用于電感器件的耦合結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)是2013年10月8日提交的第14/075, 021號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的部分繼 續(xù)申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體涉及集成電路，更具體地，涉及時(shí)鐘電路。
【背景技術(shù)】
[0004] 在集成電路中，時(shí)鐘樹(shù)通常用于為多個(gè)組件分配共同的時(shí)鐘信號(hào)以使多個(gè)組件的 操作同步。集成電路的兩個(gè)或多個(gè)鐘控（clocked)組件的時(shí)鐘信號(hào)的到達(dá)時(shí)間的不同可以 導(dǎo)致集成電路的操作中的誤差。在一些應(yīng)用中，用于分配共同時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘樹(shù)包括諸如Η 樹(shù)網(wǎng)（H-treemeshes)或平衡緩沖樹(shù)的結(jié)構(gòu)。在許多情況下，所分配時(shí)鐘信號(hào)的到達(dá)時(shí)間 的不匹配的最小化是通過(guò)足夠大的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該驅(qū)動(dòng)電流用于沿著時(shí)鐘樹(shù)分配共 同的時(shí)鐘信號(hào)。隨著時(shí)鐘信號(hào)的頻率的增大，用于驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘樹(shù)的功耗也增大。而且，時(shí)鐘樹(shù) 的各級(jí)時(shí)鐘緩沖器通常從電源電網(wǎng)抽取大電流，從而引起電源電壓的電壓降而影響附近組 件的性能。在一些應(yīng)用中，時(shí)鐘樹(shù)消耗集成電路總功耗的20%至40%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電路，包括：耦合結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電 回路和一組導(dǎo)電路徑，將兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路電連接；以及第一電感器件，與兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo) 電回路的第一導(dǎo)電回路磁耦合。
[0006] 優(yōu)選地，自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電回路圍繞第一電感器件。
[0007] 優(yōu)選地，自頂向下觀(guān)察，第一電感器件圍繞第一導(dǎo)電回路。
[0008] 優(yōu)選地，兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第一導(dǎo)電回路包括第一端和第二端；兩個(gè)或多個(gè) 導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電回路包括第一端和第二端；以及一組導(dǎo)電路徑包括：第一導(dǎo)電路徑， 將第一導(dǎo)電回路的第一端與第二導(dǎo)電回路的第一端電連接；和第二導(dǎo)電路徑，將第一導(dǎo)電 回路的第二端與第二導(dǎo)電回路的第二端電連接。
[0009] 優(yōu)選地，對(duì)第一導(dǎo)電路徑和第二導(dǎo)電路徑進(jìn)行布線(xiàn)，使得自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電 路徑與第二導(dǎo)電路徑交叉。
[0010] 優(yōu)選地，對(duì)第一導(dǎo)電路徑和第二導(dǎo)電路徑進(jìn)行布線(xiàn)，使得自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電 路徑和第二導(dǎo)電路徑中都具有成角度的拐角。
[0011] 優(yōu)選地，該電路還包括：第一屏蔽結(jié)構(gòu)；以及第二屏蔽結(jié)構(gòu)，自頂向下觀(guān)察，一組 導(dǎo)電路徑中的至少一部分位于第一屏蔽結(jié)構(gòu)與第二屏蔽結(jié)構(gòu)之間。
[0012] 優(yōu)選地，該電路還包括：第二電感器件，與兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電回路磁 耦合。
[0013] 優(yōu)選地，兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第一導(dǎo)電回路與第二導(dǎo)電回路之間間隔的長(zhǎng)度等 于或大于100μm。
[0014] 優(yōu)選地，耦合結(jié)構(gòu)還包括：另外兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路；和另外一組導(dǎo)電路徑，將另 外兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路電連接；另外兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第一導(dǎo)電回路與第二電感器件 磁耦合；以及兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電回路與另外兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電 回路磁耦合。
[0015] 優(yōu)選地，該電路還包括：第三電感器件，與兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電回路和 另外兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電回路的第二導(dǎo)電回路磁耦合。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電路，包括：第一振蕩器，包括電感器件；第 二振蕩器，包括電感器件；以及耦合結(jié)構(gòu)，包括：第一導(dǎo)電回路，與第一振蕩器的電感器件 磁耦合；第二導(dǎo)電回路，與第二振蕩器的電感器件磁耦合；和一組導(dǎo)電路徑，將第一導(dǎo)電回 路與第二導(dǎo)電回路電連接。
[0017] 優(yōu)選地，自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電回路圍繞第一振蕩器的電感器件；以及
[0018] 自頂向下觀(guān)察，第二導(dǎo)電回路圍繞第二振蕩器的電感器件。
[0019] 優(yōu)選地，自頂向下觀(guān)察，第一振蕩器的電感器件圍繞第一導(dǎo)電回路；以及自頂向下 觀(guān)察，第二振蕩器的電感器件圍繞第二導(dǎo)電回路。
[0020] 優(yōu)選地，第一導(dǎo)電回路包括第一端和第二端；第二導(dǎo)電回路包括第一端和第二端； 以及一組導(dǎo)電路徑包括：第一導(dǎo)電路徑，將第一導(dǎo)電回路的第一端與第二導(dǎo)電回路的第一 端電連接；和第二導(dǎo)電路徑，將第一導(dǎo)電回路的第二端與第二導(dǎo)電回路的第二端電連接。 [0021 ] 優(yōu)選地，對(duì)第一導(dǎo)電路徑和第二導(dǎo)電路徑進(jìn)行布線(xiàn)，使得自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電 路徑與第二導(dǎo)電路徑交叉。
[0022] 優(yōu)選地，對(duì)第一導(dǎo)電路徑和第二導(dǎo)電路徑進(jìn)行布線(xiàn)，使得自頂向下觀(guān)察，第一導(dǎo)電 路徑和第二導(dǎo)電路徑均具有成角度的拐角。
[0023] 優(yōu)選地，該電路還包括：第一屏蔽結(jié)構(gòu)；以及第二屏蔽結(jié)構(gòu)，自頂向下觀(guān)察，一組 導(dǎo)電路徑中的至少一部分位于第一屏蔽結(jié)構(gòu)與第二屏蔽結(jié)構(gòu)之間。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括：響應(yīng)于由第一振蕩器的第一電感 器件生成的第一磁場(chǎng)，在耦合結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電回路處生成感應(yīng)電流；以及通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)的 一組導(dǎo)電路徑將感應(yīng)電流傳輸至耦合結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電回路，其中，一組導(dǎo)電路徑將第一導(dǎo) 電回路與第二導(dǎo)電回路電連接，第二振蕩器的第二電感器件通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)與第一振蕩器的 第一電感器件磁耦合。
[0025] 優(yōu)選地，該方法還包括：響應(yīng)于通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電回路的感應(yīng)電流，生成第 二磁場(chǎng)；響應(yīng)于第二磁場(chǎng)，在第三導(dǎo)電回路處生成另一感應(yīng)電流；以及通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)的另 一組導(dǎo)電路徑將另一感應(yīng)電流傳輸至耦合結(jié)構(gòu)的第四導(dǎo)電回路，其中，另一組導(dǎo)電路徑將 第三導(dǎo)電回路與第四導(dǎo)電回路電連接。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 以實(shí)例但非限制的形式示出一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中，具有相同參考標(biāo)號(hào)的 元件表示相似的元件。
[0027] 圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)振蕩器的示意圖。
[0028] 圖2A是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的可用于圖1中的一個(gè)或兩個(gè)振蕩器的電容器陣 列的不意圖。
[0029] 圖2B是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的可用于圖1中的一個(gè)或兩個(gè)振蕩器的變?nèi)荻O 管的示意圖。
[0030] 圖3是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的六個(gè)振蕩器的示意圖。
[0031] 圖4是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的一套主從微調(diào)單元的功能框圖。
[0032] 圖5是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的脈沖分配網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
[0033] 圖6是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的使振蕩器同步的方法的流程圖。
[0034] 圖7是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的環(huán)形振蕩器的示意圖。
[0035] 圖8是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)環(huán)形振蕩器的示意圖。
[0036] 圖9是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的頂視圖。
[0037] 圖10是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有或不具有耦合結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電感器件之間的 耦合系數(shù)隨頻率變化的示圖。
[0038] 圖11A至圖11C是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的頂視 圖。
[0039] 圖12A至圖12E是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的頂視 圖。
[0040] 圖13A至圖13B是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的頂視 圖。
[0041] 圖14是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的頂視圖。
[0042] 圖15是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有屏蔽結(jié)構(gòu)的耦合結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電感器件的 頂視圖。
[0043] 圖16是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的使電感器件磁耦合的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 以下內(nèi)容提供了一個(gè)或多個(gè)不同的實(shí)施例或?qū)嵗?，以?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以 下將描述組件和布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例但不意欲限制本發(fā)明。 根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，附圖中的各種部件沒(méi)有被按比例繪制并且僅用于說(shuō)明的目的。
[0045] 在一些實(shí)施例中，不是使用時(shí)鐘樹(shù)而是使用被配置為生成具有預(yù)定頻率的輸出振 蕩信號(hào)的兩個(gè)或多個(gè)振蕩器來(lái)將時(shí)鐘信號(hào)分配至集成電路中的多個(gè)時(shí)鐘組件。而且，實(shí)施 一種或多種同步機(jī)制以最小化由兩個(gè)或多個(gè)振蕩器生成的振蕩信號(hào)中的頻率差或相位差。 在一些實(shí)施例中，所述一種或多種同步機(jī)制包括磁耦合、主從微調(diào)和脈沖注入。
[0046] 圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)振蕩器100A和100B的示意圖。在一些實(shí)施 例中，振蕩器100A和100B被配置為生成具有預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)。在一些實(shí)施例中，來(lái)自 振蕩器100A和100B的振蕩信號(hào)的頻率近似相同，但是不完全等于預(yù)定頻率。而且，在一些 實(shí)施例中，來(lái)自振蕩器100A和100B的振蕩信號(hào)的相位不完全同步。在一些實(shí)施例中，使振 蕩器100A和100B達(dá)到同步是指使來(lái)自振蕩器100A和100B的振蕩信號(hào)之間的頻率差和相 位差最小化。盡管結(jié)合圖1僅示出了兩個(gè)振蕩器100A和100B，但是本發(fā)明所示的同步機(jī)制 可應(yīng)用于同一集成電路中兩個(gè)或多個(gè)類(lèi)似配置的振蕩器。
[0047] 振蕩器100A包括電感器件110A、電容器件120A、有源反饋器件130A、開(kāi)關(guān)器件 140A、輸出節(jié)點(diǎn)152A和互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)154A。電感器件110A、電容器件120A、有源反饋器件 130A和開(kāi)關(guān)器件140A耦合在輸出節(jié)點(diǎn)152A與互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)154A之間。
[0048] 有源反饋器件130A包括兩個(gè)N型晶體管132A和134A。晶體管132A和134A的 源極端均與接地參考節(jié)點(diǎn)162A連接。晶體管132A的漏極端與節(jié)點(diǎn)152A和晶體管134A的 柵極端連接，而晶體管134A的漏極端與節(jié)點(diǎn)154A和晶體管132A的柵極端連接。有源反饋 器件130A被配置為在節(jié)點(diǎn)152A處輸出第一輸出振蕩信號(hào)以及在節(jié)點(diǎn)154A處輸出第一互