技术摘要：
本发明公开的一种结构紧凑的可调三维电感器，包括硅衬底层，硅衬底层的上表面设置有顶部介质层，硅衬底层的下表面设置有底部介质层，顶部介质层和底部介质层内均同心设置有两个环形磁芯，顶部介质层靠外的磁芯和底部介质层靠外的磁芯外共同绕合有第一螺旋电感器，顶部  全部
背景技术：
电感器作为一种重要的无源器件，在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波、筛选 信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。传统的片式电感采用多匝平面螺旋结 构，损耗高，占位面积大，逐渐无法满足不断减小的芯片尺寸以及集成度不断提高的集成电 路的要求。基于硅通孔的三维电感器的提出有效地解决了这一问题。现有的绝大多数三维 电感器，硅通阵列均采用矩形排列方式。当通过增大绕组的圈数来增大电感值时，采用矩形 排列方式的三维电感器，所占用的芯片面积也越来越大，影响了芯片的整体集成度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种结构紧凑的可调三维电感器，解决了现有电感器占位 面积大的问题。 本发明所采用的技术方案是：一种结构紧凑的可调三维电感器，包括硅衬底层，硅 衬底层的上表面设置有顶部介质层，硅衬底层的下表面设置有底部介质层，顶部介质层和 底部介质层内均同心设置有两个环形磁芯，顶部介质层靠外的磁芯和底部介质层靠外的磁 芯外共同绕合有第一螺旋电感器，顶部介质层靠内的磁芯和底部介质层靠内的磁芯外共同 绕合有与第一螺旋电感器相互分离的第二螺旋电感器，第一螺旋电感器靠内的一端和第二 螺旋电感器靠外的一端通过位于顶部介质层或底部介质层内的金属条相连接。 本发明的特点还在于， 顶部介质层内两个磁芯中靠外的一个为第一顶部磁芯，顶部介质层内两个磁芯中 靠内的一个为第二顶部磁芯，底部介质层内两个磁芯中靠外的一个为第一底部磁芯，底部 介质层内两个磁芯中靠内的一个为第二底部磁芯，第一顶部磁芯和第一底部磁芯上下对 应，第二顶部磁芯和第二底部磁芯上下对应。 第一顶部磁芯和第一底部磁芯共同的两侧均开设有多个上下贯通的第一硅通孔， 多个第一硅通孔沿第一顶部磁芯或第一底部磁芯的周向均匀间隔分布；第二顶部磁芯和第 二底部磁芯共同的两侧均开设有多个上下贯通的第二硅通孔，多个第二硅通孔沿第二顶部 磁芯或第二底部磁芯的周向均匀间隔分布。 多个第一硅通孔内均填充有第一金属柱，多个第二硅通孔内均填充有第二金属 柱，第一金属柱与硅衬底层之间、第二金属柱与硅衬底层之间均设置有绝缘层。 绝缘层、顶部介质层和底部介质层的材料均为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的 一种。 第一螺旋电感器包括多个交错分布第一顶部金属互连线和第一底部金属互连线， 第一顶部金属互连线均位于顶部介质层内第一顶部磁芯的上方且每个第一顶部金属互连 线的两头分别位于第一顶部磁芯的两侧，第一底部金属互连线均位于底部介质层内第一底 4 CN 111584458 A 说　明　书 2/3 页 部磁芯的下方且两头分别位于第一底部磁芯的两侧，相邻两个第一顶部金属互连线和第一 底部金属互连线的首尾依次通过第一金属柱连接；第二螺旋电感器包括多个交错分布第二 顶部金属互连线和第二底部金属互连线，第二顶部金属互连线均位于顶部介质层内第二顶 部磁芯的上方且每个第二顶部金属互连线的两头分别位于第二顶部磁芯的两侧，第二底部 金属互连线均位于底部介质层内第二底部磁芯的下方且两头分别位于第二底部磁芯的两 侧，相邻两个第二顶部金属互连线和第二底部金属互连线的首尾依次通过第二金属柱连 接。 第一顶部金属互连线、第一底部金属互连线、第二顶部金属互连线、第二底部金属 互连线、第一金属柱和第二金属柱的材料均为铜或铝中的一种。 第一螺旋电感器远离金属条的一端设置有电感器输入端，第二螺旋电感器远离金 属条的一端设置有电感器输出端。 本发明的有益效果是：本发明一种结构紧凑的可调三维电感器，采用了比矩形排 列更加紧凑的环形排列方式，增大了硅通孔的排列密度，相同面积上能够制作的绕组圈数 也明显增加，这在一定程度上减小了电感器的芯片占用尺寸，增大了每单位面积的电感值； 以环形方式紧密排列的多圈硅通孔以及四个环形封闭磁芯的采用，减少了磁场向电感器外 部的泄露，能够更加有效地增大电感值；通过在输入端加电流，可改变磁芯磁导率，进而改 变电感值，实现输入电流对电感值的控制，也就是电感值的可调。 附图说明 图1是本发明一种结构紧凑的可调三维电感器去除硅衬底层和介质层后的俯视 图； 图2是本发明一种结构紧凑的可调三维电感器沿第一螺旋电感器或第一螺旋电感 器处的径向截面图。 图中，1.硅衬底层，2.顶部介质层，3.底部介质层，4.金属条，5.第一顶部磁芯，6. 第二顶部磁芯，7.第一底部磁芯，8.第二底部磁芯，9.第一硅通孔，10.第二硅通孔，11.第一 金属柱，12.第二金属柱，13.绝缘层，14.第一顶部金属互连线，15.第一底部金属互连线， 16.第二顶部金属互连线，17.第二底部金属互连线，18.电感器输入端，19.电感器输出端。