[发明专利]电感结构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电感结构，且特别是有关于一种具有立体螺旋结构的电感结构。 

背景技术

一般而言，由于电感经由电磁的互相转换，拥有储存和释放能量的功能，因此电感可作为稳定电流的元件。在集成电路中，电感为十分重要但是却极具挑战性的无源元件。此外，电感的应用范围相当地广泛，例如电感常被应用于无线射频(radio frequency，RF)电路中。就电感的效能而言，电感的品质越高，即代表电感具有较高的品质因子(quality factor)，以Q值表示。Q值的定义如下： 

Q＝ω×L/R 

其中，ω为角频率(angular frequency)，L为线圈的电感值(inductance)，而R为在特定频率下将电感损失列入考虑的电阻(resistance)。由上式可知，Q值和电阻成反比，亦即Q值会随着电阻下降而提升，其中电阻又和电流密度的平方成正比。提升Q值的方法之一为增加金属绕线的截面积来降低电流密度，也就是降低金属绕线的电阻，以减少导体损耗(conductor loss)，来达成提升电感Q值的目的。 

就现今发展来说，将电感与集成电路工艺相结合，已有各种方法及技术。然而，在集成电路中，电感金属厚度的限制以及硅基底对电感的干扰都会导致电感的品质不佳。已有技术通过将较厚的金属配置在电感结构的最上层，增加电感的金属截面积，来降低导体损耗(conductor loss)，以提高电感的Q值。然而，当金属厚度增加到一定的程度之后，导体损耗与Q值改善的情况就变得不明显。所以，如何解决上述工艺中会遭遇的种种问题，并提升电感的Q值及降低导体损耗，是目前业界积极发展的重点。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电感结构，其能够降低电感的导体损耗，并改善电感的Q值及其品质。 

本发明提出一种电感结构，其包括第一绕线以及第二绕线。第一绕线配置于基底上。第二绕线配置于第一绕线与基底之间。第二绕线的一端接地，而第二绕线的另一端与第一绕线电性串联。第一绕线及第二绕线于基底上形成立体螺旋结构。第二绕线的宽度大于第一绕线的宽度，且第一绕线的水平投影落在第二绕线上。 

本发明另提出一种电感结构，包括第一绕线、第二绕线以及第三绕线。第一绕线配置于基底上。第二绕线配置于第一绕线与基底之间。第二绕线的一端接地。第二绕线的宽度大于第一绕线的宽度，且第一绕线的水平投影落在第二绕线上。第三绕线配置于第一绕线以及第二绕线之间。第三绕线于基底上形成至少一圈的立体绕线结构，且第三绕线的水平投影落在第二绕线上。第一绕线与第二绕线通过第三绕线进行串联，且第一绕线、第二绕线与第三绕线于基底上形成立体螺旋结构。 

由于本发明的电感结构为立体螺旋结构，且配置于立体螺旋结构最下层的绕线的宽度较大，因此通过金属截面积的增加可以有效地降低导体损耗。 

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。 

附图说明

图1A为本发明一实施例的电感结构示意图。 

图1B为本发明一实施例的绕线106俯视图。 

图1C为图1A的I-I’剖面线的剖面示意图。 

图2A为本发明另一实施例的电感结构示意图。 

图2B为本发明另一实施例的绕线106俯视图。 

图2C为图2A的I-I’剖面线的剖面示意图。 

图3A为本发明又一实施例的电感结构示意图。 

图3B为本发明又一实施例的绕线106俯视图。 

图3C为图3A的I-I’剖面线的剖面示意图。 

图4A为本发明再一实施例的电感结构俯视示意图。 

图4B为图4A的I-I’剖面线的剖面示意图。 

图5A为本发明另一实施例的电感结构俯视示意图。 

图5B为图5A的I-I’剖面线的剖面示意图。 

图6为本发明电感结构与已有电感结构的Q值的比较曲线图。 

【主要元件符号说明】 

100、200、300、400、500：电感 

102：基底 

103：介电层 

104、106、110：绕线 

104a、104b、106a、106b、110a、110b、112a、112b：端点 

108a、108b、108c：介层窗 

112：增益导线 

具体实施方式