Title:
Physisches Design in einer magnetischen Umgebung
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Technik zum Ausbilden einer integrierten Schaltung mit einem Induktor reduziert die magnetische Kopplung zwischen dem Induktor und umgebenden Elementen. Die Technik beinhaltet die bewusste Platzierung von Schaltungselementen (zum Beispiel Anschlüssen, Pins, Wegführungsbahnen) an Orten auf der integrierten Schaltung relativ zu einem mit dem Induktor assoziierten Magnetvektorpotenzial und relativ zu einem mit dem Induktor assoziierten Magnetflussdichtefeld, um induzierte Signale zu reduzieren oder zu eliminieren, die die Systemleistung verschlechtern. embedded image




Inventors:
Caffee, Aaron J., Tex. (Austin, US)
Drost, Brian G., Tex. (Austin, US)
Application Number:
DE102017128833A
Publication Date:
07/05/2018
Filing Date:
12/05/2017
Assignee:
Silicon Laboratories Inc. (Tex., Austin, US)
International Classes:



Foreign References:
2011132504552011-09-30
86486642014-02-11
2015149708652015-12-16
Attorney, Agent or Firm:
BOEHMERT & BOEHMERT Anwaltspartnerschaft mbB - Patentanwälte Rechtsanwälte, 28209, Bremen, DE
Claims:
Integrierte Schaltung, umfassend:
einen Induktor mit einer ersten Achse durch eine Mitte des Induktors und einer zweiten Achse durch eine Mitte des Induktors, wobei die erste Achse eine erste Knotenachse ist, wobei die erste Achse einen ersten Ort eines ersten magnetischen Knotens mit einer ersten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in einem Abstand von der Mitte des Induktors enthält und die zweite Achse eine erste Schwingungsbauchachse ist, wobei die zweite Achse einen zweiten Ort eines ersten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer ersten induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors größer als die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthält; und
ein erstes Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude eine kleinste induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors ist und die erste induzierte Spannungsamplitude eine größte induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors ist.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend:
eine elektrisch leitfähige Struktur mit einer Öffnung mindestens so groß wie der Induktor, wobei die Öffnung um eine projizierte Oberfläche des Induktors zentriert ist, wobei die elektrisch leitfähige Struktur als eine AC-Masseebene konfiguriert ist.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:
ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind, wobei die erste und zweite Mehrzahl von integrierten Schaltungsanschlüssen an entgegengesetzten Enden des Induktors und äquidistant von der zweiten Achse angeordnet sind.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Öffnung im Wesentlichen parallel zu einer Ebene des Stromflusses in dem Induktor verläuft.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die elektrisch leitfähige Struktur Folgendes umfasst:
abwechselnde leitfähige Leitungen, die an verschiedene Spannungspotenziale gekoppelt sind, wobei die abwechselnden leitfähigen Leitungen eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur bilden.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 5 oder 6, wobei der Induktor mindestens vier leitfähige Schleifen umfasst und der Induktor eine dritte Achse durch die Mitte des Induktors und eine vierte Achse durch die Mitte des Induktors besitzt, wobei die dritte Achse eine zweite Knotenachse ist, wobei die dritte Achse einen dritten Ort eines zweiten magnetischen Knotens mit einer zweiten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthält und die vierte Achse eine zweite Schwingungsbauchachse ist, wobei die vierte Achse einen vierten Ort eines zweiten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer zweiten induzierten Spannungsamplitude größer als die zweite vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthält und die integrierte Schaltung weiterhin ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen umfasst, die um die dritte Achse konzentriert und von der zweiten und vierten Achse entfernt sind.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 7, wobei das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen in einer ersten Ecke eines integrierten Schaltungsabschnitts angeordnet ist und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen in einer zweiten Ecke des integrierten Schaltungsabschnitts gegenüber der ersten Ecke angeordnet ist und das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthält, die zum Empfangen eines hohen Spannungspegels konfiguriert sind, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthält, die zum Empfangen eines niedrigen Spannungspegels konfiguriert sind.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei die integrierten Schaltungsanschlüsse integrierte Schaltungsbondpads sind und der Induktor auf einem integrierten Schaltungs-Die zentriert ist.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, weiterhin umfassend:
leitfähige Bahnen, die parallel zu der ersten Achse verlegt sind.

Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, wobei das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen mindestens einen mit einem Hochfrequenzsignal assoziierten Anschluss enthält.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung, umfassend:
Ausbilden eines Induktors mit einer ersten Achse durch eine Mitte des Induktors und einer zweiten Achse durch eine Mitte des Induktors, wobei die erste Achse eine erste Knotenachse ist, wobei die erste Achse einen ersten Ort eines ersten magnetischen Knotens mit einer ersten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in einem Abstand von der Mitte des Induktors enthält und die zweite Achse eine erste Schwingungsbauchachse ist, wobei die zweite Achse einen zweiten Ort eines ersten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer ersten induzierten Spannungsamplitude im Abstand von der Mitte des Induktors größer als die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthält; und
Ausbilden eines ersten Clusters von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 12, wobei die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude eine kleinste induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors ist und die erste induzierte Spannungsamplitude eine größte induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors ist.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, weiterhin umfassend:
Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einer Öffnung mindestens so groß wie der Induktor, wobei die Öffnung um eine projizierte Oberfläche des Induktors zentriert ist, wobei die elektrisch leitfähige Struktur als eine AC-Masseebene konfiguriert ist.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 12, 13 oder 14, weiterhin umfassend:
Ausbilden eines zweiten Clusters von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind, wobei die erste und zweite Mehrzahl von integrierten Schaltungsanschlüssen an entgegengesetzten Enden des Induktors und äquidistant von der zweiten Achse angeordnet sind.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei der Induktor mindestens vier leitfähige Schleifen umfasst und der Induktor eine dritte Achse durch die Mitte des Induktors und eine vierte Achse durch die Mitte des Induktors besitzt, wobei die dritte Achse eine zweite Knotenachse ist, wobei die dritte Achse einen dritten Ort eines zweiten magnetischen Knotens mit einer zweiten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthält und die vierte Achse eine zweite Schwingungsbauchachse ist, wobei die vierte Achse einen vierten Ort eines zweiten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer zweiten induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors größer als die zweite vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthält und die integrierte Schaltung weiterhin ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen umfasst, die um die dritte Achse konzentriert und von der zweiten und vierten Achse entfernt sind.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 15, wobei das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen in einer ersten Ecke eines integrierten Schaltungsabschnitts angeordnet ist und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen in einer zweiten Ecke des integrierten Schaltungsabschnitts gegenüber der ersten Ecke angeordnet ist und das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthält, die zum Empfangen eines hohen Spannungspegels konfiguriert sind, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthält, die zum Empfangen eines niedrigen Spannungspegels konfiguriert sind.

Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung nach Anspruch 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, weiterhin umfassend das Ausbilden leitfähiger Bahnen, die parallel zu der ersten Achse verlegt sind.

Integrierte Schaltung, durch das Verfahren nach Anspruch 12, 13, 14, 15, 16, 17, oder 18 hergestellt.

Vorrichtung, umfassend:
Mittel zum Generieren einer Induktanz auf einer integrierten Schaltung, wobei das Mittel zum Generieren einer Induktanz eine erste Achse durch eine Mitte des Mittels zum Generieren und eine zweite Achse durch die Mitte des Mittels zum Generieren besitzt, wobei die erste Achse eine erste Knotenachse ist, wobei die erste Achse einen Ort eines magnetischen Knotens mit einer ersten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude enthält und die zweite Achse eine erste Schwingungsbauchachse ist, wobei die zweite Achse einen zweiten Ort eines ersten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer ersten induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors größer als die vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthält; und
Mittel zum Koppeln von Signalen zu der integrierten Schaltung, wobei das Mittel zum Koppeln um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt ist.

Description:
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKErfindungsgebiet

Die vorliegende Anwendung betrifft integrierte Schaltungen und insbesondere integrierte Schaltungen, die Induktorstrukturen enthalten.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Im Allgemeinen werden elektronische Oszillatorschaltungen verwendet, um sich wiederholende oszillierende Elektroniksignale für eine Vielzahl von integrierten Schaltungsanwendungen zu generieren (zum Beispiel lokale Oszillatorsignale für Hochfrequenz-Mischstufen, Sender zum Generieren von Trägerwellen für die Hochfrequenz-Signalübertragung usw.). Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Taktgeneratorschaltung eine herkömmliche Tankschaltung 100 verwenden, die ein Resonanzkreis mit einem an einen Kondensator 102 gekoppelten Induktor 104 ist. Ladung fließt von dem Platten des Kondensators 102 durch den Induktor hin und zurück, so dass der Resonanzkreis mit seiner Resonanzfrequenz schwingende elektrische Energie speichern kann. Eine Verstärkerschaltung 108 kompensiert kleine Verluste bei der herkömmlichen Tankschaltung 100, um die Schwingung aufrecht zu erhalten. Durch Bereitstellen einer Transkonduktanz, die gleich den Tankverlusten und ihnen entgegengesetzt ist, kann die Verstärkerschaltung 108 die Schwingung bei der Resonanzfrequenz der herkömmlichen Tankschaltung 100 und bei einer durch die Verstärkerschaltung 108 bestimmten Amplitude unbestimmt aufrechterhalten.

Wenn der Induktor 104 periodisch angesteuert wird, generiert er ein zeitlich variierendes Magnetvektorpotenzial und Magnetflussdichtefelder (das heißt Magnetfelder, die sich über die Grenzen der leitfähigen Schleife hinaus erstrecken. Diese magnetische Energie kann in eine benachbarte Schaltungsanordnung gekoppelt werden. Einige Anwendungen nutzen dieses Verhalten in Schaltungen aus, wie etwa in Transformatoren. Bei anderen Anwendungen jedoch (zum Beispiel Oszillatoranwendungen) ist diese Kopplung unerwünscht, da sie innerhalb der benachbarten Schaltungsanordnung unerwünschte Spannungen und/oder Ströme induzieren kann. Durch eine benachbarte Schaltungsanordnung induzierte Magnetfelder können in eine den Induktor 104 enthaltende Schaltungsanordnung eingekoppelt werden und die Leistung verschlechtern. Diese unerwünschte Kopplung kann die Gesamtsystemleistung verschlechtern. Das Abschirmen einer chipinternen Schaltungsanordnung vor Magnetfeldern kann eine Herausforderung darstellen, wenn magnetische Materialien nicht zur Verfügung stehen. Deshalb werden Techniken erwünscht, die die magnetische Kopplung behandeln.

KURZE DARSTELLUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Bei mindestens einer Ausführungsform enthält eine integrierte Schaltung einen Induktor mit einer ersten Achse durch eine Mitte des Induktors und einer zweiten Achse durch die Mitte des Induktors. Die erste Achse ist eine erste Knotenachse und enthält einen ersten Ort eines ersten magnetischen Knotens mit einer ersten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in einem Abstand von der Mitte des Induktors. Die zweite Achse ist eine erste Schwingungsbauchachse und enthält einen zweiten Ort eines ersten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer ersten induzierten Spannungsamplitude größer als die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors. Die integrierte Schaltung enthält ein erstes Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind. Die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude kann eine kleinste induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors sein, und die erste induzierte Spannungsamplitude kann eine größte induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors sein. Die integrierte Schaltung kann eine elektrisch leitfähige Struktur mit einer Öffnung mindestens so groß wie der Induktor enthalten. Die Öffnung kann um eine projizierte Oberfläche des Induktors herum zentriert sein. Die elektrisch leitfähige Struktur kann als eine AC-Masseebene konfiguriert sein.

Die integrierte Schaltung kann ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen enthalten, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind. Die erste und zweite Mehrheit von integrierten Schaltungsanschlüssen kann an entgegengesetzten Enden des Induktors und äquidistant von der zweiten Achse angeordnet sein. Der Induktor kann mindestens vier leitfähige Schleifen enthalten, und der Induktor kann eine dritte Achse durch die Mitte des Induktors und eine vierte Achse durch die Mitte des Induktors besitzen. Die dritte Achse kann eine zweite Knotenachse sein und kann einen dritten Ort eines zweiten magnetischen Knotens mit einer zweiten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthalten. Die vierte Achse kann eine zweite Schwingungsbauchachse sein. Die vierte Achse kann einen vierten Ort eines zweiten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer zweiten induzierten Spannungsamplitude größer als die zweite vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthalten. Die integrierte Schaltung kann ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen enthalten, die um die dritte Achse konzentriert und von der zweiten und vierten Achse entfernt sind. Das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann in einer ersten Ecke eines integrierten Schaltungsabschnitts angeordnet sein, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann in einer zweiten Ecke des integrierten Schaltungsabschnitts gegenüber der ersten Ecke angeordnet sein. Das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthalten, die zum Empfangen eines hohen Spannungspegels konfiguriert sind, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthalten, die zum Empfangen eines niedrigen Spannungspegels konfiguriert sind. Die integrierten Schaltungsanschlüsse können integrierte Schaltungsbondpads sein, und der Induktor kann auf einem integrierten Schaltungs-Die zentriert sein.

Bei mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung das Ausbilden eines Induktors mit einer ersten Achse durch eine Mitte des Induktors und einer zweiten Achse durch die Mitte des Induktors. Die erste Achse ist eine erste Knotenachse und enthält einen ersten Ort eines ersten magnetischen Knotens mit einer ersten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in einem Abstand von der Mitte des Induktors. Die zweite Achse ist eine erste Schwingungsbauchachse, wobei die zweite Achse einen zweiten Ort eines ersten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und einer ersten induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors größer als die erste vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthält. Das Verfahren beinhaltet das Ausbilden eines ersten Clusters von integrierten Schaltungsanschlüssen, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind.

Das Verfahren kann das Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einer Öffnung mindestens so groß wie der Induktor beinhalten. Die Öffnung kann um eine projizierte Oberfläche des Induktors herum zentriert sein. Die elektrisch leitfähige Struktur kann als eine AC-Masseebene konfiguriert sein. Das Verfahren kann das Ausbilden eines zweiten Clusters von integrierten Schaltungsanschlüssen beinhalten, die um die erste Achse konzentriert und von der zweiten Achse entfernt sind. Die erste und zweite Mehrheit von integrierten Schaltungsanschlüssen kann an entgegengesetzten Enden des Induktors und äquidistant von der zweiten Achse angeordnet sein. Der Induktor kann mindestens vier leitfähige Schleifen enthalten, und der Induktor kann eine dritte Achse durch die Mitte des Induktors und eine vierte Achse durch die Mitte des Induktors besitzen. Die dritte Achse kann eine zweite Knotenachse sein. Die dritte Achse kann einen dritten Ort eines zweiten magnetischen Knotens mit einer zweiten vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors enthalten. Die vierte Achse kann eine zweite Schwingungsbauchachse sein. Die vierte Achse kann einen vierten Ort eines zweiten vernachlässigbaren Magnetflussdichtefelds und eine zweite induzierte Spannungsamplitude in dem Abstand von der Mitte des Induktors größer als die zweite vernachlässigbare induzierte Spannungsamplitude enthalten. Die integrierte Schaltung kann weiterhin ein zweites Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen enthalten, die um die dritte Achse herum konzentriert und von der zweiten und vierten Achse entfernt sind. Das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann in einer ersten Ecke eines integrierten Schaltungsabschnitts ausgebildet sein, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann in einer zweiten Ecke des integrierten Schaltungsabschnitts gegenüber der ersten Ecke ausgebildet sein. Das erste Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthalten, die zum Empfangen eines hohen Spannungspegels konfiguriert sind, und das zweite Cluster von integrierten Schaltungsanschlüssen kann einen oder mehrere Stromversorgungsanschlüsse enthalten, die zum Empfangen eines niedrigen Spannungspegels konfiguriert sind. Das Verfahren kann das Ausbilden leitfähiger Bahnen parallel zur ersten Achse beinhalten.

Figurenliste

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen kann die vorliegende Erfindung besser verstanden werden, und ihre zahlreichen Aufgaben, Merkmale und Vorteile können dem Fachmann offensichtlich gemacht werden.

  • 1 zeigt einen Schaltplan einer herkömmlichen LC-Oszillatorschaltung.
  • 2 zeigt Magnetflussdichte-Feldkonturen und Magnetvektorpotenzial-Feldlinien für einen Leiterabschnitt.
  • 3 zeigt eine mit Magnetvektorpotenzial-Feldlinien für einen Leiterabschnitt assoziierte induzierte Spannung.
  • 4 zeigt einen beispielhaften integrierten Schaltungsabschnitt mit einem Doppel-Schleifen-Induktor, einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur, Anschlüssen und Achsen, die mit einem Magnetvektorpotenzialfeld und einem Magnetflussdichtefeld des Doppel-Schleifen-Induktors assoziiert sind.
  • 5 zeigt einen detaillierten Abschnitt des beispielhaften integrierten Schaltungsabschnitts von 4.
  • 6 zeigt beispielhafte induzierte Ströme des integrierten Schaltungsabschnitts von 4.
  • 7 zeigt beispielhafte Anschlussplatzierungen für den integrierten Schaltungsabschnitt von 4.
  • 8 zeigt beispielhafte Anschlussplatzierungen für den integrierten Schaltungsabschnitt von 4 in Übereinstimmung mit mindestens einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 9 zeigt beispielhafte Anschlussplatzierungen für den integrierten Schaltungsabschnitt mit einem Vier-Schleifen-Induktor und einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur in Übereinstimmung mit mindestens einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 10 zeigt eine AC-Erdungsstruktur, eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur und beispielhafte Anschlussplatzierungen für den integrierten Schaltungsabschnitt mit einem Vier-Schleifen-Induktor in Übereinstimmung mit mindestens einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 11 zeigt beispielhafte Anschlussplatzierungen für Anschlüsse, mit einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur integriert, in Übereinstimmung mit mindestens einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Verwendung der gleichen Bezugssymbole in verschiedenen Zeichnungen gibt ähnliche oder identische Elemente an.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Eine Technik zum Ausbilden einer integrierten Schaltung mit einem Induktor reduziert die magnetische Kopplung zwischen dem Induktor und umgebenden Elementen. Die Technik beinhaltet die bewusste Platzierung von Schaltungselementen (zum Beispiel Anschlüssen, Pins, Wegführungsbahnen) an Orten auf der integrierten Schaltung relativ zu einem mit dem Induktor assoziierten Magnetvektorpotenzialfeld und relativ zu einem mit dem Induktor assoziierten Magnetflussdichtefeld, um induzierte Signale, die die Systemleistung verschlechtern, zu reduzieren oder zu eliminieren.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erzeugt das durch einen Leiter unterstützte Stromdichtefeld (J) ein Magnetvektorpotenzialfeld (A).embedded imageIm Allgemeinen ist die Rotation (×)embedded imagedes Magnetvektorpotenzialfelds das Magnetflussdichtefeld (B):embedded image×A=B.embedded image

Das Magnetvektorpotenzialfeld kann durch Summieren von Beiträgen aller Stromdichtekomponenten in dem Stromdichtefeld berechnet werden: A=μ4πJrdxdydz.embedded image

Das Magnetvektorpotenzialfeld besitzt die gleiche Richtung wie ein nahegelegener Stromfluss (das heißt, das Magnetvektorpotenzialfeld befindet sich in der gleichen Ebene wie der Stromfluss). Ein zeitlich variierendes Magnetvektorpotenzialfeld induziert eine Spannung auf einem Leiter in der gleichen Richtung wie das Magnetvektorpotenzialfeld: d(×A)dt=dBdt=×E;embedded imagedAdt=E;embedded imagedAdtdl=Edl=ΔV,embedded imagewobei Eembedded imagedas durch den Stromfluss induzierte elektrische Feld ist und lembedded imagedie Länge des Leiters ist. Zum Reduzieren der magnetischen Kopplung zwischen dem Induktor und nahegelegenen Leiterbahnen sollte im Allgemeinen die Platzierung von leitfähigen Bahnen nahe und parallel zu dem Induktorstrom zugunsten von leitfähigen Bahnen, die sich orthogonal zu einem nächstliegenden Induktorstrom erstrecken, reduziert oder vermieden werden, oder wobei Atot¯=Al¯0.embedded image

4 zeigt einen herkömmlichen Doppel-Schleifen-Induktor, der auf einem integrierten Schaltungs-Die ausgebildet ist, und um den Induktor verteilte beispielhafte Anschlüsse (zum Beispiel CTL1, CTL2, GND1, GND2, VDD1, VDD2, CTL- und CTL+). Die Anschlüsse können Ports sein, die an andere Sektionen des integrierten Schaltungs-Die gekoppelt sind, oder Pads sein zum Koppeln einer den Induktor enthaltenden Schaltungsanordnung an Knoten außerhalb des integrierten Schaltungs-Die. Im Allgemeinen können herkömmliche integrierte Schaltungsdesigns Bondpads gleichmäßig um den Die herum verteilen, um die Erleichterung einer Verbindung mit außerhalb des Chips gelegenen Elementen zu ermöglichen und die Kopplung zwischen Bonddrähten zu reduzieren.

Der Induktor 302 kann von einer elektrisch leitfähigen Hülle 304 umgeben sein, die den Induktor vor Die-interner elektromagnetischer Interferenz abschirmt. Die elektrisch leitfähige Hülle 304 kann eine Platte einer größeren Faraday-Abschirmung sein, die eine Abschirmung vor externer elektromagnetischer Interferenz bereitstellt. Als Reaktion auf das durch den Induktor 302 generierte Magnetflussdichtefeld generiert die elektrisch leitfähige Hülle 304 einen Strom (zum Beispiel einen Wirbelstrom), der ein Magnetflussdichtefeld generieren kann, das dem Magnetflussdichtefeld des Induktors entgegenwirkt. Dieser Strom verbraucht Leistung, die ansonsten einer assoziierten integrierten Schaltung zur Verfügung stehen würde und das durch den Induktor 302 generierte Magnetflussdichtefeld reduziert. Diese beiden Effekte reduzieren zusammen genommen die Induktanz und den Q-Wert eines LC-Oszillators, der den Induktor enthält. Der in der elektrisch leitfähigen Hülle 304 als Reaktion auf den Induktor 302 generierte Strom kann weiter reduziert werden und eine entsprechende Verbesserung an dem Q-Wert eines den Induktor enthaltenden LC-Oszillators kann erzielt werden, indem eine oder mehrere Öffnungen (zum Beispiel Öffnung 306) in einer oder mehreren Platten des Faraday-Käfigs aufgenommen werden.

Bei mindestens einer Ausführungsform enthält der Induktor 302 zwei aus einer über dem Halbleitersubstrat angeordneten leitfähigen Schicht ausgebildete ebene Schleifen. Da im Allgemeinen die Induktanz eine Funktion der Fläche ist und ein äquivalenter Reihenwiderstand unter Bedingungen eines geringen Substratverlustes im Allgemeinen eine Funktion des Umfangs ist (zum Beispiel hoher spezifischer Substratwiderstand unter dem Induktor), wird ein schleifenförmiger Leiter zum Implementieren des Induktors verwendet, um das Verhältnis von Induktanz zu Widerstand zu maximieren. Wenngleich andere Induktorformen verwendet werden können, führt die Schleifenform des Leiters zum größten Flächen-Umfangs-Verhältnis für den Induktor 302 und maximiert somit den Q-Wert des Induktors.

Die ebenen leitfähigen Schleifen können in einer leitfähigen Schicht ausgebildet werden, die einen geringen spezifischen Widerstand besitzt, und können eine oberste Metallschicht in einem Herstellungsprozess für eine integrierte Schaltung sein. Bei mindestens einer Ausführungsform des Induktors 302 ist die leitfähige Schicht eine über ein Halbleitersubstrat ausgebildete ultradicke Schicht. Im Allgemeinen kann eine ultradicke Schicht dielektrische und leitfähige Schicht enthalten, die auf einem integrierten Schaltungssubstrat unter einer etwaigen Passivierungsschicht und unter etwaigen integrierten Schaltungsbondpads, falls sie vorliegt, ausgebildet sein kann. Eine ultradicke Schicht kann jedoch in Abwesenheit einer Passivierungsschicht oder von Bondpads auf einem integrierten Schaltungs-Die ausgebildet werden. Ultradicke Schichten besitzen typischerweise Dicken, die wesentlich größer sind als die Dicken von typischen dielektrischen und leitfähigen Schichten, die in unteren Schichten eines integrierten Schaltungsstapels ausgebildet sind. Beispielsweise ist eine typische leitfähige Schicht einer integrierten Schaltung weniger als 1 µm dick. Der Induktor kann jedoch in einer beispielhaften ultradicken leitfähigen Schicht ausgebildet werden, die mindestens 3 µm dick ist, und entsprechende dielektrische Schichten können mindestens 0,65 µm dick sein. Ultradicke dielektrische Schichten können Siliziumnitrid, Oxynitrid, Siliziumoxid oder andere geeignete Materialien enthalten. Ultradicke leitfähige Schichten können Aluminium, Kupfer, Polysilizium oder andere geeignete leitfähige Materialien enthalten.

Bei mindestens einer Ausführungsform einer integrierten Schaltung ist eine ultradicke leitfähige Schicht durch eine oder mehrere Übergangsschichten, die die Herstellbarkeit verbessern, von traditionellen integrierten Schaltungsschichten (zum Beispiel typischen Leiterschichten) getrennt. Eine leitfähige Übergangsschichte besitzt eine Dicke, die kleiner ist als eine Dicke der ultradicken leitfähigen Schicht, aber größer als eine Dicke einer traditionellen leitfähigen Schicht. Übergangsschichten können eine dicke leitfähige Schicht und eine dicke dielektrische Schicht enthalten und können aus einem beliebigen geeigneten Material (zum Beispiel Siliziumnitrid, Oxynitrid, Siliziumoxid, Aluminium, Kupfer, Polysilizium) ausgebildet werden. Eine typische Herstellungstechnologie verwendet wenige ultradicke leitfähige Schichten und begrenzt jene Schichten auf obere Metallisierungsschichten. Eine typische ultradicke leitfähige Schicht wird aus einem leitfähigen Material (zum Beispiel 3 µm dickem Kupfer) ausgebildet, das einen geringeren Schichtwiderstand als das leitfähige Material besitzt, das untere leitfähige Schichten bildet (zum Beispiel eine aus Aluminium ausgebildete 1 µm dicke Übergangsschicht). Man beachte, dass hierin beschriebene Ausführungsformen des Induktors 302 lediglich beispielhaft sind und mit hierin beschriebenen Techniken übereinstimmende Induktorstrukturen weiter in der am 30. September 2011 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 13/250,455 mit dem Titel „Mutual Inductance Circuits“ unter der Nennung von Adam B. Eldredge und Susumu Hara als Erfinder, nun US-Patent Nr. 8,648,664, beschrieben sind, deren Anwendung hier unter Bezugnahme aufgenommen ist.

Im Allgemeinen kann der in der elektrisch leitfähigen Hülle 304 als Reaktion auf den Induktor generierte Strom weiter reduziert werden und eine entsprechende Verbesserung des Q-Werts eines den Induktor enthaltenden LC-Oszillators kann durch Aufnahme einer oder mehrerer Öffnungen (zum Beispiel der Öffnung 306) in die elektrisch leitfähige Hülle 304 (zum Beispiel eine obere Platte eines Faraday-Käfigs) erzielt werden. Die Öffnung 306 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Stromfluss durch den Induktor 302. Im Allgemeinen ist die Öffnung 306 um ein Ausmaß größer als der Induktor, das auf der Anzahl der Schleifen des Induktors, dem Innenschleifenradius, dem Außenschleifenradius, dem effektiven Durchmesser zwischen zwei gegenüberliegenden geraden Oberflächen der Öffnung und/oder anderen geeigneten Parametern basieren kann, um annehmbar niedrige Wirbelstromverluste sicherzustellen, wenn der Induktor in die gleiche Ebene wie die Abschirmung projiziert wird.

Im Allgemeinen nimmt der Q-Wert des Induktors mit der Öffnungsgröße zu. Während die Öffnungsgröße von dem Außendurchmesser des Induktors aus zunimmt, nimmt der Q-Wert des Induktors zu. Eine Zunahme bei der Öffnungsgröße kann jedoch eine umgebende Die-interne Schaltungsanordnung exponieren, was eine erhebliche Kopplung zwischen der umgebenden Die-internen Schaltungsanordnung und dem Induktor bewirkt. Zum Reduzieren dieser Kopplung sollte die Die-interne Schaltungsanordnung unter der elektrisch leitfähigen Hülle 304 und außerhalb der Öffnung bleiben. Deshalb bewirkt eine etwaige Zunahme bei der Öffnungsgröße eine entsprechende Zunahme bei der Die-Fläche. Zunahmen bei der Öffnungsgröße über eine gewisse Größe hinaus erzeugen einen verringerten Nutzen bei Verbesserungen am Q-Wert, und somit existiert ein Kompromiss zwischen Verbesserungen beim Q-Wert und einer Zunahme bei der Die-Fläche und deshalb den Kosten. Öffnungen mit kleineren Durchmessern können in preiswerten Anwendungen mit reduzierten Leistungsanforderungen wünschenswert sein. Öffnungen mit größeren Durchmessern können bei Hochleistungsanwendungen wünschenswert sein, wo die Zunahme bei den Die-Kosten akzeptabel ist.

Obwohl 4 die Öffnung 306 mit acht geraden Seiten in einem beispielhaften Prozess zeigt (zum Beispiel ein Prozess, der das Ausbilden von Metall mit Abmessungen von 45, 90 und 135 Grad von einer geraden Ebene aus gestattet), kann eine Öffnung mit einer beliebigen geeigneten Anzahl an Seiten (zum Beispiel vier Seiten, wie in 5 dargestellt) oder einer kreisförmigen Öffnung (das heißt ohne Seiten) verwendet werden. Außerdem kann eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur mehrere Öffnungen enthalten, wobei sich die individuellen Öffnungen in einer beliebigen geeigneten Platte einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur befinden.

Die Öffnung kann gemäß der Notwendigkeit zur Verbesserung des Q-Werts in einer oberen Platte, einer unteren Platte oder einer Seitenwand der elektrisch leitfähigen Hülle ausgebildet werden. Die elektrisch leitfähige Hülle 304 kann in einer beliebigen anderen traditionellen Metallschicht, einer ultradicken Metallschicht, einer Umverdrahtungsmetallschicht, anderen geeigneten Materialien oder einer beliebigen Kombination davon ausgebildet werden. Unter Bezugnahme auf 5 wird bei mindestens einer Ausführungsform die elektrisch leitfähige Hülle 304 aus zwei benachbarten obersten leitfähigen Schichten (zum Beispiel Metall-7 und Metall-8) ausgebildet, wie durch den vergrößerten Abschnitt 400 dargestellt. Jedoch kann die oberste leitfähige Schicht dicker sein und in der obersten leitfähigen Schicht ausgebildete Strukturen können breitere Linienbreiten besitzen als die vorletzte leitfähige Schicht beziehungsweise in der vorletzten leitfähigen Schicht ausgebildete Strukturen.

Bei mindestens einer Ausführungsform kann der Induktor 302 direkt oder kapazitiv (zum Beispiel eines an den Mittelabgriff 407 gekoppelten Inter-Level-Interconnects) an die ebene leitfähige Struktur 408 gekoppelt sein. Die ebene leitfähige Struktur 408 erstreckt sich von einem Punkt bei dem Mittelabgriff 407 des Induktors 302 entlang einer Knotenachse des Induktors 302 zu einem Punkt nahe den Anschlüssen des Induktors 302 (zum Beispiel zwischen oder anderweitig äquidistant dazu). Dementsprechend kann die ebene leitfähige Struktur 408 den Induktor 302 zumindest teilweise halbieren. Die Symmetrie der ebenen leitfähigen Struktur 408 bezüglich des Induktors 302 reduziert den Effekt externer Spannungsstörungen auf die Induktanz des Induktors 302, wodurch eine etwaige Gütefaktorverschlechterung des Induktors aufgrund einer Aufnahme der ebenen leitfähigen Struktur 408 reduziert wird, und kann die Auswirkung der Öffnung 306 in der elektrisch leitfähigen Hülle 304 reduzieren. Jene Techniken, die die Effekte von externen Spannungsstörungen auf einen Induktor reduzieren, werden in der am 16. Dezember 2015 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/970,865 mit dem Titel „Common-mode Impedance Network for Reducing Sensitivity in Oscillators“ unter Nennung von Aaron J. Caffee als Erfinder beschrieben, wobei die Anwendung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.

Unter Bezugnahme auf 4 ist der Induktor 302 bezüglich des linken und rechten Rands der elektrisch leitfähigen Hülle 304 zentriert, befindet sich aber näher am oberen Rand der elektrisch leitfähigen Hülle 304, der der Rand eines integrierten Schaltungs-Die sein kann. Mit der Achse 312, die einem Ort entspricht, wo das Magnetflussdichtefeld null beträgt, fallen keine Anschlüsse zusammen. Die herkömmliche Beabstandung der Anschlüsse um den Induktor herum führt dazu, dass keine Anschlüsse mit der Achse 310 zusammenfallen. Die Achse 310 entspricht einem Pfad, in dem das symmetrische, zeitlich variierende Stromdichtefeld, das innerhalb des Induktors 302 enthalten ist, wenn er periodisch angesteuert wird, ein symmetrisches, zeitlich variierendes Magnetvektorpotenzialfeld mit einer vernachlässigbaren oder keiner Komponente entlang der Achse generiert. Deshalb tritt entlang der Achse beim Messen relativ zur Mitte 350 des Induktors 302 eine vernachlässigbare oder keine induzierte Spannungsamplitude auf. Da die Anschlüsse in von der Achse 301 versetzten Gebieten beabstandet sind, existiert innerhalb dieses Raums ein restliches Magnetvektorpotenzialfeld, was eine induzierte Spannungsamplitude zwischen den Anschlüssen und der Achse 310 bewirkt. Jene induzierten Spannungsamplituden können gemäß Impedanzen der Anschlüsse einen Stromfluss durch die Anschlüsse bewirken (zum Beispiel I1, I2, I3, ..., I8). Unter Bezugnahme auf 6 beispielsweise werden, wenn der Induktor periodisch differenziell angesteuert wird, die Anschlüsse von Null verschiedene induzierte Spannungsamplituden besitzen, die den Fluss eines Wechselstroms durch die Anschlüsse verursachen. Durch die Anschlüsse durch umgebende Schaltungen angesteuerter Wechselstrom kann Ströme innerhalb der den Induktor enthaltenden Schaltung induzieren. Jene Kopplung zwischen dem den Induktor enthaltenden LC-Oszillator (oder einer anderen Schaltung) und den umgebenden Anschlüssen kann unerwünschte Effekte bewirken, zum Beispiel das Frequenzziehen eines LC-Oszillators aufgrund einer unerwünschten Belastung durch Anschlusskopplungen und assoziierte Anschlussimpedanzen oder Signalintegritätsprobleme an den Anschlüssen, die durch den LC-Oszillator verursacht wurden.

Unter Bezugnahme auf 7 reduziert oder eliminiert die Platzierung der um die Achse 312 entlang einer Breitseite des Zwei-Schleifen-Induktors zentrierten Anschlüsse das zeitlich variierende Magnetflussdichtefeld durch um die Achse 312 ausgebildete lokale Schleifen, erhöht oder maximiert aber die an den Anschlüssen gesehenen induzierten Spannungsamplituden, da sie eine Schwingungsbauchachse ist und deshalb ein Ort einer erheblichen oder maximalen induzierten Spannungsamplitude beim Messen relativ zum Spannungspegel in der Mitte 350 des Induktors 302 in einem gegebenen Abstand von der Mitte 350 des Induktors 302. Wie hierin bezeichnet, wird eine induzierte Spannungsamplitude bezüglich einer Achse in ihrer Ebene als nodal angesehen, falls die induzierte Spannungsamplitude entlang der Achse zeitlich nicht variiert. Wie hierin bezeichnet, wird eine induzierte Spannungsamplitude als antinodal angesehen, falls die induzierte Spannungsamplitude in einem bestimmten Abstand entlang der Achse eine erhebliche oder maximale Spannungsamplitude in dem bestimmten radialen Abstand von der Mitte 350 des Induktors 302 darstellt.

Die Platzierung von Anschlüssen bei der Achse 312 oder der Achse 310 stellt einen Kompromiss zwischen einem Ort der Aufhebung des Magnetflussdichtefelds und einem Ort der Dämpfung oder Aufhebung der induzierten Spannungsamplitude dar.

Anstatt die Anschlüsse auf einer oder um eine Achse herum zentriert zu positionieren, die einem Ort entspricht, wo das Magnetflussdichtefeld null beträgt, können die Anschlüsse am mit dem Induktor assoziierten magnetischen Knoten positioniert werden, das heißt auf einer oder um eine Achse herum konzentriert, wo die durch den Induktor induzierte Spannungsamplitude null beträgt, wie in 8 dargestellt. Die Symmetrie hebt das Magnetflussdichtefeld durch Anschlussleiterschleifen oder Bonddrahtschleifen, die zwischen Anschlüssen auf entgegengesetzten Seiten des Induktors ausgebildet sind, auf, wodurch ein induzierter parasitärer Strom in jenen globalen Schleifen im Vergleich zu Induktorsystemen reduziert oder eliminiert wird, die die Anschlüsse an von dem magnetischen Knoten entfernten Orten enthalten. Die Anschlüsse sind so nahe wie praktikabel an den magnetischen Knoten positioniert, wodurch ein Cluster von Anschlüssen um den magnetischen Knoten herum ausgebildet wird, während die Magnetflussdichte reduziert oder minimiert wird, die in lokalen Schleifen erfahren wird, die zwischen benachbarten Anschlüssen auf der gleichen Seite des Induktors ausgebildet sind. In integrierten Schaltungen mit einer begrenzten Anzahl von Pads können sich Anschlüsse, die gegenüber induzierten Spannungsamplituden empfindlicher sind (zum Beispiel Hochfrequenzsignale oder Stromversorgungssignale), auf oder nahe dem magnetischen Knoten befinden, während andere, weniger empfindliche Anschlüsse weiter weg angeordnet sein können.

Zusätzliche Techniken können lokale Stromschleifen reduzieren, die durch Wechselwirkung des Induktors mit Elementen in der Umgebung verursacht werden können. Beispielsweise können Effekte von lokalen Stromschleifen durch Erhöhen der Induktorschleifenzahl reduziert werden. Eine erhöhte Anzahl von Schleifen ist mit einer erhöhten Anzahl von magnetischen Knoten assoziiert. Beispielsweise durch das Erhöhen der Anzahl von leitfähigen Schleifen von zwei leitfähigen Schleifen, wie in 8 dargestellt, auf vier leitfähige Schleifen, wie in 9 dargestellt, verdoppelt sich die Anzahl der Knotenachsen (zum Beispiel Knotenachsen 1002 und 1004), und auch die Anzahl der magnetischen Knoten am Umfang des integrierten Schaltungsabschnitts verdoppelt sich. Die Anschluss-Cluster 1006, 1008, 1010 und 1012 enthalten Anschlüsse, die auf der oder um die Knotenachsen 1002 und 1004 herum konzentriert sein können. Außerdem reduziert die erhöhte Anzahl von Schleifen die Wechselwirkung des Magnetflussdichtefelds des Induktors mit der leitfähigen Platte und dem Stromnetz der integrierten Schaltung. Wenngleich am Umfang des integrierten Schaltungsabschnitts an den mit dem Induktor assoziierten magnetischen Knoten möglicherweise nur zwei Anschlüsse platziert sind und am Umfang des integrierten Schaltungsabschnitts bei den mit dem Induktor von 8 assoziierten magnetischen Knoten möglicherweise nur vier Anschlüsse platziert sind, kann die Ausführungsform von 9 bis zu vier Anschlüsse besitzen, die an dem Umfang des integrierten Schaltungsabschnitts auf mit dem Induktor assoziierten magnetischen Knoten platziert sind, und bis zu acht Anschlüsse können bei mit dem Induktor assoziierten magnetischen Knoten platziert sein, wenngleich zusätzliche Anschlüsse um die magnetischen Knoten am Umfang des integrierten Schaltungsabschnitts herum zentriert sein können. Bei einigen Ausführungsformen müssen sich die Anschlüsse nicht am Umfang der integrierten Schaltung befinden, und zusätzliche Anschlüsse können sich auf oder bei einer Achse entsprechend einem mit dem Induktor assoziierten magnetischen Knoten befinden. Außerdem können in leitfähigen Bahnen in der Nähe des Induktors verlaufende Signale parallel zur ersten Achse geleitet werden, um Ströme in jenen leitfähigen Bahnen zu reduzieren oder zu eliminieren.

Unter Bezugnahme auf Figur 10 führt das Leiten einer AC-Masse entlang des magnetischen Knotens zu einer Verbindung mit der Masseebene mit einer vernachlässigbaren induzierten Spannungsamplitude. Durch Leiten von Signalen entlang der AC-Masseebene können außerdem Rückstrompfade eine minimale Schleifenfläche und deshalb signifikant weniger unerwünschte induzierte elektromagnetische Signale besitzen. Eine Kombination aus jenen Techniken mit dem Lokalisieren von Anschlüssen an oder nahe den magnetischen Knoten, wie oben beschrieben, begrenzt weiterhin die Strommenge, die außerhalb des Chips durch Anschlussleiter induziert wird. Man beachte, dass bei der Ausführungsform von 10 die beiden Knotenachsen (zum Beispiel Knotenachse 1002 und Knotenachse 1004), wo das Leiten entlang dieser Achsen keine induzierte Spannungsamplitude generiert, und die Masseebene, die einen direkten Pfad zu jedem Anschluss besitzt, bewirken, dass sich jedes Pad an einem Punkt innerhalb des Magnetflussdichtefelds befindet, wo über zwei beliebige Pads hinweg nur eine vernachlässigbare Differenzspannung nicht existieren wird. Dementsprechend existiert eine reduzierte Kopplung zwischen dem Induktor und den Anschlüssen, und weniger oder kein induzierter Strom entweicht durch die Anschlüsse, wodurch die Empfindlichkeit des Induktors zu über die Bonddrähte, Platinenrouten usw. ausgebildeten externen Schleifen abnimmt. Somit sind Techniken offenbart worden, die die Generierung von Störungen und/oder des Frequenzziehens eines LC-VCO aus der Umgebung reduzieren. Die Techniken verbessern die magnetische Trennung eines Designs, was die Systemleistung, zum Beispiel die Störleistung, die Frequenzstabilität usw., verbessern kann.

Unter Bezugnahme auf 11 enthält bei mindestens einer Ausführungsform einer einen Induktor enthaltenden integrierten Schaltung die elektrisch leitfähige Hülle 304 zusätzliche Öffnungen 1110, die die elektrisch leitfähige Hülle 304 in einen inneren Abschnitt 1130 und einen äußeren Abschnitt 1132 partitionieren, die durch eine Metallisierung (die hierin als Anschlussorte der elektrisch leitfähigen AC-Masse des Induktors bezeichnet werden kann) auf oder um die Knotenachsen 1002 und 1004 herum verbunden sind. Bei einigen Ausführungsformen ist jede Öffnung in dem gleichen Abstand von der Mitte 350 des Induktors 302 angeordnet. Somit sind der innere Abschnitt 1130 und der äußere Abschnitt 1132 durch Anschlüsse 1120, 1122, 1124 und 1126 an Orten verbunden, die vernachlässigbare oder keine induzierten Spannungsamplituden besitzen, wodurch die Trennung zwischen dem Induktor 302 und dem umgebenden System vergrößert wird. Wenngleich die Öffnungen 1110 andere Formen besitzen können und in anderen Anzahlen enthalten sein können, um eine geeignete Anzahl an Anschlüssen an Orten auszubilden mit unterschiedlichen Induktorsystemen mit vernachlässigbaren oder keinen induzierten Spannungsamplituden.

Wenngleich beim Beschreiben von Ausführungsformen der Erfindung Schaltungen und physische Strukturen allgemein angenommen worden sind, ist durchaus bekannt, dass bei dem Design und der Fabrikation von Halbleitern physische Strukturen und Schaltungen in einer computerlesbaren beschreibenden Form verkörpert sein können, die sich zur Verwendung in nachfolgenden Design-, Simulations-, Test- oder Fabrikationsstufen eignen. Strukturen und Funktionalität, als diskrete Komponenten in den beispielhaften Konfigurationen vorgelegt, können als eine kombinierte Struktur oder Komponente implementiert werden. Es werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in Betracht gezogen, die Schaltungen, Systeme von Schaltungen, verwandte Verfahren und ein greifbares computerlesbares Medium mit Kodierung darauf (zum Beispiel VHSIC Hardware Description Language (VHDL), Verilog, GDSII-Data, Electronic Design Interchange Format (EDIF) und/oder Gerber-Datei) von solchen Schaltungen, Systemen und Verfahren enthalten, alle wie hierin beschrieben. Außerdem können die computerlesbaren Medien Anweisungen sowie Daten speichern, die zum Implementieren der Erfindung verwendet werden können. Die Anweisungen/Daten können sich auf Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen davon beziehen.

Hiermit sind verschiedene Ausführungsformen einer Technik zum Ausbilden eines einen Induktor enthaltenden integrierten Schaltsystems beschrieben worden. Die hierin dargelegte Beschreibung der Erfindung ist veranschaulichend und soll den Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt, nicht beschränken. Wenngleich die Erfindung beispielsweise in Ausführungsformen beschrieben worden ist, bei denen ein Induktor bestimmte Anzahlen von parallel gekoppelten Schleifen enthält, erkennt der Fachmann, dass die Lehren hierin mit anderen Anzahlen von Schleifen und Multischleifeninduktoren einschließlich in Reihe gekoppelten Schleifen genutzt werden können. Obwohl die Induktoren unter Bezugnahme auf eine Tankschaltung eines Oszillators beschrieben sind, erkennt der Fachmann außerdem, dass die Lehren hierin mit Induktoren genutzt werden können, die in anderen Anwendungen verwendet werden (zum Beispiel Filter- oder Leistungsverstärkungsanwendungen). Variationen und Modifikationen der hierin offenbarten Ausführungsformen können auf Basis der hierin dargelegten Beschreibung vorgenommen werden, ohne von dem Schutzbereich und Gedanken der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 13/250455 [0017]
  • US 8648664 [0017]
  • US 14/970865 [0022]