TWI314329B - On-chip transformer balun - Google Patents

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TWI314329B TW095130029A TW95130029A TWI314329B TW I314329 B TWI314329 B TW I314329B TW 095130029 A TW095130029 A TW 095130029A TW 95130029 A TW95130029 A TW 95130029A TW I314329 B TWI314329 B TW I314329B
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Description

1314329 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】
轉明係、關於-種晶片A +衡-不平衡變壓 transformer balun)，並且特別地，關於可承受較傳统 P 的電流的平衡-不平衡變壓器。 王时兩大 【先前技術】
以現有的晶片式平衡-不平衡變壓器而言，其燒線方 同層者，但會有明顯的寄生效應問題，且若在數比^，豆= 合係數則會降低。亦有其繞線在同—層成形者，以提 ^ 數，但受限於佈線區域有限，繞線匝數比無法提高。此二: 限於半導體製程的雛，其最上層的電路可承受高於1他 ς =承受的電流密度，若齡有情處μ以金屬電^ 時，整個電路能承载的電流將受限於其他層可承受的電产密产 ^更無法達到高低阻抗轉換的需求。尤其是在功率轉換的領1 未迠拉大阻抗轉換比即代表需要更多的轉換級數，也就 多的佈線空間及更大的能量轉換損失。 要更 藉供—可承受較傳統麵11為大的電流的平衡-不平衡 變壓器是有其需要的。 【發明内容】 ^本發明之目的在於提供一種晶片式平衡-不平衡變壓器。該平 衡-不平衡變壓器可承受較傳統變壓器為大的電流。°σ 根據本發明之一較佳具體實施例，該晶片式平衡-不平衡變壓 ^，成形於二層連續隔離層(Isolating layer)中，其中該等隔離層係 起异成形於一半導體基材上或之上。該晶片式平衡-不平 7、°髮器包$主繞線(Primary winding)以及一次繞線(Secondary 1314329
I winding)。該主繞線包含複數個第一線段以及一第一金屬電橋 (Metal bridge)。該等第一線段包含3個第一半圈線圈(8細_咖 coil)以及3個第二半圈線圈。該等第一半圈線圈以及該等第二半 圈線圈位於-主要金屬層，根據該較佳具體實施例，即成形於該 等隔離層中之第1層隔離層上。該等第—導電段分別位於該主要 金屬層以外之不肖金屬層上’雜雜健體實闕，即成形於 該等隔離層中從第2層隔離層至第5層隔離層上。並且，該第一 金$電橋包含複，個第一導電段(c〇nducting secti〇n)以及複數個第 -貫孔(Via)。該等第-貫孔係將該等第—導電段以及該等第 段耦接在一起。根據該較佳具體實施例，即每一個第一導鹑 ίΐ等Ϊ形艾該ί 1層隔離層至第4層隔離層之第-貫孔連接4 -半中之—個第—半圈線圈與該等第二半圈線圈中之 二ίίϋΛ。此外，魅麟進—步包含個金屬接 ;該等第:半圈線圈中之-個第-半圈線圈與:等㈡ 中之一個第二半圈線圈。 闽”千乐千圈線圈 該次繞線包含複數個第二線段以及 二線段包含2個第三半圈線圈以μ弟一金屬電橋該等第 半圈線圈以及該等苐四半=等第三 具體實施例，即成形於該等隔離層中^ ^屬^ ’根據該較佳 三半圈線圈係與該等第-半圈線圈幻f隔離層上。該等第 該等第二相線圈交錯。該至少、轉第四半圈線圈係與 屬屬以外之柯金屬層上，根據電段分藏於該主要金 等隔離層中之第6層隔離層上?體實施例’即成形於該 一第二導電段以及複數個第二貫孔。兮^第二金屬電橋包含至少 第二導電段以及該等第二線段耦接二等第二貫孔係將該至少— 例，即每一個第二導電段藉由該 7。根據該較佳具體實施 層隔離層之第二貫孔連接該等第4^於該第1層隔離層至第5 圈與該等第四半圈線圈中之—個圈中之-個第三半圈線 半圈線圈，或連接該等第二 6 1314329 【圖式簡單說明】 圖一係根據本發明之一較佳具體實施例之一晶片式平衡-不平 衡變壓器之一正視圖。 圖二係繪示圖一中之一第一局部侧視圖。 圖三係繪示圖一中之一第二局部侧視圖。 圖四係繪示圖一中之一第三局部側視圖。 圖五係繪示根據本發明之串並聯電路圖。 【主要元件符號說明】 1 :晶片式平衡-不平衡變壓器 10 :隔離層 11 :半導體基材 12 :主繞線 13 :次繞線 14 :第一埠 15 :第二埠 16 :第四埠 17 :第三埠 18 :主繞線之中央抽頭 19 :次繞線之中央抽頭 121 :第一半圈線圈 122 :第二半圈線圈 123 :第一導電段 124 :第一貫孔 125 :金屬接合 126 :第三導電段 127 :第三貫孔 131 ··第三半圈線圈 11 1314329 132 :第四半圈線圈 133 134 :第二貫孔 135 136 :第四貫孔 第二導電段 第四導電段 12

Claims (1)

1314329 申請專利範圍： 1、 一種晶片式平衡-不平衡變壓器(On-chip transformer balun)，該晶 片式平衡-不平衡變壓器係成形於N層連續隔離層(isoiathg iayer) 中，該N層隔離層係由上至下起算成形於一半導體基材上或之 上，N係一大於4之整數，該晶片式平衡-不平衡變壓器包含： 一第一繞線(Winding)，包含： 複數個第一半圈線圈(Semi-tum c〇ii),該等第一半圈線圈係 成形於該等隔離層中之第一層隔離層上； ' ” 複數個第二半圈線圈，該等第二半圈線圈係大致與該等第 一半圈線圈對稱，並且成形於該等隔離層中之第一層隔離 層上； θ 複數個金屬接合(Metal junction) ’該等金屬接合成形於哕辇 隔離層中之第-層隔離層上，該等金屬接合之 係，接該等第—半圈線圈中之—個第—半圈線圈與該 寻弟一半圈線圈中之一個第二半圈線圈；以及 第一導電段(c〇nducting ―)，該等第—導電段係 該等隔離層中從帛二層隔離層至第i層醜層之各層 J糸—範圍由3至中之一整數指標，該等第一 個第一導電段係利用成形於該等隔離層中之第一 曰至第(Η)層隔離層中之複數個第— 第一半圈線圈中之-個第-半圈線第 —ί圈線圈中之—個第二半圈線圈；以及 第一繞線，包含： 半圈線圈，該等第三半圈線圈係與該等第-半 :線圈讀，並且成形於該等隔離層中之第一U 四半圈線圈，該等第四半圈線圈係大致與該等第 I隔離層，並且形於該 數個第二導電段，該等第二導電段係成形於該等隔離層 13 1314329 % 層隔離層上，該等第二導電段中之每-個笛 ，中之複數個第二貫孔，來連4等層第=層_， 圈唆Ξ第二半圈線圈與該等第四半圈線圈中之土個ί圈： 2、 4、 亥等第三半圈線圈中之另-個第1半圈=二2線圈 ^第四半圈線圈中之—個第四半圈線:第或^妾該 如由f中之另—個第四半圈線圈。 半圈線 笛申利範圍第1項所述之晶片式平衡-不平衡變壓m 進-步包含-第-璋以及-第二ΐ =二ΐ、ί該 ^等苐—半圈線圈中之最外_第—半圈 ^糸$接 如二f圈線圈中之最外圈的第二半圈線圈 係 第-1後ΠΪ1項所述之晶片式平衡'不平衡變壓器，其中令 第-繞線進-步包含—第三埠及—第四埠，、中及 該等第f半圈線圈中之最外圈的第三半圈線圈，該第至 接至該等第畔圈線财之最外_第四 =-糸連 一種變壓器，包含： 一第一繞線（Winding)，包含： 複，個第-線段，該等第一線段位於一主要金屬層；以及 一第一金屬電橋（Metal bridge )，用來將該等第一線 在一起’該第一金屬電橋包含： 複數個第一導電段(C0nducting secti〇n)，該等導電段分別位 於該主要金屬層以外之不同金屬層上；以及 複數個第一貫孔（Via)，用來將該等第一導電段與該 線段輕接在一起；以及 一第二繞線，包含： 複，個第二線段，該等第二線段位於該主要金屬層；以及 一第二金屬電橋，用來將該等第二線段耦接在—起， 二金屬電橋包含： 至少一第二導電段，該第二導電段位於該主要金屬層以外 14 1314329 之金屬層上；以及 複數個第二貫孔，用來將該至少一第二導電段與該第二線 段耦接在一起；以及。 5、如申請專利範圍第4項所述之變壓器，其中該等第一線段的至少 其中之一的線寬異於該等第二線段的至少其中之一的線寬。
15
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