专利名称：具备电感器的半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备电感器的半导体装置，特别涉及到适合使用于无线通信装置的高频电路中的半导体装置。
背景技术：
在对涉及到GHz带附近的高频率信号进行处理的电路中使用的电感器，因为其电感较小，所以可以装载到半导体装置中。这种情况下，因为在微小的半导体装置内部接近于电感器配置其他的电感器和布线等，所以人们提出数个减低由电感器而引起的干扰的方案。例如，下述集成电路示例已公示在专利文献1中，该集成电路的目的为，减轻由形成于半导体衬底上面的电感器感应的涡电流以及对半导体衬底内部的串扰，并且在电感器下部的半导体衬底中嵌入高浓度且导电性较高的长条的井区。另外，下述示例已公示在非专利文献1中，该示例的目的为减少由2个电感器间的互感而产生的干扰，并如图13所示采用接地且宽幅的布线7、9来分别包围具有输入端子6、10的电感器5、8。还有，非专利文献2对于产生于电感器外围的磁场影响的原理，使用毕奥-萨瓦特定律进行了说明。另外，非专利文献3对于使用电感器的振荡电路频率因其他电感器的影响而变化的牵引现象，进行了说明。
专利文献1特开2003-249555号公报非专利文献1泰利斯·布勒莱克(Tallis Blalack)另2名，「片内·RF分离·技术(On-Chip RF Isolation Techniques)」，(美国)，电气和电子工程师学会·双级/BiCMOS电路及技术会议2002·会报(IEEE BCTM 2002 proceedings)，2002年，p.205-211非专利文献2熊谷宽夫，另1名著，「朝仓物理学讲座5 电磁学」，朝仓书店，1965年，p.146非专利文献3贝萨德·拉萨维(Behzad Razavi)著，「RF微电子技术」，丸善株式会社，2002年，p.247电感器是构成电路的基本的无源器件之一，广泛使用于振荡电路、滤波器、匹配电路及变压器等中，但是由于在一般制造方法的半导体装置中难以得到较大的电感，因而较少使用。但是，在由半导体装置来构成安装于移动无线终端等中、用来对较高频率进行处理的高频电路时，由于高频电路所需要的电感值较小，因而可以采用半导体装置的布线技术按实际应用的面积来形成电感器，并能够使用多个电感器。由于具备电感器，因而可以将振荡器、滤波器、匹配电路及调制电路等集成到1个半导体装置之中，能够使半导体装置得以多功能化。这样一来，例如在移动无线终端中能实现以下述高频电路为单一半导体装置来构成的RF-IC(Radio Frequency-Integrated Circuit)，上述高频电路包括调制电路，用来对基带信号进行调制来获得无线电频率的无线信号(下面，称为「RF信号」)；解调电路，用来进行其相反的处理；局部振荡电路，用来生成调制解调所使用的载波。
半导体装置的集成度因低成本化而逐年增加，并且与此相伴将多个电感器配置到同一半导体装置内。因此，在半导体装置内电感器和电路接近配置，电感器和电感器之间的信号干扰以及电感器和布线之间的干扰成为问题。若在半导体装置内发生信号干扰，则招致电路的错误动作、不需要的噪声输出以及输入灵敏度的恶化。尤其是，在包含RF-IC的无线通信电路中，由于在载波或接收信号和输出信号之间信号强度差异较大，因而例如在发生载波的局部振荡电路和RF信号之间需要-70dB左右的大的隔离器。
特别是，在不经向中频频率的变换而直接将基带信号变换成无线电频率的直接转换方式的RF-IC时，很多情况下局部振荡信号和RF信号的频率几乎相等，或者说接近于倍增比。因此，若在局部振荡信号和RF信号之间存在干扰，则发生严重的相互调制失真和无用波泄漏。通过滤波器来改善因一次干扰而引起相互调制失真后的信号，却由于在与希望的信号相同的频带内存在干扰信号成分，因而是较为困难的。另外，在由寄生元件形成干扰的路径时，不能在路径的中途插入用来阻断干扰的元件。
因而，需要减低下述干扰的技术，该干扰是由产生于半导体装置内的电路间信号泄漏而引起的。如上所述，在专利文献1中公示出对通过半导体衬底所传输的干扰信号进行阻断的技术。但是，采用该技术，却不能抑制由电感器发生的互感的影响。
互感是因2个电感器和电感器之间的磁场变化而产生的。若给电感器输入高频信号，则产生交流的磁场，在外围的电感器和布线上产生感应电动势。感应电动势产生的感应电流流动到原本被绝缘的电路和电路之间成为无用的干扰信号，并产生问题。因此，互感越大，越是增加干扰量。
产生于电感器外围的磁场影响如非专利文献2所示，是根据毕奥-萨瓦特定律随着增加观测点和电感器之间的距离予以减少的。因而，在电感器的周围设置布线禁止区域，将受到干扰的电感器和布线分离，也是以往一直采取的方案。但是，采用该方法，因禁止区域占有面积，因此成为集成度提高和面积缩小的阻碍。
因此，需要阻止由通过电感器产生的磁场变动而引起的信号传输。其一般的方法为采用导电性的板和壳子包围电感器。在构成半导体装置时，考虑采用由布线层构成的导电性板来包围上下或单侧的构造。但是，对于标准的半导体装置而言，布线层间的间隔非常狭小，采用该构造将在电感器和导电性板之间产生较大的寄生电容。为此，电感器和寄生电容的总阻抗变为电容性，难以获得希望的电感。
图13所示、采用由布线层构成且接地的宽幅布线来包围电感器周围的非专利文献1所述的方法，可以作为减少因互感而引起的干扰的技术加以使用。但是，采用该方法存在2点问题所在。第1为，需要进行理想的接地以便接地布线7、9不出现电位的变动。在半导体装置的情况下，由于存在接合线等的寄生元件，因而难以在较宽阔的频率范围内降低接地布线的阻抗。因而，在接地布线中也发生具有电压振幅的信号。再者，因为接地布线是电路间的通用端子，所以由其它电路发生的信号易于干扰到电感器。第2问题所在为，若为了使接地布线接近理想的接地状态，将较宽大面积的布线配置到周围，则对半导体衬底产生寄生电容。因此，发生于接地布线中的感应电流不易流动，使利用感应电流的干扰减少效果下降。
在非专利文献1中，根据对传输到半导体衬底的信号量进行测定的状况，分别设置用来包围2个电感器的接地布线并进行绝缘，但是在使用于半导体装置中时从端子数量的限制和电路的稳定动作方面出发，却难以对接地布线进行绝缘。若为了降低阻抗，采用宽幅的布线来构成，则产生面积有所增大使电路的集成度恶化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减低由电感器而引起的干扰的高性能化的装载高频电路的半导体装置。
用来达到上述目的的本发明的半导体装置，其特征为，具备第1电路，用来通过第1信号对载波进行调制，输出与第1信号相比频率更高的第2信号；第2电路，用来采用上述载波对第3信号进行解调，输出与上述第3信号相比频率更低的第4信号；第3电路，用来生成上述载波；上述第1、第2或第3电路的至少一个至少具有1个电感器，上述至少1个电感器具备用来包围上述至少1个电感器的闭合布线。
由于采用闭合布线来包围电感器，因而如同下面所详细说明的那样，能减低通过互感产生的干扰。上述第1、第2及第3电路分别作为如调制电路、解调电路及局部振荡电路来实现，并且在包括它们在内构成高频电路的高频电路内部具备电感器。即使高频电路集成到1个半导体装置中，并且各个电路接近配置，也能减低电路间的干扰，因此可以使装载于半导体装置中的高频电路得以高性能化。
根据本发明，在具有电感器的半导体装置中，可以减低由电感器发生的磁场而引起的互感的干扰，能够使不需要的噪声信号的输出得以减少。
图1是用来对本发明的半导体装置所使用的电感器进行说明的上面图。
图2是用来对本发明的半导体装置所使用的电感器进行说明的剖面图。
图3用来说明本发明干扰减低效果。
图4是为了评价本发明效果所制作出的测定用电感器的俯视图。
图5是用来说明本发明效果的曲线图。
图6是用来对本发明的半导体装置所使用的电感器进行说明的另一个剖面图。
图7是用来对本发明的半导体装置所使用的电感器进行说明的又一个剖面图。
图8是用来对本发明的半导体装置所使用的电感器进行说明的另一个上面图。
图9是用来对使用本发明的半导体装置的无线通信电路进行说明的电路结构图。
图10是用来对本发明的半导体装置第1实施示例进行说明的结构图。
图11是用来对本发明的半导体装置第2实施示例进行说明的结构图。
图12是用来对本发明的半导体装置第3实施示例进行说明的结构图。
图13是用来对采用以往技术的半导体装置进行说明的上面图。
具体实施例方式
下面，参照附图所示的实施方式，更为详细地说明本发明所涉及的装载高频电路的半导体装置。还有，设为图1、图2、图6～图12中的相同符号表示相同的部件或类似的部件。
首先，采用图1来说明本发明的半导体装置所使用的电感器结构。在图1中，1表示干扰源方电感器，2表示被干扰方电感器，3表示干扰源方的干扰减低用布线，4表示被干扰方的干扰减低用布线。干扰减低用布线3配置到电感器1的周围使之环绕成一笔画状，并且作为闭合布线来形成。布线的形状并不限定为方形，也可以是曲线和直线或者它们的组合。同样，在被干扰方的电感器2周围也将构成闭合布线的干扰减低用布线4配置一周。
布线3、4一般不连接电感器1、2，并且也不进行与其它电路的某个电极间流过交流信号这样的连接。还有，在布线3、4中最好不加入对流向电感器的高频信号的波长带来影响的长度的短截线和狭缝。例如，在电感器的布线层和半导体衬底之间，为了防止半导体衬底上发生的涡电流，将加入狭缝后的图案插入，并且若在电感器的周围连接上述图案使之环绕，则在电感器和狭缝图案之间产生寄生电容。因此，流动到干扰减低用布线的电流减少，不能获得干扰减低的效果。
图2表示出，对于干扰源方电感器1沿着图1的A·A线截开的剖面。在图2中，11是和电感器1或干扰减低用布线3进行交叉的布线，12是通孔，为了垂直连接不同的布线而由导电性材料形成并且用来连接电感器1和布线11，13是绝缘体层，14是半导体衬底。电感器1和布线3形成在同一布线层上以使干扰减低效果变得最大，但是也可以不必在同一层上。
采用图3，来说明由干扰源方电感器1和被干扰方电感器2之间的互感引起的干扰被减低的原理。在图3中，模式表示出对应于图1的形状产生磁场的状态。在图3中表示流动电流的圆周状环路，21是干扰方干扰减低用布线3的环路，22是干扰方电感器1的环路，23是被干扰方干扰减低用布线4的环路，24是被干扰方电感器2的环路。
若向电感器1的环路22流动交流信号电流26，则发生交流磁场25。其朝向根据非专利文献2所示的毕奥-萨瓦特定律，变成朝向31，该朝向为31与电感器1的环路22所形成的面垂直，并且在相对于电流26的方向右螺纹转动时，上述右螺纹前进的朝向。交流磁场25随着电流26的朝向和大小的变化，也向相反朝向产生变化。因为布线3的环路21的面与电感器1的环路22大致相同，所以由于交流磁场31的影响，按照楞次(Lenz)定律对布线3的环路21流动感应电流28。电流28的朝向根据楞次定律，是在抵消产生于面上的磁场的方向32上产生磁场的方向。在非干扰方电感器2的环路24所形成的面上，在垂直的朝向33产生交流磁场。根据非专利文献2所示的楞次定律，在电感器2的环路24流动感应电流27，在布线4的环路23流动感应电流29。电流27和电流29的朝向是在抵消磁场33的方向34上产生磁场的方向。
因而，借助于由感应电流28、29所发生的各个磁场32、34，磁场33变小。因而，产生于被干扰方电感器2中、作为干扰电流的感应电流27通过感应电流28、29而减少。也就是说，表示下述干扰信号被减低，该干扰信号是从输入的电流26通过磁场31、25、33而变成作为输出电流的感应电流27进行传输的。因为感应电流27是由干扰源方电感器1和被干扰方电感器2之间的互感而产生的，所以通过发生感应电流28的干扰源方干扰减低用布线3和发生感应电流29的被干扰方干扰减低用布线4，来减低由干扰源方电感器1和被干扰方电感器2之间的互感而引起的干扰。还有，根据该原理，即使干扰减低用布线只配置于干扰源方或被干扰方的任一方，与配置于双方相比使效果进一步下降，但也能减低干扰。
干扰减低的上面的现象如下所示，可以根据实验结果和由电磁场分析得出的计算结果进行确认。
图4是为了通过对实施本发明时和不实施时的比较进行测定，所制作出的布局图的俯视图。在图4中，41表示干扰源电感器，42表示被干扰方电感器，43表示干扰源方干扰减低用布线，44表示被干扰方干扰减低用布线，45表示接地端子焊盘，46表示输入端子焊盘，47表示输出端子焊盘。有关电感器41和布线43以及电感器42和布线44进行相互交叉的部分，则通过由2层布线层形成布线来实现交叉。由于电感器41的输入端子焊盘和相反方的端子以及电感器42的输出端子焊盘47和相反方的端子分别连接到通用的接地端子45上，因而不存在经由布线传输信号的路径。
图5对于图4的示例和不配置图4所示的干扰减低用布线43、44的以往示例，表示采用AJIRENTO公司产的网络分析器8510XF所测定出的结果以及采用AJIRENTO公司产的电磁场分析软件Momentum所计算出的结果。纵轴以分贝单位表示从电感器41到电感器42的输入输出间传输系数的大小，横轴表示频率。根据图5得知，与以往示例相比本示例在2GHz上传输减低了13.7dB。另外，根据电磁场分析结果，表明可预测2GHz上的干扰减低量大约在1.3dB以内。
上面，对于从电感器1给电感器2的干扰进行了说明，但是在对象为直线状的布线时，由于直线状的布线以较高的频率显现出电感，因而通过配置干扰减低用布线3，可以抑制从电感器1对直线状的布线产生的干扰。
另外，即使形成构成闭合布线的干扰减低用布线3，不只是电感器1而且除电感器1之外还包括别的电感器或者电感器1外围的器件或电路在内进行包围，也可以获得相同的效果。
再者，干扰减低用布线3还可以为了除去交流信号后的直流电压的传输和接地布线，加以利用。图6表示的是如此利用的干扰减低用布线3。来自与接地端子54连接的电源53的直流电流经过交流信号阻断电路52及直流电位连接布线51a并通过干扰减低用布线3，经过直流电位连接布线51b达到电路55，并且驱动与接地端子54所连接的电路55。
干扰减低用布线3为了减低干扰而必须构成为流动感应电流的交流信号，而另一方面即使供应的直流电位是任意且浮动的，也可以从其他电路供应。或者说，由于连接多条直流布线，因而也可以是流动直流电流的路径。但是，由直流电位连接布线51、交流信号阻断电路52、电源53、接地端子54及电路55构成的电路部例如需要采取下述方案，即由扼流圈来构成交流信号阻断电路52，并且不向干扰减低用布线流动与感应电流不同的来自另一个的交流信号。如果向布线3流动来自另一个的交流信号，则从干扰减低用布线不断向电感器经由磁场传输信号，致使在电感器中无用的信号重叠。由于按本示例来构成，因而可以减少相当于电源布线的布线宽度和布线间的空隙宽度的用于干扰减低用布线的占有面积，能够谋求半导体装置的面积缩小和集成度提高。这在占有面积受到限制的半导体装置中是有效的方法。
接着，图7表示利用布线层的2层提高了干扰减低用布线的干扰减低效果的电感器。干扰减低用布线采用对布线层2层和这些布线层间进行垂直连接的通孔来构成。在图7中，82是形成于第2布线层上的干扰减低强化用的干扰减低用布线，83是用来连接布线3和布线82的通孔。还有，布线11形成于第3布线层上，再设置与通孔12连接而形成于第2布线层上的连接用布线15和通孔16，并连接到电感器1上。图7是与图2相同位置的剖面图，并且可以通过布线82来减低干扰用布线3的电感更多流动感应电流，能够使干扰的减低量得到增大。这里，为了避免增加干扰减低强化用布线和半导体衬底间所产生的寄生电容，而采用下述结构，该结构的干扰减低强化用布线不使用最下层，而使最上层和其下一层的2层重合，利用通孔83来连接2层的层间。其结果通过电磁场分析确认出，与由1层来构成干扰减低用布线的情形相比，增加0.5dB的干扰减低量。由于使用这种结构，因而在限制布线宽度时，可以使形成干扰减低用布线的布线层增加，令干扰减低量得以增加。
接着，在图1中干扰减低用布线3配置到电感器1的周围使之围绕成一个笔画状，但是可以使该形状成为螺旋形。这对于干扰减低用布线4也是相同的。
图8表示对干扰减低用布线采用螺旋形状的电感器。在图8中，是分别配置于电感器1、2外围的螺旋形干扰减低用布线101、102。布线101、102为3圈的螺旋形状，并且外围的布线和内侧的布线之间通过不同的布线层和通孔来连接，形成闭合布线。由于螺旋的圈数增加，因而电感器1、2和干扰减低用布线3、4之间的耦合增加，并且向干扰减低用布线3、4流动的感应电流增加。因此，与图1所示的构造相比，能进一步强化抑制由电感器1和电感器2之间产生的互感而引起的干扰信号传输。因而，通过设置螺旋形干扰减低用布线，可以进一步大幅减低干扰信号。
具有具备上面所说明的干扰减低用布线的电感器的本发明的半导体装置例如能作为RF-IC来实现。RF-IC有代表性的是，在移动无线终端的无线通信电路部中，和发送用的功率放大器或天线开关共同使用。图9表示包括无线通信电路111在内的移动无线终端的电路结构。
无线通信电路111在发送方具备调制电路(第1电路)97，用来通过从外部的基带部113传送的基带信号(第1信号)对载波进行调制，而获得RF信号；功率放大器110，用来对调制电路97所输出的RF信号(第2信号)进行功率放大；低通滤波器125，用来经过输出匹配电路120将功率放大器110输出的RF信号输入，并去除RF信号中所包含的无用高次谐波。通过调制电路130，基带信号的频率(例如，约200KHz)被变频成无线电频率(例如，约2GHz)。除此之外，无线通信电路111还具备转换器140，该转换器140与外部的天线120连接，用来在发送时将来自滤波器125的RF信号供应给天线112，在接收时输入来自天线112的RF信号并供应到接收方。再者，在接收方无线通信电路111具备带通滤波器165，用来除去来自转换器140的RF信号中无用的干扰波；低噪声放大器151，用来经过接收匹配电路160将滤波器165输出的RF信号输入并进行放大；解调电路(第2电路)152，用来对低噪声放大器151输出的RF信号(第3信号)进行解调并输出基带信号(第4信号)，将其供应给基带部113。另外，作为收发所通用的电路，还具备局部振荡电路(第3电路)98，用来生成调制及解调所用的载波将其供应给调制电路97及解调电路152。
在上述结构中，包括调制电路97、低噪声放大器151、解调电路152及局部振荡电路98在内的高频电路被集成，来构成RF-IC150。下面，说明作为RF-IC所实现出的本发明的半导体装置实施示例。
(第1实施示例)图10表示本发明的第1实施示例。在本实施示例中，调制电路97使用具备干扰减低用布线的电感器。在图10中，61、62表示电感器，63表示构成闭合布线的干扰减低用布线，64表示调制器，65a、65b表示混频器，66a、66b、66c、66d表示缓冲器，67a、67b表示基带信号输入端子，68a、68b表示载波输入端子，69a、69b表示RF信号输出端子，70表示电容器。给输入端子67a、67b输入相互正交的基带信号。正交的基带信号的各自是相互极性相反的双极性差动信号。另外，给输入端子68a、68b分别输出相互相位相差90度的载波(局部振荡信号)。载波的各自也是相互极性相反的双极性差动信号。
利用由电感器61、62和电容器70组成的电路，来构成差动的低通滤波器。从输入端子67a、67b输入的基带信号分别经由缓冲器66a、66b被输入混频器65a、65b，并且从输入端子68a、68b输入的载波分别经由缓冲器66c、66d被输入混频器65a、65b。在混频器65a、65b中，载波通过基带信号进行调制变为差动的RF信号，输入到上述低通滤波器中。还有，混频器65a、65b输出的相互正交的差动信号相同极性之间进行连接，一个极性的RF信号供应给电感器61，另一个极性的RF信号供应给电感器62。
在混频器65a、65b的输出信号中不只是希望的频率，还包含希望的2倍频率的信号、3倍频率的信号等高次谐波成份。例如，在RF信号的中心频率为2GHz时，将在4GHz和6GHz的频率上发生高次谐波成份的信号。为了除去这些高次谐波成份，而使用上述低通滤波器。通过上述滤波器取出高次谐波成份后的RF信号，被输出到输出端子69a、69b。因为输入给电感器61、62的信号是差动信号，所以无需担心电感器61、62的电感器间的干扰。但是，在产生于电感器内的磁场变化过程中包含高次谐波成份，导致对配置于旁边的电路中的电感器和布线产生单相的干扰信号。通过包围电感器61、62双方所配置的干扰减低用布线63来减低该干扰信号，可以抑制所传输的高次谐波成份的量。
干扰减低的具体效果通过电磁场分析就能明确。例如，在电感器61、62的外形为130μm、宽度为3μm、空隙为3μm且为9圈时，在离电感器61、62的外部线46.5μm的距离的邻近的布线上所产生的干扰信号，其大小与输入电感器61、62的4GHz的输入信号相比大约衰减了40dB。对此，通过将布线宽度为6μm且空隙为3μm的干扰减低用布线63配置到电感器61、62的周围，使干扰信号的大小大约衰减了45dB。因而，获得了5dB的干扰减低效果。如同本实施示例的电感器61、62那样，通过设置对无需考虑干扰的组合电感器进行包围的干扰减低用布线，与在各电感器中设置干扰减低用布线的情形相比，可以将面积缩小相当于布线宽度和空间的区域。
(第2实施示例)图11表示本发明的第2实施示例。在本实施示例中，局部振荡电路98使用具备干扰减低用布线的电感器。在图11中，71表示作为扼流圈发挥作用的电感器，72表示构成闭合布线的干扰减低用布线，73表示振荡器的谐振用电感器，74表示作为可变电容的变容二极管，75表示电容器，76表示晶体管，77表示用来决定晶体管76的动作电流的可变电流源，78表示到晶体管76的电源电压，79表示频率控制端子，80表示振荡器输出端子，81表示接地端子。在本实施示例中，电感器(扼流圈)71为被干扰方。
根据由电感器73、变容二极管74及电容器75组成的谐振电路的谐振频率，来决定振荡频率。若向控制端子79供应了控制电压，则施加给变容二极管74的偏压产生变化，并且变容二极管74的电容进行变化。因此，振荡频率产生变化。由于采用晶体管76构成正反馈电路，因而以希望的振幅从输出端子80输出由控制电压决定的频率的振荡信号。振荡信号是一种相互极性相反的差动信号，并且成为给调制电路97及解调电路152供应的载波。电感器(扼流圈)71的动作为，对变容二极管74供应直流的接地电位，并且对作为交流信号的振荡信号进行阻断，向输出端子80进行传输。
在本实施示例中在附近有干扰信号源时，给电感器(扼流圈)71传输干扰信号使之与振荡信号重叠，出现振荡器输出无用波的问题。再者，在干扰信号和振荡信号的频率接近时，有时也发生因专利文献3中所述的牵引现象而使频率产生变动这样的问题。通过配置干扰减低用布线72，来抑制这种无用波，并且避免牵引现象。
另外，在本实施示例中，干扰减低用布线72并不是图10所示的那种长方形，而为了减少占有面积，成为仿照电路块外形的形状。根据电磁场分析的结果确认出，在只给被干扰方电感器配置干扰减低用布线时以及只给干扰源方电感器配置干扰减低用布线时，如果电感器的形状、材料及电感器间的距离各个条件相同，则不存在干扰减低量的差异。因而，在如同可变频率振荡器那样被干扰源方的电感器受到来自另一电路的干扰影响时，可以通过在其周围配置干扰减低用布线，来减低干扰。因此，本实施示例是一种有效的方法，可以在不能确保给干扰源方的电感器配置干扰减低用布线的区域时，通过只在被干扰方设置干扰减低用布线来减低干扰。
(第3实施示例)图12表示本发明的第3实施示例。在本实施示例中，调制电路97使用具备干扰减低用布线的电感器，并且局部振荡电路98同样使用具备干扰减低用布线的电感器。而且，调制电路97的电感器为干扰方，局部振荡电路98的电感器为被干扰方。在图12中，91表示RF可变增益放大器，92a、92b表示基带滤波器，93a、93b表示基带放大器，94表示频率分频器，95表示RF输出端子，96a、96b表示基带输入端子，97表示调制电路，98表示局部振荡电路。
调制电路97的结构与第1实施示例相同，可变频率振荡器98的结构与第2实施示例相同。本实施示例是一种采用1个载波一次将基带信号的频率变换成无线电频率的直接转换方式的发送电路，下面简单表示其动作。
输入到输入端子96a、96b的正交且差动的基带信号分别通过基带放大器93a、93b被放大为希望的振幅，通过基带滤波器92a、92b被限制为在无线通信中允许的频带。另一方面，在载波频率例如为2GHz时，从局部振荡电路98输出的4GHz振荡信号通过频率分频器94被分频成作为1/2频率的2GHz，输出相位差为90度且差动的载波(局部振荡信号)。给调制器64输入正交且差动的基带信号以及相位差为90度且各自为差动的载波。各自共4条的差动信号通过缓冲器66a～66d来放大信号强度，输入给混频器65a、65b。通过混频器65a、65b，进行作为4值调制方式之一的QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying)调制。此时，同时输出频率为2倍增和3倍增等的无用高次谐波成份。高次谐波成份通过由电感器61、62及电容器70组成的滤波电路被阻断，取出希望的RF信号。RF信号在通过可变增益放大器91进行放大之后，被输出给RF输出端子95。
在本发送电路中，如上所述通过电感器61、62在外围发生包含高次谐波成份的磁场变化，并且在电感器(扼流圈)71及电感器73之间如图12所示，产生电感器间的干扰。为了减低其干扰，分别在调制电路97及局部振荡电路98的外围配置干扰减低用布线63、72。根据测定结果得知，因电感器间的干扰而产生的从RF输出端子95输出的无用高次谐波成份，由于配置干扰减低用布线63、72，因而与不配置减低用布线63、72的以往相比，可以减低5dB。这样，采用在干扰源电感器及被干扰电感器中设置干扰减低用布线的本实施示例，可以减低调制电路97输出的无用波成份。
还有，在上面的本实施方式中，为了获得干扰减低效果，半导体衬底的构造并不限于上述的块状衬底，不言而喻也可以是由多层形成的SOI(Silicon On Insulator)衬底或者由不同材料形成的如蓝宝石衬底。另外，不言而喻，使用本发明的频率范围不限定为图5所示的范围。本发明并不限于上述螺旋形的电感器，而可以使用于将其圈数、卷绕方向及电感器的剖面形状改变后的任意电感器中。再者，第1、第3实施示例所示的调制电路为差动式，但也可以单相式。这种情况下，低通滤波器由1个电感器构成。
另外，本发明的电感器除上述振荡电路和滤波器之外，还可以广泛利用于匹配电路及放大器等中。虽然未图示，但是有时在图9的低噪声放大器151及解调电路152中使用电感器。那种情况下，由于在电感器中如上所述具备干扰减低用布线，因而可以减低来自局部振荡电路98的干扰，或者在收发同时进行动作的通信方式时来自发送方的干扰。
另外，无需为了实施本发明采用新的半导体制造方法，没有增加消耗电力的担心。作为本发明副作用的电感器自身电感的减少和面积的增加，可以通过适当进行形状的设计将其抑制为最小限度。另一方面，由于使用本发明，使电感器间的间隔变窄为相当于干扰量减少的部分，因而可以使电路集成度的提高和无线通信电路的多功能化。另外，对于相当于干扰量减少部分，可以缓解设计时的规格，能够谋求设计人工数的减低及工期的缩短。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征为，具备第1电路，用来通过第1信号对载波进行调制，输出比第1信号频率高的第2信号；第2电路，用来采用上述载波对第3信号进行解调，输出比上述第3信号频率低的第4信号；第3电路，用来生成上述载波；上述第1、第2或第3电路的至少一个至少具有1个电感器，上述至少1个电感器具备用来包围上述至少1个电感器的闭合布线。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述至少1个电感器和上述闭合布线形成于半导体衬底上的同一绝缘层中。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述闭合布线作为用来流动直流电流的布线使用。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述至少1个电感器还具备将上述至少1个电感器包围的别的闭合布线。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述闭合布线形成多卷数的螺旋形状。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，在由上述闭合布线包围的内部除上述至少1个电感器之外，还至少配置1个电路器件。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述至少1个电感器配置于上述第1电路中。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征为，上述至少1个电感器配置于上述第3电路中。
9.一种半导体装置，其特征为，具备第1电路，用来通过第1信号对载波进行调制，输出比第1信号频率高的第2信号；第2电路，用来采用上述载波对第3信号进行解调，输出比上述第3信号频率低的第4信号；第3电路，用来生成上述载波；上述第1、第2或第3电路的至少一个至少具有1个电感器，上述至少1个电感器具备用来减低通过互感发生的干扰的布线。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征为，上述布线是一种将上述至少1个电感器包围的闭合布线。
11.一种半导体装置，其特征为，具备电路，用来将所输入的基带信号通过调制变换成无线信号，并将所输入的上述无线信号通过解调变换成上述基带信号，上述电路至少具有1个电感器，上述至少1个电感器具备用来减低通过互感发生的干扰的布线。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征为，上述布线是一种将上述至少1个电感器包围的闭合布线。
全文摘要
提供一种减低因电感器引起的干扰并高性能化的装载高频电路的半导体装置。半导体装置具备调制电路，用来通过基带信号对载波进行调制并输出RF信号；解调电路，用来采用载波对RF信号进行解调并获得基带信号；局部振荡电路，用来生成上述载波；在这种半导体装置中，使用具有闭合布线的电感器。采用闭合布线，来减低通过互感而产生的干扰。例如，在对调制电路使用电感器(61、62)时，在包围电感器的外围配置闭合布线(63)。
文档编号H01L27/04GK1738046SQ20051008608
公开日2006年2月22日 申请日期2005年7月19日 优先权日2004年8月20日
发明者白水信弘, 中村宝弘, 增田彻, 笠信博, 森博志 申请人:株式会社瑞萨科技