[发明专利]集成电感器及制造集成电感器的方法

说明书

技术领域

此处描述的实施例涉及集成电感器，且尤其涉及具有磁的或软磁的芯结构的集成变压器、具有集成电感器或集成变压器的半导体结构以及用于将电感器或变压器集成到半导体结构中的方法。

背景技术

电感器和变压器用于信号处理，诸如用于功率器件的栅极信号的处理。希望具有集成到器件中的电感器或变压器。

具有可磁化芯结构的电感器和变压器通常通过薄膜技术制造，该薄膜技术包括印刷和粘贴以在衬底上建造这种电感器件。这种工艺采用高温，这限制了其应用。

由于这些和其他原因，对于本发明存在需要。

发明内容

此处描述的特定实施例适合于但不限于具有环绕可磁化芯结构的至少一个线圈的电感器。此处描述的特定实施例适合于但不限于具有环绕可磁化芯结构的第一和第二线圈的变压器。此处描述的其他特定实施例适合于用于集成具有软磁或可磁化芯结构的电感器或变压器的方法。

根据一个或更多实施例，提供一种用于将电感器集成到半导体衬底中的方法。该方法包括提供具有第一表面和第二表面的半导体衬底以及在该半导体衬底中形成至少第一沟槽和至少两个开口。第一沟槽和开口从第一表面延伸到半导体衬底中且第一沟槽具有环状形状。第一沟槽的一部分布置在两个开口之间。该方法还包括将软磁材料沉积到第一沟槽中以形成环状封闭可磁化芯结构，将导电材料沉积到开口中以形成通孔且在通孔之间形成电学连接。

根据一个或更多实施例，提供一种用于将变压器集成到半导体衬底中的方法。该方法包括提供具有第一表面和第二表面的半导体衬底。在半导体衬底中形成用于可磁化芯结构的至少第一沟槽、用于环绕可磁化芯结构的第一部分的第一线圈的第一开口以及用于环绕可磁化芯结构的第二部分的第二线圈的第二开口。第一沟槽以及第一和第二开口从半导体衬底的第一表面延伸到半导体衬底中且第一沟槽具有环状路线或形状。第一开口与第一沟槽的第一部分相邻布置且第二开口与第一沟槽的第二部分相邻布置。该方法还包括将软磁材料沉积到第一沟槽中以形成环状封闭可磁化芯结构以及将导电材料沉积到第一和第二开口中以形成第一和第二通孔。半导体衬底的第二表面被处理以露出可磁化芯结构的一部分以及第一和第二通孔的端部。在处理的第二表面上形成绝缘层，且在绝缘层上形成电学交叉连接，电学交叉连接中的每一个电学连接一对相应通孔。

根据本发明的一个或更多实施例，提供一种用于将变压器集成到半导体结构中的方法。该方法包括：提供具有第一表面和第二表面的半导体衬底；蚀刻至少一个内部环状沟槽和环绕内部沟槽的外部环状沟槽到半导体衬底的第一表面中给定深度，该内部沟槽与外部沟槽空间隔开；以及蚀刻多个开口到半导体衬底中给定深度。该方法还包括：将软磁材料沉积到内部沟槽和外部沟槽中以形成具有彼此绝缘的至少两个环状芯组件的环状封闭可磁化芯结构；将导电材料沉积到多个开口中以形成通孔：处理半导体衬底的第二表面以露出通孔的端部；在处理的第二表面上形成绝缘层；以及在绝缘层上形成电学交叉连接，该电学交叉连接中的每一个电学连接一对相应通孔。

根据一个或更多实施例，提供一种半导体结构。该半导体结构包括具有第一表面和第二表面的半导体衬底。该半导体结构还包括具有从第一表面延伸到半导体衬底中的至少第一沟槽的可磁化芯结构，该第一沟槽由软磁材料填充且形成第一封闭环状结构。至少第一线圈环绕可磁化芯结构的第一部分，该第一线圈具有从半导体衬底的第一表面延伸到第二表面的至少两个导电通孔。在半导体衬底的第二表面处在两个通孔之间形成电学交叉连接，且该电学交叉连接跨越可磁化芯结构的第一部分。可磁化芯结构的第一部分布置在通孔之间。

当阅读下面的详细描述且当查看附图时，本领域技术人员将意识到附加特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供对实施例的进一步理解，其结合到本说明书中且构成本说明书的一部分。附图说明了实施例，且与说明书一起用于解释本发明的原理。随着通过参考下面的详细描述更好地理解其他实施例和实施例的很多潜在优势，将容易意识到这些其他实施例和实施例的很多潜在优势。附图的元件没有必要彼此成比例。相似的参考数字指示相应的类似部件。

图1说明根据一个实施例的集成变压器的平面图。

图2A-2F说明根据一个实施例制造集成变压器的方法的工艺。

图3A-3F说明根据一个实施例制造集成变压器的方法的工艺。

图4说明根据一个实施例具有集成变压器的半导体结构。

图5说明根据若干实施例的集成电路。

具体实施方式