信号传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术为信号传输装置，公开的是信号传输装置和包含信号传输装置的电压转换器。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及信号传输装置。本公开更具体地说涉及用于不同电压域之间信号传输 的信号传输装置。
技术介绍
电压域的特征在于出现在电压域的电压信号涉及的参考电压。对于在具有不同参 考电势的两个电压域之间传输信号，需要信号传输装置，其允许信号在两个域之间传送，但 阻止电流在两个电压域之间流动。可使用集成电路器件实现两个电压域。可使用也称为无芯变压器的集成变压器实 现适合于这种电压域之间信号传输的信号传输装置。无芯变压器包含初级和次级绕组，其 中这些绕组布置成彼此远离，并由电介质分开。
技术实现思路
本公开的第一方面涉及信号传输装置，该信号传输装置包括第一半导体装置，包 括具有第一侧和第二侧的第一半导体主体、布置在所述半导体主体第一侧的第一介电层和 布置在第一介电层中的变压器的初级绕组；第二半导体装置，包括具有第一侧和第二侧的 第二半导体主体、布置在第二半导体主体第一侧的第二介电层和布置在第二介电层中的变 压器的次级绕组；第一半导体装置和第二半导体装置被布置成使得第一介电层和第二介电 层彼此面对；第一半导体主体和第二半导体主体中的至少一个半导体主体在第二侧具有至 少一个接触端子，并具有延伸通过第一半导体主体和第二半导体主体中该至少一个半导体 主体的接触通孔。第二方面涉及一种生产半导体装置的方法，所述方法包括提供第一半导体装置， 第一半导体装置包括具有第一侧和第二侧的第一半导体主体、布置在所述半导体主体第一 侧的第一介电层和布置在第一介电层中的变压器的初级绕组；提供第二半导体装置，第二 半导体装置包括具有第一侧和第二侧的第二半导体主体、布置在第二半导体主体第一侧的 第二介电层和布置在第二介电层中的变压器的次级绕组；至少一个所述半导体主体具有从 所述半导体主体第一侧延伸到所述半导体主体中的接触通孔；将第二半导体装置安装到第 一半导体装置使得第一介电层和第二介电层彼此面对；在将第二半导体装置安装到第一半 导体装置之后，通过从第二侧开始移除具有接触通孔的该至少一个半导体主体的半导体材 料来暴露至少一个接触通孔。附图说明包含附图以提供对实施例的进一步理解，并结合在这个说明书中并构成其一部 分。附图示出了实施例，并连同说明书用于说明实施例的原理。将容易明白其它实施例以 及实施例的许多预期优点，因为它们参考如下具体实施方式变得更好理解。附图应该有助 于理解基本原理，以便仅示出理解基本原理所必需的特征。附图中的元件不一定相对彼此成比例。相同的附图标记标明对应的相似部分。图1通过垂直剖面的截面示出了包含两个布置在彼此之上的半导体装置的信号 传输装置的第一实施例。图2示出根据图1的信号传输装置的一个实施例的等效电路图。图3示出了通过第一半导体装置的水平剖面中的截面。图4示出了根据图1的半导体装置上的顶视图。图5通过截面示出了包含两个半导体装置的信号传输装置的第二实施例。图6通过截面示出了包含两个半导体装置的信号传输装置的第二实施例。图7A-7D示出了用于生产信号传输装置的方法的第一实施例的方法步骤。图8A-8F示出了用于生产第二半导体装置的方法的第一实施例的方法步骤。图9示出了具有信号传输装置的逆向转换器。具体实施例方式图1示出了通过信号传输装置的垂直截面。信号传输装置包含两个半导体装置 第一半导体装置1和第二半导体装置2。第一半导体装置1包含具有第一侧(或表面)12 和第二侧(或表面)13的半导体主体100。第一介电层14布置在第一半导体主体11的第 一侧12上，以及变压器的第一绕组31布置在第一介电层14中。第二半导体装置2包含具 有第一侧(或表面)22和第二侧(或表面)23的第二半导体主体21。第二介电层24布置 在第二半导体主体21的第一侧22上，以及变压器的第二绕组32布置在第二介电层24中。第二半导体装置2布置在第一半导体装置1上，使得第一介电层和第二介电层14、 24彼此邻接。两个绕组31、32在垂直方向上彼此远离地布置，以及在这个垂直方向上由第 一和/或第二介电层14、24的部分彼此分开，该垂直方向是垂直于第一半导体主体和第二 半导体主体11和12的表面12、13和22、23延伸的方向。第一绕组和第二绕组31、32电感 地彼此耦合，由此形成变压器。在根据图1的实施例中，这个变压器是无芯变压器，即，在两 个绕组31、32之间没有布置变压器铁芯。电感耦合因子取决于两个绕组31、32之间的垂直距离、第一介电层和第二介电层 14、24的材料和两个绕组31、32之间在水平方向上的交叠。在根据图1的实施例中，两个绕 组31、32是平面绕组(planar windings)，这意味着这些绕组中的每一个都由布置在一个 平面中的螺旋形导线形成。形成第一绕组和第二绕组31、32的导线由导电材料制成，例如 金属，诸如铜、铝或钛，或高度掺杂多晶半导体材料，诸如多晶硅。两个绕组31、32之间的电感耦合随着两个绕组31、32的交叠的增大而增大。根据 第一实施例，两个绕组31、32在水平平面具有相同的大小，并且彼此完全交叠。根据第二实 施例(图1中示出的)，绕组之一例如第二绕组32在水平平面比另一绕组例如第一绕组31 更大，其中“较小的”绕组完全由“较大的”绕组交叠。用更大的尺寸实现绕组之一，即，比 另一绕组的直径更大，降低了生产公差对电感耦合因子的影响——将第二半导体装置2定 位在第一半导体装置1上。由此，即便存在定位公差，但是仍可实现由较大绕组完全交叠较 小绕组。可使用用于在介电层中实现导线的公知方法步骤来实现布置在第一介电层和第 二介电层14、24中的第一绕组和第二绕组31、32。这些方法步骤可对应于生产半导体主体6之上的介电层中布线的公知方法步骤。介电层14、24例如由氧化物(oxide)、酰亚胺或环氧 材料(epoxy material)制成。根据一个实施例，这些层中的每一层都统一由一种介电材料 制成。根据第二实施例，至少一个介电层是由不同介电材料制成的多个介电层构成的层堆叠。第一半导体装置还包含布置在第一介电层14中的第一布线布置15，并且第二半 导体装置还包含布置在第二介电层24中的第二布线布置25。图1中仅示意性示出了这些 布线布置15、25。这些布线布置15、25中的每一个都包含至少一个布线层。根据一个实施 例，布线布置15、25包含多个布线层，其中各个布线层中的导线或布线可通过通孔彼此互 连。这种布线布置是公知的，使得在这个方面不再需要进一步说明。第一绕组31电连接到第一布线布置15，并且第二绕组32电连接到第二布线布置 25。图1中仅示意性示出了绕组31、32与布线布置15、25之间的连接。每一个布线布置15、 25可包含彼此电绝缘的多个导线，这些导线中的每一个都用于互连布置在各个半导体装置 1、2中的电路节点或电子组件。每一个半导体装置1、2具有利用接触电极16、26电连接到 各个半导体装置1、2的布线布置15、25的至少一个外部端子41、51。图1中仅示意性示出 了接触电极16、26与布线布置15、25之间的电连接。端子41、51用于在外部接触布置在第 一半导体装置和第二半导体装置1、2中的电路组件。根据第一实施例，第一布线布置15将 第一绕组31连接到第一半导体装置1的至少一个外部端子41，并且第二布线布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种信号传输装置，包括：第一半导体装置，包括具有第一侧和第二侧的第一半导体主体、布置在所述半导体主体第一侧的第一介电层和布置在所述第一介电层中的变压器的第一绕组；第二半导体装置，包括具有第一侧和第二侧的第二半导体主体、布置在所述第二半导体主体第一侧的第二介电层和布置在所述第二介电层中的变压器的第二绕组；所述第一半导体装置和所述第二半导体装置被布置成使得所述第一介电层和所述第二介电层彼此邻接；所述第一半导体主体和所述第二半导体主体中的至少一个半导体主体在第二侧具有至少一个接触端子，以及具有延伸通过所述第一半导体主体和所述第二半导体主体中的所述至少一个半导体主体的接触通孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·克贝尔，JP·斯滕格尔，U·瓦尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：AT