[发明专利]一种毫米波电感结构

说明书

本发明公开了一种毫米波电感结构，包括片上毫米波电感及位于所述片上毫米波电感下方的屏蔽层。所述屏蔽层包括多个呈散点状分布的屏蔽单元，每个所述屏蔽单元由上往下由多晶硅或金属、接触孔、第一半导体类型的阱区以及第一半导体类型的深阱区组成，其中，各所述屏蔽单元的深阱区相连并接地。本发明有效的解决了现有技术中的屏蔽层结构局限于传统圆形、方形电感，而无法有效应用于任意形状电感的问题。

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毫米波电感结构。

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。

毫米波的波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。毫米波在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学、临床医学和波谱学方面都有重大的意义。利用大气窗口的毫米波频率可实现大容量的卫星-地面通信或地面中继通信。利用毫米波天线的窄波束和低旁瓣性能可实现低仰角精密跟踪雷达和成像雷达。在远程导弹或航天器重返大气层时，需采用能顺利穿透等离子体的毫米波实现通信和制导。高分辨率的毫米波辐射计适用于气象参数的遥感。用毫米波和亚毫米波的射电天文望远镜探测宇宙空间的辐射波谱可以推断星际物质的成分。

对于毫米波电感来说，由于工作频率更高(通常为几十GHz)，因此要求有更高的Q值，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，对于应用于毫米波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9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，对于毫米波电感来说，形状通常各异，随工作频率、应用环境不同，电感的构造和形状也不一样。因此，图1所示的传统电感掩蔽结构局限于传统射频圆形、方形电感，对于毫米波电感，这种电感掩蔽结构并不适用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提出了使用呈散点状分布的屏蔽层结构，能够很好的适应不同形状、不同工作频率的毫米波电感。

为达成上述目的，本发明提供一种毫米波电感结构，包括片上毫米波电感及位于所述片上毫米波电感下方的屏蔽层。所述屏蔽层包括多个呈散点状分布的屏蔽单元，每个所述屏蔽单元由上往下由多晶硅或金属、接触孔、第一半导体类型的阱区以及第一半导体类型的深阱区组成，其中，各所述屏蔽单元的深阱区相连并接地。

进一步的，所述多个屏蔽单元的尺寸相同。

进一步的，每一所述屏蔽单元的尺寸为1～5um。