[發明專利]一種毫米波電感結構

有效

• 申請號: 201611245957.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106783799B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李琛;任錚;王全;郭奧
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發明公開了一種毫米波電感結構，包括片上毫米波電感及位于所述片上毫米波電感下方的屏蔽層。所述屏蔽層包括多個呈散點狀分布的屏蔽單元，每個所述屏蔽單元由上往下由多晶硅或金屬、接觸孔、第一半導體類型的阱區以及第一半導體類型的深阱區組成，其中，各所述屏蔽單元的深阱區相連并接地。本發明有效的解決了現有技術中的屏蔽層結構局限于傳統圓形、方形電感，而無法有效應用于任意形狀電感的問題。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別涉及一種集成電路片上毫米波電感結構。

背景技術

電感是射頻收發機前端中的重要無源器件，射頻前端收發機模塊需要用到集成電感的主要有：電感結構、功率放大器、振蕩器、上變頻混頻器等。電感在這些模塊中均扮演了重要的作用。

以電感結構為例，電感結構是射頻收發機中的重要模塊之一，主要用于通訊系統中將接收自天線的信號放大，便于后級的接收機電路處理。正是由于噪聲放大器位于整個接收機緊鄰天線的最先一級，它的特性直接影響著整個接收機接收信號的質量。對于電感結構來說，電感的性能直接決定了電感結構的增益、噪聲、阻抗匹配等。

通常來說，Q值是一個電感性能的重要指標之一，較高的Q值意味著電感的儲能損耗更少，也就是說電感與襯底之間的隔離較好。另外，對一個電感的評估除了電感值、Q值等常規性能指標外，在射頻系統中還包括電感對其他電路的影響，如果電感本身與周圍電路的隔離較好，那么電感在工作中將會不影響其他電路的工作。由于硅集成電感的面積通常較大，如何在保證電感性能的同時，加強電感與襯底、電感與其他電路的隔離，對于應用于射頻前端的模塊來說有著重要的意義。

毫米波的波長為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。毫米波在通信、雷達、制導、遙感技術、射電天文學、臨床醫學和波譜學方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫米波頻率可實現大容量的衛星-地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的窄波束和低旁瓣性能可實現低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現通信和制導。高分辨率的毫米波輻射計適用于氣象參數的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質的成分。

對于毫米波電感來說，由于工作頻率更高(通常為幾十GHz)，因此要求有更高的Q值，如何在保證電感性能的同時，加強電感與襯底、電感與其他電路的隔離，對于應用于毫米波前端的模塊來說有著重要的意義。

圖1所示為現有技術中電感結構的示意圖，其通過襯底無源掩蔽層的結構來實現電感與襯底的隔離。通常來說，對于一個9層金屬層次的集成電路芯片而言，頂層金屬和次頂層金屬常用來制作集成電感1，而第一層金屬則用來制作如圖1所示的位于電感1下方的無源掩蔽隔離層2，無源掩蔽隔離層2由多條獨立且本身呈90度直角形狀的第一層金屬線構成。這些第一層金屬線與集成電感1所產生的渦電流方向垂直，從而達到無源掩蔽隔離層2切斷電感電磁效應對襯底的影響。值得注意的是，對于毫米波電感來說，形狀通常各異，隨工作頻率、應用環境不同，電感的構造和形狀也不一樣。因此，圖1所示的傳統電感掩蔽結構局限于傳統射頻圓形、方形電感，對于毫米波電感，這種電感掩蔽結構并不適用。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺陷，提出了使用呈散點狀分布的屏蔽層結構，能夠很好的適應不同形狀、不同工作頻率的毫米波電感。

為達成上述目的，本發明提供一種毫米波電感結構，包括片上毫米波電感及位于所述片上毫米波電感下方的屏蔽層。所述屏蔽層包括多個呈散點狀分布的屏蔽單元，每個所述屏蔽單元由上往下由多晶硅或金屬、接觸孔、第一半導體類型的阱區以及第一半導體類型的深阱區組成，其中，各所述屏蔽單元的深阱區相連并接地。

進一步的，所述多個屏蔽單元的尺寸相同。

進一步的，每一所述屏蔽單元的尺寸為1～5um。