DE102011002578B4 - Induktor und Herstellungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Induktor (100; 200; 210; 310; 330; 410; 420; 1200; 1300; 1406), der folgende Merkmale aufweist: ein Substrat (102) mit einem Loch, das sich durch das Substrat (102) erstreckt; einen Leiter (104; 114, 116; 304), der auf dem Substrat (102) oder in dem Substrat (102) angeordnet ist; und ein nahtloses ferromagnetisches Material (108), das sich durch das Loch erstreckt und zumindest einen ersten Abschnitt des Leiters (104; 114, 116; 304) und zumindest einen Teil des Substrats (102) umgibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Komponenten und insbesondere auf einen Induktor und ein Herstellungsverfahren für einen integrierten Induktor.
  • Bei derzeitigen elektronischen Anwendungen werden diskrete Induktoren wie z. B. Ferritperleninduktoren oft dazu verwendet, Leiterbahnen vor elektromagnetischer Störung (EMI – electromagnetic interference) zu schützen. Diese EMI-Filter-Ferritperleninduktoren liefern bei hoher Frequenz einen Widerstandswert, der hochfrequente Energie in Form von Wärme abführt. Eine andere Anwendung von Ferritinduktoren ist ein Glätten einer Ausgangsspannung für Gleichspannungswandler. Hier fungiert der Ferritinduktor als Bauelement mit einer ausgeprägten Fähigkeit, Energie zu speichern.
  • In beiden Fällen werden Ferritinduktoren weithin zusammen mit Kondensatoren verwendet, um effiziente Tiefpasscharakteristika zu liefern. Bis heute werden Ferritinduktoren als diskrete SMD-Bauelemente in standardmäßigen rechteckigen Gehäusen mit zwei Anschlüssen hergestellt. Beispielsweise sind Induktoren in 0402-Gehäusen mit einer Abmessung erhältlich, die 1,0 mm mal 0,5 mm entspricht. Während Mobilteile wie Mobiltelefone und MP3-Player immer kleiner werden und eine größere Leistungsumwandlungsfunktionalität erfordern, werden die für diskrete Induktoren benötigten Kosten und Größen zu einem einschränkenden Faktor bezüglich einer weiteren Miniaturisierung.
  • Herkömmliche diskrete Induktoren werden unter Verwendung eines Schichtlösungsansatzes hergestellt. Es wird eine Ferritschicht vorgesehen, auf die üblicherweise mittels Druckens ein Leiter aufgebracht wird. Eine zweite Ferritschicht wird auf den Induktor aufgebracht, und alles wird miteinander gebrannt, um einen kontinuierlichen magnetischen Durchfluss in Ferritmaterial zu ermöglichen. Falls mehr als eine leitfähige Schicht verwendet wird, beispielsweise um höhere Induktivitäten zu liefern, werden zusätzliche leitfähige und Ferritschichten aufeinander gestapelt, und Durchkontaktierungen werden vorgesehen, um die leitfähigen Schichten miteinander zu verbinden. Der Lösungsansatz geschichteten Ferrits ist jedoch im Fall einer stärkeren Integration in andere passive oder aktive Bauelemente eingeschränkt.
  • Die US 2007/0298520 A1 beschreibt ein induktives Bauelement mit einem Leiter, der auf einem Substrat angeordnet ist und teilweise von einem ferromagnetischen Material umgeben ist.
  • Die JP 03-019358 A beschreibt ein induktives Bauelement mit einem spiralförmigen Leiter, der oberhalb eines Substrats angeordnet ist und zwischen mehreren ferromagnetischen Schichten angeordnet ist.
  • Die US 6 013 939 A beschreibt ein induktives Bauelement in monolithischer Bauart mit einem Leiter, der von einem magnetischen Material umgeben ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Induktor sowie Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Induktor gemäß Anspruch 1, und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 17 gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Um ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Vorteile derselben zu vermitteln, wird nun auf die folgenden Beschreibungen Bezug genommen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten sind. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Induktor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 Querschnittsdiagramme von Induktoren, wobei 2a und 2b Induktor gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigen, und wobei 2c–2g weitere nicht-erfindungsgemäße Beispiele von Induktoren zeigen;
  • 3 Querschnittsdiagramme von Induktoren, die eine teilweise magnetische Füllung aufweisen, wobei 3b und 3d Induktor gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigen, und wobei 3a, 3c, 3e–3g weitere nicht-erfindungsgemäße Beispiele von Induktoren zeigen;
  • 4a–4e Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 5a–5e Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 6a–6e Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen;
  • 7a–7d Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen;
  • 8a–8e Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen;
  • 9a–9f Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen;
  • 10a–10e Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die die Herstellung eines Induktors gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen;
  • 11a–11c Draufsichtsbeispiele von Leiterformen und Geometrien von Magnetmaterial für Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
  • 12 einen Querschnitt eines Induktors für ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der einen Leitungsrahmen umfasst;
  • 13a und 13b eine Draufsicht und einen Querschnitt eines Induktor für ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 14a und 14b ein Substrat für ein Ausführungsbeispiel, das einen Induktor und andere Komponenten auf demselben Substrat aufweist.
  • Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf entsprechende Teile, wenn nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung deutlich zu veranschaulichen, und sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Um bestimmte Ausführungsbeispiele deutlicher zu veranschaulichen, kann einer Figurennummer ein Buchstabe folgen, der Variationen derselben Struktur, desselben Materials oder desselben Verfahrensschrittes angibt.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele in einem spezifischen Kontext, nämlich in Bezug auf Systeme und Verfahren für einen integrierten Induktor, beschrieben. Ausführungsbeispiele dieser Erfindung können auch auf Verfahren angewendet werden, die auf andere Magnetkreise gerichtet sind.
  • Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird ein Leiter auf ein Substrat aufgebracht, ein Teil des Substratmaterials wird weggeätzt, und ein Magnetmaterial wird um Teile des Leiters und in einen Teil des von dem Substrat weggeätzten Leerraums eingefüllt. Bei Ausführungsbeispielen wird Magnetmaterial mit einem großen Querschnitt gebildet. Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind andere elektronische Komponenten wie z. B. Kondensatoren und aktive Schaltungsanordnungen auf dem Substrat untergebracht.
  • 1 veranschaulicht einen Induktor 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Induktor 100 ist aus einer Leiterwicklung 104 auf einem Substrat 102 hergestellt. Magnetmaterial 108 umgibt die Leiterwicklung 104, um eine geschlossene Magnetschleife 110 zu liefern. Eine Anschlussfläche 106 ist vorgesehen, um eine elektrische Verbindung mit der Leiterwicklung 104 herzustellen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Leiterbahn 104 ein planarer spiralförmiger Induktor auf einem isolierten Substrat 102. Alternativ dazu kann die Leiterbahn 104 eine Schleife, eine oder mehrere Wicklungen, eine spiralförmige Geometrie mit einem flachen Profil oder einem Profil mit großem Seitenverhältnis, eine Spule in zwei oder mehr Ebenen, ein Solenoid, eine einfache Linie oder eine sonstige Geometrie bilden. Das Material für die Leiterbahn 104 kann bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, ein beliebiges der oben erwähnten Materialien mit einem kleinen Anteil beigemischter anderer Elemente oder sonstige leitfähige Materialien umfassen. Alternativ dazu kann die Leiterbahn aus anderen Materialien hergestellt sein, die bei einem Halbleiterprozess zur Verfügung stehen, beispielsweise stark dotiertes Polysilizium. Ausführungsbeispielsmaterialien für das Substrat 102 umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Halbleitersubstrate, Isolatormaterial, keramische Substrate, Metallanschlussfläche, Verbundmaterial, Polymersubstrate oder Stapel, die aus Schichten der zuvor erwähnten Materialien hergestellt sind.
  • Bei einem Ausführungsbeispielsverfahren zum Herstellen des Induktors 100 wird zuerst eine Leiterbahn 104 auf dem Substrat 102 vorgesehen. Die Leiterbahn 104 wird vorgesehen, indem ein Vorgang einer physikalischen Beschichtung (PVD – physical vapor deposition) verwendet wird, auf den ein Strukturieren und Ätzen folgt. Alternativ dazu kann eine PVD verwendet werden, auf die Abhebe-, Plattierungs-, Druck- oder sonstige in der Technik bekannte Methoden folgen. Die Leiterbahn 104 wird isoliert und passiviert, nachdem sie auf das Substrat 102 aufgebracht wurde. Bei alternativen Ausführungsbeispielen wird der Leiter 104 im nicht-isolierten Zustand belassen. Anschließend wird die Anschlussfläche 106 an den Induktoranschlüssen mit leitfähigem Oberflächenmaterial zum Zusammenbauen versehen. Bei manchen Ausführungsbeispielen weist die Anschlussfläche 106 eine verbindbare oder lötbare Oberfläche für einen späteren Zusammenbau unter Verwendung von Bonddrähten, von Direktbonding, von Lötverbindungen oder sonstigen Formen des Zusammenbaus auf. Bei anderen Ausführungsbeispielen weisen die Anschlussflächen 106 eine lötfähige Oberfläche auf, die für eine Under-Bump-Metallisierung für eine spätere Aufbringung von Lötbereichen wie beispielsweise Lötkugeln angepasst sind. Alternativ dazu kann die Anschlussfläche 106 ein Lötmaterial aufweisen.
  • Eine materialfreie Schleife wird vorgesehen, indem Substratmaterial in und unter dem Kern der Leiterbahn 104 und außerhalb des Induktorbereichs beseitigt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird dies verwirklicht, indem ein Loch von der Oberseite bis zu einer bestimmten Tiefe in das Substrat 102 geätzt wird und indem das Substrat anschließend von der Rückseite her ausgedünnt wird, bis das zuvor geätzte Loch erreicht wird. Alternativ dazu kann unterhalb eine Höhle in das Substrat 102 geätzt werden, ohne ein vollständiges Loch zu bilden. Die Geometrie des Hohlraums kann den Leiter 104 vollständig oder teilweise einhüllen. Bei Ausführungsbeispielen kann das Substrat 102 geätzt werden, indem in der Technik bekannte Methoden verwendet werden, beispielsweise Trockenätzen, Nassätzen, selektives Ätzen, lokales Ätzen mit einer Lithographiemaske, Sägen unter Verwendung mechanischer Verfahren, Laserätzen oder sonstige Formen des Ätzens.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel wird Magnetmaterial 108 aufgebracht, indem mit einem Formmaterial, das Ferritpartikel enthält (Magnetform), und einem Formwerkzeug, das einen Hohlraum bildet und die späteren Außenabmessungen definiert, geformt wird. Nach der Entnahme aus einem Formwerkzeug wird der Induktor 100 vollständig in der Magnetform eingeschlossen, wobei sich die Anschlussflächen 106 zu der Oberfläche erstrecken.
  • Alternativ dazu kann das magnetische Füllmaterial ein magnetisches Polymer, magnetische Paste, ein Material, das magnetische Mikro- oder Nanopartikel verwendet, oder ein sonstiges Magnetmaterial sein. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Füllvorgänge ein Einspritz-, Komprimierungs- oder Transferprozess sein, der ein Werkzeug verwendet, um einen Hohlraum zu bilden, um beispielsweise die Formabmessungen zu beschränken. Alternativ dazu kann das Magnetmaterial 108 mittels Drucken, Sprühen, Aufschleudern oder Kombinationen verschiedener Verfahren aufgebracht werden. Da das Magnetmaterial 108 bei demselben Verfahrensschritt aufgebracht wird, ist das Magnetmaterial 108 bei manchen Ausführungsbeispielen ein nahtloses Magnetmaterial, das einen geringen Magnetwiderstand aufweist. Sequentielle Mehrschritt-Verfahren für eine vorderseitige und eine rückseitige Aufbringung von Magnetmaterial 108 können jedoch ebenfalls verwendet werden. Nachdem das Magnetmaterial 108 auf den Induktor 100 aufgebracht wurde, kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine anschließende Behandlung wie z. B. ein Tempern und/oder Magnetfeld durchgeführt werden, um die gewünschten magnetischen Eigenschaften des Magnetmaterials 108 zu verleihen.
  • Nachdem das Magnetmaterial 108 auf den Leiter 104 aufgebracht wurde, werden bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung anschließende Verfahrensschritte einschließlich einer Anschlussflächenverbindung, Passivierung, Ausdünnung und Trennung und Rückseite durchgeführt. Eine Anschlussflächenverbindung umfasst bei manchen Ausführungsbeispielen ein Öffnen der Anschlussflächen durch die Magnetschicht oder durch eine Schutzschicht hindurch sowie eine Fertigstellung der Anschlussflächen 106 mit Schutzschichten, Sperrschichten, lötfähigen Schichten oder Lötmittel. Rückseitenprozesse umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, ein Bereitstellen von Chipanschlussmaterial, Metallverbindungen und Isolierung. Unter Verwendung von in der Technik bekannten Methoden wird eine Passivierung durchgeführt, um den Induktor 100 vor Feuchtigkeit, Verunreinigung oder mechanischen Stößen und sonstigen Umweltfaktoren zu schützen. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird eine Teilmenge der anschließenden Verfahrensschritte in Abhängigkeit von der Anwendung und ihrer Vorgaben durchgeführt. Alternativ dazu können anschließende Verfahrensschritte weggelassen werden.
  • 2a bis 2g veranschaulichen Querschnitte verschiedener Induktoren. 2a veranschaulicht einen Ausführungsbeispielsinduktor 200, bei dem der Leiter 104 auf einem Substrat 102 angeordnet ist, wobei die Magnetschleife geschlossen wird, indem Substratmaterial in Bereichen neben der Leiterbahn 104 lokal beseitigt wird. Diese Regionen und die Bereiche unter und über dem Substrat sind mit Magnetmaterial 108 gefüllt.
  • 2b veranschaulicht einen Ausführungsbeispielsinduktor 210, bei dem der Leiter 104 in dem Substrat 102 angeordnet ist, wobei die Magnetschleife geschlossen wird, indem Substratmaterial in Bereichen neben der Leiterbahn 104 lokal beseitigt wird. Diese Regionen und die Bereiche unter und über dem Substrat sind mit Magnetmaterial 108 gefüllt.
  • 2c veranschaulicht einen Induktor 220 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem der Leiter 104 in einem Abstand d über dem Substrat 102 angeordnet ist. Bei Ausführungsbeispielen beträgt der Abstand d zwischen etwa 0,5 μm und etwa 50 μm. Alternativ dazu können je nach der Anwendung und ihren Vorgaben andere, außerhalb dieser Bandbreite liegende Abstände verwendet werden. Bei diesem Beispiel wird das Substrat 102 zuerst durch eine funktionslose Schicht beschichtet, auf der der Leiter 104 gebildet wird. In aufeinanderfolgenden Schritten wird die funktionslose Schicht beseitigt, wodurch der Leiter 104 an Ort und Stelle hinterlassen wird, und Magnetmaterial 108 wird aufgebracht, um den Bereich um den Leiter 104 herum aufzufüllen, um eine vollständige Magnetschleife um den Leiter 104 herum vorzusehen. Die funktionslose Schicht kann anhand eines beliebigen Aufbringungsverfahrens wie z. B. Aufschleudern, Aufsprühen, Drucken, Laminierung, CVD (chemical vapor deposition, chemische Aufdampfung) oder PVD aufgebracht werden, und ihr Material kann zumindest Teile aus der Gruppe von Polymeren, Aerogelen, Kohlenstoff, Siliziumdioxid oder dotiertem Siliziumdioxid enthalten.
  • 2d veranschaulicht einen Induktor 230 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem der Leiter 104 über dem Substrat 102 in einem Abstand d über dem Boden des Hohlraums 109 angeordnet ist. Während des Verarbeitens wird der Hohlraum 109 unter dem Leiter 104, der den Leiterbereich überlappt, in das Substrat 102 geätzt. Magnetmaterial 108 wird in den Hohlraum 109 und um den Leiter 104 herum eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Substrathohlraum 109 durch das ganze Substrat 102 hindurch erstrecken.
  • 2e veranschaulicht einen Induktor 240 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem der Leiter 104 über dem Substrat 102 in einem Abstand d über dem Boden des Hohlraums 109 angeordnet ist. Während des Verarbeitens wird der Leiter 104 in dem Substrat 102 unter Verwendung in der Technik bekannter Methoden hergestellt. Als Nächstes wird der Hohlraum 109 unter dem Leiter und um den Leiter 104 herum in das Substrat 102 geätzt. Magnetmaterial 108 wird in den Hohlraum 109 und um den Leiter 104 herum eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Substrathohlraum 109 durch das ganze Substrat 102 hindurch erstrecken.
  • 2f veranschaulicht einen Induktor 250 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, der zwei leitfähige Schichten 114 und 116 aufweist. Der untere Leiter 114 ist über dem Substrat 102 in einem Abstand über dem Boden des Hohlraums 109, und der obere Leiter 116 ist in einem Abstand e über der oberen Oberfläche des unteren Leiters 114. Bei Beispielen beträgt der Abstand e zwischen etwa 0,2 μm und etwa 20 μm, bei alternativen Ausführungsbeispielen können jedoch außerhalb dieser Bandbreite liegende Abstände verwendet werden, je nach der Anwendung und ihrer Vorgaben. Während des Verarbeitens wird Material zwischen dem unteren und dem oberen Leiter 114 und 116 weggeätzt, und der Hohlraum 109 wird unter dem unteren Leiter 114 in das Substrat 102 geätzt. Magnetmaterial 108 wird anschließend in den Hohlraum 109 und um die Leiter 114 und 116 herum und zwischen dieselben eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Substrathohlraum 109 durch das ganze Substrat 102 hindurch erstrecken. Bei einem alternativen Beispiel wird der Substrathohlraum 109 nicht geätzt. Bei einem weiteren Beispiel wird das Substrat 102 weggelassen, und die Mehrschichtstruktur wird anhand einer Abfolge von Magnetformanwendungen und Leiterbahnen verwirklicht.
  • 2g veranschaulicht einen Induktor 260 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, der zwei Schichten von Leitern 114 und 116 aufweist. Der untere Leiter 114, der vor dem Substratätzen in dem Substrat 102 hergestellt wird, befindet sich über dem Substrat 102 in einem Abstand d über dem Boden des Hohlraums 109, und der obere Leiter 116 befindet sich in einem Abstand e über der oberen Oberfläche des unteren Leiters 114. Während des Verarbeitens wird Material zwischen der unteren und der oberen Leiterbahn 114 und 116 weggeätzt. Der Hohlraum 109 wird in unter der unteren Leiterbahn 114 das Substrat 102 geätzt. Magnetmaterial 108 wird anschließend in den Hohlraum 109 und um die Leiter 114 und 116 herum und zwischen dieselben eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Substrathohlraum 109 durch das ganze Substrat 102 hindurch erstrecken. Bei einem alternativen Beispiel wird der Substrathohlraum 109 nicht geätzt. Bei einem weiteren Beispiel wird das Substrat 102 weggelassen, und die Mehrschichtstruktur wird anhand einer Abfolge von Magnetformanwendungen und Leiterbahnen verwirklicht.
  • 3a bis 3g veranschaulichen Querschnitte verschiedener Induktoren, bei denen Magnetmaterial teilweise eingefüllt ist. 3a veranschaulicht einen Induktor 300 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem ein Teil 304 der Leiterbahn in einem Abstand d über dem Substrat 102 angeordnet ist und ein anderer Teil 306 der Leiterbahn durch eine funktionslose Schicht 305 getragen wird. Die Verarbeitung ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 2c, jedoch wird unter dem Leiterabschnitt 306 ein Teil der funktionslosen Schicht 305 nicht weggeätzt, und Magnetmaterial 108 wird über den und um den Leiterabschnitt 304 herum, jedoch nicht über den Leiterabschnitt 306, eingefüllt. Die funktionslose Schicht 305 bietet einen Träger für den Leiter und liefert Stabilität für die Gesamtstruktur. Ausführungsbeispiele, die einen teilweise geformten Lösungsansatz verwenden, bieten Kostenersparnisse, vor allem in Fällen, bei denen kostspielige Magnetmaterialien und/oder kostspielige Magnetmaterialprozesse verwendet werden, da weniger Magnetmaterial zum Herstellen des Teils benötigt wird.
  • 3b veranschaulicht einen Ausführungsbeispielsinduktor 310, bei dem Leiterabschnitte 306 und 304 auf dem Substrat 102 angeordnet sind. Das Verarbeiten ist ähnlich dem in 2a gezeigten Ausführungsbeispiel, jedoch wird Magnetmaterial 108 teilweise eingefüllt, so dass es den Leiterabschnitt 304 und nicht den Leiterabschnitt 306 umgibt.
  • 3c veranschaulicht einen Induktor 320 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem der Leiterabschnitt 306 auf dem Substrat 102 angeordnet ist und der Leiterabschnitt 304 in einem Abstand d über dem Boden des Hohlraums 109 angeordnet ist, der unter dem Leiterabschnitt 304 und nicht unter dem Leiterabschnitt 306 in das Substrat 102 geätzt ist. Magnetmaterial 108 wird teilweise eingefüllt, so dass es den Leiterabschnitt 304 und nicht den Leiterabschnitt 306 umgibt. Dadurch, dass sich der Leiterabschnitt 306 auf dem Substrat 102 befindet, ist die resultierende Struktur stabiler.
  • 3d veranschaulicht einen Ausführungsbeispielsinduktor 330, bei dem die Leiterabschnitte 306 und 304 in dem Substrat 102 angeordnet sind. Das Verarbeiten ist ähnlich dem in 2b gezeigten Ausführungsbeispiel, jedoch wird Magnetmaterial 108 teilweise eingefüllt, so dass es den Leiterabschnitt 304 und nicht den Leiterabschnitt 306 umgibt.
  • 3e veranschaulicht einen Induktor 340 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem der Leiterabschnitt 306 in dem Substrat 102 angeordnet ist und der Leiterabschnitt 304 in einem Abstand d über dem Boden des Hohlraums 109 angeordnet ist, der unter dem Leiterabschnitt 304 und nicht unter dem Leiterabschnitt 306 in das Substrat 102 geätzt ist. Magnetmaterial 108 wird teilweise eingefüllt, so dass es den Leiterabschnitt 304 und nicht den Leiterabschnitt 306 umgibt. Dadurch, dass sich der Leiterabschnitt 306 in dem Substrat 102 befindet, ist die resultierende Struktur stabiler.
  • 3f veranschaulicht einen Induktor 350 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, der zwei Schichten von Leitern 114 und 116 aufweist. Der untere Leiter 114 befindet sich auf dem Substrat 102, und der obere Leiter 116 befindet sich in einem Abstand e über der oberen Oberfläche des unteren Leiters 114. Während der Verarbeitung wird Material zwischen der unteren und der oberen Leiterbahn 114 und 116 weggeätzt. Anschließend wird Magnetmaterial 108 um die und zwischen den Leitern 114 und 116 eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden, jedoch bleibt der Abschnitt 355 über dem Substrat 102 von dem Magnetmaterial unbedeckt.
  • 3g veranschaulicht einen Induktor 360 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel, der zwei Schichten von Leitern 114 und 116 aufweist. Der untere Leiter 114 befindet sich in dem Substrat 102, und der obere Leiter 116 befindet sich in einem Abstand e über der oberen Oberfläche des unteren Leiters 114 und dem Substrat 102. Während der Verarbeitung wird Material zwischen der unteren und der oberen Leiterbahn 114 und 116 weggeätzt. Anschließend wird Magnetmaterial 108 um die und zwischen den Leitern 114 und 116 eingefüllt, um eine geschlossene Magnetschleife zu bilden, jedoch bleibt der Abschnitt 355 über dem Substrat 102 von dem Magnetmaterial unbedeckt.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Bereich und/oder die geometrische Verteilung des Magnetmaterials während des Aufbringens des Magnetmaterials dahin gehend angepasst werden, die Induktivität des resultierenden Induktors abzugleichen oder einzustellen. Beispielsweise kann eine höhere Induktivität erzielt werden, wenn ein größerer Prozentsatz des Leiters von dem Magnetmaterial umgeben ist. Gleichermaßen kann eine geringere Induktivität erzielt werden, indem ein geringerer Prozentsatz des Leiters mit Magnetmaterial umgeben wird.
  • 4a–4e veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Ausführungsbeispielsinduktors 410 der vorliegenden Erfindung zeigen. 4a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102. Der Leiter 104 ist auf dem Substrat 102 aufgebracht und wie in 4b gezeigt strukturiert. Ein Leerraum 405 ist durch das Substrat 102 hindurch geätzt, wie in 4c gezeigt ist, und Magnetmaterial 108 ist aufgebracht, wie in 4d veranschaulicht ist. Alternativ dazu wird der Leerraum 405 erzeugt, indem ein erster Abschnitt des Substrats 102 von der Oberseite des Substrats 102 weggeätzt wird und indem ein zweiter Abschnitt des Substrats 102 von der Unterseite des Substrats 102 weggeätzt oder abgeschliffen wird. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können zum Erzeugen des Leerraums 405 in dem Substrat 102 andere in der Technik bekannte Methoden verwendet werden.
  • 4e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 410, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 4a–4d genommen wurden. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet der Leiter 104 eine „U”-förmige Region um den Leerraum 405 herum, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Wie gezeigt ist, wird Magnetmaterial 108 zumindest auf einem Teil des Leiters 104 aufgebracht. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können sich die Größe und Gestalt des Leerraums 405 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 5a–5e veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Ausführungsbeispielsinduktors 420 zeigen. 5a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem Hohlräume 407 unter Verwendung von in der Technik bekannten Methoden in das Substrat 102 geätzt wurden. Der Leiter 104 ist in Hohlräumen 407 in dem Substrat 102 aufgebracht, wie in 5b gezeigt ist. Der Hohlraum 405 ist durch das Substrat 102 hindurch geätzt, wie in 5c gezeigt ist, und das Magnetmaterial 108 ist so aufgebracht, wie es in 5d veranschaulicht ist. Alternativ dazu wird der Leerraum 405 erzeugt, indem ein erster Abschnitt des Substrats 102 von der Oberseite des Substrats 102 weggeätzt wird und indem ein zweiter Abschnitt des Substrats 102 von der Unterseite des Substrats 102 weggeätzt oder weggeschliffen wird. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können zum Erzeugen des Leerraums 405 in dem Substrat 102 andere in der Technik bekannte Verfahren verwendet werden.
  • 5e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 420, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 5a–5d genommen wurden. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet der Leiter 104 eine „U”-Form um den Leerraum 405 herum, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Wie gezeigt ist, wird Magnetmaterial 108 zumindest auf einem Teil des Substrats 102 und des Leiters 104 aufgebracht. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können sich die Größe und Gestalt des Leerraums 405 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 6a veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Induktors 430 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen.
  • 6a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem eine funktionslose Schicht 305 über dem Substrat 102 angeordnet wurde. Der Leiter 104 wird über die funktionslose Schicht 305 aufgebracht und strukturiert, wie in 6b gezeigt ist. Die funktionslose Schicht 305 wird dann weggeätzt, wie in 6c gezeigt ist, und Magnetmaterial 108 wird aufgebracht, wie in 6d veranschaulicht ist. 6e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 430, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 6a–6d genommen wurden. Bei einem Beispiel bildet der Leiter 104 eine „U”-Form, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Wie gezeigt ist, wird Magnetmaterial 108 zumindest auf einem Teil des Substrats 102 und des Leiters 104 aufgebracht. Bei alternativen Beispielen können sich die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 7a–7d veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Induktors 440 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen. 7a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem der Leiter 104 gemäß in der Technik bekannten Methoden aufgebracht und strukturiert wurde. Der Hohlraum 109 wird unter einem Abschnitt des Leiters 104 von dem Substrat 102 weggeätzt, wie in 7b gezeigt ist. Magnetmaterial 108 wird aufgebracht, wie in 7c veranschaulicht ist. 7d veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 440, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 7a–7c genommen wurden. Bei einem Beispiel bildet der Leiter 104 eine „U”-Form, jedoch kann die Gestalt des Leiters 104 bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Wie gezeigt ist, wird Magnetmaterial 108 dahin gehend aufgebracht, einen Abschnitt des Leiters 104 und den Hohlraum 109 zu umgeben. Bei alternativen Beispiel können sich die Größe und Gestalt des Hohlraums 109 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 8a–8e veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Induktors 450 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen. 8a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem Hohlräume 407 unter Verwendung von in der Technik bekannten Methoden in das Substrat 102 geätzt wurden. Der Leiter 104 wird dann in Hohlräumen 407 aufgebracht, wie in 8b gezeigt ist. Der Hohlraum 109 wird unter einem Abschnitt des Leiters 104 von dem Substrat 102 weggeätzt, wie in 8c gezeigt ist, und Magnetmaterial 108 wird aufgebracht, wie in 8d veranschaulicht ist. 8e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 450, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 8a–8d genommen wurden. Bei einem Beispiel bildet der Leiter 104 eine „U”-Form, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Beispielen unterschiedlich sein. Wie gezeigt ist, wird Magnetmaterial 108 um den Leiter 104 herum aufgebracht. Bei alternativen Beispielen können sich die Größe und Gestalt des Hohlraums 109 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 9a–9f veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Induktors 460 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen. 9a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem eine leitfähige Schicht 462 auf das Substrat 102 aufgebracht wurde, eine funktionslose Schicht 466 auf die leitfähige Schicht 462 aufgebracht wurde und eine leitfähige Schicht 464 auf die funktionslose Schicht 466 aufgebracht wurde. Bei einem Beispiel ist die funktionslose Schicht 466 ein Oxid, jedoch können andere Materialien verwendet werden. Die leitfähigen Schichten 462 und 464 und die funktionslose Schicht 466 werden gemäß in der Technik bekannten Methoden strukturiert und geätzt. Als Nächstes wird die funktionslose Schicht 466 geätzt, was einen Zwischenraum hinterlässt, wie er in 9b gezeigt ist, und der Hohlraum 109 wird von unterhalb der Leiterbahn 462 von dem Substrat 102 weggeätzt, wie in 9c gezeigt ist. Magnetmaterial 108 wird auf die Leiterbahnen 462 und 464 und in dem Hohlraum 109 aufgebracht, wie in 9d gezeigt ist.
  • 9e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 460, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 9a–9d genommen wurden. Bei einem Beispiel bildet der Leiter 464 eine einfache Linie, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Bei alternativen Beispielen können sich die Größe und Gestalt des Hohlraums 109 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden. 9f veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht des Induktors 460, die eine Durchkontaktierung 468 zeigt, die den unteren Leiter 462 mit dem oberen Leiter 464 koppelt.
  • 10a–10e veranschaulichen Querschnittsdiagramme und ein Draufsichtsdiagramm, die eine Herstellung eines Induktors 470 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Beispiel zeigen. 10a veranschaulicht ein Querschnittsdiagramm des Substrats 102, nachdem eine leitfähige Schicht 462 in das Substrat 102 aufgebracht wurde, eine funktionslose Schicht 466 auf die leitfähige Schicht 462 (und das Substrat 102) aufgebracht wurde und eine leitfähige Schicht 464 auf die funktionslose Schicht 466 aufgebracht wurde. Die leitfähige Schicht 464 und die funktionslose Schicht 466 werden gemäß in der Technik bekannten Methoden strukturiert und geätzt. Als Nächstes wird die funktionslose Schicht 466 geätzt, was einen Zwischenraum zwischen den leitfähigen Schichten 462 und 464 hinterlässt, wie in 10b gezeigt ist. Der Hohlraum 109 wird von unterhalb der Leiterbahn 462 und um dieselbe herum von dem Substrat 102 weggeätzt, wie in 10c gezeigt ist. Magnetmaterial 108 wird anschließend um die Leiterbahnen 462 und 464 und in dem Hohlraum 109 aufgebracht, wie in 10d gezeigt ist.
  • 10e veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 470, wobei die Linie x den Ort darstellt, an dem die Querschnittsdiagramme der 10a–10d genommen wurden. Bei einem Beispiel bildet der Leiter 464 eine einfache Linie, jedoch kann die Gestalt des Leiters bei alternativen Beispielen unterschiedlich sein. Bei alternativen Beispielen können sich die Größe und Gestalt des Hohlraums 109 sowie die Menge und die geometrische Verteilung des Magnetmaterials 108 unterscheiden.
  • 11a–11c veranschaulichen Beispiele einer Draufsicht auf Ausführungsbeispielsleitergestalten und geometrische Verteilung von Magnetmaterial. 11a veranschaulicht eine Draufsicht auf einen Leiter 104, der zwischen Anschlüssen 111 eine einfache Liniengestalt aufweist. Magnetmaterial 108 ist auf einem Abschnitt des Leiters 104 angeordnet. 11b veranschaulicht eine Draufsicht auf den Leiter 104, der zwischen den Anschlüssen 111 eine Schleifengestalt aufweist. Magnetmaterial 108 ist auf dem schleifenförmigen Abschnitt des Leiters 104 angeordnet. 11c veranschaulicht eine Draufsicht auf den Leiter 104, der zwischen den Anschlüssen 111 eine Spiralgestalt aufweist. Das Magnetmaterial 108 ist auf etwa der Hälfte des Spiralabschnitts des Leiters 104 angeordnet. Die geometrischen Gestalten des Leiters 104 in den 11a–11c sind nicht-ausschließliche Beispiele möglicher Leitergestalten und einer möglichen Verteilung von Magnetmaterial. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können andere Leitergestalten und andere Verteilungsgeometrien von Magnetmaterial erzielt werden.
  • 12 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Induktors 1200 für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Induktor 1200 weist ein Substrat 102 auf, in dem eine Leiterschicht 1204 aufgebracht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Leiter von dem Substrat 102 isoliert, indem eine (nicht gezeigte) Isolierungsschicht zwischen denselben verwendet wird. Verbindungsanschlussflächen 1206 befinden sich oben auf dem Substrat 102 und sind mit der Leiterschicht 1204 gekoppelt. Bonddrähte 1208 koppeln jede Verbindungsanschlussfläche 1206 über Lötkugeln 1212 mit einem Gehäuseanschlussstift 1214. Das Substrat 102 ist auf einem Leitungsrahmen 1210 angeordnet. Magnetmaterial 108 umgibt das Substrat 102. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die leitfähige Schicht 1204 aus Kupfer hergestellt, und das Substrat 102 umfasst Silizium. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können andere Materialien verwendet werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können sich die Struktur und die Beziehung des Substrats 102 und des Leiters 1204 nach anderen hierin offenbarten Ausführungsbeispielen richten.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Induktor 1200 hergestellt, indem existierende Gehäuseeinbaumaschinenausrüstung und -prozesse, die in der Technik bekannt sind, verwendet werden und indem existierende Formmassen, die beim Gehäuseeinbau verwendet werden, durch Magnetmaterial wie beispielsweise CoZrTa, CoFeHfO, CoAlO, FeSiO, CoFeAlO, CoNbTa, CoZr und andere amorphe Kobaltlegierungen, NiMoFe, NiFe, NiZn oder andere Nickellegierungen, FeSiO, FeCuNbSiB oder andere Eisenlegierungen, MnZn oder andere Manganlegierungen ersetzt werden.
  • 13a und 13b veranschaulichen einen Induktor 1300 für ein Ausführungsbeispiel. 13a veranschaulicht eine Draufsicht auf den Induktor 1300 unter Verwendung eines Lösungsansatzes einer Silizium-Durchkontaktierung (TSV – through-silicon via). Der Induktor 1300 umfasst einen Leiter 1306 und ein Halbleitersubstrat 1302. 13b veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Induktors 1300, die an der in 13a gezeigten Linie x genommen ist. Der Induktor 1300 wird auf einem Halbleitersubstrat hergestellt, bei dem eine Isolatorschicht auf der Siliziumschicht 1302 angeordnet ist. Der Leiter 1306 ist aus Kupfer hergestellt, was in einem tiefen Graben angeordnet ist, der mit einem Stapel 1308 ausgekleidet ist, der eine Isolatorschicht und Sperrschichten gegen eine Diffusion von Cu in Si aufweist. Bei manchen Ausführungsbeispielen weist der Stapel 1308 auch einen Haftbeschleuniger auf. Ein Kern 1320 und ein Ritzgraben 1321 werden von dem Substrat, das mit einer Passivierungsschicht 1312 versehen ist, weggeätzt. Das Substrat und der Kern 1320 sind von (nicht gezeigtem) Magnetmaterial umgeben, um eine Magnetschleife um den Leiter 1306 herum zu bilden.
  • Eine Verwendung eines TSV-Lösungsansatzes liefert niederohmische und induktivitätsarme Kontakte von oben nach unten. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die TSV auf der Rückseite des Substrats 1302 nicht kontaktiert, wird jedoch dazu verwendet, eine vertikal integrierte Kupferleitung zu liefern. Durch Verwendung eines TSV-Lösungsansatzes können eine Fläche mit geringem Querschnitt und ein großes Kantenverhältnis eine hohe Strombelastbarkeit und niederohmische Induktoren auf einer sehr kleinen Fläche bereitstellen.
  • Vorteile von bestimmten Ausführungsbeispielen umfassen, dass man eine einen großen Durchschnitt aufweisende Fläche des Magnetmaterials in dem Induktorkern erhält, um eine Magnetsättigung zu vermeiden. Eine derartige Fläche mit großem Querschnitt ermöglicht eine hohe Induktivität pro Raumeinheit einer Leiterplatte. Für Ausführungsbeispiele, die die Aufbringung eines Magnetmaterials in einer späten Verfahrensstufe vorsehen, nachdem der Leiter gebildet wurde, stellt außerdem die Bildung des Leiters selbst keine Verunreinigungsprobleme bezüglich des Magnetmaterials dar. Ferner ist bei den Ausführungsbeispielen, die das Magnetmaterial in einem einzigen Schritt aufbringen, das erfindungsgemäße nahtlose Magnetmaterial erzielbar, das einen geringen Magnetwiderstand aufweist.
  • Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Induktoren mit anderen passiven Komponenten wie Kondensatoren, Widerständen, wie sie anhand typischer Halbleiterprozesse hergestellt werden, integriert werden, und eine problemlose monolithische Integration mit aktiven Bauelementen wie beispielsweise ESD-Schutzelementen, Dioden oder Transistoren ist möglich. Beispielsweise veranschaulicht 14a ein Substrat 1401, auf dem ein Induktor 1406 angeordnet ist, der einen Leiter 1404 und einen Kern 1402 aufweist. Auf demselben Substrat ist ein Grabenkondensator 1408 entlang dem Induktor 1406 gestapelt. 14b veranschaulicht das Substrat 1401, auf dem der Induktor 1406 entlang dem gestapelten Grabenkondensator 1408 und einem LDMOS-Schalter 1410 angeordnet ist. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können eine andere Schaltung und andere Elemente auf dem Substrat 1401 angeordnet sein.
  • Manche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern bei niedrigem Reihenwiderstand im Vergleich zu herkömmlichen Chipinduktoren höhere Induktivitätswerte. Ferner ist bei manchen Ausführungsbeispielen die Herstellung aufgrund der Verwendung paralleler Prozesse bezüglich vieler Bauelemente auf einem Substrat kosteneffektiver. Ausführungsbeispiele bieten auch eine problemlose und kosteneffektive Aufbringung von Magnetmaterial sogar bei komplizierten Geometrien durch Verwendung eines Füllprozesses, z. B. Druck-, Einspritz- oder sonstiger Verfahren.
  • Bei Ausführungsbeispielen ist eine doppelte Verwendung von Formmaterial möglich. Beispielsweise bietet eine Verwendung von Magnetmaterial bei einem Gehäuseeinbauprozess einen standardmäßigen Schutz und Hilfestellung bei der Handhabung und liefert außerdem eine geschlossene Magnetschleife. Zum Zweck einer kompakten und kostengünstigen Integration sind für Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung viele WLP (Wafer-Level-Packing, Einhäusen auf Waferebene) und SiP-Montagetechniken (SiP = System-in-Package, System in einem Gehäuse) verfügbar. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist keine Strukturierung von Magnetmaterial notwendig, da die Geometrie durch vorgeformte Hohlräume vorgegeben wird.
  • Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die keinen Brennschritt für das Magnetmaterial erfordern, ist der Prozess mit vielen Integrierte-Schaltung-Prozessen kompatibel, da das Substrat keinen hohen Temperaturen ausgesetzt wird.

Claims (20)

  1. Induktor (100; 200; 210; 310; 330; 410; 420; 1200; 1300; 1406), der folgende Merkmale aufweist: ein Substrat (102) mit einem Loch, das sich durch das Substrat (102) erstreckt; einen Leiter (104; 114, 116; 304), der auf dem Substrat (102) oder in dem Substrat (102) angeordnet ist; und ein nahtloses ferromagnetisches Material (108), das sich durch das Loch erstreckt und zumindest einen ersten Abschnitt des Leiters (104; 114, 116; 304) und zumindest einen Teil des Substrats (102) umgibt.
  2. Induktor gemäß Anspruch 1, bei dem der Leiter (104; 114, 116) eine Schleife umfasst.
  3. Induktor gemäß Anspruch 1 oder 2, der ferner eine mit dem Leiter (104; 114, 116) elektrisch gekoppelte Anschlussfläche (106; 1206) umfasst.
  4. Induktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Substrat (102) auf einem Leitungsrahmen (1210) angeordnet ist.
  5. Induktor gemäß Anspruch 4, der ferner einen Bonddraht (1208) umfasst, der zwischen eine Anschlussfläche (1214) auf dem Leitungsrahmen (1210) und eine mit dem Leiter (1204) gekoppelte Anschlussfläche (1206) gekoppelt ist.
  6. Induktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner eine auf dem Substrat (102) angeordnete Schaltung aufweist.
  7. Induktor gemäß Anspruch 6, bei dem die Schaltung mit dem Leiter gekoppelt ist.
  8. Induktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Leiter eine Mehrzahl von Wicklungen umfasst.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Schaltung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anordnen einer Leiterbahn (104; 114, 116; 304) auf oder in einem Substrat (102); Beseitigen eines Abschnitts des Substrats (102) neben zumindest einem Abschnitt der Leiterbahn (104; 114, 116; 304), um ein Loch zu erzeugen, das sich durch das Substrat (102) erstreckt; und Aufbringen eines nahtlosen Magnetmaterials (108), das sich durch das Loch erstreckt und zumindest den Abschnitt der Leiterbahn (104; 114, 116; 304) und zumindest einen Teil des Substrats (102) umgibt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Beseitigen des Abschnitts des Substrats (102) ein Ätzen des Abschnitts des Substrats durch das gesamte Substrat hindurch umfasst.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, das ferner ein Bilden einer mit der Leiterbahn (102) gekoppelten Anschlussfläche (106) umfasst.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem das Aufbringen des nahtlosen Magnetmaterials (108) ein Aufbringen eines Magnetformmaterials umfasst.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem das Aufbringen des Magnetformmaterials (108) ein Einspritzen eines Polymers, das magnetische Partikel umfasst, um die Leiterbahn (104; 114, 116; 304) herum umfasst.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Schaltung einen Induktor umfasst.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem das Aufbringen des nahtlosen Magnetmaterials (108) ein Aufbringen von magnetischen Partikeln umfasst.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem das Beseitigen des Abschnitts des Substrats (102) folgende Schritte umfasst: Wegätzen eines ersten Abschnitts des Substrats (102) von einer Oberseite des Substrats; und Abschleifen oder Wegätzen eines zweiten Abschnitts des Substrats (102) von einer Rückseite des Substrats.
  17. Verfahren zum Bilden eines Induktors, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats (102); Bilden einer Leiterbahn (104; 114, 116; 304) auf oder in dem Substrat (102); Ätzen eines Abschnitts des Substrats (102) neben zumindest einem Abschnitt der Leiterbahn (104; 114, 116; 304), um ein Loch zu erzeugen, das sich durch das Substrat (102) erstreckt; und Bilden eines nahtlosen Magnetmaterials (108), das sich durch das Loch erstreckt und zumindest den Abschnitt der Leiterbahn (104; 114, 116; 304) und zumindest einen Teil des Substrats (102) umgibt.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das Substrat (102) Silizium umfasst.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, bei dem das Bilden der Leiterbahn (104; 114, 116; 304) ein Anordnen von Kupfer auf dem Substrat (102) umfasst.
  20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das Bilden des nahtlosen Magnetmaterials (108) folgende Schritte umfasst: Bilden einer Form mit einem Formmaterial, das Ferritpartikel umfasst, Bilden der Form unter Verwendung eines Formwerkzeugs, das einen Hohlraum aufweist, der Außenabmessungen des nahtlosen Magnetmaterials definiert.
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