运用多导体硅通孔的三维螺线管式电感与变压器结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开运用多导体硅通孔的三维螺母管式电感与变压器结构。运用多导体硅通孔构造的一种片上螺线管式电感元件，其特征在于金属线通过多导体硅通孔穿过基底，从而缠绕基底实现螺线管结构。类似地，本发明还提出了运用多导体硅通孔构造的螺线管式变压器元件。本发明运用虚设多导体硅通孔构造电感或变压器元件，减小芯片面积，同时相较于传感硅通孔，多导体硅通孔可在同一通孔中实现四根垂直互连，减小了硅通孔间距限制条件的影响，从而进一步减小占用面积；通过本发明所提出的螺线管式结构，可在多导体硅通孔中实现同向电流，并利用基底隔离顶部金属层和底部重新布局层间的异向电流，最大程度地提高互感值，从而提高整体性能。
【专利说明】运用多导体硅通孔的三维螺线管式电感与变压器结构
【技术领域】
[0001]本发明属于无源电子器件【技术领域】，涉及一种电感与变压器元件，尤其涉及一种运用多导体硅通孔实现的三维螺线管式电感与变压器结构。
【背景技术】
[0002]目前的集成电路越来越多嵌入电感元件于芯片上，现有技术中一般采用片上螺旋电感结构，即通过由金属线绕制成电感线圈，并通过通孔将内部端口从下一个金属层中引出。为了获得高电感值，通常需要增加线圈数量，这导致了片上电感元件占据较大的芯片面积。此外，两个(或多个)电感元件通过耦合磁通量可构造变压器，即当初级线圈通过电流时，次级线圈会产生感应电压，从而从初级线圈中得到能量输送至负载。传统的片上变压器通常采用抽头式、交叉式或平行式变压器结构，同样会占据较大的芯片面积。
[0003]近年来，随着三维集成电路的发展，硅通孔技术受到广泛关注，其可以提供更大的设计自由度和更好的电学性能。因此，硅通孔技术也被应用于构造螺线管式电感及变压器等片上元件，以提升芯片性能。且为保证芯片可靠性，在加工中会制作部分虚设硅通孔，如果能够利用这些虚设硅通孔构造三维电感与变压器结构，将极大地减小芯片占用面积、提高集成度、改善芯片性能。
[0004]美国专利号第8，143，952 B2号专利描述了一种运用硅通孔技术构造的三维螺线管式电感与变压器元件结构。为了提供更大的电流路径，该电感器结构利用硅通孔、金属层和重新布局层在基底顶部和底部交叉走线，从而获得高电感性的螺线管式电感结构。进而，利用两个运用硅通孔的链状结构构造了变压器结构。但这种连接方式中存在大量的异向电流削弱了电感值，进而影响了电感的品质因数。此外，由于硅通孔工艺限制，相邻硅通孔间需要保证一定的距离，且硅通孔截面积远大于片上金属层和重新布局层中的金属线，其电感值较小，对整体电感值做贡献有限。而该专利中提出的变压器同样受到硅通孔间距的影响，初级与次级线圈间的互感较小，无法提供优良的电学性能，且即使采用对称形变压器结构也同样会受到硅通孔间距限制条件的影响。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是针对现有技术的不足，提供一种运用多导体硅通孔实现的螺线管式电感元件，其特征在于金属线通过多导体硅通孔穿过基底，从而缠绕基底实现螺线管结构，并在每个多导体硅通孔中实现同向电流，而片上金属层和重新布局层中的金属线也保持同向电流路径，且利用基底隔离顶部金属层和底部重新布局层间的异向电流，最大程度地提高互感值，以获得高电感性的电感结构。
[0006]本发明电感元件由多个元件单元构成，电感元件的两端各设有一端口，所述的端口位于基底顶部的金属层Ml ；
所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为一端口 ；第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，第三金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，第四金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接；第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为一端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端连接，第二金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端连接，第三金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接，第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接。
[0007]本发明的另一个目的是提出一种片上螺线管式二端口变压器元件，同样通过硅通孔连接基底顶部金属层和底部重新布局层中的金属线，相较于美国专利号第8，143,952 B2号专利描述的变压器结构，本发明能够减小工艺中硅通孔间距限制条件的影响，提升初级线圈和次级线圈彼此之间的耦合，从而提升变压器性能，减小芯片占用面积。
[0008]本发明片上螺线管式二端口变压器元件由多个元件单元构成；
所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的上端端口 ；第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的下端端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接；
所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，下端端口接地；所述的次级线圈的下端端口接负载电路，上端端口接地；且初级线圈的上端端口和次级线圈的下端端口分别位于变压器两端以减小端口耦合电容，增大截止频率。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种片上螺线管式四端口变压器元件，同样通过硅通孔连接基底顶部金属层和底部重新布局层中的金属线。相较于美国专利号第8，143,952 B2号专利描述的变压器结构，本发明能够减小工艺中硅通孔间距限制条件的影响，提升初级线圈和次级线圈彼此之间的耦合，从而提升变压器性能，减小芯片占用面积。
[0010]本发明片上螺线管式四端口变压器元件由多个元件单元构成；
所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的上端端口 ；第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的下端端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接，第二金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端连接，第三金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端连接，第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接；
所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，次级线圈I的上端端口、次级线圈II的下端端口以及次级线圈III的下端端口接负载电路，其余端口接地。
[0011]本发明的有益效果:
本发明利用虚设多导体硅通孔构造电感与变压器元件，减小芯片面积。运用多导体硅通孔连接基底顶部金属层和底部重新布局层中的金属线，相较于传统硅通孔构造的电感结构能够提高自电感值，同时充分利用正互感值，增强整体电感值。此外，运用多导体硅通孔构造螺线管式变压器结构，可提高初级线圈与次级线圈间的磁通量耦合，改善变压器电学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为现有圆柱形娃通孔结构；
图2为依据美国专利号第8，143,952 B2号专利所显示的运用硅通孔构造的电感元件；图3为所依据美国专利号第8，143，952 B2号专利所显示的运用硅通孔构造的变压器元件；
图4为多导体硅通孔结构示意图，其中图4A为多导体硅通孔结构的立体示意图，图4B为多导体硅通孔结构的剖面图；
图5为图4的多导体硅通孔应用于螺线电感元件的结构示意图，其中图5A为该电感元件结构基底顶部示意图，图5B为该电感元件结构基底底部示意图，图5C为该电感元件中某一个元件单元的立体示意图；
图6为图4的多导体硅通孔应用于螺线管式变压器元件实施例1 (二端口变压器)结构不意图；其中图6A为结构基底顶部7]^意图，图6B为结构基底底部7]^意图，图6C为该变压器元件某一个元件单元的立体示意图；
图7为本发明运用多导体硅通孔构造的螺母管式变压器元件实施例2 (四端口变压器)结构示意图；其中图7A为结构顶基底部示意图，图7B为结构基底底部示意图，图7C为该变压器元件某一个元件单元的立体示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所不为现有圆柱形娃通孔100的切面不意图，其由金属圆柱101贯穿基底103，该金属可为铜、钨或多晶硅构成。考虑到热应力及信号完整性问题，也可采用环形或同轴形硅通孔结构。为防止漏电流，在金属与基底间会形成一层氧化层102作为绝缘层。注意到若采用铜填充硅通孔，为防止铜原子的扩散作用，还会在铜与氧化层间填加一层隔离层。在基底103上还会生长一层介电材料104，以形成金属线与硅通孔相连。
[0015]图2为依据美国专利号第8，143，952 B2号专利所显示的运用娃通孔构造的电感元件200，其包括输入端口 201和202、贯穿基底的硅通孔203、基底顶部金属层Ml中的金属线204以及基底底部的重新布局层中的金属线205。从图中可见其利用硅通孔技术延长金属线长度，从而获得较大的电感值。但限于硅通孔尺寸，其自感较小，且金属层Ml和重新布局层中金属线中存在大量的异向电流，会降低整体电感值。
[0016]图3为依据美国专利号第8，143，952 B2号专利所显示的运用娃通孔构造的变压器元件300，其包括初级和次级电感，各自有端口 301和303。初级电感的和次级电路的端口 302和304接地。该变压器利用了贯穿基底的硅通孔305、基底顶部金属层Ml中的金属线306以及底部重新布局层中的金属线307。与电感元件相同，该结构同样存在着电感值较低的问题，且两个电感间耦合较弱，难以提供良好的电学性能。
[0017]图4A及4B显示了本发明所采用的多导体硅通孔结构的立体示意图及其剖面图。
[0018]本发明所采用的多导体硅通孔结构400包括基底403、金属线、氧化层402 ;在基底403的正中央开有通孔401，并在基底403的上下表面以及通孔401的内壁设有氧化层402，在氧化层402内设有第一金属线404、第二金属线405、第三金属线406、第四金属线407,该四条金属线402中心对称；
所述的通孔401上端为倒置的锥形状，下端为正立的锥形状；
所述的多导体硅通孔结构的工艺过程:首先将该结构薄化，在基底403表面沉积氧化层402，然后分别从顶部和底部刻蚀获得上下对应的锥形通孔，从而获得贯穿基底的通孔401 ;在硅通孔中生长氧化层402以隔离电流，并在氧化层402表面形成金属层，最后通过刻蚀获得金属线以构成多导体硅通孔结构。
[0019]图5说明运用图4所示的多导体硅通孔结构，可构造的螺线管式电感结构顶部和底部不意图。
[0020]由图5A、5B、5C所示，本发明电感元件由多个元件单元500构成，电感元件的两端各设有一端口，所述的端口位于基底顶部的金属层Ml ；
所述的元件单元500包括位于基底顶部的金属层Ml、两个如图4所述的多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体娃通孔501内第一金属线504的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔503内第四金属线512的位于金属层Ml端连接，或作为一端口 ；第一多导体娃通孔501内第二金属线505的位于金属层Ml端与第二多导体娃通孔502内第三金属线510的位于金属层Ml端连接,第三金属线506的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔502内第二金属线509的位于金属层Ml端连接，第四金属线507的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔502内第一金属线508的位于金属层Ml端连接；第二多导体硅通孔502内第四金属线511的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔512内第一金属线513的位于金属层Ml端连接,或作为一端口 ；第一多导体娃通孔501内第一金属线504的位于重新布局层端与第二多导体娃通孔502内第一金属线508的位于重新布局层端连接，第二金属线505的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔502内第四金属线511的位于重新布局层端连接，第三金属线506的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔502内第三金属线510的位于重新布局层端连接，第四金属线507的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔502内第二金属线509的位于重新布局层端连接；
该电感元件的工作过程:电流首先从基底顶部金属层Ml中的金属线通过元件单元500中第一多导体硅通孔501内第一金属线504流到基底底部重新布局层，并通过第二多导体娃通孔502的第一金属线508返还至基底顶部金属层Ml,通过基底顶部金属层Ml第一多导体硅通孔501内第四金属线507流至基底底部重新布局层，通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔502内第二金属线509返还至基底顶部金属层M1，通过基底顶部金属层Ml第一多导体硅通孔501内第三金属线506流至基底底部重新布局层，通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔502内第三金属线510返还至基底顶部金属层Ml，通过基底顶部金属层Ml第一多导体硅通孔501内第二金属线505流至基底底部重新布局层，通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔502内第四金属线511返还至基底顶部金属层Ml金属线，然后流至下一元件单元。如此反复缠绕以增长电流路径，提高自电感值。注意到传统圆柱形硅通孔100的自电感值较小，本发明采用的多导体硅通孔结构可提供较大的自电感值，同时充分利用彼此间的互电感来增加总电感值，从而达到构造高电感性螺线管式电感元件的目的。为更好的说明本发明提出的螺线管式电感结构。
[0021]类似地，利用多导体硅通孔构造高性能片上螺线管式变压器结构，如图6A及6B所示的本发明提出的变压器元件的第一实施例(二端口变压器)的基底顶部和基底底部示意图，以及如图6C所示的元件单元结构示意图。该片上螺线管式二端口变压器元件具有初级线圈与次级线圈。
[0022]如图6A、6B、6C所示，本发明片上螺线管式二端口变压器元件由多个元件单元600构成；
所述的元件单元600包括位于基底顶部的金属层Ml、两个如图4所述的多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体娃通孔601内第一金属线605的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔603内第二金属线609的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体娃通孔601内第四金属线606的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔603内第三金属线610的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的上端端口 ；第二多导体硅通孔602内第二金属线607的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔604内第一金属线611的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔602内第三金属线608的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔604内第四金属线612的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的下端端口 ；第一多导体娃通孔601内第一金属线605的位于重新布局层端与第二多导体娃通孔602内第二金属线607的位于重新布局层端连接；第一多导体硅通孔601内第四金属线606的位于重新布局层端与第二多导体娃通孔602内第三金属线608的位于重新布局层端连接；
所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，下端端口接地；所述的次级线圈的下端端口接负载电路，上端端口接地；且初级线圈的上端端口和次级线圈的下端端口分别位于变压器两端以减小端口耦合电容，增大截止频率。
[0023]该片上螺线管式二端口变压器元件的工作过程:初级线圈中电流从初级线圈的上端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过元件单元600中第一多导体硅通孔601内第一金属线605流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔602内第二金属线607返还至基底顶部金属层M1，然后流入下一个元件单元；次级线圈中电流从次级线圈的下端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过元件单元600中第二多导体硅通孔602内第三金属线608流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第一多导体硅通孔601内第四金属线606返还至基底顶部金属层M1，然后流入下一个元件单元。
[0024]图7表示本发明提出变压器元件的第二实施例(四端口变压器)的示意图。该变压器元件具有初级线圈与次级线圈1、次级线圈I1、次级线圈III。
[0025]如图7A、7B、7C所示，本发明四端口变压器元件由多个元件单元700构成；
所述的元件单元700包括位于基底顶部的金属层Ml、两个如图4所述的多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体娃通孔701内第一金属线705的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔703内第二金属线714的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体娃通孔701内第二金属线706的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔703内第一金属线713的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的上端端口 ；第一多导体硅通孔701内第三金属线707的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔703内第四金属线716的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的上端端口 ；第一多导体硅通孔701内第四金属线708的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔703内第三金属线715的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的上端端口 ；第二多导体硅通孔702内第一金属线709的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔704内第二金属线718的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的下端端口 ；第二多导体硅通孔702内第二金属线710的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔704内第一金属线717的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔702内第三金属线711的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔704内第四金属线720的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的下端端口 ；第二多导体硅通孔702内第四金属线712的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔704内第三金属线719的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的下端端口 ；第一多导体硅通孔701内第一金属线705的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔702内第二金属线710的位于重新布局层端连接，第二金属线706的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔702内第一金属线709的位于重新布局层端连接，第三金属线707的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔702内第四金属线712的位于重新布局层端连接，第四金属线708的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔702内第三金属线711的位于重新布局层端连接； 所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，次级线圈I的上端端口、次级线圈II的下端端口以及次级线圈III的下端端口接负载电路，其余端口接地。
[0026]该四端口变压器结构的工作过程:初级线圈中电流从初级线圈的上端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过元件单元700中第一多导体硅通孔701内第一金属线705流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔702内第二金属线710返还至基底顶部金属层M1，然后流入下一个相邻元件单元；次级线圈I中电流从次级线圈I的上端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过元件单元700中第一多导体硅通孔701内第四金属线708流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第二多导体硅通孔702内第三金属线711返还至基底顶部金属层Ml，然后流入下一个相邻元件单元；次级线圈II中电流从次级线圈II的下端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过基底顶部第二多导体硅通孔702内第一金属线709流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第一多导体硅通孔内第二金属线706返还至基底顶部金属层Ml，然后流入下一个相邻元件单元；次级线圈III中电流从次级线圈III的下端端口流入基底顶部金属层Ml的金属线，并通过基底顶部金属层Ml第二多导体硅通孔702内第四金属线712流入基底底部重新布局层，并通过基底底部重新布局层第一多导体硅通孔701内的第三金属线707返还至基底顶部金属层M1，然后流入下一个相邻元件单元。
[0027]通过运用多导体硅通孔技术构造三维螺母管式电感和变压器元件，可充分利用基底顶部和底部的空间，减小无源器件的芯片占用面积；同时利用互感来增强总电感值，减小硅通孔间距等工艺条件对器件性能的限制，获得高性能片上无源器件。
【权利要求】
1.一种运用多导体硅通孔实现的螺线管式电感元件，其特征在于由多个元件单元构成，电感元件的两端各设有一端口，所述的端口位于基底顶部的金属层Ml ； 所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为一端口 ；第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，第三金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，第四金属线的位于金属层Ml端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接；第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为一端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端连接，第二金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端连接，第三金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接，第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接。
2.一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式二端口变压器元件，其特征在于由多个元件单元构成； 所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的上端端口 ；第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈的下端端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接。
3.一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式四端口变压器元件，其特征在于由多个元件单元构成； 所述的元件单元包括位于基底顶部的金属层Ml、两个多导体硅通孔、位于基底底部的重新布局层；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的上端端口 ；第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的上端端口 ；第二多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈II的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第二金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第一金属线的位于金属层Ml端连接，或作为初级线圈的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈I的下端端口 ；第二多导体硅通孔内第四金属线的位于金属层Ml端与相邻元件单元第一多导体硅通孔内第三金属线的位于金属层Ml端连接，或作为次级线圈III的下端端口 ；第一多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第二金属线的位于重新布局层端连接，第二金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第一金属线的位于重新布局层端连接，第三金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第四金属线的位于重新布局层端连接，第四金属线的位于重新布局层端与第二多导体硅通孔内第三金属线的位于重新布局层端连接。
4.如权利要求1所述的一种运用多导体硅通孔实现的螺线管式电感元件或如权利要求2所述的一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式二端口变压器元件或如权利要求3所述的一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式四端口变压器元件，其特征在于所述的多导体硅通孔包括基底、金属线、氧化层；在基底的正中央开有通孔，并在基底的上下表面以及通孔的内壁设有氧化层，在氧化层内设有第一金属线、第二金属线、第三金属线、第四金属线，该四条金属线中心对称；所述的通孔上端为倒置的锥形状，下端为正立的锥形状。
5.如权利要求2所述的一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式二端口变压器元件，其特征在于所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，下端端口接地；所述的次级线圈的下端端口接负载电路，上端端口接地；且初级线圈的上端端口和次级线圈的下端端口分别位于变压器两端以减小端口耦合电容，增大截止频率。
6.如权利要求3所述的一种运用多导体硅通孔实现的片上螺线管式四端口变压器元件，其特征在于所述的初级线圈的上端端口接驱动电路，次级线圈I的上端端口、次级线圈II的下端端口以及次级线圈III的下端端口接负载电路，其余端口接地。
【文档编号】H01L23/48GK104409441SQ201410617853
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】赵文生, 郑杰, 王高峰 申请人:杭州电子科技大学