專利名稱：集成電感器及制造集成電感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
此處描述的實(shí)施例涉及集成電感器，且尤其涉及具有磁的或軟磁的芯結(jié)構(gòu)的集成變壓器、具有集成電感器或集成變壓器的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及用于將電感器或變壓器集成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的方法。
背景技術(shù)：
電感器和變壓器用于信號(hào)處理，諸如用于功率器件的柵極信號(hào)的處理。希望具有集成到器件中的電感器或變壓器。具有可磁化芯結(jié)構(gòu)的電感器和變壓器通常通過(guò)薄膜技術(shù)制造，該薄膜技術(shù)包括印刷和粘貼以在襯底上建造這種電感器件。這種工藝采用高溫，這限制了其應(yīng)用。由于這些和其他原因，對(duì)于本發(fā)明存在需要。

發(fā)明內(nèi)容
此處描述的特定實(shí)施例適合于但不限于具有環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)線圈的電感器。此處描述的特定實(shí)施例適合于但不限于具有環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一和第二線圈的變壓器。此處描述的其他特定實(shí)施例適合于用于集成具有軟磁或可磁化芯結(jié)構(gòu)的電感器或變壓器的方法。根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例，提供一種用于將電感器集成到半導(dǎo)體襯底中的方法。該方法包括提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底以及在該半導(dǎo)體襯底中形成至少第一溝槽和至少兩個(gè)開口。第一溝槽和開口從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中且第一溝槽具有環(huán)狀形狀。第一溝槽的一部分布置在兩個(gè)開口之間。該方法還包括將軟磁材料沉積到第一溝槽中以形成環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)電材料沉積到開口中以形成通孔且在通孔之間形成電學(xué)連接。根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例，提供一種用于將變壓器集成到半導(dǎo)體襯底中的方法。該方法包括提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底。在半導(dǎo)體襯底中形成用于可磁化芯結(jié)構(gòu)的至少第一溝槽、用于環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分的第一線圈的第一開口以及用于環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第二部分的第二線圈的第二開口。第一溝槽以及第一和第二開口從半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中且第一溝槽具有環(huán)狀路線或形狀。第一開口與第一溝槽的第一部分相鄰布置且第二開口與第一溝槽的第二部分相鄰布置。該方法還包括將軟磁材料沉積到第一溝槽中以形成環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)以及將導(dǎo)電材料沉積到第一和第二開口中以形成第一和第二通孔。半導(dǎo)體襯底的第二表面被處理以露出可磁化芯結(jié)構(gòu)的一部分以及第一和第二通孔的端部。在處理的第二表面上形成絕緣層，且在絕緣層上形成電學(xué)交叉連接，電學(xué)交叉連接中的每一個(gè)電學(xué)連接一對(duì)相應(yīng)通孔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例，提供一種用于將變壓器集成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的方法。該方法包括提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底；蝕刻至少一個(gè)內(nèi)部環(huán)狀溝槽和環(huán)繞內(nèi)部溝槽的外部環(huán)狀溝槽到半導(dǎo)體襯底的第一表面中給定深度，該內(nèi)部溝槽與外部溝槽空間隔開；以及蝕刻多個(gè)開口到半導(dǎo)體襯底中給定深度。該方法還包括將軟磁材料沉積到內(nèi)部溝槽和外部溝槽中以形成具有彼此絕緣的至少兩個(gè)環(huán)狀芯組件的環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)；將導(dǎo)電材料沉積到多個(gè)開口中以形成通孔處理半導(dǎo)體襯底的第二表面以露出通孔的端部；在處理的第二表面上形成絕緣層；以及在絕緣層上形成電學(xué)交叉連接，該電學(xué)交叉連接中的每一個(gè)電學(xué)連接一對(duì)相應(yīng)通孔。根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括具有從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中的至少第一溝槽的可磁化芯結(jié)構(gòu)，該第一溝槽由軟磁材料填充且形成第一封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)。至少第一線圈環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分，該第一線圈具有從半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到第二表面的至少兩個(gè)導(dǎo)電通孔。在半導(dǎo)體襯底的第二表面處在兩個(gè)通孔之間形成電學(xué)交叉連接，且該電學(xué)交叉連接跨越可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分?？纱呕窘Y(jié)構(gòu)的第一部分布置在通孔之間。當(dāng)閱讀下面的詳細(xì)描述且當(dāng)查看附圖時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到附加特征和優(yōu)
點(diǎn)O


附圖被包括以提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，其結(jié)合到本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。

了實(shí)施例，且與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。隨著通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述更好地理解其他實(shí)施例和實(shí)施例的很多潛在優(yōu)勢(shì)，將容易意識(shí)到這些其他實(shí)施例和實(shí)施例的很多潛在優(yōu)勢(shì)。附圖的元件沒(méi)有必要彼此成比例。相似的參考數(shù)字指示相應(yīng)的類似部件。圖1說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的集成變壓器的平面圖。圖2A-2F說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造集成變壓器的方法的工藝。圖3A-3F說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造集成變壓器的方法的工藝。圖4說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有集成變壓器的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。圖5說(shuō)明根據(jù)若干實(shí)施例的集成電路。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)附圖做出參考，附圖形成本說(shuō)明書的一部分且通過(guò)其中可以實(shí)踐本發(fā)明的說(shuō)明性特定實(shí)施例示出。就這方面而言，參考描述的(多個(gè))附圖的取向使用諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“前列”、“拖尾”等方向術(shù)語(yǔ)。因?yàn)閷?shí)施例的組件可以以很多不同取向布置，方向術(shù)語(yǔ)用于說(shuō)明性目的而絕非限制。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他實(shí)施例， 且可以在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下做出結(jié)構(gòu)或邏輯變化。因此下面的詳細(xì)描述并不具有限制意義，且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。描述的實(shí)施例使用特定語(yǔ)言，其不應(yīng)被解讀為限制了所附權(quán)利要求的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，除非特別聲明，此處描述的各個(gè)示例性實(shí)施例的特征可以彼此組合。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分說(shuō)明或描述的特征可以與其他實(shí)施例的特征結(jié)合使用以得出另一實(shí)施例。旨在表明，本說(shuō)明書包括這種修改和變化。當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“橫向”旨在描述平行于半導(dǎo)體襯底的主表面的取向。當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“垂直”旨在描述垂直于半導(dǎo)體襯底的主表面布置的取向。在本說(shuō)明書中，認(rèn)為半導(dǎo)體襯底的第二表面由底面或背面形成，而認(rèn)為第一表面由半導(dǎo)體襯底的上面、前面或主表面形成。因此，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“上”和“下” 考慮這種取向描述結(jié)構(gòu)特征與另一結(jié)構(gòu)特征的相對(duì)位置。術(shù)語(yǔ)“軟磁芯”和“磁芯”以及“可磁化芯結(jié)構(gòu)”旨在描述由“軟磁”材料形成的結(jié)構(gòu)，在施加外部磁場(chǎng)時(shí)，該“軟磁”材料容易磁化和重新磁化。軟磁材料的示例是非合金鐵、 鎳-鐵合金和鈷-鐵合金。與“硬磁”材料不同，當(dāng)場(chǎng)被去除時(shí)，這種材料不維持磁化、或僅被弱磁化。當(dāng)提到半導(dǎo)體器件時(shí)，意味著至少是兩端器件，示例是二極管。半導(dǎo)體器件還可以是諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)以及晶閘管等的三端器件。半導(dǎo)體器件還可以包括多于三個(gè)端子。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件是功率器件。集成電路包括多個(gè)集成器件。圖1說(shuō)明具有集成變壓器的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1包括半導(dǎo)體襯底10，其一部分在圖1中示出。圖1是半導(dǎo)體襯底10的第一側(cè)或表面的平面圖。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1包括磁芯結(jié)構(gòu)41，在本實(shí)施例中，該磁芯結(jié)構(gòu)具有4個(gè)磁芯組件41a 至41d。磁芯組件41a至41d中的每一個(gè)具有環(huán)狀形狀且形成封閉磁環(huán)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，當(dāng)從半導(dǎo)體襯底10的第一側(cè)的平面圖觀看時(shí)，磁芯組件41a至41d具有矩形形狀，但是也可以具有圓形、橢圓形、方形或任意其他環(huán)狀形狀。當(dāng)從半導(dǎo)體襯底10的第一側(cè)的平面圖觀看時(shí)，磁芯結(jié)構(gòu)41包括至少一個(gè)內(nèi)部芯組件41a和橫向地環(huán)繞內(nèi)部芯組件41a的外部芯組件41d。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，磁芯結(jié)構(gòu)41 包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多磁芯組件，每個(gè)磁芯組件形成磁芯結(jié)構(gòu)41的“疊層”(laminate) 或“變壓器片”。如下面進(jìn)一步描述，芯組件41a至41d彼此電學(xué)絕緣以避免渦流的形成。芯組件41a至41d集成到半導(dǎo)體襯底10中，其中每個(gè)芯組件41a至41d布置在半導(dǎo)體襯底10中形成的分離的溝槽中。用適于形成變壓器芯的軟磁材料部分或完全地填充每個(gè)溝槽。變壓器還包括第一線圈M和第二線圈55。第一線圈M環(huán)繞磁芯結(jié)構(gòu)41的第一部分。第二線圈陽(yáng)環(huán)繞磁芯結(jié)構(gòu)41的第二部分。每個(gè)線圈包括多個(gè)通孔43。第一組通孔43與磁芯結(jié)構(gòu)41的第一部分相鄰布置，而第二組通孔43與磁芯結(jié)構(gòu)41的第二部分相鄰布置。相應(yīng)組的通孔43布置在磁芯結(jié)構(gòu)41的相應(yīng)部分的兩側(cè)。在本實(shí)施例中，第一線圈M和第二線圈55是環(huán)繞芯結(jié)構(gòu)41的相應(yīng)部分的螺旋線圈。線圈M、55還包括電學(xué)交叉連接51。每個(gè)交叉連接51電學(xué)連接與磁芯結(jié)構(gòu)41的一部分相鄰布置的一組的兩個(gè)通孔43，兩個(gè)通孔43中的一個(gè)布置在該部分的一側(cè)且兩個(gè)通孔43的另一個(gè)布置在該部分的另一側(cè)。圖1說(shuō)明在半導(dǎo)體襯底10的第一表面或側(cè)上形成的第一電學(xué)交叉連接51。第二電學(xué)交叉連接在半導(dǎo)體襯底10的第二側(cè)或表面上形成且因此在圖1中的視圖之外。相對(duì)于圖1的橫向方向，圖1中第一電學(xué)交叉連接51以傾斜方式行進(jìn)以連接彼此位移的兩個(gè)通孔43。第二電學(xué)交叉連接在基本平行于線AA'的取向中延伸以連接由第一電學(xué)交叉連接51連接的一對(duì)通孔中的一個(gè)通孔43與由另一第一電學(xué)交叉連接51連接的另一對(duì)通孔中的通孔43。此處，第一和第二線圈M、55中的每一個(gè)包括至少一個(gè)繞組，其中每個(gè)繞組由一對(duì)通孔和至少布置在半導(dǎo)體襯底10的第一側(cè)上的第一電學(xué)交叉連接51以及布置在半導(dǎo)體襯底10的第二側(cè)上的第二電學(xué)交叉連接形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，通孔和交叉連接的布置可以根據(jù)特定需要選擇而不限于圖1中說(shuō)明的布置。在圖1中示出的實(shí)施例中，第一線圈M包括5個(gè)繞組而第二線圈55包括3個(gè)繞組。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，相應(yīng)繞組的數(shù)目不限于此且尤其當(dāng)考慮所需的變壓器比時(shí)可以根據(jù)特定需要選擇。提供墊5 和Mb以電學(xué)連接第一線圈M，而提供墊5 和55b以電學(xué)連接第二線圈55。當(dāng)將變壓器集成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中時(shí)，第一和/或第二線圈54、55還可以與其他集成器件電學(xué)連接，使得墊Ma、54b、5 和5 或其中的一些并不必需提供。集成結(jié)構(gòu)還可以包括電感器。在這種情況中，第一和第二線圈M、55其中之一可以省略。例如與通過(guò)薄膜技術(shù)形成電感器或變壓器相比，相對(duì)于襯底區(qū)域，集成變壓器或電感器呈現(xiàn)增加的電流密度。從下面進(jìn)一步的描述顯見，電感器和變壓器可以使用剛好合適的處理溫度集成到半導(dǎo)體襯底，使得采用的工藝不明顯影響已經(jīng)集成到半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體器件或元件。由于磁芯結(jié)構(gòu)，集成的變壓器或電感器呈現(xiàn)相對(duì)高的質(zhì)量?？梢酝ㄟ^(guò)在從半導(dǎo)體襯底10的第一表面延伸到第二表面的深溝槽中提供芯組件 41a至41d獲得相對(duì)于表面區(qū)域的增加的電流密度。當(dāng)在剖面圖中觀看時(shí)，這種溝槽可以做得相對(duì)窄和深。這減小了用于形成磁的或可磁化的芯結(jié)構(gòu)41所需的空間。具有這種軟磁芯結(jié)構(gòu)41的變壓器或電感器尤其適于向功率器件或功率模塊的柵極傳輸控制信號(hào)。因此，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)功率器件以及電感器和/或變壓器， 其中每一個(gè)都集成到相同的半導(dǎo)體襯底10中。如果需要分離的器件，則半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以僅包括變壓器或電感器。參考圖2A至2F，描述用于集成變壓器的方法的第一實(shí)施例。圖2A至2F說(shuō)明沿著圖1中的線AA'的剖面圖。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)深溝槽。當(dāng)從半導(dǎo)體襯底的主或第一表面觀看時(shí)，深溝槽是封閉的環(huán)狀。深溝槽彼此平行行進(jìn)以形成多溝槽結(jié)構(gòu)。例如通過(guò)電解沉積用軟磁材料填充溝槽以形成多疊層芯結(jié)構(gòu)。例如，通過(guò)蝕刻開口且使用諸如銅的導(dǎo)電材料填充它們，形成與芯結(jié)構(gòu)相鄰的通孔，以提供一個(gè)或更多線圈的繞組。開口和溝槽可以同時(shí)形成。通孔通過(guò)在半導(dǎo)體襯底的兩側(cè)形成的交叉連接彼此連接以完成繞組。深溝槽形成環(huán)狀芯結(jié)構(gòu)的垂直取向的芯疊層或組件。疊層或芯組件典型地通過(guò)絕緣層彼此絕緣。相鄰芯組件或疊層之間的間隔可以做得很小以分別增加集成密度以及變壓器和電感器的質(zhì)量。更詳細(xì)地，提供具有第一表面11和與第一表面11相對(duì)布置的第二表面12的半導(dǎo)體襯底10。半導(dǎo)體襯底10可以由適于制造半導(dǎo)體器件的任意半導(dǎo)體材料制成。這種材料的示例包括但不限于諸如硅(Si)的元素半導(dǎo)體材料；諸如碳化硅(SiC)或硅鍺(SiGe)的 IV族化合物半導(dǎo)體材料；諸如砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、氮化鎵(GaN)、 氮化鋁鎵(AlGaN)、磷化鎵銦(InGaP)或磷砷化鎵銦(InGaAsP)的二元、三元或四元III-V族化合物半導(dǎo)體材料以及諸如碲化鎘(CdTe)和碲鎘汞(HgCdTe)的二元或三元II-VI族半導(dǎo)體材料等。上述半導(dǎo)體材料也被稱為同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)組合兩種不同的半導(dǎo)體材料時(shí)，形成異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的示例包括但不限于硅(SixCl-x)和SiGe 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。對(duì)于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，當(dāng)前主要使用Si、SiC和GaN材料。在本實(shí)施例中，硅用作半導(dǎo)體材料但是不限于此。半導(dǎo)體襯底10可以包括第一摻雜區(qū)域14和第二摻雜區(qū)域13。在本實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)域14是η型的第一導(dǎo)電類型。在本實(shí)施例中，第二摻雜區(qū)域13是ρ型的第二導(dǎo)電類型。第一和第二摻雜區(qū)域13、14形成掩埋的ρη結(jié)16。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到摻雜關(guān)系可以反轉(zhuǎn)。在半導(dǎo)體襯底10的第一表面11上形成掩膜層30。掩膜層30例如可以包括氧化硅。其他材料也是適用的。典型地，掩膜層30是硬掩膜，其將保留在第一表面11上且將形成絕緣結(jié)構(gòu)的一部分。掩膜層30包括用于限定溝槽以及后續(xù)在半導(dǎo)體襯底10中形成的開口的大小和位置的開口。通過(guò)使用各向異性蝕刻工藝，例如，等離子體蝕刻工藝，在半導(dǎo)體襯底10中形成深溝槽。深溝槽從第一表面11延伸到給定深度。例如，溝槽可以從第一表面11開始延伸， 完全穿過(guò)第一摻雜區(qū)域14和掩埋ρη結(jié)16，且部分地延伸到第二摻雜區(qū)域13中。典型地，使用相同的蝕刻工藝形成布置在芯區(qū)域21中的溝槽21a至21d以及與芯區(qū)域21相鄰布置的開口 23。也可以使用不同的蝕刻工藝來(lái)形成溝槽21a至21d以及形成開口 23。蝕刻可以是單步工藝、雙步工藝或多步工藝。在此處示出的實(shí)施例中，形成第一溝槽21a、第二溝槽21b、第三溝槽21c和第四溝槽21d，第一溝槽21a是內(nèi)部溝槽，且其他溝槽21b至21d中的每一個(gè)相對(duì)于第一溝槽21a 是外部溝槽且橫向地環(huán)繞第一溝槽21a。第三溝槽21c橫向地環(huán)繞第二溝槽21b，而第四溝槽21d橫向地環(huán)繞第三溝槽21c。從第一溝槽21a到第四溝槽21d，溝槽的橫向“直徑”增加。溝槽21a至21d中的每一個(gè)限定了芯組件，而開口 23中的每一個(gè)限定了在后續(xù)工藝中形成的通孔。如結(jié)合圖1所述，當(dāng)從第一表面11的平面圖觀看時(shí)，溝槽21a至21d中的每一個(gè)具有封閉環(huán)狀形狀。溝槽21a至21d彼此平行行進(jìn)且彼此間隔給定距離。溝槽21a至21d以及開口 23的深度可以根據(jù)特定需要選擇。例如，如下面所描述， 溝槽21a至21d以及開口 23可以具有大于半導(dǎo)體襯底10的最終厚度的深度。而且，溝槽 21a至21d的橫向?qū)挾瓤梢孕∮陂_口 23的橫向?qū)挾取喜?1a至21d的減小的橫向厚度避免了在稍后形成的芯組件中的渦流。開口 23的橫向厚度適合于最終半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電流密度。溝槽21a至21d的橫向厚度可以相對(duì)小且例如可以介于約0.2Mm和約2 Mm之間。在如圖2B所示的另一工藝中，分別在溝槽21a至21d和開口 23的側(cè)壁部分和底部部分2 至22d和23a上形成絕緣層31。例如，露出的側(cè)壁部分和底部部分2 至22d 和23分別被熱氧化以形成氧化層，典型地二氧化硅層。備選地，氧化層可以通過(guò)CVD共形地沉積。如圖2B所示，與掩膜層30相比，絕緣層31相對(duì)薄。通過(guò)沉積附加材料或通過(guò)氧化掩膜層30下的半導(dǎo)體材料，絕緣層31的形成還增加了掩膜層30的材料厚度。掩膜層30 的初始厚度被選擇為使得半導(dǎo)體襯底10的第一表面11上的掩膜層30和絕緣層31的總材料厚度分別明顯大于底部部分2 至22d和23a上的絕緣層31的厚度。在另一工藝中，絕緣層31被各向異性蝕刻以形成布置在溝槽21a至21d和開口 23 的側(cè)壁上的絕緣側(cè)墻(spacer)31。各向異性蝕刻工藝從底部部分2 至22d和23去除絕緣層，使得這些部分露出。所得的結(jié)構(gòu)在圖2B中說(shuō)明。如圖2C所示，在另一工藝中，在溝槽21a至21d中沉積軟磁材料，而在開口 23中沉積高度導(dǎo)電的材料。典型地，沉積到溝槽21a至21d的材料不同于沉積到開口 23的材料。 合適的導(dǎo)電材料例如是銅和鋁。軟磁材料例如是可以電解沉積的鐵。為此目的，半導(dǎo)體襯底10的第二表面12電學(xué)連接到陰極，而電解池的陽(yáng)極布置在溶解合適的鐵鹽的電解電鍍液中。電鍍液的示例是包括氯化鐵和氯化鈣的溶液。半導(dǎo)體襯底10然后浸入到電鍍液中。因?yàn)闇喜?1a至21d的底部部分2 至22d露出，鐵被沉積到底部部分2 至22d且成功地填充溝槽21a至21d。 在沉積的材料到達(dá)第一表面11之前，沉積可以停止以保持沉積到相應(yīng)溝槽的材料彼此絕緣。因?yàn)榘雽?dǎo)體襯底10的其他部分分別被掩膜層30、絕緣層31和絕緣側(cè)墻31覆蓋，在半導(dǎo)體襯底10的其他部分上不發(fā)生沉積。為了避免開口 23中沉積鐵，輔助材料用于部分填充開口 23，輔助材料在填充溝槽21a至21d之后去除。填充的溝槽2Ia至21 d中的每一個(gè)形成彼此間隔開的相應(yīng)軟磁芯組件4Ia至41 d。 相鄰芯組件41a至41d之間的絕緣分別由掩膜層30、絕緣層31和絕緣側(cè)墻31提供?？梢栽谶m度溫度(例如在約200° C或更低)執(zhí)行用于回火電化學(xué)沉積的鐵的退火工藝。在從開口 23去除輔助材料之后，例如可以通過(guò)CVD或通過(guò)電化學(xué)沉積來(lái)沉積諸如銅的導(dǎo)電材料。為了避免銅沉積到溝槽21a至21d中，可以沉積臨時(shí)覆蓋溝槽21a至21d 的另一輔助材料。在沉積銅之前，可以在開口 23中形成諸如鎳層的阻擋層。阻擋層防止銅的外擴(kuò)散。圖2C中說(shuō)明所得的結(jié)構(gòu)，其示出由形成通孔43的銅填充的開口 23。在另一工藝中，如圖2D所示，在掩膜層30、31上沉積絕緣層32。在絕緣層32中形成開口以提供對(duì)于布置在開口 23中的通孔43的接入。在另一工藝中，在絕緣層32上形成電學(xué)連接通孔43的第一或正面金屬化51。第一金屬化51形成如圖1描述的第一電學(xué)交叉連接51。部分第一金屬化可以用于形成例如如圖1所示的墊Ma、Mb、55a、55b，且用于形成用于已經(jīng)集成到半導(dǎo)體襯底10的器件和電路的布線且用于形成變壓器和這些器件或電路之間的電學(xué)連接。如圖2E所示，諸如玻璃晶片的載體晶片60臨時(shí)或永久附著到此處由第一金屬化 51和絕緣層32形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一側(cè)。半導(dǎo)體襯底10的第二表面12然后被處理以至少露出通孔43的端部43a。通孔43的端部43a和芯組件41a至41d的端部4 至42d 露出且從處理的第二表面12a凸出給定距離。第二表面12的處理可以包括蝕刻，例如結(jié)合圖3A至3F進(jìn)一步描述的電化學(xué)蝕亥IJ。其他工藝也是適用的。第二表面12的處理典型地導(dǎo)致第二摻雜區(qū)域13的去除。如圖 2E所示，露出的第一摻雜區(qū)域14形成處理的第二表面12a。在圖2F中，半導(dǎo)體襯底10被倒置，使得第一表面11現(xiàn)在處于圖的下部。載體晶片60仍附著但是在此處沒(méi)有示出。在進(jìn)一步工藝中，在處理的第二表面1 上形成背面絕緣33且在背面絕緣33上形成背面或第二金屬化52以形成電學(xué)交叉連接52，電學(xué)交叉連接52電學(xué)連接布置在一部分磁的或可磁化的芯結(jié)構(gòu)41 一側(cè)的第一通孔43和布置在該部分磁芯結(jié)構(gòu)41的相對(duì)側(cè)的第二通孔43，如圖1所示。交叉連接51和52以及通孔43—同形成變壓器的相應(yīng)線圈的繞組。例如，可光結(jié)構(gòu)化的環(huán)氧抗蝕劑可以用于形成背面絕緣33且形成其中的開口以允許對(duì)通孔43的端部43a的接入。圖2F說(shuō)明圖1中說(shuō)明的第一線圈M的繞組的一部分。第二金屬化52可以用于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的其他部分中以用于形成用于諸如功率器件或集成電路的其他集成器件的局域布線且用于提供變壓器和其他集成器件之間的電學(xué)連接。參考圖3A至3F，將描述采用半導(dǎo)體襯底10的電化學(xué)蝕刻工藝以露出芯組件41a 至41d和通孔43的端部的另一實(shí)施例。相同的參考數(shù)字用于相應(yīng)的特征。為了避免重復(fù)， 將省略或僅簡(jiǎn)要地總結(jié)上面已經(jīng)描述的特征和工藝的描述。半導(dǎo)體襯底10包括形成第二摻雜區(qū)域的ρ摻雜半導(dǎo)體晶片13。半導(dǎo)體晶片13的第二表面形成半導(dǎo)體襯底10的第二表面12。在P摻雜半導(dǎo)體晶片I3的第一表面處形成高η摻雜掩埋層15。例如，諸如POCl3熔爐工藝的氣相摻雜工藝可以用于摻雜半導(dǎo)體晶片
13。備選地可以使用其他摻雜工藝。在進(jìn)一步的工藝中，在掩埋層15上沉積η摻雜外延層
14。尤其考慮功率器件所需的阻斷電壓，可以根據(jù)特定需要調(diào)節(jié)外延層14的厚度和摻雜濃度。在半導(dǎo)體晶片13的其余ρ摻雜區(qū)域和掩埋層15之間形成掩埋的ρη結(jié)16。在掩埋層15和外延層14之間形成ηη+結(jié)19。在進(jìn)一步的工藝中，在半導(dǎo)體襯底10的第一表面11上形成掩膜層30。如上所述， 此處由形成第一摻雜區(qū)域的外延層14的露出的上表面形成第一表面11。在進(jìn)一步的工藝中，如圖:3Β所示，如上所述，溝槽21a至21d(圖僅示出第一溝槽21a)和開口 23與絕緣溝槽25—同被蝕刻。形成的溝槽21a、25和開口 23從第一表面 11開始延伸，完全穿過(guò)外延層14、穿過(guò)掩埋層15、穿過(guò)ρη結(jié)16，且到達(dá)半導(dǎo)體晶片13中給定距離，該給定距離例如可以通過(guò)時(shí)間受控蝕刻來(lái)選擇。絕緣溝槽25具有比第一溝槽21a小的橫向厚度，且稍后用作器件絕緣26。形成的溝槽21a、25和開口 43的露出的側(cè)壁和底部部分被摻雜以形成第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)域 17，在本實(shí)施例中，該第一導(dǎo)電類型是η型。例如，諸如？0(13熔爐工藝的另一氣相摻雜工藝可以用于摻雜半導(dǎo)體襯底10的露出的部分。摻雜區(qū)域17分別在溝槽21a、25和開口 23的底部部分22a、2 和23a與晶片13的ρ摻雜區(qū)域形成ρη結(jié)16。摻雜區(qū)域17在其他區(qū)域中與外延層14形成rm+結(jié)。ρη結(jié)16遵循溝槽21a、25和開口 23的底部部分的輪廓且與溝槽和開口間隔給定距離，該給定距離可以通過(guò)摻雜工藝調(diào)節(jié)。該距離例如可以是1至2Mm。 ρη結(jié)16還可以由掩埋層15和半導(dǎo)體晶片13的ρ區(qū)域形成。ρη結(jié)16用作后續(xù)蝕刻工藝中的電化學(xué)蝕刻停止且允許相對(duì)于η摻雜區(qū)域選擇性地去除晶片13，尤其是選擇性地去除 P摻雜區(qū)域。用于其他目的，可以形成其他溝槽。例如，可以在半導(dǎo)體襯底10的其他部分中蝕刻開口 23以例如形成內(nèi)部布線的通孔。例如還可以形成溝槽21a以用于其他變壓器或電感器。例如可以形成溝槽25以在需要時(shí)用于相鄰器件之間的橫向絕緣。溝槽25相對(duì)窄，以確保它們將被在后續(xù)工藝中沉積或形成的絕緣材料完全填充。當(dāng)溝槽25的橫向厚度不足以用于絕緣目的時(shí)，可以形成彼此相鄰的兩個(gè)或更多溝槽25，當(dāng)填充絕緣材料時(shí)，這些溝槽一同形成橫向器件絕緣。圖3B說(shuō)明一同形成橫向器件絕緣沈的兩個(gè)相鄰溝槽25的形成。還可以在變壓器的線圈之間集成絕緣溝槽25以改善線圈的絕緣。還可以在需要時(shí)在相同線圈的繞組之間形成絕緣溝槽25以改善絕緣。例如，用于形成用于線圈的通孔的開口 23中的每一個(gè)可以被絕緣溝槽25環(huán)繞。如上所述，根據(jù)特定需要選擇相應(yīng)溝槽21a、25和開口 23的厚度。在進(jìn)一步的工藝中，如上所述，如圖3C所示，絕緣層31被沉積且被回蝕以形成絕緣側(cè)墻31。因?yàn)闇喜?5相對(duì)窄，這些溝槽由絕緣層31的材料完全填充。絕緣層31的各向異性回蝕因此不導(dǎo)致側(cè)墻的形成且尤其不露出溝槽25的底部部分。溝槽25保持由絕緣層 31的材料填充，且形成橫向器件絕緣26。如上所述，然后形成通孔43和芯組件41a。在一些實(shí)施例中，絕緣溝槽25的橫向厚度等于或小于絕緣層31的厚度的2倍。在其他工藝中，使用pn結(jié)16作為蝕刻停止去除晶片13，尤其是晶片13的其他ρ 摻雜區(qū)域。半導(dǎo)體晶片13例如可以通過(guò)電化學(xué)蝕刻而蝕刻，其中半導(dǎo)體襯底14的η摻雜區(qū)域15、17、14連接到電化學(xué)蝕刻池的陽(yáng)極。半導(dǎo)體晶片13的ρ摻雜區(qū)域與電解蝕刻池的堿性電解液接觸。電解液與惰性陰極接觸。半導(dǎo)體襯底10被浸入到電解液中。在陽(yáng)極和陰極之間施加電壓。只要電解液沒(méi)有到達(dá)pn結(jié)，則堿性電解液蝕刻ρ摻雜材料。在到達(dá)pn 結(jié)之前，施加在陽(yáng)極和陰極之間的電壓主要在pn結(jié)上下降。當(dāng)蝕刻進(jìn)行，使得電解液到達(dá) pn結(jié)時(shí)，電壓在電解液上下降且發(fā)生電化學(xué)氧化，這防止電解液進(jìn)一步蝕刻半導(dǎo)體襯底。因此，蝕刻停止。這種在pn結(jié)且尤其在pn結(jié)的空間電荷區(qū)的邊緣處停止的選擇性蝕刻工藝的所得結(jié)構(gòu)在圖3D中示出。隨后，執(zhí)行時(shí)間受控蝕刻工藝以去除第二表面12處的其他半導(dǎo)體材料且露出第一溝槽21a的端部42a、開口 43的端部43a以及橫向器件絕緣沈的端部^a。相應(yīng)的端部從半導(dǎo)體襯底10的處理的第二表面1 凸出給定距離，該給定距離通過(guò)選擇時(shí)間受控蝕刻工藝的蝕刻時(shí)間調(diào)節(jié)。該蝕刻工藝部分去除掩埋層15。所得的結(jié)構(gòu)在圖3E中說(shuō)明。在圖3F中，如上所述形成背面絕緣33。如上所述，進(jìn)一步的工藝可以用于完成變壓器。圖4說(shuō)明具有集成到相同半導(dǎo)體襯底110的多個(gè)器件和元件的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的剖面圖。包括其可磁化芯結(jié)構(gòu)141的電感器或變壓器IM集成在半導(dǎo)體器件的左邊部分中。 電感器或變壓器占用的區(qū)域以“L”指示。由于包括多個(gè)片狀芯組件的軟磁芯結(jié)構(gòu)141集成到半導(dǎo)體襯底的相應(yīng)溝槽，變壓器或電感器1 具有高質(zhì)量。電感器IM包括通孔161，該通孔可以像上面結(jié)合通孔43描述的那樣形成。電容器區(qū)域“C”包括具有以上述通孔43的類似方式形成的內(nèi)部電極164的電容器。然而，電極164可以具有板形形狀以增加電容。其他電極由半導(dǎo)體襯底110形成，尤其由如上所述沿著蝕刻的溝槽的側(cè)壁形成的高η摻雜區(qū)域162形成。內(nèi)部電極164可以與通孔161—起形成。如上所述形成的絕緣層31可以用作電容器電介質(zhì)。備選地，可以在溝槽側(cè)壁上沉積其他絕緣材料以形成電容器電介質(zhì)。還可以集成通孔區(qū)域“V”，其用于提供從半導(dǎo)體襯底100的第一側(cè)111到第二側(cè) 112的電學(xué)直通連接。通孔區(qū)域V可以包括一個(gè)或更多通孔163，該一個(gè)或更多通孔163可以是局域布線的一部分。通孔163可以與電感器IM的通孔161和內(nèi)部電極164 —起形成。
再者，諸如二極管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器件也可以集成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100 中?！癉”指示二極管區(qū)域，而“FET”指示晶體管區(qū)域。一般地，可以集成任意類型的單極或雙極器件(或多個(gè)器件)以形成集成電路或諸如功率模塊的模塊。相鄰器件之間的橫向絕緣可以通過(guò)小溝槽“ I，，提供，該小溝槽“ I，，由如上面結(jié)合橫向器件絕緣26的形成描述的絕緣材料填充。圖4說(shuō)明與內(nèi)部電極164相鄰的高η摻雜區(qū)域。如上所述，這種摻雜區(qū)域還典型地沿著其他溝槽結(jié)構(gòu)形成。再者，高η摻雜區(qū)域布置在半導(dǎo)體襯底110的第二側(cè)112處且作為初始掩埋層15的一部分。絕緣層135在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的第一側(cè)111處形成且如上所述嵌入諸如第一金屬化51的局域金屬化。在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的第二側(cè)112處，如上所述可以形成另外的絕緣層 138以嵌入諸如第二金屬化52的局域金屬化。絕緣層138例如可以是旋涂的環(huán)氧抗蝕劑。 在絕緣層138上，可以放置金屬板或片155，例如，銅板。金屬板巧5改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的熱消散。例如，液體環(huán)氧抗蝕劑被帶入半導(dǎo)體襯底100的第二側(cè)上，然后金屬板155被放置在其上，且然后在保持金屬板155與其處于封閉和良好限定的空間關(guān)系的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體襯底110，以迫使環(huán)氧抗蝕劑138填充金屬板155和半導(dǎo)體襯底110之間的空間。這樣做，可以形成相對(duì)薄的絕緣層138，這改善從半導(dǎo)體襯底110向金屬板155的熱消散。圖5說(shuō)明具有集成電感器“L”的集成電路的若干實(shí)施例。圖fe說(shuō)明降壓變換器 (buck converter),圖5b說(shuō)明升壓變換器(boost converter)，且圖5c說(shuō)明升降壓變換器 (buck boost converter)。參考標(biāo)號(hào)200指示負(fù)載，而參考標(biāo)號(hào)210指示相應(yīng)變換器的控制電路。這種電路受益于如此處描述的集成的高質(zhì)量電感器。諸如“第一”、“第二”等術(shù)語(yǔ)用于描述各種元件、區(qū)域、部分等但是不限于此。貫穿說(shuō)明書，相似的術(shù)語(yǔ)表示相似的元件。當(dāng)在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是指示陳述的元件或特征的存在但是不排除附加元件或特征的開放式術(shù)語(yǔ)。除非語(yǔ)境明確指明，否則冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”旨在包括復(fù)數(shù)和單數(shù)?？紤]上述范圍的變型和應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受上述說(shuō)明書限制，也不受附圖限制。而是，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求及其等價(jià)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于在半導(dǎo)體襯底中集成電感器的方法，包括 提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底中形成至少第一溝槽和至少兩個(gè)開口，該第一溝槽和該至少兩個(gè)開口從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中，該第一溝槽具有環(huán)狀形狀，該第一溝槽的一部分布置在該至少兩個(gè)開口之間；將軟磁材料沉積到該第一溝槽中以形成環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)； 將導(dǎo)電材料沉積到該至少兩個(gè)開口中以形成通孔；以及在通孔之間形成電學(xué)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在該第一溝槽和至少兩個(gè)開口中沉積相應(yīng)材料之前，在該第一溝槽和至少兩個(gè)開口的側(cè)壁上形成絕緣側(cè)墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括在該第一溝槽和至少兩個(gè)開口的側(cè)壁和底部部分上形成絕緣層； 各向異性蝕刻該絕緣層以從底部部分去除絕緣層以形成絕緣側(cè)墻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中軟磁材料被電解沉積以形成芯結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中導(dǎo)電材料被電解沉積以形成通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括處理半導(dǎo)體襯底的第二表面以至少露出通孔的端部；以及在處理的第二表面處在通孔之間形成電學(xué)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括在處理半導(dǎo)體襯底的第二表面之前附著載體晶片到半導(dǎo)體襯底的第一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)域和第二導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)域，該第一和第二摻雜區(qū)域形成掩埋的Pn結(jié)，該第一摻雜區(qū)域從該半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到Pn結(jié)，該第二摻雜區(qū)域從該半導(dǎo)體襯底的第二表面延伸到pn結(jié)，該方法還包括各向異性蝕刻該第一溝槽和至少兩個(gè)開口，使得它們穿過(guò)第一摻雜區(qū)域延伸且部分地延伸到第二摻雜區(qū)域中；至少摻雜該第一溝槽和至少兩個(gè)開口的底部部分以形成第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)域，該摻雜區(qū)域與第二摻雜區(qū)域形成pn結(jié)；以及相對(duì)于第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)域選擇性地蝕刻第二摻雜區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用pn結(jié)作為蝕刻停止電化學(xué)地蝕刻第二摻雜區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括 執(zhí)行另一蝕刻以露出通孔的端部。
11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底，具有第一表面和第二表面；可磁化芯結(jié)構(gòu)，包括從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中的至少第一溝槽，該第一溝槽由軟磁材料填充且形成第一封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)；以及至少第一線圈，其環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分，該第一線圈包括至少兩個(gè)導(dǎo)電通孔，從半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到第二表面，以及至少一個(gè)電學(xué)交叉連接，位于半導(dǎo)體襯底的第二表面在至少兩個(gè)通孔之間， 其中，該電學(xué)交叉連接跨越可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分，其中該可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分布置在該至少通孔之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該可磁化芯結(jié)構(gòu)還包括從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中且形成第二封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的第二溝槽，其中該第二溝槽由軟磁材料填充且在剖面中平行于第一溝槽，該第一溝槽和該第二溝槽空間隔開且彼此電學(xué)絕緣。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括第二線圈，其環(huán)繞該可磁化芯結(jié)構(gòu)的第二部分，該第二線圈包括從半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到第二表面的至少兩個(gè)導(dǎo)電通孔以及該至少兩個(gè)通孔之間的電學(xué)交叉連接，其中該電學(xué)交叉連接跨越該可磁化芯結(jié)構(gòu)的第二部分，且其中該可磁化芯結(jié)構(gòu)的第二部分布置在該至少兩個(gè)通孔之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一線圈包括第一數(shù)目的繞組且該第二線圈包括不同于第一數(shù)目的繞組的第二數(shù)目的繞組。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一線圈包括多個(gè)繞組，其中每個(gè)繞組包括兩個(gè)通孔和至少一個(gè)電學(xué)交叉連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括 集成在半導(dǎo)體襯底中的至少一個(gè)半導(dǎo)體器件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該至少一個(gè)半導(dǎo)體器件電學(xué)連接到第一線圈。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中通孔的端部從半導(dǎo)體器件的第二表面凸出ο
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一溝槽延伸到第二表面，且其中該可磁化芯結(jié)構(gòu)的一部分從第二表面凸出。
20.一種用于將變壓器集成到半導(dǎo)體襯底中的方法，包括 提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底中形成用于可磁化芯結(jié)構(gòu)的至少第一溝槽、用于環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第一部分的第一線圈的第一開口和用于環(huán)繞可磁化芯結(jié)構(gòu)的第二部分的第二線圈的第二開口，該第一溝槽以及第一和第二開口從半導(dǎo)體襯底的第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底中，該第一溝槽具有環(huán)狀形狀，該第一開口與該第一溝槽的第一部分相鄰布置，該第二開口與該第一溝槽的第二部分相鄰布置；將軟磁材料沉積到該第一溝槽中以形成環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)；將導(dǎo)電材料沉積到第一和第二開口中以形成第一和第二通孔；處理半導(dǎo)體襯底的第二表面以露出可磁化芯結(jié)構(gòu)的一部分以及第一和第二通孔的端部；在處理的第二表面上形成絕緣層；以及在絕緣層上形成電學(xué)交叉連接，其中電學(xué)交叉連接中的每一個(gè)電學(xué)連接一對(duì)相應(yīng)通孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中軟磁材料被電解沉積。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中提供半導(dǎo)體襯底包括提供第二摻雜類型的半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片具有第一表面和第二表面；以及在半導(dǎo)體晶片的第一表面上形成第一導(dǎo)電類型的外延半導(dǎo)體層，該外延層與半導(dǎo)體晶片形成掩埋的Pn結(jié)； 該方法還包括各向異性蝕刻該第一溝槽以及第一和第二開口到外延層中，使得第一溝槽以及第一和第二開口穿過(guò)掩埋的pn結(jié)延伸到半導(dǎo)體晶片中；摻雜該第一溝槽以及第一和第二開口的露出的側(cè)壁和底部部分以形成第一導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)域，該摻雜區(qū)域與半導(dǎo)體晶片形成pn結(jié)；以及使用pn結(jié)作為蝕刻停止蝕刻半導(dǎo)體晶片的第二摻雜類型區(qū)域。
23.一種用于將變壓器集成到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的方法，包括 提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底；蝕刻至少內(nèi)部環(huán)狀溝槽和環(huán)繞內(nèi)部溝槽的外部環(huán)狀溝槽到半導(dǎo)體襯底的第一表面中給定深度，該內(nèi)部溝槽與該外部溝槽空間隔開； 蝕刻多個(gè)開口到半導(dǎo)體襯底中給定深度；將軟磁材料沉積到內(nèi)部溝槽和外部溝槽中以形成包括彼此絕緣的至少兩個(gè)環(huán)狀芯組件的環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)；將導(dǎo)電材料沉積到多個(gè)開口中以形成通孔； 處理半導(dǎo)體襯底的第二表面以露出通孔的端部； 在處理的第二表面上形成絕緣層；以及在絕緣層上形成電學(xué)交叉連接，其中電學(xué)交叉連接中的每一個(gè)電學(xué)連接一對(duì)相應(yīng)通孔。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括將單極器件、雙極器件和電容器中的至少一個(gè)集成到半導(dǎo)體襯底中。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，還包括 蝕刻至少一個(gè)絕緣溝槽到半導(dǎo)體襯底中；以及使用絕緣材料填充絕緣溝槽。
全文摘要
提供一種將電感器集成到半導(dǎo)體襯底中的方法。該方法包括提供具有第一表面和第二表面的半導(dǎo)體襯底以及在該半導(dǎo)體襯底中形成至少第一溝槽和至少兩個(gè)開口。第一溝槽和開口從第一表面延伸到半導(dǎo)體襯底且第一溝槽具有環(huán)狀形狀。第一溝槽的一部分布置在兩個(gè)開口之間。該方法還包括將軟磁材料沉積到第一溝槽中以形成環(huán)狀封閉可磁化芯結(jié)構(gòu)、將導(dǎo)電材料沉積到開口中以形成通孔且在通孔之間形成電學(xué)連接。
文檔編號(hào)H01F17/06GK102479685SQ201110367748
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者克勒納 F. 申請(qǐng)人:英飛凌科技奧地利有限公司