[發(fā)明專利]具有預(yù)制的鐵氧體芯的同軸磁感應(yīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010578264.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN112635439A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·拉達(dá)克里希南;K·巴拉斯;C·亨德里克斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H01L23/64
• 分類號(hào): H01L23/64
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文

實(shí)施例包括感應(yīng)器、形成感應(yīng)器的方法以及半導(dǎo)體封裝。感應(yīng)器包括：襯底層中的多個(gè)鍍覆通孔(PTH)過孔；以及在所述襯底層中的具有多個(gè)開口的多個(gè)磁互連。所述多個(gè)磁互連的開口圍繞PTH過孔。所述感應(yīng)器還包括：所述襯底層中的絕緣層；在PTH過孔、磁互連和絕緣層之上的第一導(dǎo)電層；以及在PTH過孔、磁互連和絕緣層下方的第二導(dǎo)電層。所述絕緣層圍繞PTH過孔和磁互連。磁互連可以具有基本上等于PTH過孔的厚度的厚度。磁互連可以被成形為具有磁性材料的中空?qǐng)A柱形磁芯。磁性材料可以包括鐵電、導(dǎo)電或環(huán)氧樹脂材料。中空?qǐng)A柱形磁芯可以是鐵電芯。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例涉及封裝半導(dǎo)體器件。更具體地，實(shí)施例涉及具有嵌入式同軸磁感應(yīng)器的半導(dǎo)體器件，該嵌入式同軸磁感應(yīng)器具有預(yù)制的鐵氧體芯。

背景技術(shù)

在過去的幾十年中，集成電路(IC)的特征縮放一直是不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工業(yè)背后的驅(qū)動(dòng)力。縮放到越來越小的特征使得能夠在半導(dǎo)體器件的有限的不動(dòng)產(chǎn)上增大功能單元的密度。雖然優(yōu)化了半導(dǎo)體器件的性能，但是驅(qū)動(dòng)以縮小諸如具有嵌入式磁感應(yīng)器之類的IC中的特征并非沒有問題。

半導(dǎo)體器件通常利用具有電壓調(diào)節(jié)器(諸如，完全集成的電壓調(diào)節(jié)器(FIVR))的封裝磁感應(yīng)器來調(diào)節(jié)電壓功率。FIVR通常實(shí)現(xiàn)為在較低的輸入電壓下操作，并且在大多數(shù)情況下，還需要在較高的開關(guān)頻率下操作。然而，現(xiàn)有技術(shù)正在尋求可在較高輸入電壓(例如，與FIVR相比)和較低開關(guān)頻率下操作的封裝上(on-package)電壓調(diào)節(jié)器。

現(xiàn)有的封裝解決方案是對(duì)半導(dǎo)體封裝使用分立感應(yīng)器。分立感應(yīng)器通常可以具有不同的厚度，但在設(shè)計(jì)為具有低厚度(或z高度)時(shí)會(huì)受到限制。這樣，這些分立感應(yīng)器可以被嵌入在封裝內(nèi)，特別是對(duì)于較高的服務(wù)器部件，但是嵌入式感應(yīng)器在設(shè)計(jì)靈活性、可達(dá)到的值范圍等方面也有局限性。

另外，一些現(xiàn)有的感應(yīng)器可以在器件封裝的芯層中以同軸磁感應(yīng)器層(MIL)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。同軸MIL結(jié)構(gòu)可以包括襯銅的鍍覆通孔(plated-through hole，PTH)，該通孔在較大直徑的PTH的中心中，該較大直徑的PTH填充有高磁導(dǎo)率的磁性材料，諸如磁性樹脂。磁性樹脂還可以包括用于產(chǎn)生這種磁感應(yīng)器的鐵氧體顆粒填料。然而，由于磁性樹脂表現(xiàn)為具有分布式間隙的結(jié)構(gòu)，因此這些現(xiàn)有的磁感應(yīng)器的有效相對(duì)磁導(dǎo)率通常被限制在大約10左右。這會(huì)阻止現(xiàn)有的封裝解決方案實(shí)現(xiàn)具有高電感(例如，大于10nH的電感)的感應(yīng)器，其是實(shí)現(xiàn)期望的較低的開關(guān)頻率或更高的轉(zhuǎn)換比的目的典型地所需要的。

附圖說明

通過示例而不是限制的方式在附圖的圖中示出了本文描述的實(shí)施例，其中相似的附圖標(biāo)記指示類似的特征。此外，已經(jīng)省略了一些常規(guī)細(xì)節(jié)，以免與本文描述的發(fā)明構(gòu)思相混淆。

圖1A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有襯底層、多個(gè)磁互連、絕緣層、多個(gè)鍍覆通孔(PTH)過孔和多個(gè)導(dǎo)電層的感應(yīng)器的截面圖的示例。

圖1B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的磁互連的透視圖的示例。

圖1C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的磁互連的透視圖的示例。

圖2A-2F是根據(jù)一些實(shí)施例的形成具有襯底層、多個(gè)磁互連、絕緣層、多個(gè)PTH過孔、和多個(gè)導(dǎo)電層的感應(yīng)器的工藝流程的截面圖的示例。

圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝系統(tǒng)的截面圖的示例，該半導(dǎo)體封裝系統(tǒng)包括管芯、襯底、封裝襯底、和具有多個(gè)磁互連的感應(yīng)器。

圖4是說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意性框圖的示例，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用具有襯底層、多個(gè)磁互連、絕緣層、多個(gè)PTH過孔、和多個(gè)導(dǎo)電層的感應(yīng)器。

具體實(shí)施方式