半导体器件制造技术

本公开涉及半导体器件。当前称为封装级系统(SiP)类型并且其中嵌入有变压器的半导体器件是通过在其第一部分处将至少一个半导体芯片嵌入在绝缘包封件中来产生的。在与所述第一部分至少部分地不重叠的其第二部分之上，形成堆叠结构，该堆叠结构包括导电的相应图案以及多层电绝缘区域。导电的相应图案具有平面线圈几何形状，以用于提供导电线圈，诸如变压器的所述绕组；并且具有提供到一个或多个半导体芯片的导电连接件的几何分布。

【技术实现步骤摘要】

本描述涉及制造包括例如变压器中的电线圈的半导体器件。本文描述的解决方案可以被应用于例如dc/dc转换器、电流绝缘体(galvanicinsulator)，并且通常被应用于其中嵌入有线圈的半导体器件封装。

技术介绍

1、当前称为封装级系统(sip)的类型的半导体器件可以具有嵌入在其中的(高性能)变压器。

2、这些变压器可以从芯层压板开始形成。这种方法可能相当昂贵；附加地，变压器放置在其上的引线框部分的存在可能导致与引线框的金属(例如铜)的耦合，具有关联的损耗。这些损耗主要是由于金属框起到屏蔽的作用，从而对线圈的相互耦合产生不利影响。

3、例如，z.wang等人于2021年在j phys:conf.ser.1971 012041发表的“atransformer using two rdl metal layers based on fan-out panel level packagetechnology(一种使用基于扇出面板级封装技术的两个rdl金属层的变压器)”(通过引用并入)中描述了一种与在硅之上形成的所谓扇出面板级封装(fan out panel levelpackage，foplp)集成的变压器。这种方法还导致与硅的耦合以及随之而来的损耗。要注意的是，变压器所具有的大小与管芯的大小相当，这使得它不适合于电力应用。

4、因此，在本领域中需要充分解决前面讨论的问题。

技术实现思路

1、常规的具有嵌入在其中的变压器的sip半导体器件具有较大的损耗，降低了电气性能。

2、本公开的一个或多个实施例可以涉及一种其中嵌入有线圈(例如变压器)的对应半导体器件。

3、本公开的一个或多个实施例提供了一种电路布局，其中使用面板嵌入式封装(panel embedded package，pep)技术将线圈集成在封装级系统(sip)中。

4、本公开提供了一种半导体器件，该半导体器件包括：至少一个半导体芯片，被嵌入在绝缘包封件的第一部分中；以及至少一个导电线圈，在绝缘包封件的第二部分之上，第二部分与绝缘包封件的第一部分至少部分地不重叠，至少一个导电线圈具有平面线圈几何形状以及到至少一个半导体芯片的导电连接件的几何分布；层的堆叠结构，在绝缘包封件之上，绝缘包封件具有嵌入在绝缘包封件的第一部分中的半导体芯片，其中层的堆叠结构中的层包括导电的相应图案以及电绝缘区域；其中导电的相应图案具有平面线圈几何形状，以提供至少一个导电线圈；并且具有几何分布，以提供导电连接件。

5、在一个实施例中，层的堆叠结构包括在半导体芯片的表面上的基底层，基底层包括电绝缘区域以及具有几何分布的导电的至少一个相应图案。

6、在一个实施例中，至少一个导电线圈包括：第一导电线圈，具有第一平面线圈几何形状；以及第二导电线圈，具有第二平面线圈几何形状，并且被电感耦合至第一导电线圈以提供变压器电路；并且层的堆叠结构包括：电绝缘的第一层，在第一层处具有导电的第一图案，第一图案具有第一平面线圈几何形状，并且提供变压器电路的第一导电线圈；以及电绝缘的第二层，在第二层处具有导电的第二图案，第二图案具有第二平面线圈几何形状，并且提供变压器电路的第二导电线圈。

7、在一个实施例中，至少一个半导体芯片包括第一半导体芯片和第二半导体芯片，并且其中层的堆叠结构包括：电绝缘的又一层，具有导电的又一图案，又一图案提供第一半导体芯片到变压器电路的第一导电线圈和第二导电线圈中的至少一个导电线圈的导电连接件的几何分布。

8、在一个实施例中，层的堆叠结构中的层包括味之素堆积膜层。

9、在一个实施例中，基底层包括味之素堆积膜层。

10、在各种实施例中，线圈可以以pep技术的金属化水平形成，从而产生封装级系统布局，其中一个/多个管芯和一个/多个线圈(至少基本上)彼此不重叠。

11、本文描述的解决方案的优点可以被概括如下：例如，用于变压器的一个或多个线圈可以使用金属(例如铜)镀覆来创建，从而避免将线圈安装在封装中；由于不存在用于一个或多个线圈的金属焊盘，电气性能随着电感的增加而得到提高；由于电线经由例如dci互连而被替换，电阻也降低了，dci互连在耦合系数和q因子方面也具有优点；整个封装厚度可以随着封装占地面积的可能减小而减小；并且在可能降低成本的情况下提高了封装布局的灵活性。

12、本文描述的解决方案利用lds/dci技术，并且设想在封装成型(molding)中直接形成线圈/变压器。

13、通过这种方式，可以避免提供支撑框、变压器衬底和相关过程(电线接合/管芯/衬底附接)。

14、本文描述的解决方案还可以有助于减小封装尺寸(在占地面积和厚度两个方面)，同时提高电气性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体器件，其特征在于，所述器件包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，层的所述堆叠结构包括在所述半导体芯片的表面上的基底层，所述基底层包括电绝缘区域以及具有所述几何分布的导电的至少一个相应图案。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一个导电线圈包括：

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一个半导体芯片包括第一半导体芯片和第二半导体芯片，并且其中层的所述堆叠结构包括：

5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，层的所述堆叠结构中的所述层包括味之素堆积膜层。

6.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述基底层包括味之素堆积膜层。

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件，其特征在于，所述器件包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，层的所述堆叠结构包括在所述半导体芯片的表面上的基底层，所述基底层包括电绝缘区域以及具有所述几何分布的导电的至少一个相应图案。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一个导电线圈包括：

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【专利技术属性】
技术研发人员：D·哈利茨基，M·德赖，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：