TW202236321A - 具有離散的金屬－堆疊圖案的堆疊電感器 - Google Patents

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Abstract

電感器包括第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括第二金屬化層多匝跡線，第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括多個離散的第三金屬化層跡線段，多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。

Description

具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器
本申請主張於2021年03月08日提交的題目為“STACKED INDUCTOR HAVING A DISCRETE METAL-STACK PATTERN”的美國專利申請號17/195220的優先權，其公開內容透過引用以其整體明確併入本文。
本公開內容的方面涉及半導體設備，並且更具體地，涉及具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。
無線通訊設備包含有利於通信和使用者期望的特徵的射頻（RF）模組。隨著無線系統變得越來越普遍並且包括更多功能，晶片的生產變得更加複雜。第五代（5G）新無線電（NR）無線通訊設備包含最新一代的電子晶粒，該電子晶粒將許多特徵和設備封裝到更小並且互連越來越小的模組中。隨著這些模組的密度增加，電感器對於性能很重要，並且可以佔據晶粒上的大量區域。
諸如行動RF收發器的行動射頻（RF）晶片的設計挑戰包括類比/RF性能考慮，包括失配、雜訊和其他性能考慮。這些行動RF收發器的設計包括使用被動設備（例如電感器），來抑制諧振和/或執行濾波、旁路和耦接。這些電感器被整合到高功率片上系統設備（諸如應用處理器和圖形處理器）中。
在該示例中，行動RF收發器的被動設備可以涉及高性能電感器元件。例如，類比積體電路使用各種類型的被動設備，諸如整合電感器。整合電感器的使用可能消耗層壓板或封裝基板上的大量區域，並且還可能導致較高的插入損耗和較低的品質（Q）因數。期望改善整合電感器的關鍵性能指標（KPI）來提供更高的Q因數，同時提供改善的散熱。整合電感器可以用於5G NR RF模組中的毫米波（mmW）濾波器。
電感器包括第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括第二金屬化層多匝跡線，第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括多個離散的第三金屬化層跡線段，多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。
描述了一種用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的方法。方法包括形成第一金屬化層多匝跡線。方法還包括形成第二金屬化層多匝跡線，第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線。方法還包括形成多個離散的第三金屬化層跡線段，多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。
描述了一種射頻前端（RFFE）模組。RFFE模組包括半導體晶粒和耦接到半導體晶粒的整合被動設備（IPD）濾波器晶粒。IPD晶粒由電感器組成。電感器包括第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括第二金屬化層多匝跡線，第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線。電感器還包括多個離散的第三金屬化層跡線段，多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。
這已較廣泛地勾勒出本公開內容的特徵和技術優勢，以便下面的詳細描述可以被更好地理解。本公開內容的額外特徵和優點將在下文描述。本領域技術人員應當理解，本公開內容可以容易地被用作修改或設計用於實施與本公開內容相同的目的的其他結構的基礎。本領域技術人員還應當認識到，這種等效構建並不脫離所附申請專利範圍中闡述的本公開內容的教示。被認為是本公開內容的特性的新穎特徵在其組織和操作方法兩方面連同進一步的目的和優點在結合圖式來考慮以下描述時將被更好地理解。然而，應當清楚地理解，圖式中的每個圖式僅出於圖示和描述目的而被提供，並且不旨在作為對本公開內容的限制的定義。
結合圖式，以下闡述的詳細描述旨在作為各種配置的描述，而不旨在表示可以實踐本文描述的概念的唯一配置。為了提供對各種概念的透徹理解，詳細描述包括特定細節。然而，對於本領域技術人員明顯的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐這些概念。在一些情況下，以方塊圖形式示出了習知的結構和元件，以避免使這些概念模糊。
如本文所述，術語“和/或”的使用旨在表示“包括性或”，並且術語“或”的使用旨在表示“排除或”。如本文所述，在整個該描述中使用的術語“示例性”是指“用作示例、實例或說明”，並且不必一定被解釋為比其他示例性配置優選或有利。如本文所述，在整個該描述中使用的術語“耦接”意指“連接，無論是透過中間連接（例如，開關）、電機、機械或其他方式直接或間接地連接”，並且不一定限於實體連接。額外地，連接可以使得物件被永久地連接或可釋放地連接。連接可以是透過開關進行的。如本文所述，在整個該描述中使用的術語“鄰近”意指“相鄰、非常靠近、緊鄰或接近”。如本文所述，在整個該描述中使用的術語“在...上”在一些配置中意指“直接在…上”，而在其他配置中是“間接在…上”。
由於成本和功耗的考慮，行動射頻（RF）晶片（例如，行動RF收發器）已經遷移到深次微米程序節點。由於增加了支援通信增強（諸如第五代（5G）新無線電（NR）通信系統）的電路功能，設計行動RF收發器變得複雜。行動RF收發器的另外的設計挑戰包括使用被動設備，被動設備直接影響類比RF性能考慮，包括失配、雜訊和其他性能考慮。
行動射頻（RF）收發器中的被動設備可以包括高性能電感器元件。例如，類比積體電路使用各種類型的被動設備，諸如整合電感器。電感器是用於根據電感值將能量暫時儲存在導線線圈內的磁場中的電機設備的示例。該電感值提供了電壓與透過電感器的電流改變速率之比的度量。當流過電感器的電流改變時，能量被暫時儲存在線圈中的磁場中。除了它們的磁場儲存能力之外，電感器還經常被用在交流（AC）電子裝備（諸如無線電裝備）中。例如，行動RF收發器的設計包括使用具有改善電感密度的電感器，同時減小毫米波（mmW）頻率（例如，頻率範圍二（FR2））下的磁損耗。
射頻前端（RFFE）模組可以包括5G寬頻FR2濾波器，該濾波器包括電容器和電感器。不幸的是，5G寬頻FR2濾波器中的整合電感器可能遭受品質（Q）因數降級。此外，整合電感器可能在5G寬頻FR2濾波器內引起散熱問題。在5G NR寬頻FR2濾波器的操作期間，功率耗散與電感器的Q因數有關。此外，散熱與電感器的Q因數以及電感器的電遷移（EM）相關。雖然可以利用後段（BEOL）金屬化層的堆疊形成電感器，但電感值隨堆疊增加而減小。
本公開內容的各個方面提供了具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的程序流程可以包括前段（FEOL）程序、中段（MOL）程序和後段（BEOL）程序。應當理解，術語“層”包括膜並且不被解釋為指示垂直或水準厚度，除非另有說明。如所描述的，術語“基板”可以指代經切割晶片的基板，或者可以指代未被切割的晶片的基板。類似地，術語“晶片”和“晶粒”可以被互換使用。
如所描述的，後段（BEOL）互連層可以指代導電互連層（例如，第一互連層（M1）或金屬一M1、金屬二（M2）、金屬三（M3）、金屬四（M4）等），用於電耦接到積體電路的前段（FEOL）主動設備。各種BEOL互連層被形成在對應的BEOL互連層上，其中下BEOL互連層使用相對於上BEOL互連層更薄的金屬層。BEOL互連層可以電耦接到中段（MOL）互連層，例如，以將M1連接到積體電路的氧化物擴散（OD）層。MOL互連層可以包括零互連層（M0），用於將M1連接到積體電路的主動設備層。BEOL第一通孔（V2）可以將M2連接到M3或其他BEOL互連層。
根據本公開內容的方面，射頻前端（RFFE）模組包括濾波器，該濾波器被配置有具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。本公開內容的方面透過實施改善的金屬堆疊圖案以提供針對5G NR寬頻FR2濾波器的特殊設計，來改善寬頻濾波器內的電感器的關鍵性能指標（KPI）。特殊設計透過提供新穎的電感器金屬堆疊圖案來改善電感器金屬層。該特殊設計可以重新配置寬頻濾波器的當前擁擠區域中的金屬厚度。在本公開內容的一些方面，該特殊設計可以在寬頻濾波器的熱點處添加更多金屬層。本公開內容的一些方面提供客製化的金屬堆疊圖案以提供電感器的期望導通電感。這些客製化的金屬堆疊圖案有益地改善了寬頻濾波器的電機性能，同時改善了熱緩解。
圖1是採用被動設備的射頻前端（RFFE）模組100的示意圖，該被動設備包括電感器118（例如，具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器）。RFFE模組100包括功率放大器102、雙工器/濾波器104和射頻（RF）開關模組106。功率放大器102將信號放大到特定功率水準以進行傳輸。雙工器/濾波器104根據各種不同的參數（包括頻率、插入損耗、抑制或其他類似參數），對輸入/輸出信號進行濾波。此外，RF開關模組106可以選擇輸入信號的某些部分，以傳遞到RFFE模組100的其餘部分。
射頻前端（RFFE）模組100還包括調諧器電路裝置112（例如，第一調諧器電路裝置112A和第二調諧器電路裝置112B）、雙工器190、電容器116、電感器118、接地端子115和天線114。調諧器電路裝置112（例如，第一調諧器電路裝置112A和第二調諧器電路裝置112B）包括諸如調諧器、可攜式資料登錄終端（PDET）和內務類比數位轉換器（HKADC）的組件。調諧器電路裝置112可以對天線114執行阻抗調諧（例如，電壓駐波比（VSWR）優化）。RFFE模組100還包括耦接到無線收發器（WTR）120的被動組合器108。被動組合器108將來自第一調諧器電路裝置112A和第二調諧器電路裝置112B的偵測功率進行組合。無線收發器120處理來自被動組合器108的資訊，並且將該資訊提供給數據機130（例如，行動站數據機（MSM））。數據機130向應用處理器（AP）140提供數位信號。
如圖1中所示，雙工器190在調諧器電路裝置112的調諧器元件與電容器116、電感器118（例如，具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器）和天線114之間。雙工器190可以被放置在天線114和調諧器電路裝置112之間，以提供從射頻前端（RFFE）模組100到晶片組的高系統性能，該晶片組包括無線收發器120、數據機130和應用處理器140。雙工器190還對高頻帶頻率和低頻帶頻率兩者執行頻域多工。在雙工器190對輸入信號執行其頻率多工功能之後，雙工器190的輸出被饋送到包括電容器116和電感器118的可選電感器/電容器（LC）網路。當需要時，LC網路可以對天線114提供額外的阻抗匹配元件。然後，具有特定頻率的信號由天線114發射或接收。雖然示出了單個電容器和電感器，但也可以預期多個元件。
圖2是射頻積體電路（RFIC）晶片200的示意圖，晶片200具有包括第一雙工器190-1的無線區域網路（WLAN）（例如，WiFi）模組170，並且具有包括用於晶片組160的第二雙工器190-2的射頻前端（RFFE）模組150，晶片組160包括具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。WiFi模組170包括第一雙工器190-1，第一雙工器190-1將天線192可通信地耦接到無線區域網路模組（例如，WLAN模組172）。RFFE模組150包括第二雙工器190-2，第二雙工器190-2透過雙工器180將天線194可通信地耦接到無線收發器（WTR）120。無線收發器120和WiFi模組170的WLAN模組172耦接到數據機（行動站數據機（MSM），例如基頻數據機）130，數據機130由電源152透過功率管理積體電路（PMIC）156供電。晶片組160還包括電容器162和164以及電感器166，以提供信號完整性。
功率管理積體電路（PMIC）156、數據機130、無線收發器120和無線區域網路（WLAN）模組172均包括電容器（例如，158、132、122和174），並且根據時鐘154操作。此外，電感器166將數據機130耦接到PMIC 156。根據本公開內容的方面，射頻積體電路（RFIC）晶片200的設計包括具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。
根據本公開內容的方面，圖3是圖示包括半導體晶粒和整合被動設備（IPD）濾波器晶粒的射頻前端（RFFE）模組300的截面圖的方塊圖。在該示例中，RFFE模組300包括由基板310支撐的半導體晶粒350和整合被動設備（IPD）濾波器晶粒320。半導體晶粒350可以是具有半導體基板360（例如，主動矽基板）的主動晶粒，半導體基板360透過後段（BEOL）層370耦接到封裝球302。BEOL層370包括在半導體基板360（例如，經切割矽晶片）上的多個BEOL金屬化層（M1、M2、M3...Mn）。再分佈層312耦接到封裝球302。
IPD濾波器晶粒320包括透過後段（BEOL）層340耦接到封裝球302的基板330（例如，被動基板）。再分佈層312透過封裝球302耦接到IPD濾波器晶粒320。在一些方面，基板330由玻璃組成，並且IPD濾波器晶粒320是玻璃基板整合被動設備（GIPD）濾波器晶粒。IPD濾波器晶粒320可以實現5G NR寬頻FR2濾波器。根據本公開內容的方面，IPD濾波器晶粒320包括具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器，如圖4A和圖4B中所示。
根據本公開內容的方面，圖4A和圖4B是圖示寬頻濾波器內的具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的俯視圖和透視圖的方塊圖。如圖4A中所示，寬頻濾波器410可以是圖3的IPD濾波器晶粒320，諸如射頻（RF）濾波器和/或射頻（RF）模組。根據本公開內容的方面，圖4B圖示了具有變化的離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器420的透視圖。例如，堆疊電感器420包括多層電感器的第一離散的金屬-堆疊圖案430、第二離散的金屬-堆疊圖案440和第三離散的金屬-堆疊圖案450。
在該示例中，第一離散的金屬-堆疊圖案430和第三離散的金屬-堆疊圖案450由Ml和M2金屬化層組成。此外，第二離散的金屬-堆疊圖案440由M1、M2和M3金屬化層組成。第二離散的金屬-堆疊圖案440的增加厚度可以減小電感，同時增加堆疊電感器420的品質（Q）因數。由第二離散的金屬-堆疊圖案440提供的改善的Q因數也改善了散熱處理能力，同時減小了第二離散的金屬-堆疊圖案440的電阻。相比之下，相對於第二離散金屬堆疊，第一離散的金屬-堆疊圖案430和第三離散的金屬-堆疊圖案450具有增加的電感。由於第一離散的金屬-堆疊圖案430的面積較小，第一離散的金屬-堆疊圖案430的電感小於第三離散的金屬-堆疊圖案450的電感。
在本公開內容的方面，根據堆疊電感器420的所需特徵，堆疊電感器420被配置有圖4B的離散的金屬-堆疊圖案中的一個或多個離散的金屬-堆疊圖案。例如，可以使用第二離散的金屬-堆疊圖案440，將額外的離散金屬堆疊層提供在寬頻濾波器410的熱點處。此外，可以使用第三離散的金屬-堆疊圖案450，在寬頻濾波器410的擁擠區域中調整堆疊電感器420的金屬厚度。類似地，可以調整堆疊電感器420的層，諸如使用第一離散的金屬-堆疊圖案430來減小層的面積。圖4B的離散的金屬-堆疊圖案使能了圖4A的寬頻濾波器410的電機性能和熱緩解的改善。
根據本公開內容的方面，圖5是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的俯視圖的圖。圖5中所示的堆疊電感器500類似於圖4A和圖4B中所示的堆疊電感器420。在該示例中，堆疊電感器500由多匝跡線組成，該多匝跡線包括線-跡線段和有角度的接合跡線段。有角度的接合跡線段以45度（45°）角被示出。儘管堆疊電感器500的多匝跡線由M1金屬化層組成，但堆疊電感器500的多匝跡線可以由堆疊在M1金屬化層上的M2金屬化層組成，如圖4B中所示。
在本公開內容的這個方面中，堆疊電感器500的拐角部分502被選擇以用於形成離散的金屬-堆疊圖案。在該示例中，堆疊電感器500的拐角部分502包括堆疊電感器500的有角度的接合跡線段和線-跡線段。拐角部分502由堆疊電感器500的第一線-跡線段510和第三線-跡線段530之間的第一有角度的接合跡線段520組成。在該示例中，第一有角度的接合跡線段520也被示出為具有45度接合並且由M1金屬化層組成。在本公開內容的這個方面中，第二有角度的接合跡線段540由M2金屬化層形成，並且被堆疊在第一有角度的接合跡線段520上，以形成離散的金屬-堆疊圖案550。
根據本公開內容的方面，圖6A和圖6B是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器600的透視圖和截面圖。圖6A中所示的堆疊電感器600類似於圖5中所示的堆疊電感器500，包括離散的金屬堆疊圖案。在本公開內容的這個方面中，堆疊電感器600包括堆疊的多匝跡線610，多匝跡線610由堆疊在M1金屬化層上的M2金屬化層組成，該M1金屬化層包括在預先決定部分處形成的離散的金屬-堆疊圖案。儘管被示為包括堆疊在M1金屬化層上的M2金屬化層，但堆疊的多匝跡線610可以由單個金屬化層組成，如圖4B中所示。
在該示例中，M3金屬化層的第一有角度的跡線段630被形成在堆疊的多匝跡線610上，臨近第一埠602。類似地，M3金屬化層的第二有角度的接合跡線段670被形成在堆疊的多匝跡線610上，臨近堆疊電感器600的第二埠604。堆疊電感器600還包括形成在堆疊的多匝跡線610上的M3金屬化層的第一有角度的跡線段630、第二有角度的跡線段640和第三有角度的跡線段660。堆疊電感器600還包括形成在堆疊的多匝跡線610上的M3金屬化層的線-跡線段650。沿切割線606和608的截面圖在圖6B中被示出。
根據本公開內容的方面，圖6B是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器600的截面圖。在該示例中，堆疊電感器600的截面圖680圖示了第一有角度的跡線段630和第二有角度的跡線段640沿圖6A的切割線606和608的部分。在該配置中，第一有角度的跡線段630和第二有角度的跡線段640透過通孔V2耦接到堆疊的多匝跡線610。此外，堆疊的多匝跡線610由M2金屬化層組成，M2金屬化層被堆疊在M1金屬化層上並且透過通孔V1耦接。
根據本公開內容的方面，圖7A和圖7B圖示了具有圖6A的離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的電感與頻率圖以及品質因數與頻率圖。圖7A圖示了電感與頻率圖700，圖700示出了1.41納亨（nH）的目標電感。圖7B圖示了品質（Q）因數與頻率圖750，圖750示出了72的目標Q因數。根據本公開內容的方面，對於具有圖6A的離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器600，目標電感和目標Q因數被顯示在突出區域710內。
根據本公開內容的方面，圖8是圖示用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的方法的程序流程圖。方法800開始於方塊802，在方塊802中形成第一金屬化層多匝跡線。例如，如圖6A中所示，堆疊電感器600包括堆疊的多匝跡線610，堆疊的多匝跡線610由堆疊在M1金屬化層上的M2金屬化層組成，M1金屬化層包括在預先決定部分處形成的離散的金屬-堆疊圖案。在方塊804中，形成第二金屬化層多匝跡線，以透過第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線。例如，如圖6B中所示，堆疊的多匝跡線610由M2金屬化層組成，M2金屬化層堆疊在M1金屬化層上並且透過通孔V1耦接。
在方塊806中，形成離散的第三金屬化層跡線段，以透過第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。例如，如圖6B中所示，M3金屬化層的有角度的接合跡線段620被形成在堆疊的多匝跡線610上，臨近第一埠602。類似地，M3金屬化層的第二有角度的接合跡線段670被形成在堆疊的多匝跡線610上，臨近堆疊電感器600的第二埠604。堆疊電感器600還包括形成在堆疊的多匝跡線610上的M3金屬化層的第一有角度的跡線段630、第二有角度的跡線段640和第三有角度的跡線段660。堆疊電感器600還包括形成在堆疊的多匝跡線610上的M3金屬化層的線-跡線段650。根據預先決定圖案，離散的第三金屬化層跡線段遵循第二金屬化層多匝跡線的形狀。
本公開內容的方面透過實施改善的金屬堆疊圖案以提供針對5G NR寬頻FR2濾波器的特殊設計，來改善寬頻濾波器內的電感器的關鍵性能指標（KPI）。特殊設計透過提供新穎的電感器金屬堆疊圖案來改善電感器金屬層。該特殊設計可以重新配置寬頻濾波器的當前擁擠區域中的金屬厚度。在一些方面，該特殊設計可以在寬頻濾波器的熱點（例如，高達100⁰C）處添加更多的金屬層。本公開內容的一些方面提供客製化的金屬堆疊圖案，以提供電感器的所需導通電感。這些客製化的金屬堆疊圖案有益地改善了寬頻濾波器的電機性能（例如，插入損耗和抑制），同時改善了熱緩解。針對厚銅（Cu）層程序，客製化的金屬堆疊圖案還改善了化學機械拋光（CMP）比率。
圖9是示出了可以有利地採用本公開內容的一個方面的示例性無線通訊系統900的方塊圖。出於說明的目的，圖9示出了三個遠端單元920、930和950以及兩個基地台940。應當理解，無線通訊系統可以具有更多的遠端單元和基地台。遠端單元920、930和950包括積體電路（IC）設備925A、925C和925B，IC設備925A、925C和925B包括所公開的具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器。應當理解，其他設備也可以包括所公開的堆疊電感器，諸如基地台、交換設備和網路設備。圖9示出了從基地台940到遠端單元920、930和950的前向鏈路信號980以及從遠端單元920、930和950到基地台940的反向鏈路信號990。
在圖9中，遠端單元920被示為行動電話，遠端單元930被示為可攜式電腦，並且遠端單元950被示為在無線本地環路系統中的固定位置遠端單元。例如，遠端單元可以是行動電話、掌上型個人通信系統（PCS）單元、可攜式資料單元（諸如個人資料助理）、使能GPS的設備、導航設備、機上盒、音樂播放機、視頻播放機、娛樂單元、固定位置資料單元（諸如儀錶讀取裝備），或儲存或取回資料或電腦指令的其他設備，或其組合。儘管圖9圖示了根據本公開內容的方面的遠端單元，但是本公開內容不限於這些示例性說明的單元。本公開內容的方面可以被適當地用在包括所公開的堆疊電感器的許多設備中。
圖10是圖示用於上面公開的半導體元件（諸如堆疊電感器）的電路、佈局和邏輯設計的設計工作站的方塊圖。設計工作站1000包括硬碟1001，硬碟1001包含作業系統軟體、支援檔案以及諸如Cadence或OrCAD的設計軟體。設計工作站1000還包括顯示器1002，以有助於電路1010或射頻（RF）元件1012（諸如堆疊電感器）的設計。提供儲存媒體1004，以用於有形地儲存電路1010或RF元件1012（例如，具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器）的設計。電路1010或RF元件1012的設計可以以諸如GDSII或GERBER的檔案格式被儲存在儲存媒體1004上。儲存媒體1004可以是壓縮磁碟唯讀記憶體（CD-ROM）、數位多功能光碟（DVD）、硬碟、快閃記憶體或其他適當的設備。此外，設計工作站1000包括驅動裝置1003，以用於從儲存媒體1004接受輸入或將輸出寫到儲存媒體1004。
在以下編號的條款中描述了實施方式示例： 1．一種電感器，包括： 第一金屬化層多匝跡線； 第二金屬化層多匝跡線，透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線；以及 多個離散的第三金屬化層跡線段，透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。 2．根據條款1的電感器，其中根據預先決定的圖案，多個離散的第三金屬化層跡線段遵循第二金屬化層多匝跡線的形狀。 3．根據條款1-2中任一項的電感器，其中第一金屬化層多匝跡線包括線-跡線段，線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。 4．根據條款1-3中任一項的電感器，其中多個離散的第三金屬化層跡線段中的第一個第三金屬化層跡線段的厚度不同於多個離散的第三金屬化層跡線段中的第二個第三金屬化層跡線段的厚度。 5．根據條款1-4中任一項的電感器，其中多個離散的第三金屬化層跡線段包括線-跡線段、有角度的接合跡線段或有角度的跡線段。 6．根據條款1-5中任一項的電感器，其中電感器被整合到整合被動設備（IPD）中。 7．根據條款6的電感器，其中IPD被整合在射頻（RF）濾波器中。 8．根據條款6的電感器，其中IPD被整合在射頻（RF）模組中。 9．一種用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的方法，包括： 形成第一金屬化層多匝跡線； 形成第二金屬化層多匝跡線，第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線；以及 形成多個離散的第三金屬化層跡線段，多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。 10．根據條款9的方法，其中形成多個離散的第三金屬化層跡線段包括：根據預先決定的圖案，沉積多個離散的第三金屬化層跡線段，該多個離散的第三金屬化層跡線段遵循第二金屬化層多匝跡線的形狀。 11．根據條款9-10中任一項的方法，其中形成第一金屬化層多匝跡線包括：形成線-跡線段，該線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。 12．根據條款9-11中任一項的方法，其中形成多個離散的第三金屬化層跡線段包括：形成線-跡線段、有角度的跡線段或有角度的接合跡線段。 13．根據條款9-12中任一項的方法，還包括：將堆疊電感器整合到整合被動設備（IPD）中。 14．根據條款13的方法，還包括：將IPD整合在射頻（RF）濾波器中。 15．根據條款13的方法，還包括：將IPD整合在射頻（RF）模組中。 16．一種射頻前端（RFFE）模組，包括： 半導體晶粒；以及 整合被動設備（IPD）晶粒，耦接到半導體晶粒並且包括電感器，電感器包括： 第一金屬化層多匝跡線， 第二金屬化層多匝跡線，透過至少一個第一通孔耦接到第一金屬化層多匝跡線，以及 多個離散的第三金屬化層跡線段，透過多個第二通孔耦接到第二金屬化層多匝跡線。 17．根據條款16的RFFE模組，其中根據預先決定圖案，多個離散的第三金屬化層跡線段遵循第二金屬化層多匝跡線的形狀。 18．根據條款16-17中任一項的RFFE模組，其中第一金屬化層多匝跡線包括線-跡線段，該線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。 19．根據條款16-18中任一項的RFFE模組，其中多個離散的第三金屬化層跡線段中的第一個第三金屬化層跡線段的厚度不同於多個離散的第三金屬化層跡線段中的第二個第三金屬化層跡線段的厚度。 20．根據條款16-19中任一項的RFFE模組，其中多個離散的第三金屬化層跡線段包括線-跡線段、有角度的接合跡線段或有角度的跡線段。
記錄在儲存媒體1004上的資料可以指定邏輯電路配置、用於光刻掩模的圖案資料或用於諸如電子束光刻的串列寫入工具的掩模圖案資料。該資料還可以包括邏輯驗證資料，諸如與邏輯模擬相關聯的時序圖或網路電路。在儲存媒體1004上提供資料，透過減少用於設計半導體晶片的程序的數目，而有助於電路1010或射頻（RF）元件1012的設計。
對於韌體和/或軟體實現，這些方法體系可以用執行本文中所描述的功能的模組（例如，規程、函數等等）來實現。有形地體現指令的機器可讀媒體可以被用來實現本文中所描述的方法體系。例如，軟體碼可以被儲存在記憶體中並由處理器單元來執行。記憶體可以在處理器單元內或在處理器單元外部實現。如本文中所使用的，術語“記憶體”是指長期、短期、揮發性、非揮發性類型記憶體，或其他記憶體，而並不限於特定類型的記憶體或記憶體數目，或記憶儲存在其上的媒體的類型。
如果以韌體和/或軟體實現，則功能可以作為一條或多條指令或碼儲存在電腦可讀媒體上。示例包括編碼有資料結構的電腦可讀媒體和編碼有電腦程式的電腦可讀媒體。電腦可讀媒體包括實體電腦儲存媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的可用媒體。作為示例而非限制，這種電腦可讀媒體可以包括隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、電可擦除可程式設計唯讀記憶體（EEPROM）、壓縮磁碟唯讀記憶體（CD-ROM）或其他光碟儲存、磁片儲存或其他磁存放裝置，或能被用來儲存指令或資料結構形式的期望程式碼並且能被電腦存取的其他媒體；如本文中所使用的碟（disk）和碟（disc）包括壓縮碟（CD）、雷射光碟、光碟、數位多用碟（DVD）、軟碟和藍光 ®碟，其中碟往往磁性地再現資料，而碟利用雷射光學地再現資料。上述的組合應當也被包括在電腦可讀媒體的範圍內。
除了儲存在電腦可讀媒體上，指令和/或資料還可以作為包括在通信裝置中的傳輸媒體上的信號來被提供。例如，通信裝置可以包括具有指示指令和資料的信號的收發機。指令和資料被配置成使一個或多個處理器實現申請專利範圍中敘述的功能。
儘管已詳細描述了本公開內容及其優勢，但是應當理解，可以在本文中作出各種改變、替代和變更而不會脫離如由所附申請專利範圍所定義的本公開內容的技術。例如，諸如“上方”和“下方”的關係術語是關於基板或電子器件使用的。當然，如果該基板或電子器件被顛倒，則上方變成下方，反之亦然。此外，如果是側面取向的，則上方和下方可以指代基板或電子器件的側面。此外，本申請的範圍並不旨在被限制於說明書中所描述的程序、機器、製造、物質組成、部件、方法和步驟的特定配置。如本領域的普通技術人員將容易從本公開內容領會到的，根據本公開內容，可以利用現存或今後開發的與本文所描述的相應配置執行基本相同的功能或實現基本相同結果的程序、機器、製造、物質組成、部件、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這種程序、機器、製造、物質組成、部件、方法或步驟包括在其範圍內。
本領域技術人員還應當理解，結合本公開內容描述的各種說明性邏輯方塊、模組、電路和演算法步驟可以實現為電子硬體、電腦軟體或它們的組合。為了清楚地示出硬體和軟體的這種可交換性，上面已經根據它們的功能一般性地描述了各種說明性部件、方塊、模組、電路和步驟。這種功能被實現為硬體還是軟體取決於具體應用和對總體系統施加的設計約束。本領域技術人員可以各種方式針對每個具體應用實現所述功能，但是這種實現判定不應當解釋為背離本公開內容的範圍。
結合本公開內容描述的各種說明性邏輯方塊、模組和電路可以利用通用處理器、數位訊號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式設計閘陣列（FPGA）或其他可程式設計邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體部件或者被設計為執行本文所述功能的任何它們的組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，但是備選地，處理器可以是任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可以實現為計算設備的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心聯合的一個或多個微處理器，或者任何其他這種配置。
結合本公開內容描述的方法步驟或演算法可以直接以硬體、由處理器執行的軟體模組或者二者的組合來實施。軟體模組可以駐留在隨機存取記憶體（RAM）、快閃記憶體、唯讀記憶體（ROM）、可擦除可程式設計唯讀記憶體（EPROM）、電可擦除可程式設計唯讀記憶體（EEPROM）、暫存器、硬碟、可移除碟、壓縮磁碟唯讀記憶體（CD-ROM），或本領域已知的任何其他形式的儲存媒體中。示例性儲存媒體耦接至處理器，使得處理器可以從儲存媒體讀取資訊或者向儲存媒體寫入資訊。備選地，儲存媒體可以整合到處理器中。處理器和儲存媒體可以駐留在特殊應用積體電路（ASIC）中。ASIC可以駐留在使用者終端中。在備選方案中，處理器和儲存媒體可以作為使用者終端中的離散部件。
在一個或多個示例性設計中，所述功能可以硬體、軟體、韌體或任何它們的組合來實現。如果以軟體實現，則功能可以在電腦可讀媒體上儲存或傳輸為一個或多個指令或碼。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體和通信媒體，包括利於將電腦程式從一個位置傳送到另一位置的任何媒體。儲存媒體可以是可被通用或專用電腦存取的任何可用媒體。作為示例而非限制，這種電腦可讀媒體可以包括隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、電可擦除可程式設計唯讀記憶體（EEPROM）、壓縮磁碟唯讀記憶體（CD-ROM）或其他光碟記憶體、磁碟記憶體或者其他磁性存放裝置，或者可以用於以指令或資料結構的形式承載或儲存特定程式碼並且可以被通用或專用電腦或通用或專用處理器存取的任何其他媒體。此外，任何連接被適當地稱為電腦可讀媒體。例如，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙鈕線、數位用戶線路（DSL）或者無線技術（諸如紅外線、無線電和微波）從網站、伺服器或其他遠端來源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙鈕線、DSL或者無線技術（諸如紅外線、無線電和微波）包括在媒體的定義中。如本文所使用的，磁片和光譜包括壓縮磁碟（CD）、雷射光碟、光碟、數位通用光碟（DVD）、軟碟和藍光 ®碟，其中磁片通常磁性地再生資料，而光碟利用雷射器光學地再生資料。上述的組合也應當被包括在電腦可讀媒體的範圍內。
提供本公開內容的前述描述以使本領域技術人員能夠製作或使用本公開內容。對於本領域技術人員來說，對本公開內容的各種修改將是明顯的，並且在不背離本公開內容的精神或範圍的情況下，本文定義的一般原理可以被應用於其他變型。因此，本公開內容不旨在限於本文描述的示例和設計，而是要被賦予與本文公開的原理和新穎特徵一致的最寬範圍。
100:射頻前端（RFFE）模組 102:功率放大器 104:雙工器/濾波器 106:射頻（RF）開關模組 108:被動組合器 112:調諧器電路裝置 112A:第一調諧器電路裝置 112B:第二調諧器電路裝置 114:天線 115:接地端子 116:電容器 118:電感器 120:無線收發器（WTR） 122:電容器 130:數據機 132:電容器 140:應用處理器（AP） 150:射頻前端（RFFE）模組 152:電源 154:時鐘 156:功率管理積體電路（PMIC） 158:電容器 160:晶片組 162:電容器 164:電容器 166:電容器 170:無線區域網路（WLAN）模組 172:WLAN模組 174:電容器 180:雙工器 190:雙工器 190-1:第一雙工器 190-2:第二雙工器 192:天線 194:天線 200:射頻積體電路（RFIC）晶片 300:RFFE模組 302:封裝球 310:基板 312:再分佈層 320:整合被動設備（IPD）濾波器晶粒 330:基板 340:後段（BEOL）層 350:半導體晶粒 360:半導體基板 370:後段（BEOL）層 410:寬頻濾波器 420:堆疊電感器 430:第一離散的金屬-堆疊圖案 440:第二離散的金屬-堆疊圖案 450:第三離散的金屬-堆疊圖案 500:堆疊電感器 502:拐角部分 510:第一線-跡線段 520:第一有角度的接合跡線段 530:第三線-跡線段 540:第二有角度的接合跡線段 550:離散的金屬-堆疊圖案 600:堆疊電感器 602:第一埠 604:第二埠 606:切割線 608:切割線 610:多匝跡線 620:有角度的接合跡線段 630:第一有角度的跡線段 640:第二有角度的跡線段 650:金屬化層的線-跡線段 660:第三有角度的跡線段 670:第二有角度的接合跡線段 680:截面圖 700:電感與頻率圖 710:突出區域 750:品質（Q）因數與頻率圖 800:方法 802:方塊 804:方塊 806:方塊 900:無線通訊系統 920:遠端單元 925A:積體電路（IC）設備 925B:積體電路（IC）設備 925C:積體電路（IC）設備 930:遠端單元 940:基地台 950:遠端單元 980:前向鏈路信號 990:反向鏈路信號 1000:設計工作站 1001:硬碟 1002:顯示器 1003:驅動裝置 1004:儲存媒體 1010:電路 1012:射頻（RF）元件 M1:金屬一 M2:金屬二 M3:金屬三 V1:通孔 V2:通孔
為了更完整地理解本公開內容，現在參考結合圖式進行的以下描述。
圖1是採用被動設備的射頻前端（RFFE）模組的示意圖。
圖2是用於晶片組的採用被動設備的射頻前端（RFFE）模組的示意圖。
根據本公開內容的方面，圖3是圖示包括半導體晶粒和整合被動設備（IPD）濾波器晶粒的射頻前端（RFFE）模組的截面圖的方塊圖。
根據本公開內容的方面，圖4A和圖4B是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的俯視圖和透視圖的方塊圖。
根據本公開內容的方面，圖5是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的俯視圖的圖。
根據本公開內容的方面，圖6A和圖6B是圖示具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的透視圖和截面圖。
根據本公開內容的方面，圖7A和圖7B圖示了具有圖6A的離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的電感與頻率圖以及品質因數與頻率圖。
根據本公開內容的方面，圖8是圖示用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的方法的程序流程圖。
圖9是示出其中可以有利地採用本公開內容的配置的示例性無線通訊系統的方塊圖。
圖10是圖示根據一種配置的用於半導體元件的電路、佈局和邏輯設計的設計工作站的方塊圖。
600:堆疊電感器
602:第一埠
604:第二埠
606:切割線
608:切割線
610:多匝跡線
620:有角度的接合跡線段
630:第一有角度的跡線段
640:第二有角度的跡線段
650:金屬化層的線-跡線段
660:第三有角度的跡線段
670:第二有角度的接合跡線段
M2:金屬二
M3:金屬三

Claims (20)

  1. 一種電感器，包括： 第一金屬化層多匝跡線； 第二金屬化層多匝跡線，透過至少一個第一通孔耦接到所述第一金屬化層多匝跡線；以及 多個離散的第三金屬化層跡線段，透過多個第二通孔耦接到所述第二金屬化層多匝跡線。
  2. 根據請求項1所述的電感器，其中根據預先決定的圖案，所述多個離散的第三金屬化層跡線段遵循所述第二金屬化層多匝跡線的形狀。
  3. 根據請求項1所述的電感器，其中所述第一金屬化層多匝跡線包括線-跡線段，所述線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。
  4. 根據請求項1所述的電感器，其中所述多個離散的第三金屬化層跡線段中的第一個第三金屬化層跡線段的厚度不同於所述多個離散的第三金屬化層跡線段中的第二個第三金屬化層跡線段的厚度。
  5. 根據請求項1所述的電感器，其中所述多個離散的第三金屬化層跡線段包括線-跡線段、有角度的接合跡線段或有角度的跡線段。
  6. 根據請求項1所述的電感器，其中所述電感器被整合到整合被動設備（IPD）中。
  7. 根據請求項6所述的電感器，其中所述IPD被整合在射頻（RF）濾波器中。
  8. 根據請求項6所述的電感器，其中所述IPD被整合在射頻（RF）模組中。
  9. 一種用於製造具有離散的金屬-堆疊圖案的堆疊電感器的方法，包括： 形成第一金屬化層多匝跡線； 形成第二金屬化層多匝跡線，所述第二金屬化層多匝跡線透過至少一個第一通孔耦接到所述第一金屬化層多匝跡線；以及 形成多個離散的第三金屬化層跡線段，所述多個離散的第三金屬化層跡線段透過多個第二通孔耦接到所述第二金屬化層多匝跡線。
  10. 根據請求項9所述的方法，其中形成所述多個離散的第三金屬化層跡線段包括：根據預先決定的圖案，沉積所述多個離散的第三金屬化層跡線段，所述多個離散的第三金屬化層跡線段遵循所述第二金屬化層多匝跡線的形狀。
  11. 根據請求項9所述的方法，其中形成所述第一金屬化層多匝跡線包括：形成線-跡線段，所述線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。
  12. 根據請求項9所述的方法，其中形成所述多個離散的第三金屬化層跡線段包括：形成線-跡線段、有角度的跡線段或有角度的接合跡線段。
  13. 根據請求項9所述的方法，還包括：將所述堆疊電感器整合到整合被動設備（IPD）中。
  14. 根據請求項13所述的方法，還包括：將所述IPD整合在射頻（RF）濾波器中。
  15. 根據請求項13所述的方法，還包括：將所述IPD整合在射頻（RF）模組中。
  16. 一種射頻前端（RFFE）模組，包括： 半導體晶粒；以及 整合被動設備（IPD）晶粒，耦接到所述半導體晶粒並且包括電感器，所述電感器包括： 第一金屬化層多匝跡線， 第二金屬化層多匝跡線，透過至少一個第一通孔耦接到所述第一金屬化層多匝跡線，以及 多個離散的第三金屬化層跡線段，透過多個第二通孔耦接到所述第二金屬化層多匝跡線。
  17. 根據請求項16所述的RFFE模組，其中根據預先決定的圖案，所述多個離散的第三金屬化層跡線段遵循所述第二金屬化層多匝跡線的形狀。
  18. 根據請求項16所述的RFFE模組，其中所述第一金屬化層多匝跡線包括線-跡線段，所述線-跡線段耦接到有角度的接合跡線段和/或有角度的跡線段。
  19. 根據請求項16所述的RFFE模組，其中所述多個離散的第三金屬化層跡線段中的第一個第三金屬化層跡線段的厚度不同於所述多個離散的第三金屬化層跡線段中的第二個第三金屬化層跡線段的厚度。
  20. 根據請求項16所述的RFFE模組，其中所述多個離散的第三金屬化層跡線段包括線-跡線段、有角度的接合跡線段或有角度的跡線段。
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