[发明专利]电感结构

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种集成电路片上电感结构。

背景技术

电感是射频收发机前端中的重要无源器件，射频前端收发机模块需要用到集成电感的主要有：电感结构、功率放大器、振荡器、上变频混频器等。电感在这些模块中均扮演了重要的作用。

以电感结构为例，电感结构是射频收发机中的重要模块之一，主要用于通讯系统中将接收自天线的信号放大，便于后级的接收机电路处理。正是由于噪声放大器位于整个接收机紧邻天线的最先一级，它的特性直接影响着整个接收机接收信号的质量。对于电感结构来说，电感的性能直接决定了电感结构的增益、噪声、阻抗匹配等。

通常来说，Q值是一个电感性能的重要指标之一，较高的Q值意味着电感的储能损耗更少，也就是说电感与衬底之间的隔离较好。另外，对一个电感的评估除了电感值、Q值等常规性能指标外，在射频系统中还包括电感对其他电路的影响，如果电感本身与周围电路的隔离较好，那么电感在工作中将会不影响其他电路的工作。由于硅集成电感的面积通常较大，如何在保证电感性能的同时，加强电感与衬底、电感与其他电路的隔离，对于应用于射频前端的模块来说有着重要的意义。

图1所示为现有技术中电感结构的示意图，其通过衬底无源掩蔽层的结构来实现电感与衬底的隔离。通常来说，对于一个8层金属层次的集成电路芯片而言，顶层金属和次顶层金属常用来制作集成电感1，而第一层金属则用来制作如图1所示的位于电感1下方的无源掩蔽隔离层2，无源掩蔽隔离层2由多条独立且本身呈90度直角形状的第一层金属线构成。这些第一层金属线与集成电感1所产生的涡电流方向垂直，从而达到无源掩蔽隔离层2切断电感电磁效应对衬底的影响。值得注意的是，由于电感的面积通常较大（如300微米×300微米），在其下方制作无源掩蔽层固然能起到电磁隔离的作用，但也会占据电感下方的较大面积。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，充分利用电感区域下方的面积，使屏蔽层兼具电磁隔离和稳压电容的作用。

为达成上述目的，本发明提供一种电感结构，包括片上电感以及位于所述片上电感下方的屏蔽层，所述屏蔽层包括至少一个屏蔽单元，所述屏蔽单元包括一对垂直方向上相互平行设置的金属上下极板，所述金属上下极板之间具有绝缘介质；所述金属上极板接电源，所述金属下极板接地。

优选的，所述屏蔽单元的金属上极板形成于所述片上电感下一层的金属层，所述屏蔽单元的金属下极板形成于所述金属上极板下方的金属层。

优选的，所述屏蔽单元的金属下极板形成于所述金属上极板下一层的金属层。

优选的，所述片上电感形成于顶层金属层和次顶层金属层。

优选的，所述屏蔽单元的个数为多个且相邻的所述屏蔽单元间具有间隔。

优选的，所述屏蔽单元的个数为4个，以所述片上电感的中心对称分布。

优选的，所述绝缘介质为高介电常数介质。

本发明的有益效果于，将MIM电容作为电感结构的屏蔽隔离层，能够起到片上电感与衬底，片上电感与其他电路之间的隔离作用。进一步的，充分利用了片上电感下方的较大面积形成MIM电容连接于电源电压和地之间，起到稳压作用。相较于现有技术，本发明有效节省了传统电源电压稳压MOS晶体管在芯片上占用的面积。

附图说明

图1为现有技术中电感结构的示意图。

图2为本发明实施例电感结构中屏蔽单元的示意图。

图3为本发明实施例电感结构的俯视图。

图4为本发明较佳实施例电感结构的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。