提供一种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。
【技术实现步骤摘要】
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。
技术介绍
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，对于本专利技术存在需要。
技术实现思路
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。根据本专利技术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O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专利技术的原理。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。具体实施例方式在下面的详细描述中，对附图做出参考，附图形成本说明书的一部分且通过其中可以实践本专利技术的说明性特定实施例示出。就这方面而言，参考描述的(多个)附图的取向使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“前列”、“拖尾”等方向术语。因为实施例的组件可以以很多不同取向布置，方向术语用于说明性目的而绝非限制。应当理解，可以使用其他实施例， 且可以在不偏离本专利技术的范围的条件下做出结构或逻辑变化。因此下面的详细描述并不具有限制意义，且本专利技术的范围由所附权利要求限定。描述的实施例使用特定语言，其不应被解读为限制了所附权利要求的范围。应当理解，除非特别声明，此处描述的各个示例性实施例的特征可以彼此组合。例如，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征可以与其他实施例的特征结合使用以得出另一实施例。旨在表明，本说明书包括这种修改和变化。当在本说明书中使用时，术语“横向”旨在描述平行于半导体衬底的主表面的取向。当在本说明书中使用时，术语“垂直”旨在描述垂直于半导体衬底的主表面布置的取向。在本说明书中，认为半导体衬底的第二表面由底面或背面形成，而认为第一表面由半导体衬底的上面、前面或主表面形成。因此，当在本说明书中使用时，术语“上”和“下” 考虑这种取向描述结构特征与另一结构特征的相对位置。术语“软磁芯”和“磁芯”以及“可磁化芯结构”旨在描述由“软磁”材料形成的结构，在施加外部磁场时，该“软磁”材料容易磁化和重新磁化。软磁材料的示例是非合金铁、 镍-铁合金和钴-铁合金。与“硬磁”材料不同，当场被去除时，这种材料不维持磁化、或仅被弱磁化。当提到半导体器件时，意味着至少是两端器件，示例是二极管。半导体器件还可以是诸如场效应晶体管(FET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、结型场效应晶体管(JFET)以及晶闸管等的三端器件。半导体器件还可以包括多于三个端子。根据一个实施例，半导体器件是功率器件。集成电路包括多个集成器件。图1说明具有集成变压器的半导体结构的第一实施例。半导体结构1包括半导体衬底10，其一部分在图1中示出。图1是半导体衬底10的第一侧或表面的平面图。半导体结构1包括磁芯结构41，在本实施例中，该磁芯结构具有4个磁芯组件41a 至41d。磁芯组件41a至41d中的每一个具有环状形状且形成封闭磁环结构。在本实施例中，当从半导体衬底10的第一侧的平面图观看时，磁芯组件41a至41d具有矩形形状，但是也可以具有圆形、椭圆形、方形或任意其他环状形状。当从半导体衬底10的第一侧的平面图观看时，磁芯结构41包括至少一个内部芯组件41a和横向地环绕内部芯组件41a的外部芯组件41d。根据一个实施例，磁芯结构41 包括2个、3个、4个或更多磁芯组件，每个磁芯组件形成磁芯结构41的“叠层”(laminate) 或“变压器片”。如下面进一步描述，芯组件41a至41d彼此电学绝缘以避免涡流的形成。芯组件41a至41d集成到半导体衬底10中，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：F克勒纳，
申请(专利权)人：F克勒纳，
类型：发明
国别省市：
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