[發明專利]用于集成電壓調節器的磁芯感應器（MCI）結構

有效

• 申請號: 201410089273.8
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104051459B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: A.A.埃爾謝比尼;K.P.奧布里恩;H.布勞尼施;K.巴拉思
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌;湯春龍

描述了包括用于集成電壓調節器的磁芯感應器（MCI）結構的半導體封裝。在示例中，半導體封裝包括封裝襯底和耦合到該封裝襯底第一表面的半導體裸晶。該半導體裸晶在其上具有第一多金屬?絕緣體?金屬（MIM）電容器層。該半導體封裝還包括耦合到該封裝襯底第二表面的磁芯感應器（MCI）裸晶。該MCI裸晶包括一個或多個切槽感應器，且其上具有第二多MIM電容器層。

技術領域

本發明屬于半導體封裝的領域；具體地講，本發明屬于包括用于集成電壓調節器的磁芯感應器（MCI）結構的半導體封裝的領域。

背景技術

如今的消費電子產品市場常常要求需要非常復雜的電路的復雜功能。縮小（scale）到越來越小的基本構建塊（例如晶體管）已經使得每代更新(progressivegeneration)都能夠在單個裸晶（die）上并入更多的復雜電路。半導體封裝被用來保護集成電路（IC）芯片或裸晶(chip or die)，并且也被用來給裸晶提供到外部電路的電接口。隨著對于更小電子設備的需求的不斷增長，半導體封裝被設計成更加緊湊且必須承載更大的電路密度。例如，現在一些半導體封裝使用無芯襯底，這些無芯襯底不包括通常用于常規襯底的厚樹脂芯層。另外，對于具有更高性能的設備的需求導致需要改進的半導體封裝，使得薄封裝外形和低整體翹曲(low overall warpage)與之后的組裝過程相容。

另一方面，雖然縮小(scaling)通常考慮的是尺寸的減小，但是也考慮在給定的空間中增加功能。然而，當嘗試封裝具有額外功能(同樣容納在封裝中)的半導體裸晶時，將可能產生結構上的問題。例如，附加封裝的感應器可增加功能，但減少半導體封裝中的空間可用性畢竟會構成對增加這樣的功能的障礙。

裸晶上的電壓調節可用來局部改變電壓（例如在芯電壓變化范圍內）以用于主動電源管理。同時，裸晶上的電壓調節也可被設計成使相關的半導體裸晶自動保持恒定的電壓電平。在另一個應用中，如果需要主動電源管理，則裸晶上的電壓調節也可被用來實時抑制（throttle）電壓。電壓調節器可以是簡單“前饋(feed forward)”設計或者可包括負反饋(negative feedback)控制回路。它可以使用機電機制，或者電子組件。取決于設計，它可以用來調節一個或多個AC或DC電壓。

諸如感應器的電子組件可以在諸如集成電路裸晶或印刷電路板（PCB）的襯底上實現。這樣的實施方式涉及在一個或多個襯底層上布置材料（例如傳導性材料）的圖案。該布置可通過平版印刷（lithographic）技術來實現。用于RF應用的感應器通常是空心螺旋感應器或者在一些情況下是鐵磁（ferrite magnetic）感應器。這些感應器帶有各種缺點。例如，空心螺旋感應器通常需要在襯底（例如IC裸晶）上的大量空間（區域）。另外，這樣的感應器通常(但不一定)耦合到高電阻率襯底。在其它情況下，帶狀線下面的磁層有效地在相關的VR的工作頻率下屏蔽襯底。

因此，在用于電壓調節的感應器制造的領域中仍然需要有重大的改進。

發明內容

本發明一方面涉及一種半導體封裝，所述半導體封裝包括：封裝襯底；半導體裸晶，所述半導體裸晶耦合到所述封裝襯底的第一表面，且其上具有第一多金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器層；以及磁芯感應器（MCI）裸晶，所述MCI裸晶耦合到所述封裝襯底的第二表面，包括一個或多個切槽感應器，且其上具有第二多MIM電容器層。

本發明還一方面涉及一種磁芯感應器（MCI）裸晶，所述MCI裸晶包括：襯底；一個或多個切槽感應器，置于所述襯底上方；以及多金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容器層，置于所述一個或多個切槽感應器的上方。

本發明再一方面涉及一種制造磁芯感應器（MCI）裸晶的方法，所述方法包括：通過第一濺射工藝在襯底上方形成第一切槽磁材料結構；在所述第一切槽磁材料結構上方形成一個或多個金屬線；以及通過第二濺射工藝在所述一個或多個金屬線上方形成第二切槽磁材料結構。

附圖說明