2.5　三维电感

在标准CMOS工艺中实现的平面螺旋电感具有两个难以克服的缺点：第一是电感量低，元件尺寸大，导致电感量密度（电感量和所占面积的比）低。其次，多种损耗导致较低的品质因数。因此，平面螺旋电感仍然难以适应高性能、紧凑且低成本的射频片上系统设计。平面螺旋电感和分立的磁芯电感不同，磁通量低且所占面积较大，而且金属层的厚度和线宽受到工艺的限制，会转化为较大的串联电阻。另外，较大的螺旋形的几何形状也会导致巨大的能量耗散到导电基板，一般情况下，平面螺旋电感的电感量密度约为100nH/mm2。因此，在标准CMOS工艺中实现高质量因子的片上螺旋电感器是CMOS射频电路研究的主要挑战之一。为了使基板损失最小，基板应该具有高电阻率，或者通过微加工技术完全蚀刻掉。