领域
本公开的各方面涉及半导体器件，尤其涉及用于高质量(q)因数射频(rf)应用的偏斜共螺旋电感器结构。
背景技术：
用于集成电路(ic)的半导体制造的工艺流程可包括前端制程(feol)、中部制程(mol)和后端制程(beol)工艺。前端制程工艺可包括晶片制备、隔离、阱形成、栅极图案化、分隔件、扩展和源极/漏极注入、硅化物形成、以及双应力内衬形成。中部制程工艺可包括栅极触点形成。中部制程层可包括但不限于：中部制程触点、通孔或者非常靠近半导体器件晶体管或其他类似有源器件的其他层。后端制程工艺可包括用于互连在前端制程和中部制程工艺期间创建的半导体器件的一系列晶片处理步骤。
现代半导体芯片产品的成功制造涉及所采用的材料和工艺之间的相互作用。具体而言，用于后端制程工艺中的半导体制造的导电材料镀敷的形成是工艺流程中日益挑战的部分。这在保持小特征大小方面尤其如此。保持小特征大小的同样挑战也适用于玻璃基无源(pog)技术，其中高性能组件(诸如，电感器和电容器)被构建在也可具有非常低损耗的高度绝缘基板上。玻璃基无源器件涉及与其他技术相比具有多种优点的高性能电感器和电容器组件，诸如，通常用于移动射频(rf)芯片设计(例如，移动rf收发机)的制造的表面安装技术或多层陶瓷芯片。由于成本和功耗的考量，通过迁移到深亚微米工艺节点而使得移动rf收发机的设计复杂性复杂化。通过添加用于支持通信增强的电路功能而使移动rf收发机设计进一步复杂化。移动rf收发机的进一步设计挑战包括模拟/rf性能考量，包括失配、噪声、以及其他性能考量。这些移动rf收发机的设计包括无源器件的使用以，例如，抑制谐振和/或执行芯片设备上的高功率系统(诸如，应用处理器和图形处理器)中的滤波、旁路和耦合。
概述
偏斜共螺旋电感器结构可以包括由基板支撑的被安排为呈第一螺旋图案的第一迹线。该偏斜共螺旋电感器结构还可以包括被安排为呈第二螺旋图案的第二迹线，其中该第二迹线被耦合到第一迹线。第一迹线可在正交交叠区域中与第二迹线交叠。另外，每个正交交叠区域可以具有由第一迹线的宽度和第二迹线的宽度限定的大小。此外，第一迹线和第二迹线的平行边缘可被安排成重合。
偏斜共螺旋电感器结构可以包括由基板支撑的被安排为呈第一螺旋图案的第一迹线。该偏斜共螺旋电感器结构还可以包括被安排为呈第二螺旋图案的第二迹线，其中该第二迹线被耦合到第一迹线。第一迹线可在正交交叠区域中与第二迹线交叠。另外，每个正交交叠区域可以具有由第一迹线的宽度和第二迹线的宽度限定的大小。此外，第一迹线和第二迹线的平行边缘可被安排成交叠多达20％。
一种制造偏斜共螺旋电感器结构的方法可以包括直接在基板的表面上以第一螺旋图案制造第一迹线。该方法还可以包括在基板的表面上沉积分离材料以及围绕第一迹线的(诸)部分作为分离层。该方法可以进一步包括制造分离层上呈第二螺旋图案并且通过通孔耦合到第一迹线的第二迹线。
偏斜共螺旋电感器结构可以是用于支撑的装置。该偏斜共螺旋电感器结构可以包括在支撑装置上被安排为呈第一螺旋图案的第一迹线。该偏斜共螺旋电感器结构可以进一步包括被安排为呈第二螺旋图案的第二迹线，其中该第二迹线被耦合到第一迹线。第一迹线可在正交交叠区域中与第二迹线交叠。另外，每个正交交叠区域可以具有由第一迹线的宽度和第二迹线的宽度限定的大小。此外，第一迹线和第二迹线的平行边缘可被安排成重合。该偏斜共螺旋电感器结构还可以包括用于将第二迹线电耦合到第一迹线的装置。
这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优势以便下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的附加特征和优点将在下文描述。本领域技术人员应当领会，本公开可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这样的等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。
附图简述
为了更全面地理解本公开，现在结合附图参阅以下描述。
图1解说了本公开的一方面中的半导体晶片的立体视图。
图2解说了常规电感器结构的俯视图。
图3a和3b解说了常规电感器结构的视图。
图4a至4c解说了根据本公开的各方面的偏斜共螺旋电感器结构的视图。
图5a和5b示出了根据本公开的各方面比较图4a到4c的偏斜共螺旋电感器结构对图2、3a和3b中示出的常规电感器结构的性能的图表。
图6解说了根据本公开的各方面的具有部分交叠的平行边缘的偏斜共螺旋电感器结构的俯视图。
图7a和7b解说了根据本公开的一方面的具有根据本公开的各方面的变化的迹线宽度的偏斜共螺旋电感器结构的俯视图。
图8是解说了根据本公开的一方面的一种制造偏斜共螺旋电感器结构的方法的工艺流程图。
图9是示出其中可有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。
图10是解说根据一种配置的用于半导体组件的电路、布局、以及逻辑设计的设计工作站的框图。
详细描述
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免湮没此类概念。如本文中所描述的，术语“和/或”的使用旨在表示“包含性或”，而术语“或”的使用旨在表示“排他性或”。
由于成本和功耗的考虑，移动射频(rf)芯片设计(例如，移动rf收发机)已经迁移到深亚微米工艺节点。通过添加用于支持通信增强(诸如载波聚集)的电路功能而使移动rf收发机的设计复杂度进一步复杂化。移动rf收发机的进一步设计挑战包括模拟/rf性能考虑，包括失配、噪声、以及其他性能考虑。这些移动式rf收发机的设计包括无源器件的使用以，例如，抑制谐振和/或执行滤波、旁路和耦合。
玻璃基无源器件涉及与其他技术(诸如，表面安装技术或多层陶瓷芯片)相比具有各种优点的高性能电感器和电容器组件。这些优点包括大小更紧凑以及制造工艺变化更小。玻璃基无源器件还具有满足严格的低插入损耗和低功耗规范的更高q(或质量因数)值。器件(诸如，电感器)可以被实现为具有玻璃基无源技术的三维(3d)结构。由于其3d实现，3d电感器或其他3d器件也可经历数个设计约束。
电感器是被用于根据电感值暂时存储线圈内磁场中的能量的电器件的示例。该电感值提供了电压与通过电感器的电流的变化率的比率的测量。当流经电感器的电流变化时，能量被暂时存储在线圈中的磁场中。除了它们的磁场存储能力之外，电感器通常被用于交流(ac)电子装备，诸如，无线电装备。例如，移动rf收发机的设计包括使用具有改进电感密度的电感器，同时降低高频(例如，700兆赫(mhz)至5千兆赫(ghz)rf范围)处的磁损耗。
本公开的各个方面提供了用于制造偏斜共螺旋电感器结构的技术。用于偏斜共螺旋电感器结构的半导体制造的工艺流程可包括前端制程(feol)工艺、中部制程(mol)工艺和后端制程(beol)工艺。将理解，术语“层”包括膜且不应被解读为指示纵向或横向厚度，除非另外声明。如本文中所描述的，术语“基板”可指代已切割晶片的基板或可指代尚未切割的晶片的基板。类似地，术语芯片和管芯可被可互换地使用，除非这种互换将难以置信。
如本文所描述，后端制程互连层可以指用于电耦合到集成电路的前端制程有源器件的导电互连层(例如，金属一(m1)、金属二(m2)、金属三(m3)等)。该后端制程互连层可以电耦合到中部制程互连层以用于，例如，将m1连接到集成电路的氧化物扩散(od)层。后端制程第一通孔(v2)可以将m2连接到m3或其他后端制程互连层。
本公开的各方面描述了用于高质量(q)因数射频(rf)应用的偏斜共螺旋电感器结构。在一种安排中，偏斜共螺旋电感器结构包括由基板支撑的被安排为呈第一螺旋图案的第一迹线。另外，该电感器结构包括被安排为呈第二螺旋图案的第二迹线，其中该第二迹线被耦合到第一迹线。在该安排中，第一迹线在正交交叠区域处与第二迹线交叠。每个正交交叠区域具有由第一迹线的宽度和第二迹线的宽度限定的大小。在该安排中，第一迹线和第二迹线的平行边缘重合。在一种替换的安排中，第一迹线和第二迹线的平行边缘交叠，例如多达20％。
与指定具有直接交叠的电感器迹线的共螺旋电感器的常规电感器形成对比，经改进的电感器设计是其中在共螺旋电感器结构的第一迹线和第二迹线之间交叠减少的偏斜共螺旋电感器结构。该电感器结构可直接被安排在基板上(例如，具有接近零损耗的玻璃)。该第一电感器迹线和第二电感器迹线可以与电感器结构的中心处的贯通基板通孔耦合在一起。该经改进的共螺旋电感器结构包括在第二迹线上偏斜的第一迹线，以显著减少(例如，50％)迹线之间的电容性耦合。该经改进的共螺旋电感器结构还展现了实质性的自谐振频率改进(例如，60％)以及在高频带(hb)频率(例如2.3至2.9ghzrf范围)处改进的质量(q)因数。
图1解说了本公开的一方面中的半导体晶片的立体视图。晶片100可以是半导体晶片，或者可以是在晶片100的表面上具有一层或多层半导体材料的基板材料。当晶片100是半导体材料时，其可使用切克劳斯基(czochralski)工艺从籽晶生长，其中籽晶被浸入半导体材料的熔池中，并且缓慢旋转并从池中被移除。熔融材料随后在晶体的取向上结晶到籽晶上。
晶片100可以是复合材料，诸如砷化镓(gaas)或氮化镓(gan)、三元材料(诸如砷化铟镓(ingaas))、四元材料、玻璃或者可以是基板材料的任何材料。虽然许多材料本质上可以是晶体，但是多晶或非晶材料也可用于晶片100。例如，用于基板的各种选择包括玻璃基板、半导体基板、核层压基板、无核基板、印刷电路板(pcb)基板或其他类似的基板。
晶片100或者耦合到晶片100的各层可被提供有使晶片100更具导电性的材料。作为示例而非限定，硅晶片可具有添加到晶片100的磷或硼以允许电荷在晶片100中流动。这些添加剂被称为掺杂剂，并且在晶片100或晶片100的各部分内提供额外的电荷载流子(电子或空穴)。通过选择提供额外的电荷载流子的区域、提供哪种类型的电荷载流子、以及晶片100中附加的电荷载流子的量(密度)，可在晶片100中或晶片100上形成不同类型的电子器件。
晶片100具有指示该晶片100的晶向的取向102。取向102可以是如图1中所示的晶片100的平坦边缘，或者可以是槽口或其他标记以解说晶片100的晶向。取向102可指示晶片100中晶格的平面的米勒指数。
一旦按期望处理了晶片100，就沿着切割线104分割晶片100。切割线104指示晶片100将在何处被分隔或分离成多片。切割线104可限定已在晶片100上制造的各种集成电路的轮廓。
一旦限定了切割线104，晶片100就可被锯成或以其他方式分成多片以形成管芯106。每个管芯106可以是具有许多器件的集成电路或者可以是单个电子器件。管芯106(其也可被称为芯片或半导体芯片)的物理尺寸至少部分地取决于将晶片100分成特定大小的能力、以及管芯106被设计成包含个体器件的数量。
一旦晶片100已被分成一个或多个管芯106，管芯106就可被安装到封装中，以允许访问在管芯106上制造的器件和/或集成电路。封装可包括单列直插封装、双列直插封装、主板封装、倒装芯片封装、铟点/凸点封装、或者提供对管芯106的访问的其他类型的器件。还可通过线焊、探针、或者其他连接来直接访问管芯106，而无需将管芯106安装到分开的封装中。
可使用基于平面的工艺制造技术来执行图1中所示的所述晶片和管芯工艺。尽管管芯106继续根据摩尔定律按比例缩放，但与其他模拟和数字器件不同，电感器通常不可缩放。例如，如图2所示，常规电感器结构的缩放包括使用螺线管型电感器，该螺线管类型的电感器使用基于平面的工艺制造技术安排有直接交叠的迹线。
图2解说了常规电感器结构200。代表性地，该常规电感器结构200由第一迹线210和第二迹线220构成。该第一迹线210和第二迹线220被安排成直接交叠的螺旋图案，该螺旋图案使用通孔204被耦合在常规电感器结构200的中心处。该常规电感器结构200可以由基板(未示出)来支撑。该常规电感器结构200是根据多匝配置来安排的。
图3a示出了常规电感器结构300的透视图，而图3b示出了常规电感器结构300的俯视2d视图350。代表性地，该常规电感器结构300由第一迹线310和第二迹线220构成。该第一迹线210和第二迹线220被安排成直接交叠的螺旋图案，该螺旋图案使用通孔304被耦合在常规电感器结构300的中心处。该常规电感器结构200可以由基板(未示出)来支撑。虽然类似于图2的常规电感器结构200，但是常规电感器结构300是根据减少的匝数配置来安排的。
如上所述，未来移动rf收发机的设计涉及使用具有减少的寄生电容的rf高密度电感器以用于改进的自谐振和高频带(hb)(例如，高于1.7千兆赫(ghz)的rf范围)处的质量(q)因数。不幸的是，与其他模拟器件不同，电感器通常不可缩放。例如，常规电感器结构300类似于使用基于平面的工艺制造技术安排有直接交叠的迹线的螺线管类型的电感器。结果，通过直接交叠第一迹线310和第二迹线320以减少总面积并且实现随半导体器件的缩放，来减少常规电感器结构300的面积。
此外，直接交叠的迹线导致第一迹线310和第二迹线320之间的显著电容性耦合和/或电容性负载。该寄生电容降低了其中将常规电感器结构300转变成作为电容器来操作时的自谐振频率。由于直接交叠的迹线，寄生电容也减少了在高频处常规电感器结构300的q因数。例如，如图4a至4c和图6所示，可以通过减少第一迹线310和第二迹线320之间的交叠来改进常规电感器结构300的自谐振和电感密度。
图4a至4c解说了根据本公开的各方面的偏斜共螺旋电感器结构的视图。与图2、3a和3b所示的常规电感器结构(其指定具有直接交叠的电感器迹线的共螺旋电感器)形成对比，图4a解说了根据本公开的各方面的偏斜共螺旋电感器结构400的俯视图。经改进的电感器设计减少了在偏斜共螺旋电感器结构400的第一迹线410和第二迹线420之间的交叠。该偏斜共螺旋电感器结构400被直接安排在基板402上(例如，具有接近零损耗的玻璃)并且第一迹线410和第二迹线420一起被耦合到偏斜共螺旋电感器结构400的中心处的贯通基板通孔404。在本公开的该方面中，该偏斜共螺旋电感器结构400包括在第二迹线420上偏斜的第一迹线410，以显著减少迹线之间的电容性耦合(例如，50％)。由于通过使第一迹线410和第二迹线420偏斜而实现的减少的寄生耦合，偏移共螺旋电感器结构400还展现了实质性的自谐振频率改进(例如，60％)以及在高频带(hb)频率(例如2.3至2.9ghzrf范围)处的改进的质量(q)因数。
代表性地，偏斜共螺旋电感器结构400包括基板402，该基板402可以由玻璃衬底(诸如，实心玻璃基板、半导体基板、核层压基板、无核基板或印刷电路板(pcb)基板)构成。该偏斜共螺旋电感器结构400还包括由基板402支撑并且通过在偏斜共螺旋电感器结构400的中心部分处的通孔404电耦合在一起的第一迹线410(迹线1)和第二迹线420(迹线2)。在该配置中，第一迹线410被安排为呈第一螺旋图案，而第二迹线420被安排为呈第二螺旋图案。
在本公开的该方面中，第一迹线410在正交交叠区域(例如，412、414、416、422和424)处与第二迹线420交叠。每个正交交叠区域(例如，412、414、416、422和424)可以具有由第一迹线410的宽度和第二迹线420的宽度限定的大小。在该安排中，正交交叠区域(例如，412,414,416,422和424)的总面积小于第一迹线长度和/或第二迹线长度的10％。另外，第一迹线410和第二迹线420的平行边缘重合，以消除第一迹线410和第二迹线420的平行边缘之间的任何交叠，这减少了迹线之间的电容性耦合。
图4b和4c示出了根据本公开的各方面的以1.5匝配置的偏斜共螺旋电感器结构400的3d视图450和2d视图470。在该安排中，第一迹线410直接被制造在基板402的表面上并且在第一级(l1)处被电耦合到通孔404。该第一迹线410可以被分离材料(诸如，聚酰亚胺或其他分离或电介质材料)围绕以提供分离层430。另外，第二迹线420根据间距(s)被制造在基板402上方的第二级(l2)处的分离层430上。在该安排中，第二迹线420通过偏斜共螺旋电感器结构400的中心部分处的通孔404被电耦合到第一迹线410。
如图4b和4c所示，第一迹线410根据第一螺旋图案安排以提供第一螺旋电感器，以及第二迹线420根据第二螺旋图案安排以提供被安排在相反方向并与该第一螺旋电感器有偏移的第二螺旋电感器。在该安排中，第一迹线410的厚度(t)在十(10)到二十(20)微米的范围内，而第一迹线410的宽度在二十(20)到一百(100)微米的范围内。第二迹线420可以根据类似的配置来配置。另外，第二迹线420与第一迹线410之间的间距(s)可以在三(3)到十(10)微米的范围内。替换地，第一迹线410和第二迹线420可根据取决于期望的自谐振频率、电容性耦合级别、电感器密度或其他类似性能度量而变化的宽度(w)、间距(s)和厚度(w)来安排。在该安排中，第一迹线410的总匝数至少为1.5匝。
图5a和图5b示出了根据本公开的各方面将图4a到4c的偏斜共螺旋电感器结构与图2、3a和3b中示出的常规电感器结构的性能进行比较的图表。图5a示出了在各种频率(例如，0.5ghz至3ghz)处的常规电感器结构300的电感相对于在各种频率处的偏斜共螺旋电感器结构400的电感的图表500。如图5a所示，常规电感器结构300的电感和偏斜共螺旋电感器结构400的电感在0.5ghz至1ghz范围内相似。然而，在1ghz范围之外，常规电感器结构300的电感发放尖峰，导致1.7ghz的自谐振频率510。相比之下，超出1ghz范围偏斜共螺旋电感器结构400的电感逐渐增加，导致2.7ghz的自谐振频率520。
图5b示出了在各种频率(例如，0.5ghz至3ghz)处的常规电感器结构300的q因数530相对于在各种频率处的偏斜共螺旋电感器结构400的q因数540的图表550。如图5b所示，常规电感器结构300的q因数530和偏斜共螺旋电感器结构400的q因数540在0.5ghz至1ghz范围内相似。然而，超出1ghz范围，常规电感器结构300的q因数530直线减少，导致1.7ghz的自谐振频率510。相比之下，超出1ghz范围偏斜共螺旋电感器结构400的q因数540逐渐减少，导致2.7ghz的自谐振频率520。如图5a和5b所示，常规电感器结构300变成1.7ghz处的电容器，而偏斜共螺旋电感器结构400在2.9ghz处谐振。因此，偏斜共螺旋电感器结构400将电感功能扩展到全蜂窝频率，并且在2.7ghz的高频带处提供改进的q因数。在该安排中，偏斜共螺旋电感器结构400被配置为在大于rf频带的频率处自谐振。例如，该频率大于2.4ghzrf频带。
图6解说了根据本公开的各方面的具有部分交叠的平行边缘的偏斜共螺旋电感器结构600的俯视图。经改进的电感器设计包括偏斜共螺旋电感器结构600的第一迹线610和第二迹线620的平行边缘之间的部分交叠。偏斜共螺旋电感器结构600直接被安排在基板620上(例如，具有接近零损耗的玻璃)。在该安排中，第一迹线610和第二迹线620通过偏斜共螺旋电感器结构600的中心部分处的通孔604被耦合到一起。该第一迹线610和/或第二迹线620可以由铜、铝、镍、银、银膏或铜膏或其他类似高电阻率材料组成的群中所选的材料构成。
代表性地，偏斜共螺旋电感器结构600包括基板602，该基板402可以由玻璃衬底(诸如，实心玻璃基板、半导体基板、核层压基板、无核基板或印刷电路板(pcb)基板)构成。该偏斜共螺旋电感器结构600还包括由基板602支撑并且通过在偏斜共螺旋电感器结构600的中心部分处的通孔604被电耦合在一起的第一迹线610(迹线1)和第二迹线620(迹线2)。在该配置中，第一迹线610被安排为呈第一螺旋图案，而第二迹线620被安排为呈第二螺旋图案。
在本公开的该方面中，类似于图4a至4c所示的配置，第一迹线610在正交交叠区域(例如，612、614、616、622和624)处与第二迹线616交叠。另外，每个正交交叠区域(例如，612、614、616、622和624)可以具有由第一迹线610的宽度和第二迹线620的宽度限定的大小。然而，在该安排中，第一迹线610和第二迹线620的宽度被扩展，以使得第一迹线610和第二迹线620的平行边缘部分交叠。第一迹线610和第二迹线620的经扩展宽度在第一迹线610和第二迹线620的平行边缘处提供附加交叠区域(例如，630和640)。尽管迹线之间的一些电容性耦合可能源自部分交叠，第一迹线610和第二迹线620的宽度、厚度和材料可被调整以补偿任何寄生耦合。也就是说，经交叠的迹线在保持性能的同时减小偏斜共螺旋电感器结构的大小。
图7a和7b解说了根据本公开的方面的具有根据本公开的各方面的变化的迹线宽度的偏斜共螺旋电感器结构的俯视图。图7a解说了根据本公开的各方面的具有减小的覆盖区的偏斜共螺旋电感器结构700。经改进的电感器设计包括沿着偏斜共螺旋电感器结构700的第一迹线710和第二迹线720变化的宽度。偏斜共螺旋电感器结构700直接被安排在基板702上(例如，具有接近零损耗的玻璃)。第一迹线710和第二迹线720通过偏斜共螺旋电感器结构704的中心部分处的通孔704被耦合到一起。在该安排中，迹线宽度是变化的，使得第一迹线710和第二迹线720的平行边缘不重合以进一步消除第一迹线710和第二迹线720的平行边缘之间的任何交叠，这进一步减少了迹线之间的电容性耦合，同时可能占用更大的覆盖区。
图7b解说了根据本公开的各方面的也具有减小的覆盖区的偏斜共螺旋电感器结构750。经改进的电感器设计也包括沿着偏斜共螺旋电感器结构750的第一迹线710和第二迹线720变化的宽度。该偏斜共螺旋电感器结构700也被直接安排在基板702上。在该安排中，第一迹线710和第二迹线720还通过偏斜共螺旋电感器结构750的中心处的贯通基板通孔704被耦合到一起。在该安排中，虽然迹线宽度是变化的，但是第一迹线710和第二迹线720的平行边缘重合以消除第一迹线710和第二迹线720的平行边缘之间的任何交叠，这减少了迹线之间的电容性耦合。
该第一迹线710和/或第二迹线720可以由铜、铝、镍、银、银膏或铜膏或其他类似高电阻率材料组成的群中所选的材料构成。在图7a和7b中所示的安排中，可选择沿着第一迹线710和第二迹线720的变化的迹线宽度以控制迹线耦合以及电感器结构的面积。另外，迹线宽度是变化的以消除第一迹线710和第二迹线720的平行边缘之间的任何交叠，这进一步减少了迹线之间的电容性耦合。
图8是解说根据本公开的各方面的一种制造偏斜共螺旋电感器结构的方法800的流程图。在框802，第一迹线呈第一螺旋图案被直接制造在基板的表面上。例如，如图4b所示，第一迹线410被制造在基板402的表面上。在框804，分离材料被沉积在基板的表面上并围绕第一迹线的至少一部分以提供分离层。例如，如图4b所示，分离层430被布置在基板402的表面上并围绕第一迹线410。在框806，第二迹线呈第二螺旋图案被制造在分离层上并且通过通孔电耦合到第一迹线。例如，如图4b所示，第二迹线420呈第二螺旋图案被制造在分离层430上并且通过通孔404耦合到第一迹线410。
在一种配置中，描述了偏斜共螺旋电感器结构。该偏斜共螺旋电感器结构包括用于支撑的装置。该共螺旋电感器进一步包括用于将第二迹线电耦合到第一迹线的装置。在本公开的一个方面，支撑装置是被配置成执行由该支撑装置所述的功能的图4a到4c和图6的基板402/602。在本公开的该方面，电耦合装置是被配置成执行由该电耦合装置所述的功能的图4a到4c和图6的通孔404/604。在另一方面，前述装置可以是被配置成执行由前述装置叙述的功能的设备或任何层。
如上所述，未来移动rf收发机的设计涉及使用具有减少的寄生电容的rf高密度电感器以用于改进的自谐振和高频带(hb)(例如，高于1.7千兆赫(ghz)rf范围)处的质量(q)因数。不幸的是，与其他模拟器件不同，电感器通常不可缩放。例如，常规电感器结构300类似于使用基于平面的工艺制造技术安排有直接交叠的迹线的螺线管类型的电感器。结果，通过直接交叠第一迹线310和第二迹线320来减少常规电感器结构300的面积，以减少总面积并实现随半导体器件的缩放。
此外，在常规螺旋电感器中直接交叠的迹线导致电感器迹线之间的显著电容性耦合和/或电容性负载。该寄生电容降低了常规电感器结构转变成作为电容器操作时的自谐振频率。由于直接交叠的迹线，寄生电容也减少了在高频处常规电感器结构的q因数。常规电感器结构的自谐振和电感密度可以被改进，从而减少电感器迹线之间的交叠。
本公开的各方面描述了用于高质量(q)因数射频(rf)应用的偏斜共螺旋电感器结构。在一种安排中，偏斜共螺旋电感器结构包括由基板支撑的被安排为呈第一螺旋图案的第一迹线。另外，该电感器结构包括被安排为呈第二螺旋图案的第二迹线，其中该第二迹线被耦合到第一迹线。在该安排中，第一迹线在正交交叠区域处与第二迹线交叠。每个正交交叠区域具有由第一迹线的宽度和第二迹线的宽度限定的大小。在该安排中，第一迹线和第二迹线的平行边缘重合。在一种替换的安排中，第一迹线和第二迹线的平行边缘交叠多达20％。
与指定具有直接交叠的电感器迹线的共螺旋电感器的常规电感器形成对比，经改进的电感器设计是其中在共螺旋电感器结构的第一迹线和第二迹线之间交叠减少的偏斜共螺旋电感器结构。电感器结构可以被直接安排在基板(例如，具有接近零损耗的玻璃)上，并且第一电感器迹线和第二电感器迹线通过电感器结构的中心处的贯通基板通孔耦合在一起。经改进的共螺旋电感器结构包括在第二迹线上偏斜的第一迹线，以显著减少迹线之间的电容性耦合(例如，50％)。该经改进的共螺旋电感器结构还展现实质性的自谐振频率改进(例如，60％)以及在高频带(hb)频率(例如2.3至2.9ghzrf范围)处的改进的质量(q)因数。
图9是示出其中可有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统900的框图。出于解说目的，图9示出了三个远程单元920、930和950以及两个基站940。将认识到，无线通信系统可具有远多于此的远程单元和基站。远程单元920、930和950各自包括具有包括所公开的电感器的射频(rf)前端模块的ic器件925a、925c和925b。将认识到，其他设备还可包括所公开的电感器，诸如基站、交换设备和包括rf前端模块的网络装备。图9示出了从基站940到远程单元920、930和950的前向链路信号980，以及从远程单元920、930和950到基站940的反向链路信号990。
在图9中，远程单元920被示为移动电话，远程单元930被示为便携式计算机，而远程单元950被示为无线本地环路系统中的固定位置远程单元。例如，远程单元920、930和950可以是移动电话、手持式个人通信系统(pcs)单元、便携式数据单元(诸如个人数字助理(pda))、启用gps的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、固定位置数据单元(诸如仪表读数装备)、或者包括rf前端模块的通信设备，其存储或检索数据或计算机指令、或者其组合。尽管图9解说了根据本公开的各方面的远程单元，但本公开不限于所解说的这些示例性单元。本公开的各方面可以合适地在包括所公开的器件的许多设备中采用。
图10是解说用于半导体组件(诸如以上所公开的电感器)的电路、布局和逻辑设计的设计工作站的框图。设计工作站1000包括硬盘1002，该硬盘1002包含操作系统软件、支持文件、以及设计软件(诸如cadence或orcad)。设计工作站1000还包括促成对电路1006或半导体组件1008(诸如，电感器)的设计的显示器1004。提供存储介质1010以用于有形地存储电路1006或半导体组件1008的设计。电路1006或半导体组件1008的设计可以文件格式(诸如gdsii或gerber)被存储在存储介质1010上。存储介质1010可以是cd-rom、dvd、硬盘、闪存、或者其他合适的设备。此外，设计工作站1000包括用于从存储介质1010接受输入或者将输出写到存储介质1010的驱动装置1012。
存储介质1010上记录的数据可指定逻辑电路配置、用于光刻掩模的图案数据、或者用于串写工具(诸如电子束光刻)的掩模图案数据。该数据可进一步包括与逻辑仿真相关联的逻辑验证数据，诸如时序图或网电路。在存储介质1010上提供数据通过减少用于设计半导体晶片的工艺数目来促成电路1006或半导体组件1008的设计。
对于固件和/或软件实现，这些方法体系可以用执行本文中所描述功能的模块(例如，规程、函数等等)来实现。有形地体现指令的机器可读介质可被用来实现本文所述的方法体系。例如，软件代码可被存储在存储器中并由处理器单元来执行。存储器可以在处理器单元内或在处理器单元外部实现。如本文所用的，术语“存储器”是指长期、短期、易失性、非易失性类型存储器、或其他存储器，而并不限于特定类型的存储器或存储器数目、或记忆存储在其上的介质的类型。
如果以固件和/或软件实现，则功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上。示例包括编码有数据结构的计算机可读介质和编码有计算机程序的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机存取的可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的其他介质；如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)和蓝光碟，其中盘往往磁性地再现数据，而碟用激光光学地再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
除了存储在计算机可读介质上，指令和/或数据还可作为包括在通信装置中的传输介质上的信号来提供。例如，通信装备可包括具有指示指令和数据的信号的收发机。这些指令和数据被配置成使一个或多个处理器实现权利要求中叙述的功能。
尽管已详细描述了本公开及其优势，但是应当理解，可在本文中作出各种改变、替代和变更而不会脱离如由所附权利要求所定义的本公开的技术。例如，诸如“上方”和“下方”之类的关系术语是关于基板或电子器件使用的。当然，如果该基板或电子器件被颠倒，则上方变成下方，反之亦然。此外，如果是侧面取向的，则上方和下方可指代基板或电子器件的侧面。而且，本申请的范围并非旨在被限定于说明书中所描述的过程、机器、制造、以及物质组成、装置、方法以及步骤的特定配置。如本领域的普通技术人员将容易从本公开领会到的，根据本公开，可以利用现存或今后开发的与本文所描述的相应配置执行基本相同的功能或实现基本相同结果的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。
技术人员将进一步领会，结合本文的公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、以及步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。
结合本文的公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、以及电路可用设计成执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核协同的一个或多个微处理器、或者任何其他此类配置。
结合本公开所描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram、闪存存储器、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是可被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的指定程序代码手段且能被通用或专用计算机、或者通用或专用处理器访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
提供之前的描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。由此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的各方面，而是应被授予与权利要求的语言相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述并非旨在表示“有且仅有一个”(除非特别如此声明)而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是“一个或多个”。引述一列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。本公开通篇描述的各个方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。权利要求的任何要素都不应当在35u.s.c.§112第六款的规定下来解释，除非该要素是使用措辞“用于…装置”来明确叙述的或者在方法权利要求情形中该要素是使用措辞“用于…步骤”来叙述的。