(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さいことを特徴とするコイル。
【請求項２】
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さいことを特徴とするコイル。
【請求項３】
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層及び絶縁層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さいことを特徴とするコイル。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイルを含むことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上の複数の層に亘って形成されているコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１及び特許文献２に記載されたコイルと同様に螺旋状である、図６に図示された従来のコイルＬ１０は、複数の層ＬＹ１０〜ＬＹ５０に亘って複数の巻線Ｗ１０〜Ｗ５０及び複数のビアＶ１０〜Ｖ４０により形成されている。
【０００３】
当該コイルＬ１０に入出力される信号が平衡型（差動型）である場合には、当該コイルＬ１０は、中央に位置する、換言すれば、仮想的に接地電位に接続されている巻線Ｗ３０のインピーダンスが小さく、対照的に、両端に位置する巻線Ｗ１０、Ｗ５０のインピーダンスが大きい。即ち、巻線Ｗ３０のインピーダンス＜巻線Ｗ２０及び巻線Ｗ４０のインピーダンス＜巻線Ｗ１０及び巻線Ｗ５０のインピーダンスの関係にある。
【０００４】
他方で、前記コイルＬ１０に入出力される信号が不平衡型（シングルエンド型）である場合には、当該コイルＬ１０は、端に位置する巻線、正確には、接地電位に接続されている巻線のインピーダンスが小さい。例えば、巻線Ｗ１０が接地電位に接続されていることを想定すると、巻線Ｗ１０のインピーダンスが最も小さく、対照的に、当該巻線Ｗ１０から最も遠い巻線Ｗ５０のインピーダンスが最も大きい。即ち、巻線Ｗ１０のインピーダンス＜巻線Ｗ２０のインピーダンス＜巻線Ｗ３０のインピーダンス＜巻線Ｗ４０のインピーダンス＜巻線Ｗ５０のインピーダンスの関係にある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０７７２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２６７５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のコイルＬ１０では、巻線Ｗ１０〜Ｗ５０の幅ＷＤ１０〜ＷＤ５０が等しいことから、上述した前者の場合には、インピーダンスが大きい巻線Ｗ１０及び巻線Ｗ２０間、並びに、インピーダンスが大きい巻線Ｗ５０及び巻線Ｗ４０間で、寄生容量が発生し易いという問題があった。
【０００７】
同様にして、後者の場合には、インピーダンスが大きい巻線Ｗ５０及び巻線４０間で、寄生容量が発生し易いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決すべく、以下の適用例により実現される。
【０００９】
［適用例１］
適用例１のコイルは、
複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１０】
［適用例２］
適用例２のコイルは、
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１１】
［適用例３］
適用例３のコイルは、
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層及び絶縁層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１２】
適用例１〜適用例３のコイルによれば、前記平衡型の信号を入出力すべく、各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの中央にある巻線の位置から遠いほど、より小さいことにより、当該中央にある巻線の位置から遠い巻線であっても、隣接する巻線間での寄生容量の発生のし易さを低減することができ、換言すれば、前記中央にある巻線の位置からどの程度離れているかに拘わらず、前記隣接する巻線間での寄生容量の発生のし易さを均一化することが可能となる。
【００１３】
［適用例４］
適用例４のコイルは、
複数の巻線により螺旋状に形成されている、不平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの接地電位に接続されている巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１４】
［適用例５］
適用例５のコイルは、
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、不平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの接地電位に接続されている巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１５】
［適用例６］
適用例６のコイルは、
基板上に形成されている回路の上方にパシベーション層及び絶縁層を隔てて形成されている複数の絶縁層に亘って複数の巻線により螺旋状に形成されている、不平衡型の信号を入出力するためのコイルであって、
各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの接地電位に接続されている巻線の位置から遠いほど、より小さい。
【００１６】
適用例４〜適用例６のコイルによれば、前記不平衡型の信号を入出力すべく、各巻線の幅が、当該巻線の位置が前記複数の巻線のうちの前記接地電位に接続されている巻線の位置から遠いほど、より小さいことにより、当該接地電位に接続されている巻線の位置から遠い巻線であっても、隣接する巻線間での寄生容量の発生のし易さを低減することができ、換言すれば、前記接地電位に接続されている巻線の位置からどの程度離れているかに拘わらず、前記隣接する巻線間での寄生容量の発生のし易さを均一化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施例のコイルについて図面を参照して説明する。
【００１８】
《実施例１》
図１は、実施例１のコイルの構成を示す。実施例１のコイルＬ１は、平衡型（差動型）の信号を入出力するために用いられる。コイルＬ１は、図１に示されるように、螺旋状の複巻型であり、複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５に亘って、巻線Ｗ１〜Ｗ５及びビアＶ１〜Ｖ４により形成されている。
【００１９】
実施例１のコイルＬ１の説明に先立ち、当該コイルＬ１を含む半導体装置について説明する。
【００２０】
図２は、実施例１のコイルを含む半導体装置の構成を示す。実施例１の半導体装置ＤＶ１では、図２に示されるように、前記複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５は、図２に示されるように、基板ＳＢ上に形成されている回路ＣＫＴの上方にパシベーション層ＰＶ及び層ＬＹＡを隔てて形成されている。層ＬＹＡには、コイルＬ１と回路ＣＫＴとを接続するための配線ＷＬが設けられている。
【００２１】
複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５は、基本的に、例えば樹脂や酸化絶縁物からなる絶縁層ＤＥ１〜ＤＥ５からなり、また、複数の巻線Ｗ１〜Ｗ５は、銅及びアルミニウムのような金属により構成されている。
【００２２】
複数の巻線Ｗ１〜Ｗ５と複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５との関係については、巻線Ｗ１は、層ＬＹ１に形成されており、巻線Ｗ２は、層ＬＹ２に形成されており、巻線Ｗ３は、層ＬＹ３に形成されており、巻線Ｗ４は、層ＬＹ４に形成されており、巻線Ｗ５は、層ＬＹ５に形成されている。
【００２３】
最上層である層ＬＹ５の上方には、ソルダーレジストＳＲ及びハンダボールＢ１、Ｂ２が形成されている。
【００２４】
コイルＬ１（図１に図示。）の説明に戻り、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々は、実施例１の特徴である、上記した平衡型の信号の入出力のために用いられることから、本来的に、即ち従来と同様に、中央に位置する、仮想的に接地電位に接続されている巻線Ｗ３、換言すれば、最も大きい電流が流れる巻線Ｗ３からより離れた位置にあるほど、そのインピーダンスが大きく、即ち、隣接する巻線同士間で寄生容量が発生し易い。例えば、巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２間では、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ３間に比して、寄生容量が発生し易く、同様に、巻線Ｗ５及び巻線Ｗ４間では、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ３間に比して、寄生容量が発生し易い。
【００２５】
しかしながら、実施例１のコイルＬ１では、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々の幅ＷＤ１〜ＷＤ５は、当該巻線の位置が、中央に位置する巻線Ｗ３からより離れているほど、より小さく（狭く）なっている。例えば、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より狭く、さらに、巻線Ｗ１の幅ＷＤ１は、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２より狭い。同様にして、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より狭く、さらに、巻線Ｗ５の幅ＷＤ５は、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４より狭い。
【００２６】
巻線Ｗ１〜Ｗ５の幅ＷＤ１〜ＷＤ５が上記の関係にあることにより、隣接する巻線間における、当該巻線のうちの対面する部分の面積（寄生容量の発生し易さを決定する要因）は、小さい方の幅により規定される。例えば、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ３間での対面する面積は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より小さい巻線Ｗ２の幅ＷＤ２により規定され、また、巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２間での対面する面積は、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２より小さい巻線Ｗ１の幅ＷＤ１により規定される。同様にして、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ３間での対面する面積は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より小さい巻線Ｗ４の幅ＷＤ４により規定され、巻線Ｗ５及び巻線Ｗ４間での対面する面積は、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４より小さい巻線Ｗ５の幅ＷＤ５により規定される。
【００２７】
隣接する巻線間での寄生容量は、前記面積が大きいほど、より発生し易いことから、コイルＬ１では、上記した幅ＷＤ１〜ＷＤ５の大小関係を有することにより、隣接する巻線間での寄生容量の発生のし易さ（換言すれば、困難性）を均一化することが可能となる。即ち、巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２間、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ３間、巻線Ｗ３及び巻線Ｗ４間、並びに、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ５間での寄生容量の発生のし易さを等しくすることができる。
【００２８】
上述したように、実施例１のコイルＬ１では、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々のインピーダンスは、従来と同様に、中央にある巻線Ｗ３から離れた位置にあるほど、より大きいという傾向がある。他方で、巻線Ｗ１〜Ｗ５の幅ＷＤ１〜ＷＤ５は、従来と異なり、中央の巻線Ｗ３から離れた位置にあるほど、より小さいという傾向がある。その結果、実施例１のコイルＬ１では、前者の傾向と後者の傾向とが実質的に相殺されることにより、巻線Ｗ１〜Ｗ５が巻線Ｗ３からどの程度離れているかに拘わらず、隣り合う巻線同士間での寄生容量の発生のし易さを実質的に同一にすることが可能となる。
【００２９】
《実施例２》
図３は、実施例２のコイルの構成を示す。実施例２のコイルＬ２は、不平衡型（シングルエンド型）の信号を入出力するために用いられる。実施例のコイルＬ２は、図３に示されるように、実施例１のコイルＬ１と同様に、螺旋状の複巻型であり、複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５に亘って、巻線Ｗ１〜Ｗ５及びビアＶ１〜Ｖ４により形成されている。
【００３０】
実施例２のコイルＬ２の説明に先立ち、当該コイルＬ２を含む半導体装置について説明する。
【００３１】
図４は、実施例２のコイルを含む半導体装置の構成を示す。実施例２の半導体装置ＤＶ２の構成は、基本的に、実施例１の半導体装置ＤＶ１の構成と同様にであり、具体的には、図４に示されるように、前記複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５は、図４に示されるように、基板ＳＢ上に形成されている回路ＣＫＴの上方にパシベーション層ＰＶ及び層ＬＹＡを隔てて形成されている。層ＬＹＡには、コイルＬ２と回路ＣＫＴとを接続するための配線ＷＬが設けられている。
【００３２】
複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５は、基本的に、例えば樹脂や酸化絶縁物からなる絶縁層ＤＥ１〜ＤＥ５からなり、また、複数の巻線Ｗ１〜Ｗ５は、銅及びアルミニウムのような金属により構成されている。
【００３３】
複数の巻線Ｗ１〜Ｗ５と複数の層ＬＹ１〜ＬＹ５との関係については、巻線Ｗ１は、層ＬＹ１に形成されており、巻線Ｗ２は、層ＬＹ２に形成されており、巻線Ｗ３は、層ＬＹ３に形成されており、巻線Ｗ４は、層ＬＹ４に形成されており、巻線Ｗ５は、層ＬＹ５に形成されている。
【００３４】
最上層である層ＬＹ５の上方には、ソルダーレジストＳＲ及びハンダボールＢ１、Ｂ２が形成されている。
【００３５】
コイルＬ２（図３に図示。）の説明に戻り、コイルＬ２は、巻線Ｗ５の端部Ｅ５から不平衡型の信号が入出力され、他方で、巻線Ｗ１の端部Ｅ１は、接地電位に接続されている（共に図示せず。）。
【００３６】
また、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々は、実施例２の特徴である、上記した不平衡型の信号の入出力のために用いられることから、本来的に、即ち従来と同様に、端に位置する、接地電位に接続されている巻線Ｗ１、換言すれば、最も大きい電流が流れる巻線Ｗ１からより離れた位置にあるほど、そのインピーダンスが大きく、即ち、隣接する巻線同士間で寄生容量が発生し易い。例えば、巻線Ｗ５及び巻線Ｗ４間では、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ３間に比して寄生容量が発生し易く、同様に、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ３間では、巻線Ｗ３及び巻線Ｗ２間に比して寄生容量が発生し易く、また、巻線Ｗ３及び巻線Ｗ２間では、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ１間に比して寄生容量が発生し易い。
【００３７】
しかしながら、実施例２のコイルＬ２では、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々の幅は、当該巻線の位置が、端に位置する巻線Ｗ１からより離れているほど、より小さく（狭く）なっている。例えば、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２は、巻線Ｗ１の幅ＷＤ１より狭く、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３は、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２より狭く、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より狭く、巻線Ｗ５の幅ＷＤ５は、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４より狭い。
【００３８】
巻線Ｗ１〜Ｗ５の幅ＷＤ１〜ＷＤ５が上記の関係にあることにより、隣接する巻線間における、当該巻線のうちの対面する部分の面積は、小さい方の幅により規定される。例えば、巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２間での対面する面積は、巻線Ｗ１の幅ＷＤ１より小さい巻線Ｗ２の幅ＷＤ２により規定される。同様にして、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ３間での対面する面積は、巻線Ｗ２の幅ＷＤ２より小さい巻線Ｗ３の幅ＷＤ３により規定され、巻線Ｗ３及び巻線Ｗ４間での対面する面積は、巻線Ｗ３の幅ＷＤ３より小さい巻線Ｗ４の幅ＷＤ４により規定され、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ５間での対面する面積は、巻線Ｗ４の幅ＷＤ４より小さい巻線Ｗ５の幅ＷＤ５により規定される。
【００３９】
隣接する巻線間での寄生容量は、前記面積が大きいほど、より発生し易いことから、コイルＬ２では、上記した幅Ｗ１〜Ｗ５の大小関係を有することにより、隣接する巻線間での寄生容量の発生を均一化することが可能となる。即ち、巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２間、巻線Ｗ２及び巻線Ｗ３間、巻線Ｗ３及び巻線Ｗ４間、並びに、巻線Ｗ４及び巻線Ｗ５間での寄生容量の発生のし易さを等しくすることができる。
【００４０】
上述したように、実施例２のコイルＬ２では、巻線Ｗ１〜Ｗ５の各々のインピーダンスは、従来と同様に、端にあり、接地電位に接続されている巻線Ｗ１から離れた位置にあるほど、より大きいという傾向がある。他方で、巻線Ｗ１〜Ｗ５の幅ＷＤ１〜ＷＤ５は、従来と異なり、前記巻線Ｗ１から離れた位置にあるほど、より小さいという傾向がある。その結果、実施例２のコイルＬ２では、前者の傾向と後者の傾向とが実質的に相殺されることにより、巻線Ｗ１〜Ｗ５が巻線Ｗ１からどの程度離れているかに拘わらず、隣り合う巻線同士間での寄生容量の発生のし易さを実質的に同一にすることが可能となる。
【００４１】
《変形例》
図５は、変形例の半導体装置の構成を示す。変形例の半導体装置ＤＶ３では、巻線Ｗ１〜Ｗ５（図示せず。）が、基板ＳＢ上に形成されている回路ＣＫＴの上方に、図２、図４に図示の半導体装置ＤＶ１、ＤＶ２と異なり、パシベーション層ＰＶ、絶縁層ＤＥ０、配線ＷＬ、及び層ＬＹＡを隔てて形成されている。換言すれば、変形例の半導体装置ＤＶ３では、実施例１、実施例２の半導体装置ＤＶ１、ＤＶ２に比べて、絶縁層ＤＥ０が追加されている。このような構成によっても、上記したと同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１のコイルの構成を示す図。
【図２】実施例１の半導体装置の構成を示す図。
【図３】実施例２のコイルの構成を示す図。
【図４】実施例２の半導体装置の構成を示す図。
【図５】変形例の半導体装置の構成を示す図。
【図６】従来のコイルの構成を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
Ｌ１…コイル、Ｗ１〜Ｗ５…巻線、Ｖ１〜Ｖ４…ビア、ＷＤ１〜ＷＤ５…幅、ＬＹ１〜ＬＹ５…層。
【図１】
0005282405.tif 000002
【図２】
0005282405.tif 000003
【図３】
0005282405.tif 000004
【図４】
0005282405.tif 000005
【図５】
0005282405.tif 000006
【図６】
0005282405.tif 000007