로 동일하게 될 수 있다. 이와같이 배열함으로써, 고주파 저항 및 손실을 최소화하면서도 높은 Q 값을 유지할 수 있는 인덕터 소자를 실현할 수 있다.
제2 실시예
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인덕터 소자(20)를 설명하기 위한 평면도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터 소자에 대해 제공되는 바와 같이,제2 실시예에 따른 인덕터 소자(20)도 면 상에 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 인덕터 소자(20)는 상부 및 하부가 대칭축인 점선 "b"에 대해 대칭인 관계로 배치되도록 형성된다. 실리콘 기판을 채용하는 반도체 집적 회로의 경우에, 동일한 물리적 특성을 포함하는 트랜지스터와 같은 한 쌍의 대칭으로 배치된 회로 소자를 포함하는 차동 회로가 많은 경우에 채용된다. 이 때문에, 도 8에 도시된 대칭 인덕터 소자(20)가 필요하다.
제1 실시예와 관련하여 인덕터 소자(10)에 제공되는 바와 같이, 대칭 인덕터 소자(20)는 제1 도전체(21) 및 제2 도전체(22)를 포함하는 도전체 쌍을 평행하게 위치시키고, 이들은 각각 면의 내부에 감겨진다. 제1 및 제2 도전체(21, 22)는 제1 및 제2 단자(23, 24)에서 함께 접속된다.
인덕터 소자(20)를 대칭축인 점선 "b"에 대해 대칭되도록 하기 위해서는, 제1 및 제2 단자(23, 24)가 동일한 측에 배치된다. 인덕터 소자(20)는 제1 및 제2 도전체(21, 22) 모두가 점선 "b"를 교차하는 특정 포인트를 가지고 있다. 특히, 제1 단자(23)로부터 연장된 한 쌍의 도전체들은 제2 단자(24)로부터 확장된 다른 쌍의 도전체와 교차한다. 이러한 교차는 제1 도전체가 제2 도전체와 교차하는 제1 실시예에 형성된 교차부(13)에 대응하지는 않는다.
상기 설명한 바와 같이, 도전체들이 도 8에 도시된 기준 점선 "b"를 교차하는 부분은 도전체를 감음으로써 불가피하게 생성된다. 도전체들이 교차하는 그러한 부분이 결과적으로는 도 4에 도시된 이전 도전체 소자(10)와 같이 기준 점선 "b"를 교차하더라도, 인덕터 소자(20)는 도전체를 나선형으로 감음으로써 형성된다.
구체적으로는, 도전체를 감는 회전수 측면에서의 차이 및 대칭적 형태의 존재 또는 부재에도 불구하고, 도 4에 도시된 제1 실시예에 대해 제공된 이전 인덕터 소자(10) 및 제2 실시예에 대해 제공된 현재의 인덕터 소자(20)는 거의 유사하게 나선형 형태로 구성된다.
인덕터 소자(20)의 구성에서, 4개의 교차부(25, 26, 27, 28)는 제1 도전체(21)가 제2 도전체(22)와 교차하고 제1 도전체(21)의 위치를 제2 도전체(22)의 위치와 교체할 수 있도록 형성된다.
두 쌍의 도전체들이 점선 "b"를 따라 함께 교차하는 교차부와는 달리, 이들 교차부(25, 26, 27, 28)는 제1 도전체가 제2 도전체를 교차하도록 함으로써 만들어지며, 제1 도전체의 위치가 제2 도전체의 위치와 교체되고, 환언하면, 외측 도전체가 제1 및 제2 도전체의 길이가 실질적으로 동일하도록 내측 도전체와 대체된다.
특히, 도 5 및 6을 참조하여 상기 기술한 이전 인덕터 소자(10)의 교차부(13)와 같이, 제1 도전체(21) 및 제2 도전체(22) 중 어느 하나는 다른 하나를 입체적으로 교차하도록 교차부(25, 26, 27, 28)에서 다른 도전체를 점프한다.
도 8에 도시된 인덕터 소자(20)의 경우에, 상부 및 하부가 대칭축인 점선 "b"에 대해 대칭적으로 형성된다. 이러한 배열에 따르면, 상부의 교차부(25)가 점선 "b"에 대해 하부의 교차부(28)와 대칭으로 배치된다. 마찬가지로, 상부의 교차부(26)는 점선 "b"에 대해 하부의 교차부(27)에 대칭하여 배치된다.
도 9는 제1 도전체(21) 및 제2 도전체(22)가 도 8에 도시된 바와 같이 서로교차하도록 하기 위한 상기 언급한 교차부(25, 26, 27, 28)에 대해 제공된 대칭 인덕터 소자(20)에 고주파 전류가 송신된 경우에 고주파 전류 밀도를 도시한 도면이다. 도 10은 평행하게 배치된 인접하는 도전체 쌍이 서로 교차하도록 하기 위한 부분이 없는 대칭 인덕터 소자에 고주파 전류가 송신된 경우에 고주파 전류 밀도를 도시한 도이다. 도 9 및 도 10에서, 도전체의 명암은 전류 밀도를 나타낸다.
도 10에 도시된 바와 같이 교차부 부분이 없는 인덕터 소자의 경우에, 외측 도전체가 얕게 그늘지고 내측 도전체가 진하게 그늘진다는 것을 알 수 있다. 환언하면, 도 10에 도시된 인덕터 소자의 경우에, 외측 도전체를 통해 흐르는 전류 밀도는 내측 도전체를 통해 흐르는 것보다 더 작은 것을 알 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 이것은 외측 도전체의 길이가 내측 도전체보다 크므로, 고주파 저항값이 커졌기 때문이다. 결과적으로, 도 10에 도시된 인덕터 소자는 많은 손실과 더 낮은 Q값을 생성하는 것으로 증명된다.
한편, 도 9에 도시된 인덕터 소자(20)의 경우에, 도 10에 도시된 인덕터 소자의 경우와는 달리, 그러한 분명한 명암의 차이는 나타나지 않으며, 따라서, 제1 도전체(21)와 제2 도전체(22) 간의 전류 밀도의 차이는 최소화된다는 것이 확인되었다.
상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 제1 및 제2 도전체(21, 22)의 길이를 거의 동일하게 함으로써 제1 및 제2 도전체(21, 22)가 서로 교차할 수 있도록 하기 위한 교차부(25, 26, 27, 28)를 가지는 대칭 인덕터 소자(20)의 경우에, 제1 및 제2 도전체(21, 22)의 고주파 저항을 근사화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 더 적은 손실과 높은 Q 값을 특징으로 하는 대칭 인덕터 소자를 실현할 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 인접하는 도전체의 교차를 허용하기 위한 교차부를 가지는 본 발명의 인덕터 소자 및 도 10에 도시된 인접하는 도전체의 교차를 허용하기 위한 교차부가 없는 인덕터 소자의 차동 Q 값을 이하에 설명한다. "차동 Q 값"은 차동 신호를 통해 회로 임피던스를 측정하는 경우의 Q 값에 대응하고, 따라서, 차동 Q 값은 종래 벡터 네트워크 분석기의 경우와 같이 단상 신호를 통해 측정하는 경우의 Q 값과 상이하다는 것은 자명하다.
예를 들면, 도 11에 도시된 수식을 적용함으로써 단상 2-포트 임피던스 값으로부터 차동 Q 값(Qdiff)을 계산하기 위한 수학식을 확립할 수 있다. 도 12는 교차부를 가지는 본 발명의 인덕터 소자에 의해 생성되는 상기 차동 Q 값 및 교차부가 없는 종래 인덕터 소자의 다른 차동 Q 값을 플로팅하는 차트를 그래프로 도시하고 있다. 도 12에서, 수평축은 주파수(GHz)를 나타내고, 수직축은 차동 Q 값을 나타낸다.
도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 원 ○으로 플로팅된 커브는 본 발명의 인덕터 소자에 의해 생성된 실제 차동 Q 값을 나타내고, 복수의 크로스 ×로 플로팅된 다른 커브는 교차부가 없는 종래 인덕터 소자에 의해 생성된 실제 차동 Q 값을 나타낸다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 인접하는 도전체의 교차를 허용하기 위한 교차부를 가지는 본 발명의 인덕터 소자의 차동 Q 값이 교차부가 없는 종래 인덕터 소자의 차동 Q 값보다 약 10%만큼 각각 더 크다는 것이 확인되었다.
상기 설명한 바와 같이, 복수의 도전체를 채용함으로써 인덕터 소자를 형성하는 경우에 정상적으로 생성되는 외측 도전체와 내측 도전체간의 고주파 전류의 차동 전류를 최소화함으로써, 더 적은 손실과 높은 Q 값을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자를 형성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 인덕터 소자를 채용함으로써 형성되는 집적 회로를 이하에 설명한다. 우선, 도 8에 도시된 대칭 인덕터 소자(20)를 채용함으로써 형성되는 집적 회로의 예를 이하에 설명한다.
도 13은 대칭 인덕터 소자(20)를 채용함으로써 적절하게 형성될 수 있는 집적 회로의 예인, 발진 회로(40)를 설명하기 위한 개략적인 블록 다이어그램이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 언급된 발진 회로(40)는 한 쌍의 인덕터 소자(411, 412), 및 커패시터(413)를 포함하는 공진기(41), 및 한 쌍의 필드 효과 트랜지스터(FET, 421, 422) 및 전원 소스(423)를 포함하는 음의 저항기(42)를 포함한다.
도 13에서, 대칭 인덕터 소자(20)의 유닛은 공진기(41)에 대응하는 인덕터 소자 쌍(411, 412)에 의해 지시되는 부분에 적용된다. 대칭 인덕터 소자가 채용되는 경우에, 이들 인덕터 소자가 더 낮은 Q 값을 생성하면, 전류가 원활하게 흐르지 않을 것이고, 실질적인 손실을 생성한다. 이것은 손실을 보상하기 위한 음의 저항을 필요로 하며, 따라서 대량의 전류가 필요하다.
한편, 제1 도전체(21) 및 제2 도전체(22)의 교차를 허용하기 위한 교차부(25, 26, 27, 28)를 가지는 본 발명의 인덕터 소자를 적용하는 경우에, 전류 손실이 최소화되고, 더 높은 Q 값이 생성된다. 이것은 인덕터 소자에 전류가 더원활하게 흐를 수 있도록 하여 음의 저항값을 제로에 가깝게 절대적으로 최소화한다. 이러한 이유로 인해, 전류 흐름을 절감하는 경우에도, 목적하는 발진을 달성할 수 있는 집적 회로를 실현할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 도 13에 도시된 발진 회로(40)를 동작시키기 위한 본 발명의 인덕터 소자(20)를 채용하는 경우에, 전류 흐름을 절감하더라도, 소정의 목적 및 더 높은 성능 및 물리적 특성을 특징으로 하는 발진 회로(40)를 용이하게 형성할 수 있다.
상기 설명은 대칭 인덕터 소자(20)를 발진 회로(40) 상에 장착하는 경우만을 언급했다. 그러나, 상기 발진 회로(40)뿐만 아니라, 본 발명의 대칭 인덕터 소자는 예를 들면 증폭 회로와 같은 다양한 차동 회로 상에 로딩될 수도 있다. 그리고, 본 발명의 인덕터 소자가 임의의 종류의 차동 회로 상에 로딩되는 경우에도, 본 발명의 인덕터 소자는 전류 손실을 최소화하고 더 높은 Q 값을 생성하므로, 절감된 전류 흐름으로 자신을 정확하게 동작시킬 수 있는 집적 회로를 형성할 수 있으므로 소정 목적을 달성할 수 있다.
도 13에 도시된 발진 회로(40)의 경우에, 대칭 인덕터 소자(20)가 채용된다. 그러나, 대칭 인덕터 소자(20)를 채용하는 대신에, 도 1에 도시된 증폭기(100)의 매칭 회로(101, 102)를 구성하기 위한 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 상기 설명한 인덕터 소자(10)를 채용할 수도 있다.
증폭기(100)의 매칭 회로(101, 102)를 형성하도록 본 발명의 인덕터 소자(10)를 적용하는 경우에, 매칭 회로(101, 102) 내의 전류 손실을 최소화할 수있다. 또한, 증폭기(100) 자체가 충분한 증폭을 얻을 수 있고 노이즈 인덱스를 최소화할 수 있다. 환언하면, 높은 이득과 최소 노이즈 인덱스를 특징으로 하는 증폭기를 형성할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 인덕터 소자(10, 20)를 채용함으로써, 종래 기술에서는 가용하지 않았던 매우 높은 물리적 특성을 특징으로 하는 집적 회로를 용이하게 형성할 수 있게 된다.
본 기술 분야의 숙련자들이라면, 본 발명에 인덕터 디바이스를 본 발명의 범주와 사상에서 벗어나지 않고서도 다양한 변형을 가할 수 있다는 것이 자명하다.
상기 설명한 본 발명의 제1 실시예에서, 제1 및 제2 도전체(11, 12)가 서로 교차하도록 허용하기 위한 교차부는 인덕터 소자(10) 내에 형성된다. 한편, 본 발명의 제2 실시예에서, 인덕터 소자(20)는 대칭으로 형성되므로, 4개의 교차가 제공되어 제1 및 제2 도전체(21, 22)가 서로 교차하도록 한다. 그러나, 본 발명의 범주는 상기 구성에만 한정되지 않고, 인덕터 소자의 양상에 비례하여 형성 가능한 교차부의 개수와 위치를 적절하게 조정하는 것도 허용가능하다.
제1 및 제2 도전체(11, 12)가 서로 교차하도록 하는데 이용되는 상기 언급한 비아(16, 17)는 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)로 만들어지는 제1 및 제2 도전체(11, 12)보다 높은 저항 값을 생성하는 텅스텐(W)으로 각각 만들어진다. 이 때문에, 텅스텐(W)로 이루어지는 비아(16, 17)를 채용하여 교차부를 형성하는 경우에, 인덕터 소자(10)의 저항값이 요구하는 레벨보다 크게 상승하는 것을 방지하기 위해, 교차부의 개수를 최소 요구내로 제한하는 것이 바람직하다.
따라서, 집적 회로 상에 실제 로딩되는 본 발명의 인덕터 소자(10 또는 20)를 형성하는 경우에, 형성된 인덕터 소자의 구성, 도전체를 감는 회전수, 및 다른 요구조건을 우선 고려한 후에, 형성될 교차부의 가장 적절한 위치와 개수를 결정하기 전에 전자기장의 시뮬레이션을 실행하는 것이 필수적이다. 상기 요구조건들을 결정한 후에, 소정 목적을 달성하는데 적합한 더 높은 등급 및 성능을 가지는 인덕터 소자를 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 제1 및 제2 도전체(11, 12)를 포함하는 한 쌍의 도전체를 이용하는 것에 관해 상기 설명했고, 여기에서 제1 및 제2 도전체(11, 12)는 평행하게 정렬되고 서로 소정 위치에서 교차하도록 배열된다. 그러나, 본 발명의 범주는 상기 배열만으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 2개 이상의 도전체들이 평행하게 정렬되고 서로 소정 위치에서 교차하도록 배열되는 경우에도 또한 적용가능하다.
본 발명에 따르면, 가장 낮은 손실, 높은 Q 값, 및 만족할 만한 물리적 특성을 특징으로 하는 인덕터 소자를 실현할 수 있다. 본 발명에 의해 구현되는 인덕터 소자는 집적 회로의 응용에 적합하다.

Claims (8)

  1. 기판 표면 상에 형성되는 복수의 도전체가 면 표면내에 상호 평행하게 나선형으로 감겨지고, 동일한 위상의 고주파 전류가 상기 복수의 도전체를 통해 흐르도록 하는 고주파 경로로서 활용되는 인덕터 소자에 있어서,
    상기 복수의 도전체는 상기 복수의 도전체의 내측 및 외측이 서로 교체되도록 소정 위치에서 서로 교차하고, 상기 복수의 도전체가 교차되는 상기 소정 위치는 상기 복수의 도전체의 각 길이가 거의 동일하도록 선택되는 인덕터 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인덕터 소자에 대해 제공된 상기 복수의 도전체의 양 단부가 서로 접속되는 인덕터 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인덕터 소자에 대해 제공된 상기 복수의 도전체는 한 쌍의 도전체를 포함하는 인덕터 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인덕터 소자에 대해 제공된 상기 복수의 도전체는 2쌍의 도전체를 포함하고, 상기 2 쌍의 도전체는 서로 인접하며, 상기 2쌍의 도전체는 소정 라인에서 서로 교차하고 나선형으로 감겨져 있고,
    각 쌍의 도전체는 상기 소정 라인에 대해 대칭 위치에서 서로 교차하는 인덕터 소자.
  5. 기판 표면 상에 형성되는 복수의 도전체가 면 표면내에 상호 평행하게 나선형으로 감겨지고, 동일한 위상의 고주파 전류가 상기 복수의 도전체를 통해 흐르도록 하는 고주파 경로로서 활용되는 인덕터 소자를 포함하는 집적 회로에 있어서,
    상기 복수의 도전체를 구비하는 상기 인덕터 소자는 상기 복수의 도전체의 내측 및 외측이 서로 교체되도록 소정 위치에서 서로 교차하는 집적 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인덕터 소자에 대해 제공된 상기 복수의 도전체의 양 단부가 서로 접속되는 집적 회로.
  7. 제5항에 있어서, 상기 인덕터 소자에 대해 제공된 복수의 도전체는 한 쌍의 도전체를 포함하는 집적 회로.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 인덕터 소자에 제공된 상기 복수의 도전체는 2쌍의 도전체를 포함하고, 상기 2 쌍의 도전체는 서로 인접하며, 상기 2쌍의 도전체는 소정 라인에서 서로 교차하고 나선형으로 감겨져 있고,
    각 쌍의 도전체는 상기 소정 라인에 대해 대칭 위치에서 서로 교차하는 집적 회로.
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