制造开关电容式DC-DC转换器的方法技术

一种制造开关电容式转换器的方法包括：提供具有顶表面和底表面的半导体层；在半导体层的顶表面上形成开关元件；在开关元件上形成第一绝缘层和第一互连图案；在第一绝缘层和第一互连图案之上形成第二绝缘层；在第二绝缘层之上形成第二互连图案；在第二绝缘层和第二互连图案之上形成第三绝缘层；在半导体层的底表面之上形成第三互连图案和下互连图案；在下互连图案之上形成电容器；在半导体层的底表面之上形成第四绝缘层，以暴露电容器的上电极图案；形成覆盖电容器的第五绝缘层；以及在第五绝缘层中形成焊盘。

Method for manufacturing switched capacitor type DC-DC converter

Including a manufacturing method of a switched capacitor converter: providing a semiconductor layer having a top surface and a bottom surface; switching element formed on the top surface of the semiconductor layer; forming a first insulating layer and a first interconnection pattern in switching elements; on the first insulating layer and a first interconnection pattern on the second insulating layer is formed on the second insulation; second interconnection pattern formation in the second layer; an insulating layer and a second interconnection pattern formed on the third insulating layer; the bottom surface of the semiconductor layer formed above third interconnection pattern and interconnection pattern; the capacitor is formed on the lower interconnection pattern; the bottom surface of the semiconductor layer formed on the fourth insulating layer, the exposed capacitor electrode pattern for covering the capacitor; a fifth insulating layer; and the insulating pads are formed in the fifth layer.

【技术实现步骤摘要】
制造开关电容式DC-DC转换器的方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月16日提交的韩国专利申请号10-2015-0180176的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开的各个实施例涉及一种制造转换器的方法，更具体地，涉及制造开关电容式直流-直流(DC-DC)转换器的方法。
技术介绍
用在电源中的开关电源转换器可以包括开关电感式转换器(SIC)和开关电容式转换器(SCC)。SIC可以将能量储存在它们的电感器中，并且将直流源(DC)从一个电压电平转换到另一个电压电平。SCC可以将能量储存在它们的电容器中，并且将直流源(DC)从一个电压电平变换到另一个电压电平。SIC可以呈现出宽的操作范围和高效率。因此，SIC已经广泛用在大功率器件中。但是，将SIC用在紧凑系统中可能存在一些限制，因为SIC的电感器占用了相对大的面积。相反，SCC可以适用于具有紧凑尺寸的小功率系统，因为与SIC的电感器相比，SCC的电容器占用了相对小的面积。最近，由于其紧凑的尺寸和较低的电磁干扰，SCC已经广泛用在移动系统中。通常，当开关元件和电容器被集成在单个芯片中时，由于分配给电容器的有限面积，因此在增加电容器的电容值上可能存在限制。
技术实现思路
各个实施例针对一种制造开关电容式DC-DC转换器的方法。根据一个实施例，提供一种制造开关电容式DC-DC转换器的方法。所述方法包括：提供具有顶表面和底表面的半导体层；在半导体层的顶表面上以及在半导体层的块体区域中形成多个开关元件；在半导体层的顶表面之上形成第一绝缘层和第一互连图案；在第一绝缘层和第一互连图案之上形成第二绝缘层；在第二绝缘层之上形成连接到第一互连图案的第二互连图案；在第二绝缘层和第二互连图案之上形成第三绝缘层；在半导体层的底表面之上形成第三互连图案和下互连图案；在下互连图案之上形成电容器；在半导体层的底表面之上形成第四绝缘层，以覆盖第三互连图案，并暴露电容器的上电极图案；在第四绝缘层之上形成第五绝缘层，以覆盖电容器；以及在第五绝缘层中形成多个焊盘。第三互连图案和下互连图案电连接到第一互连图案。附图说明基于附图和所附具体描述，本公开的各个实施例将变得更清楚，在附图中：图1是图示根据一个实施例的开关电容式DC-DC转换器的电路图；图2是图示根据一个实施例的形成开关电容式DC-DC转换器中采用的开关元件的方法的剖视图；图3是图示根据一个实施例的形成开关电容式DC-DC转换器中采用的第一互连图案的方法的剖视图；图4是图示根据一个实施例的形成开关电容式DC-DC转换器中采用的第二互连图案的方法的剖视图；图5是图示根据一个实施例的附接在制造开关电容式DC-DC转换器时所用的处理衬底的方法的剖视图；图6是图示根据一个实施例的形成在开关电容式DC-DC转换器中采用的第一通孔至第三通孔的方法的剖视图；图7是图示根据一个实施例的形成在开关电容式DC-DC转换器中采用的第一通路至第三通路、第三互连图案、以及下互连图案的方法的剖视图；图8和图9分别是图示根据一个实施例的形成在开关电容式DC-DC转换器中采用的电容器的方法的剖视图和平面图；以及图10是图示根据一个实施例的形成在开关电容式DC-DC转换器中采用的第四通路至第六通路、上互连图案、以及第一焊盘至第三焊盘的方法的剖视图。具体实施方式将理解的是，虽然术语第一、第二、第三等可以在本文用来描述各个元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，在不脱离本公开内容的教导的情况下，在某些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。还将理解的是，当一个元件被称为是位于另一个元件“之下”、“下方”、“下面”、“下”、“上”、“之上”、“上面”、“上方”、“侧”或“旁边”时，它可以直接接触另一个元件，或者还可以在它们之间存在至少一个中间元件。因此，在此使用的诸如“之下”、“下方”、“下面”、“下”、“上”、“之上”、“上面”、“上方”、“侧”或“旁边”等的术语仅是用于描述具体实施例的目的，而不意在限制本公开的范围。还将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，它可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在中间元件。图1是图示根据一个实施例的开关电容式DC-DC转换器10的电路图。参见图1，开关电容式DC-DC转换器10可以被配置为包括第一CMOS反相器CMOS1、第二CMOS反相器CMOS2以及电容器CAP。第一CMOS反相器CMOS1可以包括第一P沟道MOS晶体管PMOS1和第一N沟道MOS晶体管NMOS1。第二CMOS反相器CMOS2可以包括第二P沟道MOS晶体管PMOS2和第二N沟道MOS晶体管NMOS2。第一P沟道MOS晶体管PMOS1可以具有对应于P型源极区的源极端子S1和对应于P型漏极区的漏极端子D1。第二P沟道MOS晶体管PMOS2可以具有对应于P型源极区的源极端子S3和对应于P型漏极区的漏极端子D3。第一N沟道MOS晶体管NMOS1可以具有对应于N型源极区的源极端子S2和对应于N型漏极区的漏极端子D2。第二N沟道MOS晶体管NMOS2可以具有对应于N型源极区的源极端子S4和对应于N型漏极区的漏极端子D4。第一P沟道MOS晶体管PMOS1的源极端子S1和漏极端子D1可以分别连接到输入电压端子VIN和第一N沟道MOS晶体管NMOS1的漏极端子D2。第一N沟道MOS晶体管NMOS1的源极端子S2可以连接到输出电压端子VOUT。第二P沟道MOS晶体管PMOS2的源极端子S3和漏极端子D3可以分别连接到输出电压端子VOUT和第二N沟道MOS晶体管NMOS2的漏极端子D4。第二N沟道MOS晶体管NMOS2的源极端子S4可以连接到接地端子GND。电容器CAP的两个端子中的第一端子可以连接到第一CMOS反相器CMOS1的第一输出节点“a”。电容器CAP的第二端子可以连接到第二CMOS反相器CMOS2的第二输出节点“b”。第一输出节点“a”可以耦接到第一P沟道MOS晶体管PMOS1的漏极端子D1和第一N沟道MOS晶体管NMOS1的漏极端子D2。第二输出节点“b”可以耦接到第二P沟道MOS晶体管PMOS2的漏极端子D3和第二N沟道MOS晶体管NMOS2的漏极端子D4。第一P沟道MOS晶体管PMOS1和第一N沟道MOS晶体管NMOS1的栅极端子G1和G2以及第二P沟道MOS晶体管PMOS2和第二N沟道MOS晶体管NMOS2的栅极端子G3和G4可以共同连接到栅极电压输入端子VG。根据本实施例的开关电容式DC-DC转换器10可以起DC-DC转换器的作用，该DC-DC转换器通过两个操作步骤(例如，充电步骤和放电步骤)而将直流源(DC)从一个电压电平转换到另一个电压电平。在开关电容式DC-DC转换器10的操作期间，时钟信号可以通过栅极电压输入端子VG而被输入到开关电容式DC-DC转换器10。具体地，在充电步骤中，比特定电压电平(诸如第一N沟道MOS晶体管NMOS1和第二N沟道MOS晶体管NMOS2的阈值电压)低的栅极电压信号(例如，具有接地电压电平的栅极电压信号)可以被施加到栅极电压输入端子VG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造开关电容式DC‑DC转换器的方法，所述方法包括：提供具有顶表面和底表面的半导体层；在半导体层的顶表面上和半导体层的块体区域中形成多个开关元件；在半导体层的顶表面之上形成第一绝缘层和第一互连图案；在第一绝缘层和第一互连图案之上形成第二绝缘层；形成连接到第一互连图案并设置在第二绝缘层之上的第二互连图案；在第二绝缘层和第二互连图案之上形成第三绝缘层；在半导体层的底表面之上形成第三互连图案和下互连图案；在下互连图案之上形成电容器；在半导体层的底表面之上形成第四绝缘层，以覆盖第三互连图案并暴露电容器的上电极图案；在第四绝缘层之上形成第五绝缘层，以覆盖电容器；以及在第五绝缘层中形成多个焊盘，其中，第三互连图案和下互连图案电连接到第一互连图案。

【技术特征摘要】
2015.12.16 KR 10-2015-01801761.一种制造开关电容式DC-DC转换器的方法，所述方法包括：提供具有顶表面和底表面的半导体层；在半导体层的顶表面上和半导体层的块体区域中形成多个开关元件；在半导体层的顶表面之上形成第一绝缘层和第一互连图案；在第一绝缘层和第一互连图案之上形成第二绝缘层；形成连接到第一互连图案并设置在第二绝缘层之上的第二互连图案；在第二绝缘层和第二互连图案之上形成第三绝缘层；在半导体层的底表面之上形成第三互连图案和下互连图案；在下互连图案之上形成电容器；在半导体层的底表面之上形成第四绝缘层，以覆盖第三互连图案并暴露电容器的上电极图案；在第四绝缘层之上形成第五绝缘层，以覆盖电容器；以及在第五绝缘层中形成多个焊盘，其中，第三互连图案和下互连图案电连接到第一互连图案。2.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述多个开关元件包括：形成组成第一CMOS反相器的第一P沟道MOS晶体管和第一N沟道MOS晶体管；以及形成组成第二CMOS反相器的第二P沟道MOS晶体管和第二N沟道MOS晶体管。3.如权利要求2所述的方法，其中，第一互连图案包括一级第一互连图案、二级第一互连图案和三级第一互连图案，其中，一级第一互连图案电连接到第一P沟道MOS晶体管的源极区，其中，二级第一互连图案电连接到第二N沟道MOS晶体管的源极区，以及其中，三级第一互连图案电连接到第一N沟道MOS晶体管的源极区和第二P沟道MOS晶体管的源极区。4.如权利要求3所述的方法，其中，第一互连图案还包括四级第一互连图案，以及其中，四级第一互连图案与第一CMOS反相器和第二CMOS反相器绝缘。5.如权利要求4所述的方法，其中，第二互连图案电连接到四级第一互连图案和三级第一互连图案。6.如权利要求5所述的方法，还包括：在第三互连图案和下互连图案形成之前，将平面化过程应用于半导体层的底表面，以减小半导体层的厚度。7.如权利要求6所述的方法，其中，使用化学机械抛光CMP技术来执行平面化过程。8.如权利要求6所述的方法，还包括：在将平面化过程应用于半导体层的底表面之前，将处理衬底附接到第三绝缘层。9.如权利要求8所述的方法，其中，处理衬底包括氧化物层。10.如权利要求5所述的方法，其中，在形成第三互连图案和下互连图案之前：形成穿透半导体层和第一绝缘层的第一通孔，以暴露一级第一互连图案；形成穿透半导体层和第一绝缘层的第二通孔，以暴露二级第一互连图案；形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄在晧，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR