[发明专利]集成变压器

说明书

技术领域

本发明系有关于变压器，尤指一种集成变压器。

背景技术

变压器(transformer)以及平衡/非平衡式变压器(balun)是射频集成电路中用来实现单端至差动讯号转换、讯号耦合、阻抗匹配等功能的重要组件，随着集成电路向系统级芯片(System on Chip，SoC)发展，集成变压器(integrated transformer/balun)已逐渐取代传统的分离式组件，而被广泛地使用在射频集成电路中。然而，集成电路中的被动组件，例如电感及变压器，往往会消耗大量的芯片面积，因此，如何将集成电路中被动组件的数量简化以及将被动组件的面积最小化，并同时优化组件特性，例如质量因子(quality factor，Q)及耦合系数(coupling coefficient，K)等等，是一个重要的课题。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种集成变压器，其具有高的质量因子及耦合系数，且可以使用较少的金属层来实现，以降低芯片的制造成本并优化其组件特性。

依据本发明一实施例，一种集成变压器包含有一第一电感以及一第二电感，其中所述第一电感包含至少一第一圈以及一第二圈，且所述第一电感至少由一第一金属层以及一第二金属层的多个绕线所构成，其中所述第 一金属层与所述第二金属层是两个相邻的金属层，且所述第一电感的所述第二圈系位于所述第一圈之内；所述第二电感包含至少一第一圈，且所述第二电感至少由所述第二金属层所构成的至少一绕线所构成，其中所述第二电感的所述第一圈与所述第一电感的所述第一圈实质上重叠；其中所述第一电感的所述第二圈包含使用所述第一金属层与所述第二金属层来形成一并联绕线结构的一区段。

附图说明

图1A是根据本发明第一实施例的集成变压器的两个金属层的图。

图1B是第1A图所示的集成变压器的第一电感与第二电感的示意图。

图1C是根据本发明第一实施例的集成变压器的上视图及其剖面示意图。

图2A是根据本发明第二实施例的集成变压器的两个金属层的图。

图2B是图2A所示的集成变压器的第一电感与第二电感的示意图。

图2C是根据本发明第二实施例的集成变压器的上视图及其剖面示意图。

图3是根据本发明第三实施例是集成变压器的上视图及其剖面示意图。

图4是根据本发明另一实施例的集成变压器的剖面示意图。

图5A是根据本发明第四实施例的集成变压器的两个金属层的图。

图5B是图5A所示的集成变压器的第一电感与第二电感的示意图。

图5C是根据本发明第四实施例的集成变压器的上视图及其剖面示意图。

图6A是根据本发明第五实施例的集成变压器的两个金属层的图。

图6B是根据本发明第五实施例的集成变压器的上视图及其剖面示意图。

具体实施方式

请参考图1A、1B及1C，其中图1A是依据本发明第一实施例的集成变压器的两个金属层的图，图1B是根据本发明第一实施例的集成变压器的第一电感与第二电感的示意图，且图1C是根据本发明第一实施例的集成变压器的上视图及其剖面示意图。本实施例的集成变压器例如可应用于射频芯片中的变压器(transformer)或平衡/非平衡式变压器(balun)。

请先参考图1A，集成变压器主要由一第一金属层以及一第二金属层所构成，其中图示的第一金属层的图包含了两个输入/输出端点(port)111_1、111_2、一第一圈(turn)绕线110_1以及一第二圈绕线110_2，而第二金属层的图包含了两个输入/输出端点121_1、121_2、一桥接线128、一第一圈(turn)绕线120_1以及一第二圈绕线120_2，其中桥接线128用来连接第一金属层的第二圈绕线110_2与第二金属层的第一圈绕线120_1。此外，第一金属层与第二金属层均包含了多个贯通孔，这些贯通孔用来连接第一金属层与第二金属层，举例来说，图示的第一金属层的贯通孔119电性连接到第二金属层的贯通孔129。

另外，在本实施例中，第一金属层是一再分布层(Re-Distribution Layer，RDL)，且所述第二金属层是一超厚金属层(Ultra-Thick Metal，UTM)，但本发明并不以此为限，在其他实施例，第一金属层与第二金属层可以是集成电路中任两个相邻的金属层。