[发明专利]具旁路电容器的变压器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及变压器及平衡至不平衡(巴伦)装置，特别涉及单芯片对称型变压器及巴伦装置。

背景技术

变压器，是一种能够通过电感耦合的传导器(即变压器的线圈)而将电能传递于电路间的装置。第一线圈或初级线圈中变化的电流会在次级线圈上产生变化的磁场。变化的磁场在第二线圈中感应出一变化的电动势(electromotive force，EMF)，或称″电压″。此效应称为互感。若一负载连接至该次级线圈，则电流会流通于该次级线圈，而电能即可通过此变压器而由初级线圈传送至负载。

巴伦(balun)也是一种变压器，其用将相对接地端平衡的电子信号(差动信号)转换成相对接地端不平衡的信号(单端信号)，也可作反向的转换。将变压器的一接口接地即可得到该巴伦。巴伦同样常作为阻抗匹配之用。

无线通信常使用前述变压器与巴伦。举例而言，变压器与巴伦可用于无线通信装置中的收发器。传统的共平面交错式(coplanar interleaved)变压器具有初级线圈及次级线圈，其交错于相同的集成电路层中。初级与次级线圈由平面型的金属条所构成，而线圈的匝数决定了线圈上的电压比。

传统的共平面变压器缩减了体积也降低了电阻值，但却造就低的品质因子(Q)。在微波电路应用中(例如在频率范围30GHz-300GHz之间)，单匝变压器表现出较低的k值(耦合系数)。

此外，变压器在先进技术(例如90纳米、65纳米或更小尺寸)的电路节点上，相对于在大尺寸技术的电路上节点而言具有较低的共振频率Fsr。

因此必须对此类变压器进行改善。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种电子装置，其包括：一第一线圈，建构于一半导体基质上的一第一金属层，该第一线圈具有一第一片段以及一第二片段；一第二线圈，建构于该第一金属层，该第一片段与该第二线圈的一第一部位相邻，而该第二片段与该第二线圈的一第二部位相邻；一第一电容器，以一第一电极连接至一第一节点，该第一节点导通于该第一片段对该第二线圈之间；以及一第二电容器，以一第二电极连接至一第二节点，该第二节点导通于该第二片段与该第二线圈之间。

本发明另提供一种电子装置，其包括：第一、第二与第三电感器串联并建构于半导体基质上的一金属层中，该第一电感器与该第二电感器彼此存有互感，而该第二电感器与第三电感器彼此也存有互感；一第一电容器，以一第一电极连接至一第一节点，该第一节点导通于该第一电感器与第二电感器之间；以及一第二电容器，以一第二电极连接至一第二节点，该第二节点导通于该第二电容器与该第三电感器之间。

本发明另提供一种方法，其包括：于一半导体基质上的第一金属层中建构一第一线圈、一第二线圈以及一第三线圈，其中该第一线圈与该第二线圈的一第一部位相邻，该第三线圈与该第二线圈的一第二部位相邻；建构一第一电容器，将其一第一电极连接至一第一节点，该第一节点导通于该第一线圈与第二线圈之间；以及建构一第二电容器，将其一第二电极连接至一第二节点，该第二节点导通于该第二线圈以及该第三线圈之间。

本文所揭示的变压器/巴伦解决耦合系数k与高共振频率无法兼顾的问题。此外，k值与互感值M皆通过电容器C1与C2的变容器获得调整。

附图说明

图1A本发明一实施例的变压器等角视图，其大致呈矩形。

图1B为本发明一变压器的平面图，其大致呈八角形。

图1C为本发明一实施例的变压器的俯视图。

图1D为图1C的变压器整仰视图。

图2为图1A变压器的剖面图，其中该变压器包括MIM或MOM电容器。

图3为图1A变压器的剖面图包括金属氧化物半导体电容器，

图4为图1A变压器的等角视图。

图5为图4变压器的另一形示意图。

图6为收发器的示意图，其中该收发器包括图1A的变压器。

图7为接收器的示意图，其中该接收器包括图1A的变压器。

图8为一压控振荡器(VCO)的示意图，其中该压控制荡器包括图1A的变压器。

图9为制造MOS电容器的方法流程图。

图10为制造MIM/MOM电容器的方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

100～变压器；

200～变压器；

102～半导体基质；

104～金属间介电层；

L1～线圈；

L2～次级线圈；

L3～线圈；

P1～接口；