[實用新型]一種新型的分形PGS結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220317662.8
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN202633288U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 劉軍;趙倩
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01L23/58
• 分類號: H01L23/58
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于集成電路技術領域，具體涉及一種新型的應用分形理論的PGS（Patterned?Ground?Shield）結構，而此分形PGS結構主要應用于無源器件電感/變壓器等。

背景技術

隨著CMOS射頻集成電路的快速發(fā)展，高性能/低功耗/集成度的要求越來越高。而單元電路如低噪聲放大器、壓控振蕩器、混頻器、中頻濾波器，功率放大器等是整個電路成功的基礎，在這其中片上電感/變壓器又是必不可少的元件，因此，其設計和優(yōu)化已成為整個電路成功設計的關鍵之一。

評價電感/變壓器性能的一個重要指標是品質因數Q，它定義為電感在一個周期內存儲的能量和損耗能量的比值，電感的Q值越大，表示該電感的質量越好。

在片電感/變壓器一般通過金屬薄膜在硅襯底上繞制而成，因此它們是一個比較開放性的結構，其工作時候的電場和磁場會滲透到整個襯底之中，從而在襯底中以及襯底表面的區(qū)域產生反方向的感應電流，會反作用于金屬線圈，會相對降低電感線圈的L值，同時也會導致額外的襯底能量損耗，降低了電感/變壓器Q值。如果能夠有效的減小參透到襯底的電磁場，對于減小損耗，提高電感/變壓器線圈的L值和Q值以及減小變壓器的插入損耗IL，是有很大影響。

發(fā)明內容

由上述可知，本實用新型要解決的問題是，利用線圈和襯底之間的薄的金屬層制造一接地屏蔽層，有效的屏蔽掉滲透到襯底的電磁場，從而減小在襯底中以及襯底表面區(qū)域產生的感應電流，達到降低襯底能量損耗和提高線圈的品質因數的作用。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種新型的分形PGS結構，應用于片上螺旋電感或變壓器，該分形PGS結構位于線圈繞成的電感或變壓器的中心部分，采用底層的薄金屬層，利用分形理論在基本圖形單元的基礎上，構造多階的圖案接地屏蔽層。

所采用的薄金屬層，可以是單層的，也可以是幾層金屬并聯(lián)使用。

所述的基本圖形單元共有兩種，分別是Ｈ形和十字形，這兩種形狀都是由相互垂直的金屬條和平行的金屬條合并為一體構成。

本實用新型的有益效果：一方面該實用新型基于原有的制作工藝，沒有增加任何的工藝步驟，比較容易實現(xiàn)，也不會增加花費。另一方面該分形PGS結構，能夠有效的屏蔽掉線圈滲透到襯底的電磁場，這樣降低可在襯底和襯底表面區(qū)域產生的感應電流，既可以達到降低襯底能量損耗和提高品質因數的作用，又可以使得工作頻率提高，并可增加慢波因子，使得波走的比較慢，縮小電路布局所需要的面積。

附圖說明

圖1為本實用新型的一階Ｈ形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖2為本實用新型的二階Ｈ形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖3為本實用新型的三階Ｈ形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖4為本實用新型的一階的十字形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖5為本實用新型的二階的十字形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖6為本實用新型的三階的十字形分形接地屏蔽（PGS）結構平面示意圖。

圖7為本實用新型采用多層金屬的H形接地屏蔽（PGS）結構的橫截面示意圖。

圖8為本實用新型采用多層金屬的十字形接地屏蔽（PGS）結構的橫截面示意圖。

圖9為圖4的示意圖應用于一個對稱電感的L值與頻率的關系圖。

圖10為圖4的示意圖應用于一個對稱電感的Q值與頻率的關系圖。

圖11為圖1的示意圖應用于一個對稱電感的L值與頻率的關系圖。

圖12為圖1的示意圖應用于一個對稱電感的Q值與頻率的關系圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。