声隔离器制造技术

本发明专利技术涉及声隔离器。在一个实例中，半导体装置(100)包含声介质(110)、所述声介质(110)上的第一换能器(120)、耦合到所述第一换能器的第一电极、所述声介质(110)上的第二换能器(125)及耦合到所述第二声换能器(125)的第二电极。所述半导体装置还包含半导体衬底以支撑所述声介质及第一及第二换能器。模制化合物囊封所述声介质(110)、所述第一声换能器(120)、所述第二声换能器(125)及所述半导体衬底的至少一部分。底的至少一部分。底的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
声隔离器
[0001]分案申请信息
[0002]本申请是申请日为2019年1月23日、申请号为201910062111.8、专利技术名称为“声隔离器”的专利技术专利申请案的分案申请。
[0003]相关申请案的交叉参考
[0004]此申请案主张2018年1月23日申请的标题为“声隔离器(Acoustic Isolator)”的第62/620,825号美国临时专利申请案的优先权，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。


[0005]本专利技术的实施例涉及半导体，且更特定来说，涉及声隔离器。

技术介绍

[0006]许多电路包含电隔离电路的一部分与电路的另一部分的装置。实例包含光耦合器。光耦合器包含光源(例如，发光二极管)及光敏装置(例如，光电二极管)。传入信号使光源发光，且由光源生成的光信号又导致电信号将由光敏装置生成。因此，传入电信号中编码的信息被传递通过光耦合器而无需直接电连接。光耦合器防止损坏下游电路组件，所述下游电路组件否则可能会在输入信号上出现过流或过压情况时发生损坏。

技术实现思路

[0007]在一个实例中，半导体装置包含声介质、所述声介质上的第一声换能器、耦合到所述第一声换能器的第一电极、所述声介质上的第二声换能器及耦合到所述第二声换能器的第二电极。所述半导体装置还包含半导体衬底以支撑所述声介质及第一及第二换能器。模制化合物囊封所述声介质、所述第一声换能器、所述第二声换能器及所述半导体衬底的至少一部分。
附图说明
[0008]图1说明根据实例的声隔离器。
[0009]图2到8说明根据实例的形成声隔离器的处理器操作序列。
[0010]图9说明在声介质的相对表面上包含声换能器的声隔离器的实例。
[0011]图10说明在声介质的相同表面上包含声换能器的声隔离器的实例。
具体实施方式
[0012]描述的实例涉及一种声隔离器。描述的声隔离器在声介质上包含多个声换能器。声换能器可包含压电材料。一种声换能器响应于电输入信号振动。振动声换能器导致将生成声信号，接着，所述声信号传播穿过声介质到另一声换能器，所述声信号在另一声换能器处被转换成电信号。电力可通过换能器以声方式传送。因此，描述的声隔离器可用于传送数
据信号及/或电力。
[0013]图1展示根据实例的声隔离器100。声隔离器100包含声介质110及声介质110上的声换能器120及125。在一些实施例中，声介质110包含玻璃、碳化硅、蓝宝石、二氧化硅、金刚石、氮化硅及石英。声换能器120、125中的每一者包括可经制成以基于电信号振动的材料。在一个实例中，每一声换能器120、125包含陶瓷材料、石英、氮化铝、锆钛酸铅或任何合适类型的压电材料。包括声换能器120的材料可与包括声换能器125的材料相同或不同。在一些实例中，声介质110的声阻抗大致匹配声换能器120、125的声阻抗。
[0014]在操作中，输入电信号Vin被提供到连接到声换能器120的电接点。声信号150生成且从声换能器120传播穿过声介质110到声换能器125。声换能器125将声信号150转换成输出电信号Vout，可经由连接到声换能器120的电接点获取输出电信号Vout。电隔离借此由声隔离器100提供。
[0015]图2到8说明制造声隔离器的操作序列。图2展示层230形成在其上的半导体衬底(例如，硅)200。层230包含一或多个声换能器220及225。电接点221将电接点提供到声换能器220。类似地，电接点226将电接点提供到声换能器225。在一个实例中，在晶片级上执行本文中描述的处理。因此，可在单个半导体晶片上执行多个声隔离器。半导体衬底200可包括晶片。
[0016]图3说明包含声换能器225及电接点226的层230的一部分。在图2(而非在图1)中还展示第二电接点227。声换能器225包括电极232及219形成在其上的相对表面。在一些实例中，电极219、232由导电材料(例如，钼、铜、铝、金等)制成。层230还包括二氧化硅或其它合适的介电材料。电极219经由互连229电耦合到电接点226。互连229包括铝或其它合适的导电材料。类似地，电极232经由互连231电耦合到电接点227，互连231也可包括铝。电接点226及227将电连接性提供到声换能器225。层230中的开口经形成以提供对电接点226及227的获取。其它声换能器及其电极及电接点类似地经配置。
[0017]在图4中，另一晶片400经图案化以包含所展示的空腔410且烧熔接合到层230。在一些实例中，晶片400可包括玻璃。在一些实例中，空腔410的深度D1在10与20微米之间。
[0018]另一层530形成在晶片400之上。层530还包含多个声换能器520及525以及对应电接点521及526。层530的材料及构造可与层230相同或类似。因此，每一声换能器520、525包含多个电接点，尽管在图5中展示每一换能器520、525的仅一个接点。
[0019]图6说明移除600处的声介质，经形成以暴露与声换能器220及225相关联的电接点221及226。在一个实例中，开口600通过突片切割或蚀刻形成。突片切割是部分切割，其部分切割穿过经接合晶片对或多层结构以暴露特定区用于不同目的，例如感测或电接点。
[0020]在图7中，本文中描述的结构形成在其上的半导体衬底200经分割成多个裸片，每一裸片包括包含至少一个声隔离器的结构。图7说明在700处进行切割以将展示的结构分割成两个单独的结构710及720。在一个实例中，结构710及720中的每一者包括单个声隔离器。在其它实例中，每一单体结构710及720包括多个声隔离器。在一个特定实例中，每一单体结构包括一或多个集成电路(例如，处理核心、锁相环路、存储器、输入/输出端口等)以及一或多个声隔离器以针对由集成电路生成的信号或被提供到集成电路的信号提供电隔离。
[0021]图8展示附接到引线框805的单体结构(或层压结构)。线接合808及813将声换能器的电接点(例如，声换能器225及525的接点226及526)电连接到接触垫810及815。接着，模制
化合物800囊封声介质400、声换能器225及525及半导体衬底200的至少一部分。在图8中，模制化合物800囊封图8中展示的全部组件，除接触垫810及815的表面外，使得可外部电连接到垫。在一些实例中，本文中描述的声隔离器可经制造为封装，其通过一对导电腿附接到电路板。
[0022]图9展示其中一对声换能器905、910被提供在声介质908的相对表面上的实例(类似于图1到8的实例)。电接点915及920被提供在声介质908上同样地用于连接到声换能器905。此外，电接点930及935被提供在半导体衬底925上用于连接到声换能器910。
[0023]图10展示其中一对声换能器1005及1010被提供在声介质1025(例如，玻璃)的相同表面上的实例。电接点1015及1020被提供在声介质1025上用于连接到声换能器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离器装置，其包括：引线框架；半导体衬底，其在所述引线框架上；第一层，其在所述半导体衬底上，所述第一层包含第一声换能器和耦合到所述第一声换能器的第一电接点；声介质的晶片，所述晶片在所述第一层上，其中所述第一层的包含所述第一声换能器的部分位于所述晶片和所述半导体衬底之间，且所述晶片具有开口，所述开口暴露所述第一电接点；第二层，其在所述晶片上，其中所述晶片在所述第一层和所述第二层之间，且所述第二层包含第二声换能器和耦合到所述第二声换能器的第二电接点；第一接触垫，其耦合到所述第一电接点；第二接触垫，其耦合到所述第二电接点；及模制化合物，其囊封所述引线框架、所述半导体衬底、所述晶片、所述第一层和所述第二层、所述第一电接点和所述第二电接点及所述第一接触垫和所述第二接触垫的至少一部分。2.根据权利要求1所述的隔离器装置，其中所述第一声换能器经配置以响应于所述第一电极上的电信号振动以在所述晶片中生成声信号，且其中所述第二声换能器经配置以响应于所述晶片中的所述声信号振动。3.根据权利要求1所述的隔离器装置，其中所述晶片包含从由以下各物组成的群组中选出的材料：玻璃、碳化硅、蓝宝石、二氧化硅、金刚石、氮化硅及石英。4.根据权利要求1所述的隔离器装置，其中所述第一及第二声换能器中的至少一者包括压电材料。5.根据权利要求1所述的隔离器装置，其中所述第一及第二声换能器中的每一者包括压电材料。6.根据权利要求1所述的隔离器装置，其中所述晶片具有声阻抗，其大致匹配所述第一声换能器的声阻抗及所述第二声换能器的声阻抗。7.一种隔离器装置，其包括：引线框架；半导体衬底，其在所述引线框架上；第一层，其在所述半导体衬底上，所述第一层包含第一声换能器和耦合到所述第一声换能器的第一电接点；声介质的晶片，所述晶片在所述第一层上，其中所述第一层的包含所述第一声换能器的部分位于所述晶片和所述半导体衬底之间，且所述晶片具有开口，所述开口暴露所述第一电接点；第二层，其在所述晶片上，其中所述晶片在所述第一层和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：