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随着移动通信领域尤其是近年来智能手机与平板电脑的飞速发展,对于射频功能模块的小型化集成化低功耗的要求越来越高。射频电路无线收发器是移动通信模块的核心结构,其中包括射频预选回路、低噪声放大器(LNA)、压控振荡器(VCO)和中频滤波器(IF Filter)在内的模块都运用到了电感元件。这些基本模块的性能,包括增益、噪声系数、功耗等都与电感的性能息息相关。电感的品质因数Q越高,模块所能达到的性能也就越好。因此如何将电感集成到芯片内,与CMOS工艺先兼容,并且实现低功耗高性能,是射频集成电路的关键。常规的各类平面单层螺旋电感占据了整个射频电路的很大面积,对于减少整个芯片的面积以及成本而言都是一项巨大的挑战。叠层电感则可以在相同电感值的情况下有效减少芯片面积,但相比传统单层结构电感,其相邻金属线圈之间的耦合电容增加导致性能的下降,限制了其应用范围。本文在对电感寄生效应和损耗机制的分析基础上,自主提出了一种新型交错叠层螺旋电感结构。它的结构特点在于当金属导线每绕完一圈就从原本的金属层转换到相邻的金属层中,以此类推。这意味着两段相邻金属导线之间的距离增大了一倍,寄生电容减小了,则电感的自谐振频率和品质因数都得到了提升。该新型交错结构与传统叠层电感相比,相邻金属线圈之间的间距增加了一倍,减少了电感的寄生电容,提高了Q值和自谐振频率fSR。HFSS仿真结果显示,电感值为3.4nHH的电感的Q值提高了近15%,fsR提高了约87%。为进一步验证其性能的优化,本文还将新型交错叠层电感应用于LC滤波器,设计了两组3阶巴特沃斯滤波器。HFSS仿真结果显示,采用新型交错叠层电感截止频率为3.4GHz和4.5GHz的的滤波器在截止频率附近的插入损耗分别降低了约53%和27%,滤波器的性能得到了改善,进一步验证了新型交错叠层电感结构的对电路性能的优化。本论文受国家科技部重大专项(核高基)“45nm成套产品工艺及IP-1”(2009ZX02023-2-1)子课题资助。