[發明專利]變壓器

有效

• 申請號: 201610942121.7
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN108022913B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 王西寧;程仁豪;周之蔣;高金鳳
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01F27/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

一種變壓器，包括：襯底；第一線圈結構，包括：第一單層線圈以及第一疊層線圈；第二線圈結構，包括：第二單層線圈以及第二疊層線圈。本發明技術方案可以通過垂直所述襯底表面方向上，所述第一單層線圈和所述第二單層線圈之間實現。所以本發明技術方案能夠有效的增加所述第一線圈結構和所述第二線圈結構之間電磁耦合的面積，從而提供電磁耦合效率。在相同的耦合要求情況下，本發明技術方案可以減少所述第一疊層線圈和所述第二疊層線圈的數量，從而能夠有效的減小所述第一線圈結構和所述第二線圈結構的面積，減小所述變壓器面積。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種變壓器。

背景技術

在CMOS射頻集成電路(Radio Frequency Integrated Circuit,RFIC)中，平衡-不平衡變壓器(balun)是一種重要的電學器件，主要用于實現不平衡信號和平衡信號之間的轉換。

電感是平衡-不平衡變壓器的一個核心部件，電感的性能參數與不平衡變壓器的性能直接相關。現有技術中，集成電路內的電感大多采用平面電感，例如平面螺旋電感；所述平面電感為金屬導線在襯底或介質層表面繞制而成，與傳統線繞電感相比，平面電感具有成本低、易于集成、噪聲小以及功耗低的優點。更重要的是，平面電感能夠與現有的集成電路工藝兼容。

電感品質因子Q和插入損耗(Insertion Loss,IL)是影響平衡-不平衡變壓器性能的兩大主要因素。與射頻前端電路中的平衡混頻器、放大器相關的限位噪聲、功率損耗等性能都與電感品質因子Q、插入損耗相關。

為了提高電感品質因子Q、降低插入損耗，現有技術中，平衡-不平衡變壓器內線圈的面積一般較大，從而造成了平衡-不平衡變壓器內線圈占用晶圓面積較大。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種變壓器，以減小變壓器面積。

為解決上述問題，本發明提供一種變壓器，包括：

襯底；位于所述襯底上呈螺旋形的第一線圈結構，包括：第一單層線圈以及與所述第一單層線圈相連的至少一個第一疊層線圈，所述第一疊層線圈包圍所述第一單層線圈；位于所述襯底上呈螺旋形的第二線圈結構，包括：第二單層線圈，所述第二單層線圈在所述襯底表面的投影與所述第一單層線圈在所述襯底表面的投影相重疊；以及與所述第二單層線圈相連的至少一個第二疊層線圈，所述第二疊層線圈的數量大于或等于所述第一疊層線圈的數量，且平行襯底表面平面內，所述第二疊層線圈與所述第一疊層線圈或第一單層線圈交替間隔設置。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明技術方案中，第一線圈結構包括第一單層線圈，第二線圈結構包括第二單層線圈；而且所述第二單層線圈在所述襯底表面的投影與所述第一單層線圈在所述襯底表面投影相重疊。因此，本發明技術方案中，所述第一線圈結構和所述第二線圈結構之間的電磁耦合不僅通過平行襯底表面平面內的側向實現，而且還可以通過垂直所述襯底表面方向上，所述第一單層線圈和所述第二單層線圈之間實現。所以本發明技術方案能夠有效的增加所述第一線圈結構和所述第二線圈結構之間電磁耦合的面積，從而提供電磁耦合效率。在相同的耦合要求情況下，本發明技術方案可以減少所述第一疊層線圈和所述第二疊層線圈的數量，從而能夠有效的減小所述第一線圈結構和所述第二線圈結構的面積，減小所述變壓器面積。