线圈和用于制造线圈的方法技术

技术编号:9296441 阅读:115 留言:0更新日期:2013-10-31 00:49
线圈和用于制造线圈的方法。公开了一种制造电子器件的方法和一种电子器件。在实施例中,该方法包括在隔离层中形成开口,各向同性地蚀刻该开口,从而形成具有弯曲侧壁的扩展开口,并且在开口中形成导电材料。

【技术实现步骤摘要】
线圈和用于制造线圈的方法
本专利技术涉及一种线圈和一种制造线圈的方法,并且在特定实施例中涉及变压器和制造变压器的方法。
技术介绍
一般地,使用离散变压器和光耦合器在没有两个电路之间的直接电接触的情况下从一个电路向另一电路发射信号。然而,离散变压器和光耦合器是相对大、沉重且昂贵的,并且在光耦合器的情况下,老化可能是个问题。在没有直接电接触的情况下从一个电路向另一电路发射信号的另一方式是无芯变压器。虽然离散变压器包括用以指引磁通量的芯,但可以将无芯变压器的线圈放置得相互足够接近,使得能够省掉芯。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例,一种用于制造电子器件的方法包括在隔离层中形成开口,各向同性地蚀刻开口,从而形成具有弯曲侧壁的扩展开口,以及在开口中形成导电材料。根据本专利技术的实施例,一种用于制造半导体器件的方法包括在隔离层中形成开口,该开口包括侧壁和底面,沿着隔离层中的开口的侧壁形成第二材料层,并扩展隔离层中的开口,使得扩展开口没有边缘。该方法还包括去除第二材料层,并用导电材料来填充扩展开口。根据本专利技术的实施例,一种用于制造半导体器件的方法包括在基板中形成第一线圈,在包括第一线圈的基板上形成隔离层,以及在隔离层中形成基本上与第一线圈对准的第二线圈。形成第二线圈包括在隔离层中形成开口,沿着隔离层中的开口的侧壁形成侧壁隔离物(spacer),在隔离层中各向同性地蚀刻开口,从而形成扩展开口,并且在扩展开口中沉积导电材料。根据本专利技术的实施例,一种半导体器件包括设置在半导体基板上的隔离层,以及设置在隔离层中的第一线圈,其中,第一线圈的横截面形状是弯曲的。附图说明为了更透彻地理解本专利技术及其优点,现在对结合附图进行的以下描述进行参考,在所述附图中:图1a示出了无芯变压器的实施例;图1b示出了两个初级和两个次级线圈的三维视图;图2a-2i图示出各种制造阶段中的根据本专利技术的实施例的包括线圈的半导体器件的横截面图;图3a-3j图示出各种制造阶段中的根据本专利技术的实施例的包括线圈的半导体器件的横截面图;图4a示出了用侧壁隔离物来执行各向同性蚀刻之后的扩展开口;图4b示出了在没有侧壁隔离物的情况下执行各向同性蚀刻之后的扩展开口;以及图5示出了操作无芯变压器的方法的实施例。具体实施方式下面详细地讨论目前优选实施例的完成和使用。然而应认识到的是本专利技术提供了能够在多种特定情境下体现的许多可应用专利技术概念。所讨论的特定实施例仅仅说明完成和使用本专利技术的特定方式,并且不限制本专利技术的范围。将相对于特定情境下、即线圈的实施例来描述本专利技术。然而,本专利技术还可以应用于无芯变压器、离散变压器或包括线圈的器件。现在参考图1a,示出了无芯变压器100的实施例。无芯变压器包括两个半导体芯片,第一半导体芯片110和第二半导体芯片120。第一半导体芯片110可以包括发射机、接收机、收发机或任何其他种类的集成电路。第二半导体芯片120可以包括发射机、接收机、收发机或任何其他种类的集成电路。第二半导体芯片120还包括初级线圈130和次级线圈140。第一半导体芯片110和第二半导体芯片120被例如经由接合线150电连接。替换地,第一半导体芯片110和第二半导体芯片120可以经由总线系统或经由其他电连接被电连接。第一集成电路110可以被电连接至初级线圈130,并且第二集成电路芯片140的集成电路160可以被电连接至次级线圈140。在一个实施例中,在晶片水平处理初级线圈130和次级线圈140。初级线圈130经由隔离层170与次级线圈140分离。次级线圈140被设置在半导体基板180中或上且初级线圈130被设置在隔离层170中或上。如果初级线圈130和次级线圈140被设置的足够接近,则可以通过电磁耦合在初级线圈130与次级线圈140之间发射电信号。在一个实施例中,无芯变压器100包括三个半导体芯片,包括集成电路的第一半导体芯片和包括集成电路的第二半导体芯片。第一和第二集成电路中的每一个可以包括发射机、接收机、收发机或任何其他种类的集成电路。第三半导体芯片包括初级线圈和次级线圈。第三半导体芯片可以来自不同于半导体材料的材料。第一集成电路被电连接到第三半导体芯片的初级线圈且第二半导体芯片被电连接到第三半导体芯片的次级线圈。图1b示出了包括设置在基板120中的两个初级和两个次级线圈130、140的线圈装置100的三维详图。两个线圈130、140可以用来在差分模式下发射信息或数据以使共模瞬态免疫性(CMTI)最优化。替换地,可以仅使用一个线圈,但是CMTI稳健性可能不会如此高。可以将线圈装置100与IC集成,如相对于图1a所述的,或者其可以是沿着器件的支架,其中,初级线圈130被电连接到第一独立IC芯片,并且其中,次级线圈140被电连接到第二独立IC芯片。在常规变压器设计中,在两个线圈之间设置了14µm的PSG(含磷硅玻璃)隔离层。初级线圈是通过铜(Cu)镶嵌金属化工艺方案形成的。次级线圈140是通过铝(Al)金属生产线后端(BEOL)工艺方案形成的。由这些工艺引起的线圈设计的缺点是两个线圈不能耐受11kV的电压脉冲以及9kV的继续充电。此类设计存在的问题是Cu镶嵌金属化工艺方案产生具有垂直侧壁和水平底面的沟槽,其导致锋利边缘,侧壁和底面在该锋利边缘处相遇。在工作条件下,无芯变压器可以在侧壁与底面的交叉处产生过大的电场强度。此过大的电场强度而不是正则场强确定变压器的介电强度。此外,铜和含磷硅玻璃具有实质上不同的热膨胀系数。实质上不同的热膨胀系数可以导致机械应力,该机械应力又导致含磷硅玻璃中的裂缝,降低了变压器的寿命预期和可靠性。在一个实施例中,线圈的形状相对于具有边缘或角度的线圈而言避免或减小了过大的电场强度。在一个实施例中,线圈的横截面形状是弯曲的。可以将线圈的弯曲垂直横截面形状定义为无角度、没有角度的连续弯曲线、不具有边缘或者是基本上圆形、基本上椭圆形或基本上环形的。在一个实施例中,一种方法包括在隔离层的开口中形成侧壁隔离物并各向同性地蚀刻开口的底面,从而形成具有曲面的扩展开口。在一个实施例中,一种方法包括各向同性地湿法蚀刻或各向同性地干法蚀刻隔离层的开口,从而形成具有曲面的扩展开口。在一个实施例中,通过在开口的侧壁和底面上沉积材料层并各向异性地去除覆盖开口的底面的材料层来形成开口中的侧壁隔离物。在一个实施例中,通过在开口的侧壁和底面上沉积光致抗蚀剂层并仅对覆盖开口底面的材料层进行曝光、显影和去除来形成开口中的侧壁隔离物。有利的是能够减小或避免隔离层内的过大电场强度。图2a-2i图示出各种制造阶段中的根据本专利技术的实施例的包括线圈的半导体器件的横截面图。半导体器件200包括隔离层220、第一材料层230和掩膜层240。隔离层220可以沉积在半导体基板(未示出)上。可以在半导体基板中或上沉积次级线圈。隔离层220可以是诸如氧化硅或含磷硅玻璃(PSG)的氧化物。替换地,隔离层220可以是诸如氟化氧化物的低k材料或者低k材料与氧化硅的组合。在一个实施例中,低k材料不是多孔低k材料。隔离层220可以在约1µm和约100µm厚之间。在一个特定示例中,隔离层220可以在约10µm至约20µm厚之间或14µm厚。隔离层220可以使用化学汽相沉积(CVD)工艺、例如等离子体增强CVD工艺来形成。第一材本文档来自技高网...
线圈和用于制造线圈的方法

【技术保护点】
一种用于制造电子器件的方法,该方法包括:在隔离层中形成开口;各向同性地蚀刻开口,从而形成具有弯曲侧壁的扩展开口;?以及在开口中形成导电材料。

【技术特征摘要】
2012.04.20 US 13/4526691.一种用于制造电子器件的方法,该方法包括:在隔离层中形成开口;沿着所述隔离层中的所述开口的侧壁的仅一部分形成侧壁隔离物,其中所述侧壁隔离物包括与所述开口的侧壁接触并且面向所述开口的侧壁的第一主表面以及相对的背对所述开口的侧壁的暴露的第二主表面;各向同性地蚀刻开口,从而在所述隔离层中形成具有弯曲侧壁的扩展开口并且暴露所述侧壁隔离物的所述第一主表面和所述第二主表面;去除所述侧壁隔离物;以及在开口中形成导电材料。2.根据权利要求1所述的方法,还包括在各向同性地蚀刻之前沿着开口的侧壁形成侧壁隔离物。3.根据权利要求2所述的方法,其中,形成侧壁隔离物包括形成氧化硅、氮化硅、碳、多晶硅或金属侧壁隔离物或光致抗蚀剂侧壁隔离物。4.根据权利要求2所述的方法,还包括在去除侧壁隔离物之后沿着扩展开口的弯曲侧壁形成阻挡层。5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述弯曲侧壁是基本上均质弯曲侧壁。6.根据权利要求1所述的方法,其中,形成具有弯曲侧壁的开口包括在下区域中形成弯曲侧壁,其在左下区域和/或右下区域中具有约45度的第一曲率半径。7.根据权利要求6所述的方法,形成具有弯曲侧壁的开口还包括在上区域中形成弯曲侧壁,其在左上区域和/或右上区域中具有约45度的第二曲率半径。8.根据权利要求1所述的方法,其中,各向同性地蚀刻开口包括各向同性地蚀刻开口的底面。9.根据权利要求8所述的方法,其中,各向同性地蚀刻包括施加湿法蚀刻化学作用。10.根据权利要求8所述的方法,其中,各向同性地蚀刻包括施加干法蚀刻化学作用。11.一种用于制造半导体器件的方法,该方法包括:在隔离层中形成开口,该开口包括侧壁和底面;沿着隔离层中的开口的侧壁的仅一部分形成第二材料层,其中所述第二材料层包括与所述开口的侧壁接触并且面向所述开口的侧壁的第一主表面以及相对的背对所述开口的侧壁的暴露的第二主表面;扩展隔离层中的开口,使得所述隔离层中的扩展开口没有边缘并且暴露所述第二材料层的所述第一主表面和所述第二主表面;去...

【专利技术属性】
技术研发人员:T菲舍尔M梅纳特H温特
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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