集成電感電容的電路結構制造技術

本發明專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種集成電感電容的電路結構。通過本發明專利技術的結構能夠在生產集成電感電容電路的過程中，同時形成電感和電容，簡化了工藝過程，縮小了器件面積，從而降低了成本，并且能夠獲得同時具有高電感值和高品質因子的電感器件。

【技術實現步驟摘要】
集成電感電容的電路結構
本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種集成電感電容的電路結構。
技術介紹
在射頻電路中，電感起著非常重要的作用，電感是應用于高頻電子電路中的重要的無源元件，評價電感器性能好壞的一個重要指標就是電感的品質因子Q(quality)，品質因子Q描述了實際電感的能量損耗的程度(理想電感是不損耗能量的)，其定義為：存儲于電感器中的能量和每一振蕩周期損耗能量的比，即品質因子Q越高，電感器的效率就越高。但在實際條件下，流經電感金屬線的電流產生的磁通量變化會在襯底上感應出鏡像電流；而由鏡像電流形成的磁通變化，會抵消電感本身部分磁通量，造成實際電感值和Q值的下降。另一方面，螺旋纏繞式的金屬電感線會在中心金屬鐵芯上產生渦旋電流(EddyCurrent)，且金屬鐵芯的阻值越小，渦旋電流越大，當渦旋電流在金屬塊內流動時，會釋放出大量的焦耳熱，進一步加劇能量的損耗，造成Q值降低。一般而言，為了提高電感器的性能，目前一般采用高阻值的襯底來制作電感器。然而通常來說，目前采用的電阻最高的襯底仍然不足以制作高性能的電感器。該現象是本領域技術人員所不愿意看到的。因此，如何進一步提高電感器的性能，已成為業界急需解決的技術問題。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術提供一種集成電感電容的電路結構。本專利技術解決技術問題所采用的技術方案為：一種集成電感電容的電路結構，其中，包括：第一電容，上述第一電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第一極板與第二極板；第二電容，上述第二電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第三極板與第四極板；上述第一電容與第二電容位于同一平面內且互不重疊；電感，所述電感包括若干平面平行分布的第一類金屬線和若干平面平行分布的第二類金屬線，上述第一類金屬線與第二類金屬線分別位于上述第一電容與第二電容所在平面的兩側；且上述第一類金屬線與第二類金屬線的首端均垂直投影于上述第一電容的最內側金屬框內，上述第一類金屬線與第二類金屬線的末端均垂直投影于所述第二電容的最內側金屬框內；并且，任一上述第一類金屬線的首端的垂直投影與對應的第二類金屬線的首端的垂直投影重合，任一上述第一類金屬線的末端的垂直投影與對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端的垂直投影重合；上述電感還包括若干金屬互連線，上述金屬互連線垂直穿過上述第一電容與第二電容的最內側金屬框，連接第一類金屬線與對應的第二類金屬線的首端，并連接第一類金屬線于對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述金屬框均為長寬比相同的矩形環狀結構。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述金屬框內填充絕緣介質。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述金屬框的材質為鐵磁金屬材料。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述電路結構括還包括：若干金屬電容極板引線，上述第一極板、上述第二極板、上述第三極板和上述第四極板中每個極板上相鄰的金屬框之間均通過一所述金屬電容極板引線電連接。上述的集成電感電容的電路結構，其中，任意相鄰的兩根上述第一類金屬線之間的間距相同。上述的集成電感電容的電路結構，其中，任意相鄰上述第二類金屬線之間的間距相同。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述第一類金屬線所在平面和上述第二類金屬線所在平面均與上述第一電容與第二電容所在平面平行設置。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述第一電容和上述第二電容的結構相同。上述的集成電感電容的電路結構，其中，上述金屬電感線圈形成的磁場方向平行于上述電路的硅片襯底的延展方向。上述技術方案具有如下優點或有益效果：通過本專利技術的結構能夠在生產集成電感電容電路的過程中，同時形成電感和電容，簡化了工藝過程，縮小了器件面積，從而降低了成本，并且能夠獲得同時具有高電感值和高品質因子Q的電感器件。附圖說明參考所附附圖，以更加充分的描述本專利技術的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本專利技術范圍的限制。圖1是本專利技術結構中的側視剖面結構示意圖；圖2是本專利技術結構中的俯視結構示意圖；圖3是本專利技術結構中的立體結構示意圖。具體實施方式本專利技術提供一種集成電感電容的電路結構，其核心是通過將電容元器件的金屬極板作為金屬電感線纏繞的鐵芯，從而在同一器件上同時獲得電感與電容元件。并且，通過將電容的金屬極板設計為多層結構，從而在小尺寸的結構上，獲得大表面積的電容金屬極板，提高了電容的性能，同時多層片狀結構有利于克服電感器件中鐵芯上存在的渦旋電流，進而獲得具有高電感值與品質因子Q值的電感。下面結合附圖對本專利技術結構進行詳細說明。如圖1、圖2和圖3所示，一種集成電感電容的電路結構；包括第一電容1，該第一電容1包括若干內截面逐漸遞減，并為同心環結構的金屬框(附圖中僅示出4個)，且該若干個金屬框在同一平面內相互嵌套排布，并且，間隔設置的金屬框相互電連接組成第一極板和第二極板。其中，第一極板與第二極板之間填充有絕緣介質4。上述結構設計，可使電容在相對扁平的空間內獲得較大的金屬極板表面積，有效的提高了電容的電容值與性能。優選的，金屬框設置為矩形環狀結構，其材質為鐵磁金屬材料，以便于在微電路制造過程中方便版圖的設計與制作。其中，相互間隔的金屬框均通過若干金屬連接線5電連接，形成的電容的兩個極板。一種集成電感電容的電路結構還包括第二電容2，優選的，第二電容2選用與第一電容1完全相同的結構設計，且第一電容1與第二電容2位于同一平面內且互不重疊；進一步優選的，矩形金屬框的長邊作為第一電容1與第二電容2最外側金屬框的相鄰邊，以便于電路參數的設計與控制，并有利于后續電感結構的設計。在具體生產中，金屬框的設置數量可根據產品的需求來確定。進一步，本專利技術上述的電容的金屬極板也可被設計為圓環、橢圓環、六角環等多種形狀，均屬本專利技術的專利技術意圖與變化范圍之內，于此不一一累述。一種集成電感電容的電路結構還包括一電感3。上述電感3具體包括若干平面平行分布的第一類金屬線31和若干平面平行分布的第二類金屬線33，結構如圖1所示，第一類金屬31線和第二類金屬33線分別位于第一電容1與第二電容2所在的平面的兩側，且第一類金屬線31與第二類金屬線33的首端均垂直投影于第一電容1的最內側金屬框內，第一類金屬線31與第二類金屬線33的末端均垂直投影于所述第二電容2的最內側金屬框內。優選的，第一類金屬線31所在平面、第二類金屬線33所在平面與第一電容1與第二電容2所在平面相互平行。并且，第一類金屬線31長度相同，且相鄰第一類金屬線31的間距相同。此外，第二類金屬線33長度相同，且相鄰第二類金屬線33的間距相同。并且，任意第一類金屬線31的首端的垂直投影與對應的第二類金屬線33的首端的垂直投影重合，任意第一類金屬線31的末端的垂直投影與對應的第二類金屬線33相鄰的第二類金屬線33的末端的垂直投影重合。采用等間距設計的第一類金屬線31和第二類金屬線33，有利用該電感生成強度均勻的感生磁場，進而提高電感的性能。所述電感還包括若干金屬互連線32，所述金屬互連線32垂直穿過所述第一電容1與第二電容2的最內側金屬框，連接第一類金屬線31與對應的第二類金屬線33的首端，并連接第一類金屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成電感電容的電路結構，其特征在于，包括：第一電容，所述第一電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第一極板與第二極板；第二電容，所述第二電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第三極板與第四極板；所述第一電容與第二電容位于同一平面內且互不重疊；電感，所述電感包括若干平面平行分布的第一類金屬線和若干平面平行分布的第二類金屬線，所述第一類金屬線與第二類金屬線分別位于所述第一電容與第二電容所在平面的兩側；且所述第一類金屬線與第二類金屬線的首端均垂直投影于所述第一電容的最內側金屬框內，所述第一類金屬線與第二類金屬線的末端均垂直投影于所述第二電容的最內側金屬框內；并且，任一所述第一類金屬線的首端的垂直投影與對應的第二類金屬線的首端的垂直投影重合，任一所述第一類金屬線的末端的垂直投影與對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端的垂直投影重合；所述電感還包括若干金屬互連線，所述金屬互連線垂直穿過所述第一電容與第二電容的最內側金屬框，連接第一類金屬線與對應的第二類金屬線的首端，并連接第一類金屬線于對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端。...

【技術特征摘要】
1.一種集成電感電容的電路結構，其特征在于，包括：第一電容，所述第一電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第一極板與第二極板；第二電容，所述第二電容由若干個內截面逐漸遞減的金屬框于同一平面內相互嵌套組成，間隔設置的金屬框彼此電連接組成第三極板與第四極板；所述第一電容與第二電容位于同一平面內且互不重疊；電感，所述電感包括若干平面平行分布的第一類金屬線和若干平面平行分布的第二類金屬線，所述第一類金屬線與第二類金屬線分別位于所述第一電容與第二電容所在平面的兩側；且所述第一類金屬線與第二類金屬線的首端均垂直投影于所述第一電容的最內側金屬框內，所述第一類金屬線與第二類金屬線的末端均垂直投影于所述第二電容的最內側金屬框內；并且，任一所述第一類金屬線的首端的垂直投影與對應的第二類金屬線的首端的垂直投影重合，任一所述第一類金屬線的末端的垂直投影與對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端的垂直投影重合；所述電感還包括若干金屬互連線，所述金屬互連線垂直穿過所述第一電容與第二電容的最內側金屬框，連接第一類金屬線與對應的第二類金屬線的首端，并連接第一類金屬線于對應的第二類金屬線相鄰的第二類金屬線的末端。2....

【專利技術屬性】
技術研發人員：梅紹寧，鞠韶復，朱繼鋒，
申請(專利權)人：武漢新芯集成電路制造有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42