值的区间内任意取值，所述该层间隔最大值为:当金属分布的密度等于该层的第一最小设计规则时，金属块之间所具有的间隔。显然，优选地，本实施例中该层金属分布的密度等于该层的第一最小设计规则，金属块22的边长等于该层的第二最小设计规则，此时金属块22之间的间隔为该层的间隔最大值。
[0058]另外，所述中间矩形金属层至少包括位于其四个顶角处的管脚以及连接所述管脚的管脚基线；所述管脚基线将相邻管脚连接以围成第二无金属分布的区域，所述第二无金属分布的区域内形成有金属填充物结构；所述金属填充物结构至少包括:
[0059]与所述管脚基线等高的若干个金属块以及呈辐射状分布的若干条金属线；
[0060]所述金属线一端与管脚基线连接实现接地，另一端聚拢在所述第二无金属分布的区域中部且不相交；所述金属块与所述金属线不接触。
[0061]具体的，所述其他的各层金属层形成所述金属填充物结构以后，金属分布的密度大于或等于该层的第一最小设计规则。
[0062]具体的，所述金属块与所述金属线不接触；所述金属线的宽度应为为该层的第二最小设计规则的I?3倍，优选地，本实施例中，所述金属线的宽度为第二最小设计规则的3倍；所述金属线的条数为4?32条，优选地，本实施例中，所述金属线23的条数为8条。
[0063]具体的，所述形成于各层矩形金属层中的金属线在水平面上的投影相互重叠，相邻金属线之间形成大于O度小于等于90度的夹角。
[0064]具体的，所述金属块22为正方形金属块，其均匀地分布在所述第二无金属分布的区域。所述其他各层金属层中金属块的边长等于该层的第二最小设计规则；所述其他的各层金属层中金属块之间的间隔，在该层的第三最小设计规则至间隔最大值的区间内任意取值，所述该层的间隔最大值为:当金属分布的密度等于该层的第一最小设计规则时，金属块之间所具有的间隔。显然，优选地，本实施例中该层金属分布的密度等于该层的第一最小设计规则，金属块的边长等于该层的第二最小设计规则，此时金属块之间的间隔为该层的间隔最大值。
[0065]具体的，所述金属块和金属线的材料与该层金属层中管脚基线的材料相同。
[0066]图2c为在多种设计规则下电感器品质因子Q值随频率变化的示意图，如图2c所示，正方形所代表的曲线为在电感器金属分布稀疏的区域自动形成金属块时，电感器的品质因子Q值随频率的变化；三角形所代表的曲线为在电感器金属分布稀疏的区域形成本发明的金属填充物结构时，电感器的品质因子Q值随频率的变化。由图2c可知，当频率为15GHz时，两种设计的品质因子Q值均达到最大值，在电感器金属分布稀疏的区域自动形成金属块后，其品质因子Q的最大值为20 ;而在电感器金属分布稀疏的区域形成本发明的金属填充物结构后，其品质因子Q的最大值则达到29。由此可以得出，加入所述金属填充物结构以后，可以有效地提闻电感器的品质因子。
[0067]综上所述，本发明提供一种具有金属填充物结构的电感器，通过优化在电感器金属分布稀疏的区域形成的金属块的形状、大小和间隔，不但满足了金属分布的密度要求，而且可以降低金属块的涡流效应，有效地升高了电感器的品质因子；在除顶层以外的其他金属层中形成呈辐射状分布的金属线，金属线一端接地，起到了屏蔽层的作用，使得电感器的寄生电容和寄生电阻增大，寄生电容增大以后，其对应的容抗减小，同时由于寄生电阻也是增大的，整个结构的阻抗明显增加，这就使得金属填充物结构中产生的电流明显减小，有效的降低了金属填充物结构的涡流效应，大大升高了电感器的品质因子。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0068]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种具有金属填充物结构的电感器，其特征在于，至少包括:底层矩形金属层、位于所述底层矩形金属层上的顶层矩形金属层、位于所述底层矩形金属层和顶层矩形金属层之间的至少一层中间矩形金属层，其特征在于，所述底层矩形金属层至少包括位于其四个顶角处的管脚以及连接所述管脚的管脚基线；所述管脚基线将相邻管脚连接以围成第一无金属分布的区域，所述第一无金属分布的区域内形成有金属填充物结构；所述金属填充物结构至少包括: 与所述管脚基线等高的若干个金属块以及呈辐射状分布的若干条金属线； 所述金属线一端与管脚基线连接实现接地，另一端聚拢在所述第一无金属分布的区域中部且不相交；所述金属块与所述金属线不接触。2.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于，所述顶层矩形金属层至少包括:位于所述顶层矩形金属层中部的电感器金属线圈，位于所述顶层矩形金属层四个顶角处和两侧中部的管脚，连接所述电感器金属线圈和所述两侧中部的管脚的连接线，以及连接所述四个顶角处管脚的管脚基线；在电感器金属线圈内侧区域、电感器金属线圈与管脚及管脚基线之间的区域，以及管脚之间无基线连接的区域内形成与所述电感器金属线圈等高的若干个金属块。3.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于，所述中间矩形金属层至少包括位于其四个顶角处的管脚以及连接所述管脚的管脚基线；所述管脚基线将相邻管脚连接以围成第二无金属分布的区域，所述第二无金属分布的区域内形成有金属填充物结构；所述金属填充物结构至少包括: 与所述管脚基线等高的若干个金属块以及呈辐射状分布的若干条金属线； 所述金属线一端与管脚基线连接实现接地，另一端聚拢在所述第二无金属分布的区域中部且不相交；所述金属块与所述金属线不接触。4.根据权利要求1或3所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述形成于各层矩形金属层中的金属线在水平面上的投影相互重叠，相邻金属线之间形成大于O度小于等于90度的夹角。5.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属块为正方形。6.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属块均匀的分布在所述第一无金属分布的区域内。7.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属块和金属线的材料与底层矩形金属层中管脚基线的材料相同。8.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属线的条数为4?32条。9.根据权利要求8所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属线的条数为8条。10.权利要求8或9所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述相邻金属线之间夹角相等。11.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属线的宽度为第二最小设计规则的3倍，所述第二最小设计规则为工艺所允许的最小尺寸。12.根据权利要求1所述的具有金属填充物结构的电感器，其特征在于:所述金属填充物分布的密度等于第一最小设计规则，所述的第一最小设计规则为金属分布密度的最小值。
【专利摘要】本发明提供一种具有金属填充物结构的电感器，所述金属填充物结构至少包括：与所述管脚基线等高的若干个金属块以及呈辐射状分布的若干条金属线；所述金属线一端与管脚基线连接实现接地，另一端聚拢在所述第一无金属分布的区域中部且不相交；所述金属块与所述金属线不接触。通过优化在电感器金属分布稀疏的区域形成的金属块的形状、大小和间隔，可以降低金属块的涡流效应，有效地升高了电感器的品质因子；在除顶层以外的其他金属层中形成呈辐射状分布的金属线，金属线一端接地，起到了屏蔽层的作用，有效的降低了金属填充物结构的涡流效应，大大升高了电感器的品质因子。
【IPC分类】H01L23/522
【公开号】CN104934408
【申请号】CN201410106306
【发明人】何丹
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月20日