专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202280076972.1 | 申请日 | 2022-09-23 |
公开(公告)号 | CN118266047A | 公开(公告)日 | 2024-06-28 |
申请人 | 株式会社村田制作所; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 塞巴斯蒂安·库阿西; 大卫·朱利亚诺; | 第一发明人 | 塞巴斯蒂安·库阿西 |
权利人 | 株式会社村田制作所 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 株式会社村田制作所 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份: | 城市 | 当前专利权人所在城市: |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:日本 | 邮编 | 当前专利权人邮编: |
主IPC国际分类 | H01F17/00 | 所有IPC国际分类 | H01F17/00 ; H01L27/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 69 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 陈炜; |
摘要 | 所公开的实施方案可以包括用于制造高 密度 电荷存储装置和功率转换装置的系统、装置和方法。在一个实施方案中,公开了一种装置,所述装置包括电感器。所述电感器包括第一电感器表面和与所述第一电感器表面相对的第二电感器表面。所述电感器还包括第一电感器衬底,所述第一电感器衬底包括腔体。晶种层形成在所述腔体的底表面上,并且 磁性 层形成在所述晶种层上。所述磁性层包括通过绝缘材料层彼此分离的多个堆叠的磁性层。 | ||
权利要求 | 1.一种装置,其包括: |
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说明书全文 | 用于集成电压调节器的系统、装置和方法[0002] 本申请根据35U.S.C.§119要求在2021年9月23日提交的标题为“用于高密度功率转换器的系统、装置和方法(SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS FOR HIGH‑DENSITY POWER CONVERTERS)”美国临时专利申请号63/247,728和在2022年3月3日提交的标题为“用于集成电压调节器的系统、装置和方法(SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS FOR INTEGRATED VOLTAGE REGULATORS)”美国临时专利申请号63/316,059的优先权。前述申请的全部内容出于所有目的通过引用的方式并入本文。 技术领域[0003] 本公开总体上涉及电压转换器和/或调节器装置。更具体地,本公开涉及制造集成电压转换器和/或调节器的系统和方法。 背景技术[0004] 随着集成电路技术和计算能力的进步,对集成功率转换、调节及其管理的需求也相应增长。大多数便携式电子装置和消费电子器件的电源管理电路依靠功率转换器(以及更通常是DC‑DC功率转换器)来完成能量转移和到期望电压电平的电压转换。例如,射频发射器功率放大器可能需要相对较高的电压(例如,12V或更高),而逻辑电路可能需要低电压电平(例如,1V至2V)。一些其他电路可能需要中间电压电平(例如,5V至10V)。发明内容 [0005] 本公开的实施方案提供了用于制造高密度电荷存储装置和功率转换装置的系统和方法。本公开的一个方面涉及一种功率转换装置。所述装置可以包括:衬底,所述衬底包括腔体;晶种层,所述晶种层形成在所述腔体的底表面上;磁性层,所述磁性层形成在所述晶种层上,其中所述磁性层包括通过介电层彼此分开的多个堆叠的磁性层。 [0006] 本公开的另一个方面涉及一种形成装置的方法。所述方法可以包括:在衬底中形成腔体;将晶种层沉积在所述腔体的底表面上;以及将磁性层沉积在所述晶种层上,其中所述磁性层包括通过介电层彼此分离的多个堆叠的磁性层。 [0007] 本公开的另一个方面涉及一种功率转换装置。所述装置可以包括:衬底,所述衬底包括腔体;第一晶种层,所述第一晶种层形成在所述腔体的底表面上;磁性层,所述磁性层形成在所述第一晶种层上;以及第二晶种层,所述第二晶种层形成在所述磁性层上并且电连接到所述第一晶种层,使得所述第一晶种层和所述第二晶种层形成围绕所述磁性层的绕组。 [0008] 本公开的另一个方面涉及一种装置。所述装置可以包括:电荷存储装置,所述电荷存储装置包括:第一衬底,所述第一衬底包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;第一多个导电结构,所述第一多个导电结构从所述第一表面竖直地延伸到所述第二表面; 第二多个导电结构,所述第二多个导电结构从所述第二表面竖直地延伸到所述第一表面; 第一介电材料,所述第一介电材料物理地分离所述第一多个导电结构和所述第二多个导电结构,其中所述第一多个导电结构和所述第二多个导电结构相互交错;以及磁性装置。所述磁性装置可以包括:第二衬底,所述第二衬底包括腔体;晶种层,所述晶种层形成在所述腔体的底表面上;以及磁性层,所述磁性层形成在所述晶种层上,其中所述磁性层包括由第二介电材料彼此分离的多个堆叠磁性层,其中所述电荷存储装置和所述磁性装置彼此接合。 [0009] 所公开的实施方案的附加特征和优点将在以下描述中部分阐述,并且部分将由描述而变得明显,或可以通过实施方案的实践来学习。所公开的实施方案的特征和优点可以通过权利要求中阐述的要素和组合来实现和获得。附图说明 [0010] 在以下具体实施方式和附图中示出了本公开的实施方案和各个方面。应注意,根据标准行业惯例,各种特征不一定按比例绘制。实际上,为了使讨论清楚起见可以任意增大或减小各种特征的尺寸。 [0011] 图1A、图1B和图1C分别是根据本公开的一些实施方案的由衬底支撑的示例性电感器的横截面视图、底部平面图和底部透视图的示意图。 [0012] 图2A和图2B分别是根据本公开的一些实施方案的示例性环形电感器的顶部平面图和透视图的示意图。 [0013] 图3A和图3B是根据本公开的实施方案的以串联连接的电容器和电感器为特征的示例性LC(电感器‑电容器)网络的横截面视图和电路表示的示意图。 [0014] 图3C是根据本公开的实施方案的以串联连接的电容器和电感器为特征的示例性功率转换器的横截面视图的示意图。 [0015] 图4是根据本公开的实施方案的以串联连接的电容器和电感器为特征的示例性LC网络的横截面视图的示意图。 [0016] 图5是根据本公开的实施方案的以两个电容器和一个电感器为特征的示例性LC网络的横截面视图的示意图。 [0017] 图6是根据本公开的实施方案的以两个电感器和一个电容器为特征的示例性LC网络的横截面视图的示意图。 [0018] 图7是根据本公开的实施方案的以串联连接的两个电感器和一个电容器为特征的示例性LC网络的横截面视图的示意图。 [0019] 图8A是根据本公开的实施方案的包括有源装置层和电容器层的示例性功率转换器的横截面视图的示意图。 [0020] 图8B是根据本公开的实施方案的包括电容器阵列的图8A的示例性电容器层的顶部平面图的示意图。 [0021] 图8C是根据本公开的实施方案的在图8A和8B中举例说明的多电平减压转换器的电路表示的示意图。 [0022] 图9A和图9B示出了根据本公开的实施方案的图8A至图8C的示例性功率转换器在制造步骤中的横截面视图。 [0023] 图10A和图10C示出了根据本公开的一些实施方案的以有源装置、电容器和电感器为特征的示例性功率转换器的横截面视图的示意图。 [0024] 图10B示出了根据本公开的一些实施方案的图10A的电感器层的底部平面图的示意图。 [0025] 图11A和图11B示出了根据本公开的一些实施方案的以示例性功率转换器为特征的重构晶片的横截面视图。 具体实施方式[0026] 以下公开内容提供了用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的示例性实施方案或示例。下文描述了部件和布置的特定简化示例以简化本公开。当然,这些仅仅是示例,并且不旨在限制。另外,本公开可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单且清楚起见并且本身不规定所讨论的各个实施方案和/或配置之间的关系。 [0027] 在现有技术中和在使用每个术语的特定上下文中,在本说明书中使用的术语通常具有其普通含义。本说明书中的示例(包括本文讨论的任何术语的示例)的使用仅仅是说明性的,并且决不意图限制本公开或任何举例说明的术语的范围和含义。同样,本公开不限于本说明书中给出的各种实施方案。 [0028] 尽管可以在本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语用于区分一个元件与另一个元件。例如,在不脱离实施方案的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任何和所有组合。 [0029] 此外,为了便于描述,其他空间相对术语(例如“在…下面”、“在…下方”、“下面”、“上方”、“上面”等)可以在本文用于描述如图所示的一个元件或特征与另一个(另外的)元件或特征的关系。空间相对术语意图包含在使用或操作中的装置的除图中所描绘的取向之外的不同取向。所述设备可以其他方式取向(旋转90度或其他取向)并且因此可以同样地解释本文中所使用的空间相对描述符。 [0030] 在本公开中,术语“耦合”也可以被称为“电耦合”,并且术语“连接”也可以被称为“电连接”。“耦合”和“连接”还可以用于指示两个或更多个元件彼此协作或相互作用或维持彼此之间的电连续性。 [0032] 将针对具体上下文中的实施方案(即,高密度和高效电压调节装置)来描述本公开的各种非限制性实施方案。如在本公开中使用的术语“电压调节器”是指电源单元(PSU)的部件,所述部件被配置为将输入电压转换为稳定的输出电压。虽然大多数电压调节器可以用于DC‑DC功率转换,但是一些电压调节器也可以用于AC‑DC或AC‑AC功率转换。线性电压调节器可以被配置为从较高电压信号输出较低的稳定电压信号。在一些情况下,线性电压调节器可以利用输入和输出电容器、或有源导通装置(诸如双极结型晶体管(BJT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))来调节电压。然而,开关电压调节器可以借助附加的外部部件(诸如电感器、电容器、FET或反馈电阻器)被配置为降压转换器(减压转换器)、升压转换器(增压转换器)或减压‑增压转换器。 [0033] 电压调节器可以用作功率转换器。本公开中的概念可以适用于电压调节器或功率转换器。将较高输入电压电源转换为较低输出电压电平的功率转换器可以被称为降压或减压转换器,因为所述转换器将输入电压“减压”。将较低输入电压电源转换为较高输出电压电平的功率转换器可以被称为升压或增压转换器,因为所述转换器将输入电压“增压”。此外,一些功率转换器(通常被称为“减压‑增压转换器”)可以被配置为将输入电压电源转换为范围宽的输出电压,其中输出电压可以高于或低于输入电压。在本公开的各种实施方案中,功率转换器可以是双向的,取决于电源如何连接到转换器,所述功率转换器是升压转换器或降压转换器。在一些实施方案中,可以例如通过首先将AC输入电压整流为DC电压、然后将DC电压施加到DC‑DC功率转换器由DC‑DC功率转换器来构建AC‑DC功率转换器。 [0034] 电压调节器(诸如开关电压调节器)可能部分依靠电容器和电感器来满足功率转换要求。然而,发明人在此已经认识到,现有的电容器和电感器可能存在诸如体积大、效率损失和在几何尺寸缩小的情况下功率密度降低的缺点。现有的电容器和电感器在制造此类功率转换装置期间也可能面临集成挑战。例如,随着电感器的整体尺寸缩小,可能需要具有饱和磁通密度更高、铁芯损耗更低且相对磁导率更高的电感器,以允许更高的电流密度通过电感器。尽管具有这些特性中的一者或多者的磁性合金可以电镀在硅(Si)衬底上,但是这样做可能是非期望的,因为电镀工艺可能引入拉伸或压缩应力,导致衬底弯曲以及其他限制问题,诸如便携式电子装置的设计约束所特有的问题。在一些结构中,电压调节器和/或功率转换器的阵列可能必须足够小到能够单独放置成紧靠微处理器,例如,通过使用更小的磁性元件和紧凑的集成电容器来减少寄生效应和整体形状因子。某些公开的实施方案可以解决这些和其他挑战。 [0035] 使用电容器转移能量的电压调节器和功率转换器在以传统方式封装时可能具有某些缺点。例如,当以传统方式封装时,由于开关与电容器之间的距离,可能存在高寄生电阻和高寄生电感。另外,以传统方式封装的电压调节器和功率转换器的功率密度可能受到硅的表面积和在硅上实施的装置的大小的限制。 [0036] 本公开的各种实施方案通过以三维方式封装电压调节器和功率转换器来解决这些问题。与以传统方式封装的装置相比,以三维方式封装的装置可以降低寄生电阻和寄生电感,因为以三维方式封装的装置可以堆叠在彼此的顶部上。将装置堆叠在彼此的顶部上并经由硅通孔将它们连接可减小部件之间的距离,并且由此减小寄生电阻和电感。另外,与以传统方式封装的装置相比,以三维方式封装的装置特别是在诸如平板电脑、手机或手持计算机和IoT(物联网)装置的便携式电子装置中实施时可能具有更高的功率密度。在三维2 封装装置中,面积功率密度(即,W/mm)增加的方式可以与传统封装装置中的面积功率密度增加的方式相同(例如,通过减小硅和/或无源装置的面积)。然而,以三维方式封装的装置也可以堆叠以增加面积功率密度。因此,与传统封装装置相比,以三维方式封装的装置在给定面积上可能具有更多数量的部件。 [0037] 与以传统方式封装的电压调节器和功率转换器相比,以三维方式封装的电压调节器和功率转换器还可以具有改进的模块化性。例如,可以将部件集成在三维结构中以增加装置的总功率(例如,通过将电荷泵堆叠)。另外,以三维方式封装电压调节器和功率转换器可以允许无源部件和功率开关与混合装置(例如,绝热电荷泵和多电平电荷泵)在同一晶片上实施。 [0038] 在利用三维封装的一些实施方案中,附加的有源装置层可以堆叠在彼此的顶部上。有源装置层可以堆叠以形成可调谐滤波器。可调谐滤波器可以具有用于改变电容器和电感器两者的值的一个或多个有源开关装置。 [0039] 有源装置也可以堆叠以形成完全集成的电压调节器。完全集成的电压调节器可以是位置相对靠近微处理器并且用于向微处理器的不同部分提供不同的功率电平的电压调节器或功率转换器的阵列。通常,完全集成的电压调节器可以在两个单独的晶粒上实施,以减小寄生电阻和电感并减小完全集成的电压调节器的总面积。当使用三维封装实施时,完全集成的电压调节器可以使用多电平转换器,所述多电平转换器允许具有比以传统方式封装的完全集成的电压调节器更宽的电压范围。可以通过降低装置的寄生电阻和寄生电感并增大集成电容器的大小来实现更高的效率。这可以使用三维封装来实现。 [0040] 在本公开的各种实施方案中,可以公开制造高密度电压调节器或功率转换器的系统和方法。所公开的基于晶片/基于面板的集成方法可提供大功率密度和高磁通密度以及低涡流损耗。高密度集成电压调节器/功率转换器在包括但不限于诸如平板电脑、手机或手持计算机和IoT(物联网)装置的便携式电子装置的应用中可能是期望的。 [0041] 现在参考图1A至图1C,其示出了根据本公开的一些实施方案的诸如电感器的示例性磁性部件的示意图。图1A示出了形成在衬底110内的示例性电感器120的横截面视图100。在一些实施方案中,衬底110可以包括由电绝缘材料制成的晶片,诸如但不限于陶瓷(氧化铝、氮化铝、蓝宝石、石英等)、聚合物、复合材料或玻璃。例如通过形成沟槽并(例如,通过电镀或刮擦磁性膏)沉积磁性材料来形成电感器120的阵列,衬底110可以用作模板。除了用作模板之外,衬底110还可以为形成在其中的一个或多个电感器120提供结构支撑,以及其他功能。在本公开的上下文中,结构支撑可以归因于衬底的机械刚度及其在制造期间承受拉伸或压缩应力的能力。在优选实施方案中,衬底110可以是玻璃衬底或玻璃晶片。 [0042] 如图1A中的横截面视图100中所示,形成在玻璃衬底110内的示例性电感器120可以包括叠层铁芯122和线圈128。在一些实施方案中,可以通过材料移除工艺在衬底110中形成沟槽或腔体,所述材料移除工艺诸如但不限于湿式蚀刻、等离子蚀刻、激光蚀刻、机械加工或包括光刻的CMOS兼容蚀刻工艺或它们的组合。在一些实施方案中,线圈128可以包括由导电材料制成的螺旋缠绕线圈,所述导电材料诸如但不限于铜、铝、银、钛、合金或其他合适的导电材料。在优选实施方案中,线圈128可以由铜制成。线圈128可以形成在衬底110中的腔体的底表面上。尽管图1A中未示出,但是应理解,衬底110可以包括一个以上的电感器120。 [0043] 在一些实施方案中,叠层铁芯122可以包括由绝缘材料层126分离的磁性材料层124的交替堆叠。叠层铁芯122可以形成在线圈128上,使得叠层铁芯122的至少一部分与线圈128物理接触。图1A示出了由绝缘材料层126分离的磁性材料层124的示例性布置的分解视图。磁性材料层124可以包括NiFe(镍铁)合金、NiCo(镍钴)合金或合适的软磁合金材料。 在一些实施方案中,磁性材料层124可以通过例如电镀、涂覆、喷涂、刮涂、刮擦或形成软磁层的其他合适技术来形成,使得可以保留期望的磁性属性。绝缘材料层126可以包括介电质、聚合物、陶瓷或能够在两个相邻磁性材料层124之间提供电绝缘的任何材料。在一些实施方案中,绝缘材料层126可以通过例如涂覆、喷涂、刮涂或其他合适的沉积技术形成。可以基于电感器120的期望属性来调整磁性材料层124和绝缘材料层126的各个层厚度。 [0044] 在一些实施方案中,电感器120可以形成在衬底110内,使得电感器120的至少一部分可以由衬底110支撑。在优选实施方案中,电感器120可以形成在衬底110中的腔体中,使得整个电感器120在结构上由衬底110支撑。 [0045] 图1B示出了根据本公开的实施方案的包括电感器120的二维矩阵的电感器阵列121的底部平面图,并且图1C示出了根据本公开的实施方案的电感器120的底部透视图。在一些实施方案中,电感器阵列121的电感器120可以在水平方向上均匀或非均匀地间隔开,或者电感器120可以在竖直方向上均匀或非均匀地间隔开,或者处于包括其任意组合的布置。在一些实施方案中,电感器阵列121可以包括电感器120的矩形矩阵或正方形矩阵。 [0046] 现在参考图2A和图2B,它们示出了根据本公开的一些实施方案的示例性环形电感器的示意图。图2A示出了形成在衬底210内的示例性环形电感器220的顶部平面图200。在一些实施方案中,衬底210可以包括由电绝缘材料制成的晶片,诸如但不限于陶瓷(氧化铝、氮化铝、蓝宝石、石英等)、聚合物、复合材料或玻璃。例如通过形成沟槽和沉积磁性材料来形成电感器220的阵列,衬底210可以用作模板。图2B示出了图2A中所示的环形电感器220的透视图。 [0047] 在一些实施方案中,环形电感器220可以包括端子240,所述端子被配置为提供电感器220与功率转换器装置的其他部件(诸如例如电容器(未示出)或晶体管(未示出))之间的电连接。端子240可以包括接触垫、电极或电气端子,以维持功率转换器装置的各层内的电连续性。尽管在图2B中示出为矩形绕组,但是应理解,诸如圆形螺旋或椭圆形螺旋的其他形状因子和几何形状也是可能的。 [0048] 现在参考图3A,其示出了根据本公开的一些实施方案的以串联连接的电容器和电感器为特征的示例性LC网络300的横截面视图。LC网络300可以包括电感器320、电容器350以及端子341和342。图3B示出了LC(电感器‑电容器)网络阵列(例如,LC滤波器阵列)的代表性电路图,示出了分别与电容器C1和C2串联连接的电感器L1和L2。虽然图3A中所示的横截面仅描绘了经由连接324连接到单个电感器的单个电容器(形成单个L‑C滤波器),但是该横截面的部件可以通过衬底重复,从而形成呈行或网格或阵列的多个L‑C网络或滤波器,如图3B所示。应理解,尽管LC网络300包括交错式电容器的阵列,但是在本公开的上下文中,它可以统称为“电容器”。 [0049] 在图3A中所示的示例性实施方案中,电感器320可以是环形电感器,包括缠绕在叠层铁芯322周围的线圈328。然而,应理解,电感的其他配置也是可能的。电感器320可以与图2A和图2B的电感器220基本上类似并且可以执行基本上类似的功能。尽管图3A中未示出,但是线圈328的上绕组和下绕组可以通过形成在叠层铁芯322中的一个或多个通孔电连接。端子342可以提供电感器320与外部电路(诸如电源单元、控制器等)之间的电连续性。 [0050] LC网络300还可以包括电容器350。在一些实施方案中,电容器350可以被制造在衬底310中,并且可以包括由介电层318物理分离的交错式导电结构315和330。在一些实施方案中,衬底310可以是玻璃、光敏玻璃、石英、硅、SOI、SOG、SOQ、陶瓷、GaAs、GaN或适合半导体加工技术的其他材料,并且可以为电容器结构提供支撑。衬底310可以具有范围为从50μm至100μm、从50μm至200μm、从50μm至300μm、从50μm至400μm、从50μm至500μm、从50μm至1mm的厚度、或者基于应用、制造在其中的结构、加工限制或其组合的厚度。在图3A中所示的实施方案中,衬底310可以是厚度为400μm±20μm的感光玻璃。 [0051] 在图3A中所示的实施方案中,通过图案化掩模将衬底310曝光于范围为从280nm至320nm的波长的紫外线辐射、随后进行烘烤和蚀刻,可以在衬底310中形成三维结构。可以调整曝光辐射的特性以改变所形成的三维结构的尺寸。例如,可以在衬底310中形成沟槽,并且可以通过调整曝光辐射的能量、辐射强度、曝光持续时间、辐射波长和其他特性中的一者或多者来调整沟槽的长宽比。可以在结构上和原子上修改衬底310的曝光区域,使得可以使用物理或化学蚀刻工艺来蚀刻衬底310的曝光区域。本领域普通技术人员将理解,蚀刻工艺的各向同性可以取决于蚀刻剂和/或所蚀刻的材料。例如,物理或干式蚀刻工艺通常可能导致各向异性蚀刻,而化学或湿式蚀刻通常产生各向同性蚀刻。 [0052] 在一些实施方案中,形成在衬底310中的沟槽可以被金属化以形成导电结构315。例如,可以通过诸如金属或高掺杂半导体的导电材料的电解电镀、化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积、热蒸发或电子束蒸发来将沟槽金属化。在一些实施方案中,导电结构315可以由但不限于铜、锌、铝或镍、合金组合物或其他高导电率材料制成。导电结构315(也被称为阴极导电结构315)可以垂直地延伸穿过衬底310,使得导电结构315跨越衬底310的厚度。 在一些实施方案中,阴极导电结构315可以不延伸穿过衬底310,使得阴极导电结构315的高度可以小于衬底310的厚度。在一些实施方案中,阴极导电结构315可以在大小上类似并且均匀地间隔开使得节距是均匀的。在其他实施方案中,一个或多个阴极导电结构315可以在大小上不同并且可以非均匀地间隔开使得节距不均匀。 [0053] 在一些实施方案中,导电结构315可以被涂覆有介电层318。例如,介电层318可以包括电绝缘材料,诸如但不限于二氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氮氧化铪或其他介电材料。应理解,具有高介电常数(高κ)的介电材料可能是实现更高电容和电容密度所期望的。介电层318可以在导电结构315的表面上形成保形涂层。在本公开的上下文中,“保形”涂层是指与正被涂覆的结构的轮廓相符的涂层,使得涂层的厚度在所有区域基本上类似。介电层318的厚度可以在2nm至10nm、2nm至20nm、2nm至40nm、2nm至50nm、2nm至100nm的范围内、或者具有基于应用、沉积技术、介电材料、介电材料的介电常数或其组合的任何合适的厚度。在图3A中所示的实施方案中,介电层318可以包括使用原子层沉积(ALD)工艺沉积在导电结构315上的氧化铪。本领域普通技术人员将理解,ALD可以例如用于沉积介电材料的薄保形涂层。 [0054] 电容器350还可以包括形成在介电层318上的导电结构330。导电结构330(在本文中也被称为阳极导电结构330)可以包括导电材料,诸如金属,并且可以使用沉积技术形成,所述沉积技术包括但不限于物理气相沉积、化学气相沉积、热蒸发、电子束蒸发、刮刀涂覆、浸涂、喷涂、模板印刷或其他合适的金属沉积或涂覆工艺。在一些实施方案中,阳极导电结构330可以形成在衬底310与介电层318之间,使得阳极导电结构330和阴极导电结构315形成由介电层318分离的交错式电容器结构,如图3A所示。 [0055] 在一些实施方案中,电容器350还可以包括形成在衬底310的表面的一部分上的阴极连接件,使得导电结构315可以彼此电连接。阴极连接件可以用作电极触头以在电容器的充电或放电过程中将电压信号施加到导电结构315。在一些实施方案中,端子341可以用作阴极连接件。电容器350还可以包括形成在衬底310的表面的不同部分上的阳极连接件(未示出),使得导电结构330可以彼此电连接。在一些实施方案中,阳极连接件可以与阴极连接件形成在同一表面上或不同表面上。 [0056] 在一些实施方案中,阳极导电结构或阴极导电结构或两者的表面可以被纹理化。发明人已经认识到,满足诸如智能手机、平板电脑和其他手持装置的移动通信装置的功率转换要求的若干挑战中的一者包括由于大小限制和装置集成问题而导致的低电容。尽管可以通过增大电容器的大小、使用更高介电常数的材料和/或减小板之间的距离来增加功率转换器的总电容,但是发明人已经认识到,这些解决方案可能导致减小击穿电压、存在装置集成问题和/或对功率转换效率产生负面影响。因此,可能需要增加电容器的表面积以增加电容密度,这允许增加功率密度和集成密度。为了产生附加的表面积,在一些实施方案中,导电结构315的表面或表面的至少一部分可以被纹理化。虽然底层交错式宏观结构可以保持相同,但是纹理化可以增加整体表面积,这可以允许有更高的电容密度。对表面进行纹理化的操作可以包括但不限于机械粗糙化、研磨、砂铸、激光纹理化、干式蚀刻、湿式蚀刻或对表面进行图案化。 [0057] 在一些实施方案中,LC网络300的制造除其他步骤外还可以包括接合单独制造的电感器320和电容器350以形成接合结构。如前所述,电容器350可以例如制造在玻璃衬底(例如,衬底310)中。电容器350和电感器320可以使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合、氧化物‑氧化物接合(例如,范德华(Van der Waals))、金属对金属接合(例如,Cu‑Cu扩散接合)或其他合适的接合技术来在具有或没有界面层的情况下彼此接合。图3A示出了LC网络300的接合结构示意图。 [0058] 现在参考图3C,其示出了根据本公开的一些实施方案的替代示例性LC网络302的横截面视图。LC网络302可以在没有层转移或接合工艺的情况下形成。LC网络302的制造可以包括:在电容器350的玻璃表面上形成电感器360,所述电感器基本上类似于图1A的电感器120。形成电感器可以包括在玻璃表面上形成平面线圈362以及在平面线圈362上形成与图1A的叠层铁芯122基本上类似的叠层铁芯322。介电层336可以沉积在叠层铁芯322的至少一部分上,并且通孔可以蚀刻穿过介电层以允许形成一个或多个电接触垫368。在一些实施方案中,尽管未示出,但是穿孔可以形成穿过叠层铁芯322以提供平面线圈362与接触垫368之间的电连续性。介电层336可以包括聚合物层、陶瓷层或其他电绝缘材料。 [0059] 现在参考图4,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性LC网络400的横截面视图。LC网络400可以包括电感器层420、电容器层450、被配置为实现电感器层420与电容器层450的串联电连接的穿孔440、以及电接触垫441和442。 [0060] LC网络400可以通过将电感器层420的底表面接合到电容器层450的顶表面来制造。在一些实施方案中,接合可以包括混合接合,使得在电感器层420和电容器层450的接合表面之间形成金属到金属接合和氧化物到氧化物接合。在一些实施方案中,可以在电容器层450中蚀刻穿孔440,并且可以形成电接触垫442以提供与电感器层420的电连接。在替代实施方案中,可以在电感器层420中形成穿孔440,并且可以在所述通孔上形成电接触垫442。LC网络400还可以包括形成在电容器层450的底表面上、或在电感器层420的顶表面上、或两者上的钝化层430。钝化层430可以包括介电层,通过所述介电层可以蚀刻通孔,并用导电材料填充所述通孔以提供外部电路与电容器层450和电感器层420中的一个或两个之间的电连接。图4的插图示出了LC网络400的对应电路表示。 [0061] 现在参考图5,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性LC网络500的横截面视图。LC网络500可以包括一个电感器层520、两个电容器层550‑1和550‑2、钝化层530‑1和530‑2、穿孔540、522和524、以及电接触垫541、542和543。图5的插图示出了LC网络500的对应电路表示。应理解,尽管未示出,但是LC网络500可以根据需要包括一个或多个电感器层、两个或更多个电容器层、至少一个穿孔、以及三个或更多个电接触垫。此外,应理解,LC网络 500可以包括电感器阵列和电容器阵列。图5中所示的电感器层和电容器层的相对布置是非限制性示例,并且其他布置也是可能的。 [0062] 在一些实施方案中,电容器层550‑1和/或电容器层550‑2可以通过上文参考图3A描述的工艺而形成。LC网络500的制造可以包括以下步骤:(a)将电容器层550‑2的表面(例如,顶表面)接合到电感器层520的表面(例如,底表面)以形成第一接合结构;和/或(b)将电容器层550‑1的表面(例如,底表面)接合到第一接合结构的表面(例如,顶表面)以形成第二接合结构。在一些实施方案中,功率转换器500的制造还可以包括:(c)将钝化层530‑1或530‑2沉积在第二接合结构的一个或两个表面(例如,顶表面和底表面)上;和/或(d)在钝化层530‑1、或530‑2、或两者中蚀刻一个或多个通孔;和/或(e)沉积导电材料以填充通孔并形成电接触垫541、542和543。 [0063] 在一些实施方案中,电容器层、电感器层、或电容器‑电感器层的表面之间的接合可以使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合或其他合适的接合技术在具有或没有界面层的情况下形成。在一些实施方案中,电容器层550‑1和550‑2、以及电感器层520可以包括一个或多个穿孔。如图5所示,在示例性实施方案中,电容器层550‑2可以包括两个穿孔和一个接触通孔,以使得能够在LC网络500的一侧(例如,底表面上)形成电触头。在将电容器层550‑2的顶表面与电感器层520的底表面接合后,电感器层 520中的穿孔522的至少一部分可以与电容器层550‑2中的穿孔540对齐。在一些实施方案中,穿孔524、522和540中的每一者的至少一部分可以对齐,从而允许接触垫543与接触垫 544之间进行电连接,使得可以施加或调整对电容器层550‑1的一个或多个电容器的电压。 [0064] 在一些实施方案中,可以在钝化层530‑1的顶表面上形成一个或多个电接触垫(例如,电接触垫543),并且可以在钝化层530‑2的底表面上形成一个或多个电接触垫(例如,电接触垫541和542),使得电接触垫543和541/542位于相对侧上。除其他优势之外,这种配置还可以通过消除在例如电感器层520和电容器层550‑2中形成穿孔的一个或多个工艺步骤来降低制造工艺的复杂性。 [0065] 现在参考图6,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性LC网络600的横截面视图。LC网络600可以包括两个电感器层620‑1和620‑2、一个电容器层650、一个钝化层630、穿孔640和652、以及电接触垫641和642。图6的插图示出了具有串联连接的两个电感器和一个电容器的LC网络的对应电路表示。作为一个示例,图6的LC网络600可以用于谐振开关电容转换器。应理解,尽管未示出,但是LC网络600可以根据需要包括两个或更多个电感器层、一个或多个电容器层、至少一个穿孔、以及两个或更多个电接触垫。此外,应理解,LC网络600可以包括电感器阵列和电容器阵列。图6中所示的电感器层和电容器层的相对布置是非限制性示例,并且其他布置也是可能的。 [0066] 在一些实施方案中,LC网络600的制造可以包括以下步骤:(a)将电感器层620‑2的表面(例如,顶表面)接合到电容器层650的表面(例如,底表面)以形成第一接合结构;和/或(b)将电感器层620‑1的表面(例如,底表面)接合到第一接合结构的表面(例如,顶表面)以形成第二接合结构。在一些实施方案中,功率转换器600的制造还可以包括:(c)将钝化层630沉积在电感器层620‑2的表面(例如,底表面)上;(d)在钝化层630中蚀刻一个或多个接触通孔;和/或(e)沉积导电材料以填充接触通孔并形成电接触垫641和642。尽管未示出,但是在一些实施方案中,电接触垫642可以形成在电感器层620‑1的顶表面上,并且电接触垫 641可以形成在钝化层630的底表面上,使得电接触垫641和642位于功率转换器600的相对侧上。除其他优势之外,这种配置还可以通过消除在电容器层650中形成穿孔652的一个或多个工艺步骤来降低制造工艺的复杂性。 [0067] 在一些实施方案中,电容器层、电感器层或电容器‑电感器层的表面之间的接合可以使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合或其他合适的接合技术在具有或没有界面层的情况下形成。在一些实施方案中,电感器层620‑1和620‑2、以及电容器层650可以包括一个或多个穿孔。如图6所示,在示例性实施方案中,电感器层620‑2可以包括穿孔640和接触通孔,以使得能够在LC网络600的同一侧(例如,钝化层630的底表面)上形成电触头。在将电感器层620‑2的顶表面与电容器层650的底表面接合后,电容器层 650中的穿孔652的至少一部分可以与电感器层620‑2中的穿孔640对齐。 [0068] 现在参考图7,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性LC网络700的横截面视图。LC网络700可以包括两个电感器层720‑1和720‑2、一个电容器层750、一个钝化层730、穿孔740和752、以及电接触垫741、742和743。图7的插图示出了具有并联连接的两个电感器和一个电容器的LC网络700的对应电路表示。应理解,尽管未示出,但是LC网络700可以根据需要包括两个或更多个电感器层、一个或多个电容器层、至少一个穿孔、以及两个或更多个电接触垫等等。此外,应理解,LC网络700可以包括电感器阵列和电容器阵列。图7中所示的电感器层和电容器层的相对布置是非限制性示例,并且其他布置也是可能的。 [0069] 在一些实施方案中,LC网络700的制造可以包括以下步骤:(a)将电感器层720‑2的表面(例如,顶表面)接合到电容器层750的表面(例如,底表面)以形成第一接合结构;和/或(b)将电感器层720‑1的表面(例如,底表面)接合到第一接合结构的表面(例如,顶表面)以形成第二接合结构。在一些实施方案中,功率转换器700的制造还可以包括:(c)将钝化层730沉积在电感器层720‑2的表面(例如,底表面)上;(d)在钝化层730中蚀刻一个或多个接触通孔;和/或(e)沉积导电材料以填充接触通孔和穿孔并形成电接触垫741、742、和743。尽管未示出,但是在一些实施方案中,电接触垫743可以形成在电感器层720‑1的顶表面上,并且电接触垫741和742可以形成在钝化层730的底表面上,使得电接触垫741和742位于与包括电接触垫743的表面相对的表面上。除其他优势之外,这种配置还可以通过消除在电容器层750中形成穿孔752的一个或多个工艺步骤来降低制造工艺的复杂性。 [0070] 在一些实施方案中,电容器层、电感器层或电容器‑电感器层的表面之间的接合可以使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合或其他合适的接合技术在具有或没有界面层的情况下形成。在一些实施方案中,电感器层720‑1和720‑2、以及电容器层750可以包括一个或多个穿孔等等。如图7所示,在示例性实施方案中,电感器层720‑2可以包括穿孔740和接触通孔,以使得能够在功率转换器700的同一侧(例如,钝化层 730的底表面)上形成电触头。在将电感器层720‑2的顶表面与电容器层750的底表面接合后,电容器层750中的穿孔752的至少一部分可以与电感器层720‑2中的穿孔740对齐。 [0071] 在前述说明书中,已经参考可能因实施方式而异的众多具体细节描述了实施方案。可以对所描述的实施方案进行某些改写和修改。考虑到本说明书和本文公开的公开内容的实践,其他实施方案对于本领域技术人员可能是显而易见的。还期望图中所示的步骤序列仅用于说明性目的,并且不意图限制于任何特定的步骤序列。因而,本领域技术人员可以理解,可以在实施相同方法时以不同的顺序执行这些步骤。 [0072] 现在参考图8A,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性功率转换器800的横截面视图。功率转换器800可以包括一个装置层810(也称为前段制程(FEOL)层)、一个互连层812(也称为后段制程(BEOL)层)、一个电容器层814、以及一个或多个电接触垫841。尽管是任选的,但是在图8A所示的示例性实施方案中,功率转换器800还可以包括处理机晶片816。尽管未示出,但是应理解,功率转换器800可以视情况包括更多或更少的层。 [0073] 在一些实施方案中,尽管图8A中未示出,但是功率转换器800可以包括有源装置层,所述有源装置层包括SOI(绝缘体上硅)衬底、掩埋氧化物(BOX)层、以及装置层810。在一些实施方案中,装置层810可以包括一个或多个有源装置,诸如但不限于场效应晶体管、双极结型晶体管、二极管或能够执行切换电容器的电气配置等功能的电路中的电气装置的组合。诸如装置层810的开关元件的有源装置可以使用CMOS兼容的半导体加工技术、MEMS技术、相变材料(PCM)或其组合来形成。在一些实施方案中,装置层810可以包括有源装置阵列,诸如二维阵列。在一些实施方案中,装置层810的厚度可以为约50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、20μm或更小、10μm或更小、5μm或更小、或其他合适的厚度。 [0074] 功率转换器800可以包括互连层812或BEOL层。互连层812可以包括电触头和/或连接件,以例如通过金属线将两层之间的装置电连接、将层内的装置电连接、将装置电连接到外部电路、或者在一些情况下甚至电连接同一装置内的装置。在一些实施方案中,互连层812可以形成在装置层810上,使得可以缩小装置层810内的装置之间或装置的多层之间的连接件的数量和/或连接路径的长度,以例如减少布线损耗或寄生电阻。互连层812中的电触头可以由例如钨(W)、或任何其他合适的导电材料形成。连接线或路径可以视情况由例如铜、铝、银、钛或它们的组合而形成。 [0075] 功率转换器800还可以包括电容器层814。在一些实施方案中,电容器层814可以包括形成在衬底(诸如但不限于硅)上的电容器阵列(未示出)。图8B示出了以矩形矩阵布置的功率转换器阵列800的顶部平面图。在一些实施方案中,功率转换器800可以被实施为多电平减压转换器(稍后参考图8C进行讨论)。在一些实施方案中,电容器层814可以直接形成在互连层812上,使得装置层810的电容器和有源装置电连接。在一些替代实施方案中,电容器层814可以直接形成或制造在装置层810上,而没有中间互连层812。 [0076] 在一些实施方案中,电容器层814的电容器可以包括堆叠电容器、沟槽电容器、平面电容器、或横向电容器、或它们的组合。电容器层814中的电容器阵列的一个或多个电容器可以使用标准CMOS兼容制造技术而形成,并且可以与装置层810集成,使得一个或多个电容器的操作可以由装置层810的一个或多个有源装置来控制。在一些实施方案中,电容器层814的厚度可以为约500μm或更小、400μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、20μm或更小、10μm或更小、5μm或更小、或其他合适的厚度。在一些实施方案中,可以堆叠一个以上的电容器层814以形成多电平电容器层。在这种配置中,多电平电容器层的厚度可以为100μm或更大、150μm或更大、200μm或更大、300μm或更大、400μm或更大、或任何其他合适的厚度。 [0077] 在一些实施方案中,功率转换器800可以任选地包括处理机晶片816,如图8A所示。在一些实施方案中,处理机晶片816可以通过制造工艺实现装置或装置晶片的便携性和更易于加工性。处理机晶片816可以通过适当的技术接合、耦合或附接到功率转换器800,并且可以用作牺牲处理机晶片,所述牺牲处理机晶片可以在功率转换器800的制造工艺完成后被蚀刻、移除、解接合或解耦。 [0078] 现在参考图8C,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性多电平减压转换器850的电路表示。示例性多电平减压转换器850可以包括:例如以串联连接布置的开关装置或开关M1、M2、M3和M4;电容器C1;电感器L;输入电压V1;和输出电压V3;以及被配置为控制开关(例如,闭合或断开等)的控制/驱动器电路(未示出)。常规的两电平减压功率转换器可以包括两个金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)、耦合到输入电压源的一个电感器,以及输出电容器。相比之下,三电平减压功率转换器例如可以包括附加晶体管、开关电感器以及电容器。对于多电平减压转换器850的电容器C1和有源装置M1至M4的制造和空间布置,图8A的电容器层814可以包括电容器C1或电容器阵列,而图8A的装置层810可以包括有源装置M1至M4。在图8C中,对应的电容器层814和装置层810用虚线框指示。 [0079] 现在参考图9A和图9B,它们示出了根据本公开的实施方案的示例性功率转换器800在制造步骤中的横截面视图。用于实现图8A所示的功率转换器800的结构的几种方式中的一者可以包括单层转移(SLT)制造技术。SLT制造技术可以包括一种接合工艺以形成装置或结构,诸如开关电容器功率转换器。应理解,可以视情况对步骤进行添加、移除、重新排序、替换或修改,以基于应用和期望产品特性形成具有期望的物理和电气特性的结构。发明人认识到SLT技术可用于制造功率转换器。SLT技术可以被理解为限于使用“牺牲”或“哑”衬底来接合层。然而,发明人认识到,例如,SLT技术除了提供整体结构支撑之外,还可用于接合包括一个或多个无源装置(诸如电容器和电感器)的衬底,而不是仅仅接合牺牲或哑衬底。 [0080] 参考图9A,其示出了功率转换器900的结构,所述功率转换器包括衬底930、形成在衬底930的表面上的装置层910、包括电容器层914等的无源装置层、以及处理机晶片916。衬底930可以包括SOI晶片,所述SOI晶片可以包括基础硅晶片、形成在基础硅层上的掩埋氧化物层(BOX)、以及形成在BOX层上的装置级硅层。装置层910可以包括有源装置(例如,CMOS场效应晶体管),所述有源装置被配置为控制功率转换器900的电容器层914的无源装置或电容器。如本文所公开的,装置层910可以被称为FEOL层。 [0081] 制造功率转换器900可以包括在装置层910上形成电容器层914的步骤以及其他步骤。在一些实施方案中,电容器层914可以通过包括但不限于氧化物‑氧化物接合、混合接合、热压接合、聚合物接合、金属‑金属接合或其他合适的接合技术的工艺接合到装置层910的顶表面或接合到互连层912的顶表面。作为一个示例,接合935可以包括混合接合,所述混合接合包括金属对金属接合和介电质对介电质接合。形成混合接合可以包括在待接合表面中的每一者上沉积薄介电层、对齐表面使得共面材料(例如,金属)对准并且表面彼此物理接触、以及在合适的温度下对所述对准的表面进行退火以促进氧化物对氧化物和金属对金属接合的形成,以及其他步骤。在图9A所示的示例性实施方案中,可以在互连层912的表面与电容器层914之间形成混合接合935。在一些实施方案中,尽管未示出,但是可以在装置层910的表面与电容器层914之间形成混合接合935。 [0082] 在一些实施方案中,例如,形成在硅晶片上的电容器层914可以接合到装置层910,使得形成在硅晶片的顶表面上的电容器面向装置层910的顶表面。换句话说,电容器层914可以“翻转”,使得包括电容器(例如,图8B的电容器)的电容器层914的顶表面接合到装置层910的顶表面。 [0083] 在一些实施方案中,如图9A和图9B所示,例如,形成在硅晶片上的电容器层914可以接合到互连层912,使得形成在硅晶片的顶表面上的电容器(例如,图8B的电容器)面向互连层912的顶表面。换句话说,电容器层914可以“翻转”,使得包括电容器(例如,图8B的电容器)的电容器层914的顶表面接合到互连层912的顶表面。 [0084] 在一些实施方案中,功率转换器900可以包括处理机晶片916,如图9A所示。在一些实施方案中,处理机晶片916可以通过制造工艺实现装置或装置晶片的便携性和易于加工性。处理机晶片916可以通过适当的技术接合、耦合或附接到功率转换器900,并且可以用作牺牲处理机晶片,所述牺牲处理机晶片可以在功率转换器900的制造工艺完成后被蚀刻、移除、解接合或解耦,而不影响功率转换器900的结构完整性和性能。 [0085] 在一些实施方案中,功率转换器900的制造还可以包括:通过例如机械研磨、化学机械抛光、湿式蚀刻、干式蚀刻、激光机械加工等移除衬底930的至少一部分。在一些实施方案中,可以部分地或全部地移除衬底930,使得装置层910的底表面可以被曝光。在完全移除衬底930后,可以在装置层910中形成一个或多个通孔945,并用导电材料填充所述一个或多个通孔。在一些实施方案中,可以在装置层910的底表面上形成电接触垫或焊料凸块941,以促进通过互连件实现功率转换器900的一个或多个装置与外部电路之间的电连接、或功率转换器900的一个或多个装置之间的电连接。应理解,尽管图9B中仅示出了两个焊料凸块,但是可以根据需要形成任意数量的焊料凸块以实现穿过电路和装置的电连接。 [0086] 现在参考图10A,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性功率转换器1000的横截面视图。在一些实施方案中,功率转换器1000可以包括装置层1010、互连层1012、电容器层1014、一个或多个接触垫1041、衬底1060、电感器层1065、以及一个或多个接触通孔1062。 [0087] 在一些实施方案中,衬底1060可以包括其中可以嵌入电感器层1065的印刷电路板(PCB)。在一些实施方案中,电感器层1065可以包括电感器1068的阵列,如图10B所示,所述图示出了电感器层1065的底部平面图。在一些实施方案中,电感器1068可以包括平面电感器,并且电感器阵列可以包括线性阵列、或矩形阵列、或任何其他合适的布置。在一些实施方案中,可以在衬底1060中形成一个或多个接触通孔1062,以促进通过电接触垫1041实现电感器层1065与装置层1010之间或衬底1060与装置层1010、或其中的其他装置部件之间的电连接。 [0088] 在一些实施方案中,功率转换器的制造可以包括:通过一个或多个接触垫1041将结构1020接合到包括电感器层1065的衬底1060,所述结构1020包括装置层1010、互连层1012和电容器层1014。示例性接合可以包括但不限于金属‑金属接合、混合接合、热压接合、引线接合、或被配置为通过将一个或多个接触垫1041与一个或多个接触通孔1062的至少一部分对齐来在装置层1010与衬底1060之间形成电连接的其他合适的接合技术。在一些实施方案中,功率转换器1000的制造可以:包括在结构1020接合到衬底1060后移除处理机晶片/层(例如,图9A的处理机晶片/层916)。 [0089] 现在参考图10C,其示出了根据本公开的一些实施方案的示例性功率转换器2000的横截面视图。在一些实施方案中,功率转换器2000可以包括装置层1010、互连层1012、电容器层1014、硅层1016、一个或多个接触垫1041、衬底1060、电感器层1065、以及一个或多个接触通孔1062。 [0090] 在一些实施方案中,衬底1060可以包括其中可以嵌入电感器层1065的印刷电路板(PCB)。在一些实施方案中,电感器层1065可以包括电感器1068的阵列,如图10B所示,所述图示出了电感器层1065的底部平面图。在一些实施方案中,电感器1068可以包括平面电感器,并且电感器阵列可以包括线性阵列、或矩形阵列、或任何其他合适的布置。在一些实施方案中,可以在衬底1060中形成一个或多个接触通孔1062,以促进通过电接触垫1041实现电感器层1065与装置层1010之间或衬底1060与装置层1010、或其中的其他装置部件之间的电连接。 [0091] 在一些实施方案中,功率转换器的制造可以包括:通过一个或多个接触垫1041将结构1020接合到包括电感器层1065的衬底1060,所述结构1020包括装置层1010、互连层1012和电容器层1014。示例性接合可以包括但不限于金属‑金属接合、混合接合、热压接合、引线接合、或被配置为通过将一个或多个接触垫1041与一个或多个接触通孔1062的至少一部分对齐来在装置层1010与衬底1060之间形成电连接的其他合适的接合技术。在一些实施方案中,功率转换器2000的制造可以包括:在结构1020接合到衬底1060之后对硅层1016进行背面研磨。在对硅层1016进行背面研磨之前,必须在一个或多个接触垫1041下方添加模制化合物或环氧树脂,以在研磨之前提供机械支撑。 [0092] 如前文提及,发明人已经认识到,满足便携式电子通信装置的功率转换要求的若干挑战中的一者可能包括装置集成问题和低结构密度,这是由于用于满足总体高电容要求的装置大小较大。除了提供具有大功率密度、高电容密度、高饱和磁通密度、和低涡流损耗的装置之外,晶片级封装的改进还可以进一步实现更高水平的集成。因此,可能需要提供用于晶片级封装的系统和方法。 [0093] 在一些实施方案中,扇出晶片级封装可以用于提供具有更多数量的输入/输出连接件以及更好的热性能和电性能的更小的封装占用空间。扇出晶片级封装可以包括在封装之前将产品芯片重新定位在重构晶片或衬底上。在一些实施方案中,加工过的晶片可以在工艺开始时被切割,并被重构为标准化晶片,诸如载体晶片或面板。在一些实施方案中,可以将粘合剂箔层压到载体晶片上。例如,可以使用拾取和放置工具将切单的晶粒面朝下放置在载体晶片上。可以使用压缩模制工艺来用模制化合物包封晶粒,同时保护晶粒的有源面。可以固化模制化合物,并且可以使用解接合工艺移除载体晶片和粘合剂箔,从而产生重构晶片,在所述重构晶片中,模制化合物包封曝光的硅晶粒晶片。然后可以使用标准晶片级封装技术来加工重构晶片,以应用和图案化介电层、薄膜金属以进行再分布和凸块焊接。装置的重构工艺可以包括但不限于:将处理过的晶片切割成包括一个或多个功率转换器的单个芯片;将单个芯片从处理过的晶片转移到载体晶片上并以预定间距重新定位转移的芯片以允许电连接件在芯片核心外部和远离芯片核心处扇出;例如使用压缩模制重构载体晶片以形成重构晶片;以及用标准晶片级封装技术处理重构晶片以对介电层进行图案化并形成电触头。 [0094] 现在参考图11A和图11B,它们示出了根据本公开的一些实施方案的重构晶片1100A和1100B的横截面视图。如图所示,重构晶片1100A和1100B可以包括重构的有源装置晶片1110、重构的电容器晶片1114、以及电感器阵列1165。在一些实施方案中,尽管未示出,但是重构晶片1100A和1100B可以包括重构的有源装置晶片1110、非重构的电容器阵列以及非重构的电感器阵列。在一些替代实施方案中,重构晶片1100A和1100B的所有层都可以被重构。应理解,可以视情况使用任意数量的排列和组合的层布置。 [0095] 重构晶片1100A和1100B可以包括重构的有源装置晶片1110中的围绕有源装置1130的模制化合物区域1120。在一些实施方案中,模制化合物可以包括导热化合物,所述导热化合物可以用作散热材料并且有助于将热量从堆叠层中转移出去。包括导热模制化合物的模制化合物区域1120可以基本上用作散热器或热通孔。重构的电容器晶片1114可以包括电容器层,所述电容器层包括一个或多个电容器1124或电容器阵列。在一些实施方案中,重构的电容器晶片1114可以堆叠在重构的有源装置晶片1110的顶部上。在一些实施方案中,微转移印刷方法可以用于堆叠重构的电容器晶片和重构的有源装置晶片。例如,微转移印刷中的目标晶片可以是包括电容器的玻璃晶片/面板,并且源晶片可以是包括有源装置晶片/面板的SOI晶片,或者反之亦然。 [0096] 在一些实施方案中,电感器层1165可以形成在重构的电容器晶片1114的顶部上。电感器层1165可以包括线性地或以二维阵列布置的电感器1168的阵列。在一些实施方案中,电感器层1165还可以被重构,使得重构晶片1100A和1100B包括堆叠重构结构,所述堆叠重构结构包括重构的有源装置晶片1110、重构的电容器晶片1114以及重构的电感器晶片 1165。应理解,可以通过在具有期望特性的晶片上重构装置来形成一层或多层重构晶片 1100A和1100B。 [0097] 在一些实施方案中,切割线或划片线1170可以用作参考引导以将重构晶片1110A和1110B切割成芯片1140,每个芯片1140包括至少有源装置1130和由有源装置1130控制的无源装置(例如,电容器1124或电感器1168)。划片线1170可以远离有源装置和无源装置形成,以最大限度地减少由于热、物理或机械应力而引起的潜在损坏。例如,可以使用晶片激光划片技术或其他合适的技术来沿着划片线1170对重构晶片1100A和1100B进行划片和切割。尽管未示出,但是划片线1170可以水平以及竖直地形成,以形成例如芯片的网格图案。在其他实施方案中,如图所描绘的划片线1170,而不是标记在晶片上的物理线,可以表示在每个完成的分层部件堆叠之间存在适合于切割重构晶片的边界区域。 [0098] 如图11A所示,芯片1140可以包括一个有源装置1130、一个或多个电容器1124以及一个对应的电感器1168。重构晶片1100A可以包括可以均匀或非均匀间隔开的多个芯片1140。重构的有源装置晶片1110、重构的电容器晶片1114、以及电感器阵列1165可以被设置成使得有源装置1130、电容器1124、以及电感器1168可以竖直对齐或部分重叠,以实现有效的空间利用,从而提高产量。尽管未示出,但是芯片(例如,芯片1140)可以视情况包括一个或多个电容器阵列、一个或多个有源装置、或者一个或多个电感器。 [0099] 在一些实施方案中,除了电容器和有源装置之外,芯片1140还可以包括一个或多个对应的电感器1168和1169,如图11B所示,所述图示出了重构晶片1100B的横截面视图。在一些实施方案中,芯片可以包括两个或更多个电感器。在一些实施方案中,电感器之间的间距跨电感器阵列1165可以是均匀的。应理解,电感器之间的间距也可能是不均匀的。还应理解,电感器1168和1169之间的间距可以基于期望结构和应用进行调整。在一些实施方案中,芯片内的电感器1168和1169可以具有类似或不同的电感。 [0100] 在一些实施方案中,尽管未示出,但是制造在硅晶片上的有源装置(诸如晶体管或其他开关元件)可以在面板上重构,以实现对装置的面板处理。在一些实施方案中,分别来自离散制造的电容器阵列和电感器阵列的电容器和电感器也可以在面板上重构,从而实现面板级封装技术。 [0101] 应理解,为了清楚起见,在单独的实施方案的背景中描述的本说明书的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反,为了简洁起见,在单个实施方案的背景中描述的本说明书的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供或合适地在本说明书的任何其他所描述的实施方案中提供。在各种实施方案的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施方案的基本特征,除非所述实施方案在没有这些元件的情况下不起作用。 [0102] 可以使用以下条款来进一步描述实施方案: [0103] 1.一种装置,其包括: [0104] 电感器,所述电感器包括: [0105] 第一电感器表面和与所述第一电感器表面相对的第二电感器表面; [0106] 第一电感器衬底,所述第一电感器衬底包括腔体; [0107] 晶种层,所述晶种层形成在所述腔体的底表面上;以及 [0108] 磁性层,所述磁性层形成在所述晶种层上,其中所述磁性层包括通过绝缘材料层彼此分离的多个堆叠的磁性层。 [0109] 2.如权利要求1所述的装置,其中所述第一电感器衬底包括电绝缘材料。 [0110] 3.如权利要求2所述的装置,其中所述电绝缘材料是陶瓷、聚合物、复合材料或玻璃。 [0111] 4.如权利要求1所述的装置,其还包括叠层铁芯和线圈。 [0112] 5.如权利要求4所述的装置,其中所述第一电感器衬底支撑所述线圈。 [0113] 6.如权利要求5所述的装置,其中所述线圈由导电材料制成。 [0114] 7.如权利要求6所述的装置,其中所述线圈是螺旋缠绕线圈。 [0115] 8.如权利要求7所述的装置,其中所述导电材料是铜、 [0116] 铝、银、钛或合金。 [0117] 9.如权利要求6所述的装置,其中所述线圈是矩形缠绕线圈。 [0118] 10.如权利要求9所述的装置,其中所述导电材料是铜、 [0119] 铝、银、钛或合金。 [0120] 11.如权利要求6所述的装置,其中所述线圈缠绕成环形形状。 [0121] 12.如权利要求11所述的装置,其中所述导电材料是铜、 [0122] 铝、银、钛或合金。 [0123] 13.如权利要求1所述的装置,其中所述腔体通过湿式蚀刻、等离子蚀刻、激光蚀刻或机械加工所述第一电感器衬底而形成。 [0124] 14.如权利要求1所述的装置,其中所述磁性层是镍铁合金或镍钴合金。 [0125] 15.如权利要求1所述的装置,其中所述磁性层是通过电镀、涂覆、喷涂、刮涂或刮擦所述磁性层而形成。 [0126] 16.如权利要求1所述的装置,其中所述绝缘材料层是介电质、聚合物或陶瓷。 [0127] 17.如权利要求1所述的装置,其中所述绝缘材料层是通过涂覆、喷涂或刮涂所述绝缘材料层而形成。 [0128] 18.如权利要求1所述的装置,其还包括: [0129] 第一电容器,所述第一电容器包括: [0130] 第一电容器衬底,所述第一电容器衬底包括第一电容器表面和与所述第一表面相对的第二电容器表面; [0131] 第一多个导电结构,所述第一多个导电结构从所述第一表面朝向所述第二表面竖直地延伸; [0132] 第二多个导电结构,所述第二多个导电结构从所述第二表面朝向所述第一表面竖直地延伸; [0133] 第一介电材料,所述第一介电材料物理地分离所述第一多个导电结构和所述第二多个导电结构,其中所述第一多个导电结构和所述第二多个导电结构相互交错; [0134] 其中所述第二电容器表面和所述第一电感器表面彼此接合。 [0135] 19.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底是玻璃、感光玻璃、石英、硅、SOI、SOG、SOQ、陶瓷、GaAs或GaN。 [0136] 20.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至100μm。 [0137] 21.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至200μm。 [0138] 22.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至300μm。 [0139] 23.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至400μm。 [0140] 24.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至500μm。 [0141] 25.如权利要求18所述的装置,其中所述第一电容器衬底的厚度范围为从50μm至1mm。 [0142] 26.如权利要求18所述的装置,其中所述第一导电结构和所述第二导电结构由铜、锌、铝或镍制成。 [0143] 27.如权利要求18所述的装置,其中所述第一导电结构和所述第二导电结构具有相同的大小并且均匀地间隔开。 [0144] 28.如权利要求27所述的装置,其中所述节距是均匀的。 [0145] 29.如权利要求18所述的装置,其中所述第一导电结构和所述第二导电结构具有不同的大小并且非均匀地间隔开。 [0146] 30.如权利要求29所述的装置,其中所述节距是不均匀的。 [0147] 31.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层是电绝缘材料。 [0148] 32.如权利要求31所述的装置,其中所述电绝缘材料是二氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧化铪、硅酸铪或氧氮化铪。 [0149] 33.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层的厚度为2nm至10nm。 [0150] 34.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层的厚度为2nm至20nm。 [0151] 35.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层的厚度为2nm至40nm。 [0152] 36.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层的厚度为2nm至50nm。 [0153] 37.如权利要求18所述的装置,其中所述第一介电层的厚度为2nm至100nm。 [0154] 38.如权利要求18所述的装置,其中所述第一导电结构和所述第二导电结构被纹理化以增大总表面积。 [0155] 39.如权利要求38所述的装置,其中所述第一导电结构和所述第二导电结构通过机械粗糙化、研磨、砂铸、激光纹理化、干式蚀刻、湿式蚀刻或对所述表面进行图案化而被纹理化以增大所述总表面积。 [0156] 40.如权利要求18所述的装置,其中所述电容器和所述电感器彼此接合,在所述电容器与所述电感器之间具有界面层。 [0157] 41.如权利要求40所述的装置,其中所述电容器和所述电感器使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合、氧化物‑氧化物接合或金属‑金属接合而彼此接合。 [0158] 42.如权利要求18所述的装置,其中所述电容器和所述电感器彼此接合,在所述电容器与所述电感器之间没有界面层。 [0159] 43.如权利要求42所述的装置,其中所述电容器和所述电感器使用直接接合、阳极接合、粘合剂接合、热压接合、反应性接合、混合接合、氧化物‑氧化物接合或金属‑金属接合而彼此接合。 [0160] 44.如权利要求18所述的装置,其还包括位于所述装置的同一表面上的第一端子和第二端子,以及允许与所述电感器电连接的第一穿孔、将所述电感器与所述第一电容器连接的第二穿孔、以及允许与所述电容器电连接的第三穿孔。 [0161] 45.如权利要求44所述的装置,其中所述第三穿孔被蚀刻穿过所述第一电容器衬底。 [0162] 46.如权利要求44所述的装置,其中所述第一穿孔和所述第二穿孔被蚀刻穿过所述第一电感器衬底和所述第二电容器衬底。 [0163] 47.如权利要求44所述的装置,其还包括位于所述第一电容器表面上的钝化层。 [0164] 48.如权利要求18所述的装置,其还包括第二电容器,所述第二电容器包括: [0165] 第二电容器衬底,所述第二电容器衬底包括第三电容器表面和与所述第三电容器表面相对的第四电容器表面; [0166] 第三多个导电结构,所述第三多个导电结构从所述第三电容器表面朝向所述第四电容器表面竖直地延伸; [0167] 第四多个导电结构,所述第四多个导电结构从所述第四电容器表面朝向所述第三电容器表面竖直地延伸; [0168] 第三介电材料,所述第三介电材料物理地分离所述第三多个导电结构和所述第四多个导电结构,其中所述第三多个导电结构和所述第四多个导电结构相互交错, [0169] 其中所述第二电感器表面和所述第三电容器表面彼此接合; [0170] 以及第一穿孔、第二穿孔、第三穿孔和第四穿孔,所述第一穿孔从所述第四电容器表面形成穿过所述第一电感器衬底、所述第一电容器衬底和所述第二电容器衬底到所述第一电容器表面以与所述第二电容器形成电触头,所述第二穿孔从所述第二电容器表面形成穿过所述第一电容器衬底到所述第一电容器表面以与所述电感器形成电触头,所述第三穿孔从所述第一电感器表面形成穿过所述第一电感器衬底到所述第二电感器表面以在所述第一电容器和所述第二电容器与所述电感器之间形成电触头,所述第四穿孔使得能够形成穿过所述第一电容器表面到所述第一电容器的电触头。 [0171] 49.如权利要求48所述的装置,其还包括位于所述装置的所述第一表面上的第一钝化层和位于所述装置的所述第四表面上的第二钝化层。 [0172] 50.如权利要求18所述的装置,其还包括第二电感器,所述第二电感器包括: [0173] 第三电感器表面和与所述第三电感器表面相对的第四电感器表面; [0174] 第二电感器衬底,所述第二电感器衬底包括第二腔体; [0175] 第二晶种层,所述第二晶种层形成在所述第二腔体的底表面上; [0176] 第二磁性层,所述第二磁性层形成在所述晶种层上,其中所述第二磁性层包括通过第二绝缘材料层彼此分离的多个堆叠的磁性层; [0177] 以及第一穿孔、第二穿孔、第三穿孔和第四穿孔,所述第一穿孔从所述第二电感器表面形成穿过所述第一电感器衬底、所述第二电感器衬底和所述第一电容器衬底到所述第三电感器表面以与所述电感器形成电触头,所述第二穿孔形成穿过所述第一电容器衬底和所述电感器衬底以在所述第一电容器与所述电感器之间形成电触头,所述第三穿孔形成穿过所述第一电容器衬底和所述第二电感器衬底以在所述第一电容器与所述第二电感器之间形成电触头,所述第四穿孔使得能够形成穿过所述第三电感器表面到所述第二电感器的电触头, [0178] 其中所述第一电容器表面与所述第四电感器表面彼此接合。 [0179] 51.如权利要求50所述的装置,其还包括位于所述第三电感器表面上的钝化层。 [0180] 52.如权利要求18所述的装置,其还包括第二电感器,所述第二电感器包括: [0181] 第三电感器表面和与所述第三电感器表面相对的第四电感器表面; [0182] 第二电感器衬底,所述第二电感器衬底包括第二腔体; [0183] 第二晶种层,所述第二晶种层形成在所述第二腔体的底表面上; [0184] 第二磁性层,所述第二磁性层形成在所述晶种层上,其中所述第二磁性层包括通过第二绝缘材料层彼此分离的多个堆叠的磁性层;以及 [0185] 第一穿孔、第二穿孔、第三穿孔和第四穿孔,所述第一穿孔从所述第二电感器表面形成穿过所述第一电感器衬底、所述第二电感器衬底和所述第一电容器衬底到所述第三电感器表面以与所述电感器形成电触头,所述第二穿孔形成穿过所述第一电容器衬底和所述电感器衬底以形成穿过所述第三电感器表面到所述第一电容器的电触头,所述第三穿孔形成穿过所述第一电感器衬底、所述第二电感器衬底和所述第一电容器衬底以在所述第一电容器、所述电感器和所述第二电感器之间形成电触头,所述第四穿孔使得能够形成穿过所述第三电感器表面到所述第二电感器的电触头, [0186] 其中所述第一电容器表面与所述第四电感器表面彼此接合。 [0187] 53.如权利要求52所述的装置,其还包括位于所述第三电感器表面上的钝化层。 [0188] 54.一种功率转换器,其包括: [0189] 装置层; [0190] 互连层;以及 [0191] 一个或多个电接触垫,其中在所述功率转换器的制造期间移除处理机层。 [0192] 55.如权利要求54所述的功率转换器,其还包括: [0193] 电容器层; [0194] 衬底; [0195] 电感器层;以及 [0196] 一个或多个接触通孔。 [0197] 56.如权利要求55所述的功率转换器,其中所述电感器层包括电感器阵列,并且所述装置层包括有源装置。 [0198] 57.如权利要求56所述的功率转换器,其中所述电感器阵列均匀地间隔开。 [0199] 58.如权利要求56所述的功率转换器,其中所述电感器阵列非均匀地间隔开。 [0200] 59.如权利要求56所述的功率转换器,其中所述电感器层包括一个或多个电感器。 [0201] 60.如权利要求59所述的功率转换器,其中所述电感器中的一者或多者均匀地间隔开。 [0202] 61.如权利要求59所述的功率转换器,其中所述一个或多个电感器非均匀地间隔开。 [0203] 62.一种功率转换器,其包括: [0204] 装置层; [0205] 互连层;以及 [0206] 一个或多个电接触垫,其中在所述功率转换器的制造期间对所述功率转换器的晶片进行背面研磨,并且其中在制造期间在所述一个或多个电接触垫下方添加模制化合物或环氧树脂,以在背面研磨之前提供机械支撑。 [0207] 63.如权利要求62所述的功率转换器,其还包括: [0208] 电容器层; [0209] 衬底; [0210] 电感器层;以及 [0211] 一个或多个接触通孔。 [0212] 64.如权利要求63所述的功率转换器,其中所述电感器层包括电感器阵列,并且所述装置层包括有源装置。 [0213] 65.如权利要求64所述的功率转换器,其中所述电感器阵列均匀地间隔开。 [0214] 66.如权利要求65所述的功率转换器,其中所述电感器阵列非均匀地间隔开。 [0215] 67.如权利要求65所述的功率转换器,其中所述电感器层包括一个或多个电感器。 [0216] 68.如权利要求67所述的功率转换器,其中所述电感器中的一者或多者均匀地间隔开。 [0217] 69.如权利要求68所述的功率转换器,其中所述一个或多个电感器非均匀地间隔开。 [0218] 前面列出了若干实施方案的特征,使得本领域的那些技术人员可更好地理解本公开的各方面。本领域技术人员应理解,他们可轻易地使用本公开作为用于设计或修改其他方法及结构的基础以用于执行相同目的和/或实现本文介绍的实施方案的相同优点。本领域技术人员还应认识到,此类等效结构并未脱离本公开的精神和范围,并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下,他们可在本文中做出各种改变、替代及更改。 |