JP3717477B2 - スパイラルインダクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路内に設けられるスパイラルインダクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
高周波集積回路では、インピーダンスマッチングなどの目的でスパイラル状に導体を形成してインダクタとするスパイラルインダクタが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスパイラルインダクタでは、通常の配線の厚みが薄いため、導体の厚みが薄くて、直流抵抗が大きく、高いQ値(Quality Facter)のインダクタが得られない、という問題があった。配線層の厚みを増やすと他のブロックの配線の厚みも増え、それに応じて配線間の距離も増やす必要があるのでチップ面積が増大する。このため、配線層を厚くして配線の厚みを増やすことはできない。
【0004】
したがって本発明の目的は、Q値の高いスパイラルインダクタを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第1の配線層においてスパイラル状に形成された第1の配線と、第2の配線層において、第1の配線の全長に沿って設けられた第2の配線と、第2の配線を第1の配線に接続する複数のビアとを具備するスパイラルインダクタが提供される。
【0006】
このスパイラルインダクタにおいて、第1の配線のスパイラルの最も外側に位置する部分に沿う第2の配線の部分は、第1の配線の外側の縁に沿って形成され、第1の配線のスパイラルの最も内側に位置する部分に沿う第2の配線の部分は、第1の配線の内側の縁に沿って形成されることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施例に係るスパイラルインダクタを示し、(a)欄はその平面図、(b)欄は(a)欄におけるA−A′の断面図である。図1において、スパイラル状に形成された配線10が属する配線層よりも下の配線層に配線10に沿って配線12が同様にスパイラル状に形成されている。配線10と配線12の間は多数のビア14で接続されている。なお、図1(a)では配線10の一部の領域のみにビア14が描かれているが、実際には配線10の領域全体にわたってビア14が形成されている。
【0008】
これによって、配線層の厚みを増やすことなく、スパイラルインダクタを構成する導体の実質的な厚みが増加し、直流抵抗が小さくなるので、図2に示すように、Q値を高くすることができる。
【0009】
図2からわかるように、実施例1では全体としてQ値が改善されるが、より高周波領域でのQ値の抵下が著しく、より高周波の領域ではインダクタとして使用することができない。これは、導体の厚みの増加により、配線間容量および対基板容量が大きくなって自己共振周波数が低下したためである。
【0010】
本発明の第2の実施例では、配線に流れる電流が磁界の影響により偏在することに着目し、電流が偏在する部分のみを厚くすることにより、Q値を改善しつつ配線間容量および対基板容量の増加を抑制する。
【0011】
図3は本発明の第2の実施例に係るスパイラルインダクタを示し、図3(a)はその平面図、図3(b)は図3(a)におけるB−B′の断面図である。配線16のスパイラルの最外周では外側の電流密度が高く、最内周では内側の電流密度が高い。そこで、配線18は、スパイラルの最外周では配線16の外側の縁に沿って形成され、最内周では配線16の内側の縁に沿って形成される。最外周および最内周以外の部分では、配線18が途切れると反射が起こって好ましくないので、より外側の配線とより内側の配線の双方からの距離をとるため、配線16の中央部に沿って配線18が形成される。また、配線18の領域全体にわたってビア20が形成される。
【0012】
図4のグラフからわかるように、実施例2では実施例1と同様な程度までにQ値が改善され、かつ、共振周波数が低下しないので、高周波領域での使用が可能である。
【0013】
インダクタを実現する配線は、通常、相互インダクタンスを得るためにスパイラル状に形成されるが、その形状は、図示した例のような方形に限らず、円形でも多角形でも良い。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、Q値の高いスパイラルインダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るスパイラルインダクタを示す図である。
【図2】図1のスパイラルインダクタのQ値を従来例のものと共に示すグラフである。
【図3】本発明の第2の実施例に係るスパイラルインダクタを示す図である。
【図4】図3のスパイラルインダクタのQ値を図1のスパイラルインダクタおよび従来例のものと共に示す図である。
Claims (1)
- 第1の配線層においてスパイラル状に形成された第1の配線と、
第2の配線層において、第1の配線の全長に沿って設けられた第2の配線と、
第2の配線を第1の配線に接続する複数のビアとを具備し、
第1の配線のスパイラルの最も外側に位置する部分に沿う第2の配線の部分は、第1の配線の外側の縁に沿って形成され、
第1の配線のスパイラルの最も内側に位置する部分に沿う第2の配線の部分は、第1の配線の内側の縁に沿って形成されるスパイラルインダクタ。
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