半导体装置的制作方法

本发明有关于一种半导体装置，特别为有关于一种具有电感元件的半导体装置。

背景技术：

许多数字/模拟部件及电路已成功地运用于半导体集成电路。上述部件包含了无源原件，例如电阻、电容或电感等。典型的半导体集成电路包含一层以上的介电层设置于一半导体基底上，且一层以上的金属层设置于介电层中。这些金属层可通过现行的半导体制程技术而形成晶片内建部件，例如晶片内建电感元件(on-chip inductor)。

晶片内建电感元件形成于基底上，此晶片内建电感元件包括一金属层，金属层基于一中心区域由外向内围绕，且在最靠近中心区域时，再由内向外围饶。金属层的两端位于最外圈，且分别连接至一输出/输入部。再者，上述的晶片内建电感元件可包括一分支结构与金属层的最内圈连接。

上述的晶片内建电感元件的两输入/输出部及分支结构所构成的等效电路为T型线圈(T-coil)，其提供的电路参数包括第一电感值、第二电感值及耦合系数。通常可以通过改变金属层中最内圈连接分支结构的位置来调整第一电感值、第二电感值及耦合系数(k)。

然而，由于金属层最内圈中连接分支结构的位置受限于金属层最内圈的侧边宽度，因此难以满足各种电路设计的需求。

因此，有必要寻求一种新颖的具有电感元件的半导体装置，其能够解决或改善上述的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种半导体装置，包括：一绝缘层，设置于一基底上，其中绝缘层具有一中心区域；一第一绕线部及与其电性连接的一第二绕线部，设置于绝缘层内的一第一层位且围绕中心区域，其中第一绕线部及第二绕线部各自包括由内向外排列的多个导线层；一第一延伸导线层及局部围绕该第一延伸导线层的一第二延伸导线层，设置于绝缘层内的第一层位，其中第一绕线部及第二绕线部围绕第一延伸导线层及第二延伸导线层；以及一第三延伸导线层，设置于绝缘层内的一第二层位并围绕中心区域；其中第一延伸导线层、第二延伸导线层及第三延伸导线层及导线层具有一第一端及一第二端，其中第一延伸导线层的第一端及第二端分别耦接至第二绕线部的导线层中最内侧的导线层的第一端及第三延伸导线层的第一端，而第二延伸导线层的第一端及第二端分别耦接至第一绕线部的导线层中最内侧的导线层的第一端及第三延伸导线层的第二端，且第一延伸导线层及与其耦接的第三延伸导线层构成螺旋型或一涡漩型的空间配置。

本发明还提供另一种半导体装置，包括：一绝缘层，设置于一基底上，其中绝缘层具有一中心区域；一第一绕线部及与其电性连接的一第二绕线部，设置于绝缘层内的一第一层位且围绕中心区域，其中第一绕线部及第二绕线部各自包括由内向外排列的多个导线层；一第一延伸导线层及局部围绕该第一延伸导线层的一第二延伸导线层，设置于绝缘层内的第一层位，其中第一绕线部及第二绕线部围绕第一延伸导线层及第二延伸导线层；以及一第三延伸导线层，设置于绝缘层内的一第二层位并围绕中心区域；其中第一延伸导线层、第二延伸导线层及第三延伸导线层及导线层具有一第一端及一第二端，其中第一延伸导线层的第一端及第二端分别耦接至第一绕线部的导线层中最内侧的导线层的第一端及第三延伸导线层的第二端，而第二延伸导线层的第一端及第二端分别耦接至第二绕线部的导线层中最内侧的导线层的第一端及第三延伸导线层的第一端，且第一延伸导线层及与其耦接的第三延伸导线层构成螺旋型或一涡漩型的空间配置。

本发明可在不增加电感元件的使用面积下，增加第一电感值及第二电感值。

附图说明

图1A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图1B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图2A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图2B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图3A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图3B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图4A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图4B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

图5是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。

其中，附图中符号的简单说明如下：

100：基底；120：绝缘层；200、200’：第一绕线部；300、300’：第二绕线部；210、210’、310、310’：第一导线层；211、211’、221、221’、231、241、311、311’、321、321’、331、341、401、401’、411、421：第一端；212、212’、222、222’、232、242、312、312’、322、322’、332、342、402、402’、412、422：第二端；220、220’、320、320’：第二导线层；230、330：第三导线层；240、340：第四导线层；240a、340a：第四导线层的一部分；400、400’：第一延伸导线层；410：第二延伸导线层；420：第三延伸导线层；420a、420b：连接部；420c、420d：第三延伸导线层的一部分；600、600’：第一对连接层；601、601’、611、621、621’、631：上跨接层；602、602’、612、622、622’、632：下跨接层；610、620’：第二对连接层；620：第三对连接层；630：第四对连接层；700：第一输入/输出部；710：第二输入/输出部；720：第三输入/输出部；800：静电放电防护装置；900：防护环；A：中心区域；C1、C2：绕线层；P1、P2、P3、V4：部分；R：调整范围；V1、V2、V3、V4、V5、V6；导电插塞。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的制作与使用。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以局限本发明的范围。再者，在本发明实施例的图式及说明内容中使用相同的标号来表示相同或相似的部件。

请参照图1A，其绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置包括一基底100，例如一硅基底或其他熟知的半导体基底。基底100中可包含各种不同的元件(未绘示)，例如，晶体管、电阻及其他常用的半导体元件。

在本实施例中，半导体装置还包括一绝缘层120设置于基底100上方。绝缘层120具有一中心区域A。再者，绝缘层120可为单层介电材料层(例如，氧化硅层、氮化硅层或低介电材料层)或是多层介电结构。

在本实施例中，半导体装置还包括一第一绕线部200及电性连接第一绕线部200的一第二绕线部300，设置于绝缘层120内的一第一层位，且围绕中心区域A。在一实施例中，第一绕线部200及第二绕线部300各自包括由内向外排列的多个导线层。举例来说，如图1A所示，第一绕线部200可包括由内向外排列的一第一导线层210、一第二导线层220、一第三导线层230及一第四导线层240。再者，第二绕线部300可包括由内向外排列且依序对应第一导线层210、第二导线层220、第三导线层230及第四导线层240的一第一导线层310、一第二导线层320、一第三导线层330及一第四导线层340。然而，可以理解的是导线层的数量取决于设计需求，并未局限于图1A所示的实施例。在其他实施例中，第一绕线部200及第二绕线部300各自包括由内向外排列的二个或多于四个的导线层。

在第一绕线部200中，第一导线层210具有一第一端211及一第二端212；第二导线层220具有一第一端221及一第二端222；第三导线层230具有一第一端231及一第二端232；以及第四导线层240具有一第一端241及一第二端242。再者，第二绕线部300中，第一导线层310具有一第一端311及一第二端312；第二导线层320具有一第一端321及一第二端322；第三导线层330具有一第一端331及一第二端332；以及第四导线层340具有一第一端341及一第二端342。在一实施例中，第一绕线部200的第一导线层210、第二导线层220及第三导线层230与对应的第二绕线部300的第一导线层310、第二导线层320及第三导线层330对称配置。在一实施例中，第一绕线部200及第二绕线部300可构成大体为圆形、矩形、六边形、八边形或多边形的外型。此处为了简化图式，以矩形作为范例说明。再者，在一实施例中，第一导线层210及310、第二导线层220及320、第三导线层230及330及第四导线层240及440具有相同的线宽。

在一实施例中，第一导线层210及310、第二导线层220及320、第三导线层230及330及第四导线层240及440可包括金属，例如铜、铝或其合金。在此情形中，第一层位可为最上层位，使第一导线层210及310、第二导线层220及320、第三导线层230及330及第四导线层240及440由最顶层金属层所构成。

在本实施例中，半导体装置还包括具有一第一延伸导线层400及局部围绕第一延伸导线层400的一第二延伸导线层410。第一延伸导线层400及第二延伸导线层410设置于绝缘层120内的第一层位，且第一绕线部200及第二绕线部300围绕第一延伸导线层400及第二延伸导线层410。在一实施例中，第一延伸导线层400大体围绕中心区域A且具有一第一端401及一第二端402。再者，第二延伸导线层410局部围绕中心区域A且具有一第一端411及一第二端412。再者，在一实施例中，第一延伸导线层400及第二延伸导线层410具有相同于第一导线层210及310、第二导线层220及320、第三导线层230及330及第四导线层240及440的线宽。

在一实施例中，第一延伸导线层400及第二延伸导线层410可包括金属，例如铜、铝或其合金。在此情形中，第一延伸导线层400及第二延伸导线层410可由最顶层金属层所构成。

在本实施例中，半导体装置还包括一耦接部，设置于第一绕线部200及第二绕线部300之间的绝缘层120内，使第一绕线部200电性连接第二绕线部300。在一实施例中，耦接部包括一第一对连接层600、一第二对连接层610、一第三对连接层620以及一第四对连接层630。在一实施例中，第一对连接层600包括设置于绝缘层120内的第一层位的一上跨接层(cross-connect)601及设置于绝缘层120内的第二层位(位于第一层位下方)的一下跨接层602。再者，上跨接层601将第二绕线部300中最内侧的导线层(即，第一导线层310)的第一端311连接于第一延伸导线层400的第一端401。下跨接层602通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第一绕线部200中最内侧的导线层(即，第一导线层210)的第一端211连接于第二延伸导线层410的第一端411。上跨接层601和下跨接层602在空间上交错配置。

在一实施例中，第二对连接层610包括设置于绝缘层120内的第一层位的一上跨接层611及设置于绝缘层120内的第二层位的一下跨接层612。再者，上跨接层611将第二导线层320的第一端321连接于第三导线层230的第一端231。下跨接层612通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第二导线层220的第一端221连接于第三导线层330的第一端331。上跨接层611和下跨接层612在空间上交错配置。

在一实施例中，第三对连接层620包括设置于绝缘层120内的第一层位的一上跨接层621及设置于绝缘层120内的第二层位的一下跨接层622。再者，上跨接层621将第一导线层210的第二端212连接于第二导线层320的第二端322。下跨接层622通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第一导线层310的第二端312连接于第二导线层220的第二端222。上跨接层621和下跨接层622在空间上交错配置。

在一实施例中，第四对连接层630包括设置于绝缘层120内的第一层位的一上跨接层631及设置于绝缘层120内的第二层位的一下跨接层632。再者，上跨接层631将第三导线层330的第二端332连接于第四导线层240的第二端242。下跨接层632通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第三导线层230的第二端232连接于第四导线层340的第二端342。上跨接层631和下跨接层632在空间上交错配置。

在一实施例中，上跨接层601、611、621、631及下跨接层602、612、622、632可包括金属，例如铜、铝或其合金。

在本实施例中，半导体装置还包括一第三延伸导线层420设置于绝缘层120内的第二层位并围绕中心区域A。再者，在一实施例中，第三延伸导线层420与第一延伸导线层400及第二延伸导线层410具有相同线宽。在此情形中，部分的第三延伸导线层420对应于第四导电层240及340的正下方，使第四导电层240及340沿第三延伸导线层420延伸且与第三延伸导线层420重叠。再者，第三延伸导线层420具有连接部420a及420b分别延伸至第一延伸导线层400及第二延伸导线层410下方。

在一实施例中，第三延伸导线层420具有一第一端421对应于连接部420a的一端，且具有一第二端422对应于连接部420b的一端。在此情形中，第三延伸导线层420的第一端421耦接至第一延伸导线层400的第二端402，而第三延伸导线层420的第二端422耦接至第二延伸导线层410的第二端412。举例来说，第三延伸导线层420的第一端421可通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400的第二端402，且第三延伸导线层420的第二端422可通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第二延伸导线层410的第二端412。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的第一端421通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400的第二端402后，第三延伸导线层420的部分的连接部420a沿着第一延伸导线层400延伸而对应配置在第一延伸导线层400下方(即第二层位)。换言之，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的部分的连接部420a与部分的第一延伸导线层400重叠，使第三延伸导线层420的部分的连接部420a与上方的第一延伸导线层400在空间上为螺旋(helix)型配置。在一实施例中，第三延伸导线层420可包括金属，例如铜、铝或其合金。

在本实施例中，半导体装置还包括设置于绝缘层120内的第一层位的一第一输入/输出部700及一第二输入/输出部710以及设置于绝缘层120内的第二层位的一第三输入/输出部720(也称为分支结构)。在一实施例中，第一输入/输出部700自第一绕线部200中最外侧的导线层(即，第四导线层240)的第一端241向外延伸。第二输入/输出部710自第二绕线部300中最外侧的导线层(即，第四导线层340)的第一端341向外延伸，而第三输入/输出部720自第三延伸导线层420向外延伸。

在一实施例中，由俯视角度来看，第一输入/输出部700与第二输入/输出部710彼此不平行，例如第一输入/输出部700与第二输入/输出部710彼此垂直设置。在此情形中，第三输入/输出部720可与第一输入/输出部700或第二输入/输出部710平行设置。在其他实施例中，由俯视角度来看，第一输入/输出部700与第二输入/输出部710彼此平行设置。在此情形中，第三输入/输出部720可与第一输入/输出部700及第二输入/输出部710平行设置或垂直设置。

在本实施例中，第一输入/输出部700与第二输入/输出部710的位置可通过调整第四导线层240及340的长度而改变而不局限于图1A所示的位置。再者，第三输入/输出部720可依不同的需求，配置于调整范围R中而不局限于图1A所示的位置。在一实施例中，第三输入/输出部720可连接至一静电放电防护装置800。

在制程设计上，由于位于绝缘层120内的第一层位的第一绕线部200及第二绕线部300的导线层(例如，顶层金属层)的厚度通常大于位于绝缘层120内的第二层位的导线层(例如第三延伸导线层420)的厚度，而可能造成导体损失的增加。因此，在一实施例中，半导体装置还包括一多层内连线结构(未绘示)位于绝缘层120内的第二层位下方，且通过至少两个导电插塞连接至第三延伸导线层420。

多层内连线结构包括多层导电层及位于导电层之间的导电插塞，且设置于第三延伸导线层420与基底100之间，且与第三延伸导线层420重叠，以维持电感元件的品质。

图1B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图1A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图1A中具有电感元件的半导体装置。然而，在本实施例中，由俯视角度来看，沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层240的一部分240a相对于第三延伸导线层420的一部分420d横向偏移，且沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层340的一部分340a相对于第三延伸导线层420的一部分420c横向偏移。在一实施例中，由俯视角度来看，第四导线层240的一部分240a与对应的第三延伸导线层420的一部分420d彼此不重叠，且第四导线层340的一部分340a与对应的第三延伸导线层420的一部分420c彼此不重叠，如图1B所示。如此一来，图1B中电感元件的耦合系数(k)小于图1A中的电感元件的耦合系数(k)。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的一部分420d位在对应的第四导线层240的一部分240a与对应的第三导线层230之间。第三延伸导线层420的一部分420c位在对应的第四导线层340的一部分340a与对应的第三导线层330之间。

在其他实施例中，由俯视角度来看，第四导线层240的一部分240a部分重叠于对应的第三延伸导线层420的一部分420d，且第四导线层340的一部分340a部分重叠于对应的第三延伸导线层420的一部分420c。如此一来，此配置中电感元件的耦合系数(k)小于图1A中的电感元件的耦合系数(k)且大于图1B中的电感元件的耦合系数(k)。因此，可通过上述重叠来调整所需的电感元件的耦合系数(k)。

图2A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图1A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图1A中具有电感元件的半导体装置。然而，不同于图1A中第一延伸导线层400与第三延伸导线层420所构成的螺旋型配置，在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的第一端421通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400’的第二端402’后，第三延伸导线层420的部分的连接部420a并未沿着第一延伸导线层400’延伸。换言之，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的部分的连接部420a与部分的第一延伸导线层400’相交，使第三延伸导线层420的部分的连接部420a与上方的第一延伸导线层400’在空间上为涡漩型配置。相似地，第一延伸导线层400’大体围绕中心区域A且具有一第一端401’及一第二端402’。再者，第一对连接层600的上跨接层601将第二绕线部300中最内侧的导线层(即，第一导线层310)的第一端311连接于第一延伸导线层400’的第一端401’。第三延伸导线层420的第一端421通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400’的第二端402’。

图2B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图2A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图2A中具有电感元件的半导体装置。然而，在本实施例中，由俯视角度来看，沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层240的一部分240a相对于第三延伸导线层420的一部分420d横向偏移，且沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层340的一部分340a相对于第三延伸导线层420的一部分420c横向偏移。第四导线层240的一部分240a与对应的第三延伸导线层420的一部分420d可彼此不重叠(如图2B所示)或局部重叠。相似地，第四导线层340的一部分340a与对应的第三延伸导线层420的一部分420c可彼此不重叠(如图2B所示)或局部重叠。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的一部分420d位在对应的第四导线层240的一部分240a与对应的第三导线层230之间。第三延伸导线层420的一部分420c位在对应的第四导线层340的一部分340a与对应的第三导线层330之间。

图3A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图1A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图1A中具有电感元件的半导体装置。然而，不同于图1A中第一延伸导线层400及第二延伸导线层410的排置，在本实施例中，第一对连接层600的上跨接层601将第二绕线部300中最内侧的导线层(即，第一导线层310)的第一端311连接于第二延伸导线层410的第一端411。第一对连接层600的下跨接层602通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第一绕线部200中最内侧的导线层(即，第一导线层210)的第一端211连接于第一延伸导线层400的第一端401。再者，第三延伸导线层420的第一端421及第二端422可通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而分别连接至第二延伸导线层410的第二端412及第一延伸导线层400的第二端402。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的第二端422通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400的第二端402后，第三延伸导线层420的部分的连接部420b沿着第一延伸导线层400延伸而对应配置在第一延伸导线层400下方(即第二层位)。换言之，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的部分的连接部420b与部分的第一延伸导线层400重叠，使第三延伸导线层420的部分的连接部420b与上方的第一延伸导线层400在空间上为螺旋型配置。

图3B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图3A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图3A中具有电感元件的半导体装置。然而，在本实施例中，由俯视角度来看，沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层240的一部分240a相对于第三延伸导线层420的一部分420d横向偏移，且沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层340的一部分340a相对于第三延伸导线层420的一部分420c横向偏移。第四导线层240的一部分240a与对应的第三延伸导线层420的一部分420d可彼此不重叠(如图3B所示)或局部重叠。相似地，第四导线层340的一部分340a与对应的第三延伸导线层420的一部分420c可彼此不重叠(如图3B所示)或局部重叠。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的一部分420d位在对应的第四导线层240的一部分240a与对应的第三导线层230之间。第三延伸导线层420的一部分420c位在对应的第四导线层340的一部分340a与对应的第三导线层330之间。

图4A是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图3A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图3A中具有电感元件的半导体装置。然而，不同于图3A中第一延伸导线层400与第三延伸导线层420所构成的螺旋型配置，在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的第二端422通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400’的第二端402’后，第三延伸导线层420的部分的连接部420b并未沿着第一延伸导线层400’延伸。换言之，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的部分的连接部420b与部分的第一延伸导线层400’相交，使第三延伸导线层420的部分的连接部420b与上方的第一延伸导线层400’在空间上为涡漩型配置。相似地，第一延伸导线层400’大体围绕中心区域A且具有一第一端401’及一第二端402’。再者，第一对连接层600的下跨接层602通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而将第一绕线部200中最内侧的导线层(即，第一导线层210)的第一端211连接于第一延伸导线层400’的第一端401’。第三延伸导线层420的第二端422通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞(未绘示)而连接至第一延伸导线层400’的第二端402’。

图4B是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图4A中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图4A中具有电感元件的半导体装置。然而，在本实施例中，由俯视角度来看，沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层240的一部分240a相对于第三延伸导线层420的一部分420d横向偏移，且沿第三延伸导线层420延伸的第四导线层340的一部分340a相对于第三延伸导线层420的一部分420c横向偏移。横向偏移的第四导线层240的一部分240a与对应的第三延伸导线层420的一部分420d可彼此不重叠(如图4B所示)或局部重叠。相似地，横向偏移的第四导线层340的一部分340a与对应的第三延伸导线层420的一部分420c可彼此不重叠(如图4B所示)或局部重叠。在本实施例中，由俯视角度来看，第三延伸导线层420的一部分420d位在对应的第四导线层240的一部分240a与对应的第三导线层230之间。第三延伸导线层420的一部分420c位在对应的第四导线层340的一部分340a与对应的第三导线层330之间。

图5是绘示出根据本发明一实施例的具有电感元件的半导体装置平面示意图，其中相同于图4B中的部件使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中，具有电感元件的半导体装置相似于图4B中具有电感元件的半导体装置。然而，在本实施例中，第一绕线部200’可包括由内向外排列的一第一导线层210’及一第二导线层220’。再者，第二绕线部300’可包括由内向外排列的一第一导线层310’及一第二导线层320’。相似地，在第一绕线部200’中，第一导线层210’具有一第一端211’及一第二端212’以及第二导线层220’具有一第一端221’及一第二端222’。再者，第二绕线部300’中，第一导线层310’具有一第一端311’及一第二端312’以及第二导线层320’具有一第一端321’及一第二端322’。

在本实施例中，半导体装置还包括一耦接部，设置于第一绕线部200’及第二绕线部300’之间的绝缘层120内，使第一绕线部200’电性连接第二绕线部300’。在一实施例中，耦接部包括一第一对连接层600’以及一第二对连接层620’。在一实施例中，第一对连接层600’包括一上跨接层601’及一下跨接层602’。再者，下跨接层602’通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V1及V2将第二绕线部300’中最内侧的导线层(即，第一导线层310’)的第一端311’连接于第二延伸导线层410的第一端411。上跨接层601’将第一绕线部200中最内侧的导线层(即，第一导线层210’)的第一端211’连接于第一延伸导线层400’的第一端401’。上跨接层601’和下跨接层602’在空间上交错配置。

第二对连接层620’包括一上跨接层621’及一下跨接层622’。再者，上跨接层621’将第一导线层310’的第二端312’连接于第二导线层220’的第二端222’。下跨接层622’通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V3及V4而将第一导线层210’的第二端212’连接于第二导线层320’的第二端322’。上跨接层621’和下跨接层622’在空间上交错配置。

第三延伸导线层420具有一第一端421对应于连接部420a的一端，且具有一第二端422对应于连接部420b的一端。在此情形中，第三延伸导线层420的第一端421可通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V6而连接至第二延伸导线层410的第二端412，且第三延伸导线层420的第二端422可通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V5而连接至第一延伸导线层400’的第二端402’。

在本实施例中，第一延伸导线层400’大体围绕中心区域A(例如：围绕至少一圈)。再者，第二延伸导线层410局部围绕中心区域A且局部围绕对应的第一延伸导线层400’。在本实施例中，由俯视角度来看，连接部420b围绕中心区域A。再者，第三延伸导线层420的一部分420d及连接部420b的一部分位于第一绕线部200’的第一导线层210’与第二导线层220’之间，且与第一对连接层600’及第二对连接层620’隔开。在本实施例中，从俯视角度来看，第三延伸导线层420的连接部420b其围绕方式是：第一延伸导线层400’的第二端402’通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V5而连接至第三延伸导线层420的第二端422(可视为连接部420b的一端)，此时连接部420b位于第二层位，并且在第二层位大致围绕一圈而形成绕线层C1后，再与第三延伸导线层420的一部分420d连接。特别是，从俯视角度来看，绕线层C1的一部分P1在对应的第一导线层210’和对应的第二延伸导线层410之间，绕线层C1的另一部分P2在对应的第一延伸导线层400’和对应的第二延伸导线层410之间。相似地，第三延伸导线层420的一部分420c及连接部420a的一部分位于第二绕线部200’的第一导线层310’与第二导线层320’之间，且与第一对连接层600’及第二对连接层620’隔开。然而，连接部420a并未围绕中心区域A。在本实施例中，从俯视角度来看，第三延伸导线层420的连接部420a其围绕方式是：第二延伸导线层410的第二端412通过位于第一层位与第二层位之间的导电插塞V6而连接至第三延伸导线层420的第一端421(可视为连接部420a的一端)，此时连接部420a位于第二层位，并且在第二层位大致围绕一圈而形成绕线层C2后，再与第三延伸导线层420的一部分420c连接。特别是，从俯视角度来看，绕线层C2的一部分P3在对应的第一导线层310’和对应的第一延伸导线层400’之间，绕线层C2的另一部分P4在对应的相邻、相互平行的第一延伸导线层400’的二线段之间。

在本实施例中，半导体装置还包括一防护环900设置于绝缘层120内的一第三层位(位于第二层位下方)，且大体上围绕第一绕线部200’及第二绕线部300’。在一实施例中，防护环900可通过位于基底100与绝缘层120的第三层位之间的导电插塞(未绘示)而电性连接至基底100。可以理解的是，在图1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A及4B所示的不同实施例中，半导体装置也可包括如图5所示的防护环900，其设置于绝缘层120内的一第三层位(位于第二层位下方)，且大体上围绕第一绕线部200及第二绕线部300。

在熟知的晶片内建电感元件中，绕线部通常设置于同一层位并围绕中心区域。再者，通常通过改变绕线部的最内圈导线层与分支结构的连接位置来调整第一电感值、第二电感值及耦合系数。然而，由于分支结构的位置受限于位于最内侧导线层的侧边宽度(例如，矩形导线层中的一侧边宽度)，因此熟知的晶片内建电感元件的结构难以满足各种电路设计的需求。

根据本发明实施例，在具有电感元件的半导体装置中，连接于绕线部的第三延伸导线层与绕线部位于不同层位。因此，可在不增加电感元件的使用面积下，增加第一电感值及第二电感值。再者，第一延伸导线层及第二延伸导线层连接于绕线部中最内侧的导线层。因此，可在不增加电感元件的使用面积下，进一步增加第一电感值及第二电感值。

再者，分支结构(即，第三输入/输出部)设置于绕线部下方且延伸自第三延伸导线层(其沿着绕线部中最外侧的导线层(如，第四导线层)延伸)。由于第三延伸导线层增加最外侧的导线层的侧边宽度大于最内侧导线层的侧边宽度，因此可增加第一电感值、第二电感值及耦合系数的调整范围，进而改善晶片内建电感元件的电路设计的弹性，以得到所需的电路特性。

再者，第四导线层与对应的第三延伸导线层可局部重叠或不重叠，借以进一步调整耦合系数。除此之外，通过本发明的电感元件设计，当此电感元件连接其他电路后，可增加其他电路的使用频宽。

另外，所属技术领域技术人员可轻易了解到本发明上述实施例可运用于二匝或四匝以上的电感元件中，且具有相同或相似的优点。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。