[發明專利]集成變壓器

有效

• 申請號: 201910361936.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111863400B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 顏孝璁;陳家源
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

集成變壓器包含第一電感及第二電感。第一電感包含第一繞組與第二繞組。第二電感包含第三繞組與第四繞組。第一繞組、第二繞組、第三繞組，以及第四繞組分別具有第一外圈、第二外圈、第三外圈，以及第四外圈。第一外圈的部分線段與第三外圈的部分線段實質上重疊，第二外圈的部分線段與第四外圈的部分線段實質上重疊。第一外圈及第二外圈通過交叉的第一線段及第一走線相互連接，且第三外圈及第四外圈通過交叉的第二走線及第二線段相互連接。第一走線及第二線段位于半導體結構的第一金屬層，而第一線段及第二走線位于半導體結構的第二金屬層。第一金屬層不等于第二金屬層。

技術領域

本發明涉及半導體元件，尤其涉及集成變壓器。

背景技術

變壓器為射頻集成電路中用來實現單端至差分信號轉換、信號耦合、阻抗匹配等功能的重要元件，隨著集成電路往系統單芯片(System on Chip，SoC)發展，集成變壓器(integrated transformer)已逐漸取代傳統的分離式元件，而被廣泛地使用在射頻集成電路中。然而，集成電路中的變壓器，往往會占用大量的芯片面積，因此，如何縮小集成電路中的變壓器的面積，并同時維持元件的特性(例如耦合系數(coupling coefficient，K))，成為一個重要的課題。

特別是，8字型集成變壓器的對稱性及位于中心區域的交叉(crossing)結構都增加8字型集成變壓器的設計難度。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的一目的在于提供一種集成變壓器。

本發明公開一種集成變壓器。集成變壓器包含第一電感及第二電感。第一電感包含第一繞組與第二繞組。第一繞組具有第一外圈，第二繞組具有第二外圈，第一外圈及第二外圈共用第一走線，且第一外圈及第二外圈通過第二走線相連接。第二電感包含第三繞組與第四繞組。第三繞組具有第三外圈，第四繞組具有第四外圈，第三外圈及第四外圈共用第三走線，且第三外圈及第四外圈通過第四走線相連接。第一走線及第二走線形成第一交叉結構，第三走線及第四走線形成第二交叉結構。第一走線及第四走線位于半導體結構的第一金屬層，且第二走線及第三走線位于半導體結構的第二金屬層。第一金屬層不等于第二金屬層。

本發明還公開一種集成變壓器。集成變壓器包含第一電感及第二電感。第一電感包含第一繞組與第二繞組。第一繞組具有第一外圈，第二繞組具有第二外圈。第二電感包含第三繞組與第四繞組。第三繞組具有第三外圈，第四繞組具有第四外圈。第一外圈的部分線段與第三外圈的部分線段實質上重疊，第二外圈的部分線段與第四外圈的部分線段實質上重疊。第一外圈及第二外圈通過交叉的第一線段及第一走線相互連接，且第三外圈及第四外圈通過交叉的第二走線及第二線段相互連接。第一走線及第二線段位于半導體結構的第一金屬層，而第一線段及第二走線位于半導體結構的第二金屬層。第一金屬層不等于第二金屬層。

相較于傳統技術，本發明的集成變壓器具有以下優點：(1)集成變壓器的兩個電感本身具有良好的對稱性；(2)集成變壓器在中心區域的兩個交叉結構只用到兩層金屬層，有利于實作。

有關本發明的特征、實作與技術效果，茲配合附圖作實施例詳細說明如下。

附圖說明

圖1A～圖1C為本發明集成變壓器的一實施例的結構圖；

圖2A為集成變壓器的其中一個電感的示意圖；

圖2B為集成變壓器的另一個電感的示意圖；

圖2C為集成變壓器的示意圖；以及

圖3為本發明集成變壓器的另一實施例的示意圖。

符號說明

1、2 集成變壓器

11、12、21、22 繞組