DE102022124594A1

DE102022124594A1 - In-situ-induktivitätsstruktur beim aufbau von leistungsebenen

Info

Publication number: DE102022124594A1
Application number: DE102022124594.2A
Authority: DE
Inventors: Aleksandar Aleksov; Adel Elsherbini; Johanna Swan; Feras Eid; Thomas L. SOUNART; Henning Braunisch; Beomseok Choi; Krishna Bharath; Kaladhar Radhakrishnan; William J. Lambert
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2023-03-30
Also published as: US20230096368A1; CN115863014A

Abstract

Induktivitätsstruktur, Gehäusesubstrat, Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe und Verfahren zum Fertigen der Induktivitätsstruktur. Die Induktivitätsstruktur beinhaltet Folgendes: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.

Description

HINTERGRUND
Induktivitätsstrukturen können ähnlich wie Kondensatoren auf der Kontaktflächenseite oder der Halbleiterchipseite eines Gehäusesubstrats als diskrete Komponenten platziert werden. Außerdem sind auch Gehäuse-Substratkern-basierte magnetische Induktivitäten bereitgestellt worden, die magnetische metallisierte Durchkontaktierungen verwenden.
Magnetische Induktivitäten, die mittels metallisierter Durchkontaktierungen bereitgestellt werden, sind jedoch nur für Servergehäuse verfügbar, bei denen der Gehäusekern dick genug ist, um die durch die Länge der Durchkontaktierung gegebene notwendige Induktivität bereitzustellen. Bei einer solchen Durchkontaktierungsarchitektur können nur magnetische Materialien mit einem relativ niedrigen µ_r-Wert für die Induktivitäten verwendet werden, da eine magnetische Paste verwendet werden muss, um die PTHs (plated through holes - metallisierte Durchkontaktierungen) zu verstopfen, wobei die magnetische Paste aus einer nicht magnetischen (µ_r = 1) Matrix besteht, die Teilchen mit hohem µ_r-Wert umgibt.
Kontaktflächenseitige und halbleiterchipseitige magnetische Induktivitäten nehmen Platz auf dem Gehäuse ein, was ein Vergrößern der Gehäusegröße erfordern kann und dementsprechend potentiell auf Kugelgitteranordnungen (ball grid arrays) oder Kontaktflächengitteranordnungen (land grid arrays) übergreifen kann. Zusätzliche Induktivitätsverluste können ferner infolge des Abstands derartiger Induktivitäten zu dem Halbleiterchip auftreten.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine Induktivitätsarchitektur, bei der sich das magnetische Material der magnetischen Struktur konform um zwei darin eingebettete elektrisch leitfähige Strukturen herumlegt, gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 veranschaulicht eine Magnetkerninduktivitätsarchitektur, bei der sich die elektrisch leitfähigen Strukturen um eine magnetische Struktur herumlegen/spiralförmig herumlegen, wobei die magnetische Struktur ein Magnetkern ist, der ein magnetisches Material beinhaltet.
3 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht einer Kaltgasspritzstruktur.
4 veranschaulicht einen Herstellungsprozess für die Induktivitätsarchitektur von 1.
5 veranschaulicht einen Herstellungsprozess für die Induktivitätsarchitektur von 2.
6 ist eine Draufsicht auf einen Wafer und auf Halbleiterchips (engl.: dies), die gemäß beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen in einer mikroelektronischen Baugruppe beinhaltet sein können.
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, die gemäß beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen in einer mikroelektronischen Baugruppe beinhaltet sein kann.
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe, die gemäß beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen eine mikroelektronische Baugruppe beinhalten kann.
9 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften elektrischen Systems, das eine mikroelektronische Baugruppe beinhalten kann, gemäß beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen.
10 ist ein Prozess zum Herstellen einer Induktivitätsstruktur gemäß einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Manche Ausführungsformen widmen sich der Erzeugung von magnetischen Induktivitäten von Gehäuse-Aufbauschichten, die in-situ während des Standard-Gehäuseherstellungsprozesses unter Zusatz von Kaltgasspritzen hergestellt werden, um die Bereitstellung magnetischer Materialien mit hohem µ_r-Wert und somit Induktivitäten mit einer hohen Induktivitätsdichte sowie einem hohen Gütefaktor in mikroelektronischen Strukturen, wie etwa Integrierter-Schaltkreis-Baugruppen, zu ermöglichen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann Kaltgasspritzen für manche oder alle elektrisch leitfähigen Strukturen (wie etwa Cu) der Induktivität verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen und Induktivitätsverluste zu verringern.
Kaltgasspritzen zum Herstellen magnetischer Induktivitäten ermöglicht, dass diese Induktivitäten innerhalb der Gehäuseaufbauschichten hergestellt werden, wodurch eine hohe Induktivität bei einem Minimum an Induktivitätsgröße ermöglicht wird. Da sie auf einer beliebigen Aufbauschicht hergestellt werden können, sind sie nicht nur auf Serverprodukte beschränkt, sondern können für alle Produkte implementiert werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen können in eine Aufbauschicht eingebettete Induktivitätsstrukturen unter Verwendung magnetischer Materialien hergestellt werden, die ansonsten mit Standardkapselungsherstellungsprozessen, wie etwa Plattieren, inkompatibel sind. Somit bieten Ausführungsformen vorteilhaft höhere Induktivitätsdichten und höhere Gütefaktoren.
Eingebettete Induktivitätsstrukturen, die unter Verwendung von Kaltgasspritzen hergestellt werden, können aufgrund der einzigartigen Architektur detektiert und mit dem Stromversorgungsnetz verbunden werden. Die einzigartige Kornstruktur des Materials aufgrund von Kaltgasspritzen dient ferner zum Identifizieren des verwendeten Prozesses. Eingebettete Induktivitäten, die durch Kaltgasspritzen hergestellt werden, können durch die verwendeten Materialien und die Struktur der Materialien selbst identifiziert werden.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung können eine Induktivitätsstruktur beinhalten, die in eine mikroelektronische Vorrichtung eingebettet ist, wobei zumindest Teile der Induktivitätsstruktur unter Verwendung von Kaltgasspritzen bereitgestellt werden. Die Induktivitätsstruktur kann einen elektrisch leitfähigen Körper beinhalten; sowie eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um dadurch die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
So wie die Begriffe „oberer“ / „unterer“ oder „oberhalb“ / „unterhalb“ hier verwendet werden, können sie sich auf relative Orte eines Objekts (z. B. die vorstehend beschriebenen Oberflächen) anstelle eines absoluten Orts des Objekts beziehen, insbesondere bei der Betrachtung von Beispielen, die in den beigefügten Figuren gezeigt werden. Zum Beispiel kann sich eine Oberseite einer Einrichtung auf einer der Unterseite des Objekts gegenüberliegenden Seite der Einrichtung befinden und die Oberseite kann allgemein nur nach oben gerichtet sein, wenn sie auf eine spezifische Weise betrachtet wird. Bei einem anderen Beispiel kann sich ein erstes Objekt oberhalb eines zweiten Objekts auf oder nahe einer „Oberseite“ des zweiten Objekts anstatt in der Nähe einer „Unterseite“ des Objekts befinden, und das erste Objekt kann sich tatsächlich nur über dem zweiten Objekt befinden, wenn die beiden Objekte auf eine spezifische Weise betrachtet werden.
Wie hier verwendet, kann die „Rückseite eines Halbleiterchips“ auf die Seite oder Oberfläche eines Halbleiterchips verweisen, die einem Gehäusesubstrat gegenüberliegt oder dafür vorgesehen ist, diesem gegenüberliegend positioniert zu sein.
Ein „Halbleiterchip“ (engl.: die), wie hier erwähnt, kann eine Schaltungsanordnung beinhalten, wie etwa, beispielsweise, eine Spannungsreglerschaltungsanordnung, eine Speicherschaltungsanordnung und/oder eine Logikschaltungsanordnung, z. B. eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine Zentralprozessoreinheit(CPU)-Schaltungsanordnung, eine Grafikverarbeitungseinheit(GPU)-Schaltungsanordnung oder andere Arten einer digitalen Logikschaltungsanordnung. Ein „Halbleiterchip“ (engl.: die), wie hier erwähnt, kann bei manchen Ausführungsformen als ein Halbleiterchipstapel implementiert sein oder kann als mehrere verschiedene Halbleiterchips auf einer organischen oder anorganischen Zwischenträger-Einrichtung implementiert sein.
Es können die gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Zeichnungen verwendet werden, um die gleichen oder ähnliche Elemente zu identifizieren. In der folgenden Beschreibung sind zu Zwecken der Erläuterung und nicht der Einschränkung spezifische Einzelheiten dargelegt, wie etwa spezifische Strukturen, Architekturen, Schnittstellen, Techniken usw., um ein tiefgreifendes Verständnis der verschiedenen Aspekte verschiedener Ausführungsformen bereitzustellen. Für Fachleute mit dem Vorteil der vorliegenden Offenbarung ist jedoch offensichtlich, dass die verschiedenen Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen in anderen Beispielen angewendet werden können, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen. In bestimmten Fällen wurde auf die Beschreibung allgemein bekannter Vorrichtungen, Schaltkreise und Verfahren verzichtet, um die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen nicht durch unnötige Einzelheiten zu verschleiern. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu.
Zwei mögliche Ausführungsformen einer unter Verwendung von Kaltgasspritzen im Herstellungsprozess hergestellten magnetischen Induktivitätsstruktur einer Gehäuseaufbauschicht sind in 1 und 2 veranschaulicht. 1 veranschaulicht eine Induktivitätsarchitektur, bei der sich das magnetische Material der magnetischen Struktur konform um zwei darin eingebettete elektrisch leitfähige Strukturen herumlegt, wobei die elektrisch leitfähigen Strukturen Leitungen oder Leiterbahnen sind, die ein elektrisch leitfähiges Material, wie etwa ein Metall, beinhalten, wohingegen 2 eine Magnetkerninduktivitätsarchitektur veranschaulicht, bei der sich die elektrisch leitfähigen Strukturen um eine magnetische Struktur herumlegen/spiralförmig herumlegen, wobei die magnetische Struktur ein Magnetkern ist, der ein magnetisches Material beinhaltet. Diese Figuren werden nachstehend ausführlicher beschrieben. Die elektrisch leitfähigen Strukturen von 1 oder 2 bilden zusammen einen elektrisch leitfähigen Körper der in jeder Figur gezeigten Induktivitätsstruktur.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Integrierter-Schaltkreis-Struktur 100, die eine erste Konfiguration einer Induktivitätsstruktur 114 beinhaltet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 1 ist ein Gehäusesubstrat 103 gezeigt als dass es elektrisch und mechanisch mit einer Hauptleiterplatte 101 mittels Kopplungskomponenten 105 gekoppelt ist, die, wie gezeigt, Lötperlen oder Kontaktstifte (z. B. als Teil einer Kontaktstiftgitteranordnung (pin grid array - PGA), Kontakte (z. B. als Teil einer Kontaktflächengitteranordnung (land grid array - LGA)), Stecker- und Buchsenabschnitte eines Sockels, einen Klebstoff, ein Unterfüllmaterial und/oder eine beliebige andere geeignete elektrische und/oder mechanische Kopplungsstruktur beinhalten können, Die Induktivitätsstruktur 114 ist als innerhalb des Gehäusesubstrats 103 und insbesondere innerhalb einer Aufbauschicht 108 oberhalb der Aufbauschicht 107 des Substrats 103 bereitgestellt gezeigt. Die Aufbauschicht 107 beinhaltet eine Leistungsebene 104, während die Aufbauschicht 108 eine Leistungsebene 110, wie gezeigt, beinhaltet. Eine dielektrische Schicht 102 verkapselt die Leistungsebene 104 und die Leistungsebene 110, die Durchkontaktierungen 106 und 112 und die Induktivitätsstruktur 114. Die dielektrische Schicht 102 kann die dielektrischen Schichten aller Aufbauschichten beinhalten, einschließlich der dielektrischen Schicht 113 der Aufbauschicht 107 und der dielektrischen Schicht 111 der Aufbauschicht 108, wie gezeigt. Die dielektrische Schicht 102 kann ein organisches dielektrisches Material beinhalten, wie etwa Ajinomoto Buildup Film (ABF), um ein Beispiel zu nennen, obwohl, wie es sich versteht, eine beliebige Anzahl von dielektrischen Füllmaterialien verwendet werden kann.
Ein „Gehäusesubstrat“, wie hier verwendet, kann sich auf eine Leiterplatte, wie etwa die nachstehend beschriebene Leiterplatte 802 von 8, beziehen, die eine Vielzahl von Aufbauschichten und eine Vielzahl von leitfähigen Strukturen, einschließlich Zwischenverbindungsleitungen oder Leiterbahnen, beinhaltet, die innerhalb eines oder mehrerer dielektrischer Materialien verkapselt sind. Obwohl hier beschriebene Ausführungsbeispiele im Zusammenhang einer Induktivitätsstruktur innerhalb eines Gehäusesubstrats stehen, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und beinhalten innerhalb ihres Schutzumfangs die Bereitstellung einer Induktivitätsstruktur, wie hier beschrieben, in einem beliebigen Teil einer Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe, einschließlich innerhalb einer Integrierter-Schaltkreis-Komponente, die einen oder mehrere Halbleiterchips beinhaltet.
Die Leistungsebenen können elektrisch leitfähige Schichten beinhalten. Die Induktivitätsstruktur 114, wie gezeigt, beinhaltet eine Konfiguration, bei der sich die magnetische Struktur 117 um 2 Leitbahnen oder Leiterbahnen 116 (elektrisch leitfähige Strukturen 116) herumlegt.
Eine „elektrisch leitfähige Struktur“, wie hier verwendet, verweist auf eine mikroelektronische Struktur, die elektrisch leitfähig ist.
Die magnetische Struktur 117 weist einen unteren Teil 120 und einen oberen Teil 118, wie gezeigt, auf. Der magnetische untere Teil kann an eine Pufferschicht 122 angrenzen, die sich unter der Induktivitätsstruktur 114 erstreckt und Erweiterungsgebiete 119 aufweist, die sich über eine Grundfläche derselben hinaus erstrecken. Die Pufferschicht 122 kann zwischen beiden Aufbauschichten 107 und 108 und an diese angrenzend angeordnet sein, wie gezeigt. Alternativ dazu kann es dazwischenliegende Schichten zwischen der Pufferschicht 122 und einer oder beiden der Aufbauschichten 107 und 108 geben.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Integrierter-Schaltkreis-Struktur 200, die eine erste Konfiguration einer Induktivitätsstruktur 214 beinhaltet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie zuvor angemerkt, stellt die Induktivitätsstruktur 214 von 2 eine gewundene Konfiguration dar, bei der sich eine elektrisch leitfähige Struktur 216 um die magnetische Struktur 217 herumwindet. In 2 ist ein Gehäusesubstrat 203 als elektrisch und mechanisch mit einer Hauptleiterplatte 201 mittels Kopplungskomponenten 205 gekoppelt gezeigt, die den Kopplungskomponenten 105 ähnlich sind. Die Induktivitätsstruktur 214 ist als innerhalb des Gehäusesubstrats 203 und insbesondere innerhalb einer Aufbauschicht 208 und einer Aufbauschicht 209 oberhalb der Aufbauschicht 207 des Substrats 203 bereitgestellt gezeigt. Die Aufbauschicht 207 beinhaltet eine Leistungsebene 204, die eine Induktionsspulenleistungsebene 216e beinhaltet. Die Aufbauschicht 208 beinhaltet eine Leistungsebene 210, wie gezeigt, die eine Induktionsspulenleistungsebene 216c beinhaltet. Die Aufbauschicht 209 beinhaltet eine Leistungsebene 215, wie gezeigt, die eine Induktionsspulenleistungsebene 216a beinhaltet. Die elektrisch leitfähige Induktionsspulenstruktur 216 beinhaltet die Leistungsebenen 216a, 216c, 216e und außerdem, wie gezeigt, die Durchkontaktierungen 216b und 216d. Eine dielektrische Schicht 202 verkapselt die Leistungsebene 204 und die Leistungsebene 210 durch die Durchkontaktierungen 206, 212, 216b und 216d und die magnetische Struktur 217. Die Aufbauschicht 207 beinhaltet eine dielektrische Schicht 213, die Aufbauschicht 108 beinhaltet eine dielektrische Schicht 211 und die Aufbauschicht 209 beinhaltet eine dielektrische Schicht 221, wie gezeigt. Die Leistungsebenen können elektrisch leitfähige Schichten beinhalten. Die Induktivitätsstruktur 214, wie gezeigt, beinhaltet eine Konfiguration, bei der sich die leitfähige Struktur 216 um die magnetische Struktur 217 herumwindet. Die magnetische Struktur 217 kann an eine Pufferschicht 222 an einer Unterseite davon angrenzen, wobei sich die Pufferschicht unter der magnetischen Struktur 217 erstreckt und Erweiterungsgebiete 219 aufweist, die sich über eine Grundfläche derselben hinaus erstrecken. Die Pufferschicht 222 kann zwischen beiden Aufbauschichten 207 und 208 und an diese angrenzend angeordnet sein, wie gezeigt. Alternativ dazu kann es dazwischenliegende Schichten zwischen der Pufferschicht 222 und einer oder beiden der Aufbauschichten 207 und 208 geben.
Die dielektrische Schicht 102/202 kann unter Verwendung eines organischen dielektrischen Materials, wie etwa beispielsweise einem mit Siliciumdioxid gefüllten Epoxidharz oder einem anorganischen Dielektrikum, wie etwa Si3N4, TiO2, HfO2, SiCN, SiO2, AlN, Al2O3, oder anderen ähnlichen Materialien oder Kombinationen unterschiedlicher Schichten (z. B. als eine Barriere oder verbesserte Kondensatorelektroden) gebildet werden.
Die Leistungsebenen 104/204 und 110/210 bilden zusammen mit den Durchkontaktierungen 106/206 und 112/212 eine Leistungsstruktur, die die Leistungsabgabe an eine Komponentenschaltungsanordnung eines Halbleiterchips 130/230 ermöglicht, die eins oder mehrere aus der Spannungsreglerschaltungsanordnung 132/232, der Speicherschaltungsanordnung 133/233 und/oder der Prozessorschaltungsanordnung 134/234 beinhalten kann. In manchen Fällen kann der Halbleiterchip 130/230 darauf nur einen Typ von Schaltungsanordnung beinhalten. In anderen Fällen kann jede der unterschiedlichen Schaltungsanordnungen in einem separaten Halbleiterchip anstelle auf einem Halbleiterchip, wie gezeigt, untergebracht sein. Bei manchen Ausführungsformen kann der Halbleiterchip 130/230 als ein Halbleiterchipstapel implementiert sein oder kann als mehrere unterschiedliche Halbleiterchips auf einer organischen oder anorganischen Zwischenträger-Einrichtung implementiert sein (wobei z. B. jeder Halbleiterchip eine andere Schaltungsanordnung umfasst).
Obwohl sie hier als Leistungs-„ebenen“ beschrieben werden, versteht es sich, dass die Leistungsebenen der vorliegenden Offenbarung im geometrischen Sinne möglicherweise nicht eben (z. B. nicht vollständig flach in einer Ebene wie herkömmliche Leistungsebenen) sind. Obwohl sie als auf eine spezifische Weise gebildet gezeigt (z. B. mit zwei Leistungsebenen) ist, kann die Leistungsstruktur außerdem auf eine beliebige geeignete Weise gemäß den hier beschriebenen Beispielen gebildet werden (z. B. mit drei oder mehr Leistungsebenen oder mit unterschiedlichen Durchkontaktierungsformen oder ohne Durchkontaktierungen). Obwohl sie als sich in einem Gehäusesubstrat 103/203 befindlich gezeigt ist, kann die Induktivitätsstruktur 114/214 ferner an einer beliebigen geeigneten Stelle innerhalb eines mikroelektronischen Gehäuses beinhaltet sein. Als ein Beispiel kann die Induktivitätsstruktur 114/214 an der Rückseite eines Halbleiterchips oder als Teil eines Halbleiterchipstapels verwendet werden. Die Leistungsebenen können auch verwendet werden, um eine Leistung von einem Halbleiterchip zu einem anderen Halbleiterchip in dem gleichen Gehäuse (z. B. von einem separaten Spannungsregler-Halbleiterchip zu einem Prozessor-Halbleiterchip) oder von außerhalb des Gehäuses (einer Hauptplatine, einer Batterie usw.) zu dem Gehäuse und dann zu dem/den Halbleiterchip(s) zu leiten.
Bezug nehmend auf die Induktivitätsstruktur 114 können deren Komponenten, wie etwa die elektrisch leitfähigen Strukturen 116 und die magnetische Struktur 117, zumindest teilweise mittels eines Kaltgasspritzprozesses bereitgestellt werden. Bezug nehmend auf die Induktivitätsstruktur 214 können deren Komponenten, wie etwa die magnetische Struktur 217, zumindest teilweise mittels eines Kaltgasspritzprozesses bereitgestellt werden.
Das Kaltgasspritzen (CS - Cold Spraying) ist ein Beschichtungsabscheidungsverfahren, bei dem ein Feststoffpulver (in der Regel mit einem Durchmesser von ungefähr 1 bis 100 Mikrometer) in einem Ultraschallgasstrahl auf Geschwindigkeiten von bis zu ungefähr 1200 m/s beschleunigt wird. Während eines Aufpralls auf die Zieloberfläche unterliegen die Teilchen einer plastischen Verformung und bleiben an der Zieloberfläche haften. Um eine einheitliche Dicke zu erreichen, kann die Spritzdüse entlang der Zieloberfläche verfahrbar sein. Die kinetische Energie der Teilchen, die durch die Ausdehnung des Gases zugeführt wird, wird während des Verbindens in plastische Verformungsenergie umgewandelt. Im Gegensatz zu thermischen Spritztechniken, wie etwa Plasmaspritzen, Lichtbogenspritzen, Flammspritzen oder Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF - high velocity oxygen fuel), werden die Pulver im Allgemeinen während des Spritzprozesses nicht geschmolzen. Unter Verwendung von Kaltgasspritzen können Metalle, Polymere, Keramik, Verbundmaterialien und nanokristalline Pulver abgeschieden werden.
Eine Materialstruktur, die mittels Kaltgasspritzen bereitgestellt wird (Kaltgasspritzstruktur, die im Fall von 1 die Induktivitätsstruktur 114 (wie etwa die elektrisch leitfähige Struktur 116 und die magnetische Struktur 117) beinhaltet) und die im Fall von 2 die magnetische Struktur 217 beinhaltet, kann charakteristische physische Merkmale zeigen und/oder kann von charakteristischen physischen Merkmalen umgebender Strukturen begleitet sein, wie zum Beispiel durch einen Querschnitt erkennbar, der unter Verwendung von Elektronenmikroskopie, wie etwa Rasterelektronenmikroskopie (SEM) oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), betrachtet wird. Die charakteristischen physischen Merkmale können bei den elektrisch leitfähigen Strukturen 116, der magnetischen Struktur 117 oder der magnetischen Struktur 217, wenn sie kaltgasgespritzt werden, eine nicht amorphe, granulare Mikrostruktur beinhalten, die ungeordnete oder zufällig verteilte Körner oder Teilchen beinhaltet. Die Teilchen können jeweils Abmessungen in der Größe von 1 Mikrometer bis Dutzende Mikrometer bis zu etwa 100 Mikrometer aufweisen und können im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzflächen zeigen, wenn sie beispielsweise bei starker Vergrößerung betrachtet werden, wie vorstehend angemerkt, beispielsweise bei einer Vergrößerung in einem Maßstab von etwa 500 nm. Die Teilchen-zu-Teilchen-Grenzflächen sind im Vergleich zu Teilchen-zu-Teilchen-Grenzflächen von galvanisierten Metallmaterialien „im Wesentlichen nichtlinear“, wenn sie mit einer gleichen Vergrößerung betrachtet werden. Das kaltgasgespritzte Material kann außerdem durchgehend eine maximale Porosität von 5 % aufweisen. Die charakteristischen physischen Merkmale umgebender Strukturen können das Vorhandensein einer Pufferschicht beinhalten. Gemäß einer Ausführungsform kann die Pufferschicht, wie etwa die Pufferschicht 122/222, eine Grundflächenform aufweisen, die allgemein der Grundflächenform der kaltgasgespritzten Struktur entspricht, die aber strukturiert worden sein kann, um Abschnitte darzustellen, die sich über die Grundfläche der kaltgasgespritzten Struktur hinaus erstrecken, zum Beispiel die Abschnitte 119/219. Die Pufferschicht 122/222 kann aus einer unteren (angrenzend an die untere Aufbauschicht) Schicht, die Titan oder Tantal beinhaltet, hergestellt sein, und einer oberen Schicht, die aus einem Weichmetall, wie etwa Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei und diesbezüglichen Legierungen, hergestellt ist.
Die Pufferschicht 122/222 kann beispielsweise durch außenstromlose Metallabscheidung oder PVD bereitgestellt werden und kann eine erste Schicht angrenzend an die Aufbauschicht 107 beinhalten, die beispielsweise Titan oder Tantal beinhaltet, und eine zweite Schicht, die angrenzend an die Induktivitätsstruktur abgeschieden werden soll, wobei die zweite Schicht beispielsweise ein Weichmetall, wie etwa Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei und diesbezügliche Legierungen, beinhaltet.
Eine Kaltgasspritzstruktur kann im Allgemeinen nicht direkt auf die momentan verfügbaren organischen Aufbaudielektrika der Aufbauschicht, wie etwa die Aufbauschicht 107/207, abgeschieden werden, da Kaltgasspritzen Teilchen mit einer hohen Geschwindigkeit bereitstellt, zum Beispiel Überschallgeschwindigkeiten, wodurch wahrscheinlich das Dielektrikum einreißen könnte und es beschädigt würde. Eine dünne Pufferschicht, die mit Gold überzogenes Titan oder mit Kupfer überzogenes Titan beinhaltet, würde die letztere Folge vermeiden, sowohl dadurch, dass sie an dem organischen dielektrischen Material anhaftet (z. B. aufgrund des Titans), als auch dadurch, dass sie eine ausreichend weiche Schicht auf der Oberseite bereitstellt, die ermöglichen würde, dass das Kaltgasspritzmaterial darauf abgeschieden wird.
Die Pufferschicht 122/222 könnte ein Isoliermaterial angrenzend an die untere Aufbauschicht beinhalten, um zum Beispiel einen Kurzschluss zu anderen Strukturen zu verhindern, und sie könnte ferner aus dem gleichen Grund ein Isoliermaterial angrenzend an die obere Aufbauschicht beinhalten, insbesondere, wenn sie nicht so strukturiert ist, dass sie eine Form aufweist, die allgemein der Grundflächenform der Kaltgasspritzstruktur entspricht.
Bei Betrachtung mit starker Vergrößerung, zum Beispiel durch Elektronenmikroskopie, kann die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht 122/222 und der Induktivitätsstruktur 114 bzw. der magnetischen Struktur 217 eine nicht-flache Konfiguration zeigen, zum Beispiel verglichen mit einer Grenzfläche zwischen den Leistungsebenen und dem darunterliegenden Aufbauschichtdielektrikum, wobei manche Teilchen der Kaltgasspritzstruktur zumindest teilweise in Einbuchtungen des Obermaterials der Pufferschicht eingebettet sind. Aus diesem Grund wäre ein Weichmetall als das Obermaterial der Pufferschicht vorteilhaft, um ein darauf gebildetes Kaltgasspritzmaterial additiv aufzunehmen, da es eine sichere mechanische Verbindung der kaltgasgespritzten magnetischen Struktur an der darunterliegenden Aufbauschicht ermöglichen würde.
Die magnetische Struktur 117/217 kann ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhalten. Bevorzugt beinhaltet die magnetische Struktur kein organisches Material, obwohl dies möglich wäre. Mit „nicht elektrisch leitfähig“ im Zusammenhang mit Ausführungsformen ist „ein Volumenwiderstand von mindestens 1 Ohm-cm aufweisend“ gemeint. Die magnetische Struktur kann zum Beispiel Teilchen beinhalten, die aus demselben Material hergestellt sind (homogene Teilchen, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind); oder Teilchen, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind (inhomogene Teilchen, die magnetische und nicht magnetische Teilchen beinhalten), die wenigstens eines von Folgendem beinhalten: (1) Teilchen, die Eisenoxidteilchen oder Chromdioxidteilchen beinhalten; oder (2) Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: a. Aluminiumoxidteilchen und/oder Siliciumnitrid- und/oder Eisennitridteilchen; und b. Eisennickelteilchen und/oder Samariumkobaltteilchen; oder c. Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadiumferritteilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder (3) Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: a. Silicium und/oder Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid; und b. Neodym. Die magnetische Struktur kann eine geeignete relative Permeabilität, zum Beispiel eine relative Permeabilität, aufweisen, um zu ermöglichen, dass sie als ein Kern einer Induktivitätsstruktur mit elektrisch leitfähigen Strukturen darin verwendet wird. Die magnetische Struktur weist bevorzugt eine relative Permeabilität von über 1000 auf, bevorzugt eine in der Größenordnung von mehreren Tausend, mehreren Zehntausend oder mehreren Hunderttausend.
Nun Bezug nehmend auf 3 ist bei einer Ausführungsform eine Veranschaulichung 300 einer vergrößerten Ansicht einer Kaltgasspritzstruktur (wie etwa der Leiterbahnen 116/216 oder der magnetischen Struktur 117/217) gezeigt. Die Veranschaulichung 300 weist einen Maßstab in Form einer Linie am Boden, die eine Breite von 500 Nanometern aufweist, auf. Die Veranschaulichung zeigt mehrere Teilchen 302, wie zum Beispiel das Teilchen 302A, das Teilchen 302B und das Teilchen 302C. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist jedes Teilchen 302A-C eine Länge, eine Breite, eine Höhe und/oder einen Durchmesser von z. B. 10-100 Mikrometer auf. Teilchengrenzen (wie etwa die Teilchengrenze 304A, 304B) sind zwischen den verschiedenen Teilchen 302A-C vorhanden. Die Teilchengrenzen sind z. B. in einem Bild eines Rasterelektronenmikroskops, das von einem Querschnitt einer Kaltgasspritzstruktur aufgenommen wurde, sichtbar.
Ein beispielhafter Herstellungsprozess ist in 4 für die Induktivitätsarchitektur von 1 veranschaulicht. Ein beispielhafter Herstellungsprozess ist in 5 für die Induktivitätsarchitektur von 2 veranschaulicht.
„Strukturieren“, wie nachstehend verwendet, kann auf eine beliebige geeignete Strukturierungstechnik verweisen, wie etwa zum Beispiel einen lithografischen Prozess, an dem Ätzen beteiligt ist.
In 4 ist der beispielhafte Prozess 400 ein vereinfachter Prozess und veranschaulicht nur bestimmte Vorgänge, die zur Herstellung einer Induktivitätsarchitektur 114 gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können. In manchen Fällen kann der Prozess 400 weniger, zusätzliche oder andere Vorgänge/Schritte als die nachstehend veranschaulichten und beschriebenen beinhalten.
Bei 410 wird eine Keimkristallschicht 130 (in 1 nicht spezifisch gezeigt, kann aber in 1 vorhanden sein) auf die Aufbauschicht 107 des Substrats L03 abgeschieden. Die Keimkristallschicht 130 kann zum Beispiel mittels außenstromloser Metallabscheidung abgeschieden werden. Zum Beispiel kann ein Katalysator, wie etwa Palladium (Pd), abgeschieden werden, gefolgt von einem außenstromlosen Kupferabscheidungsprozess. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine Physikalische-Gasphasenabscheidungs(physical vapor deposition - PVD)(z. B. Sputtern)-Technik verwendet werden, um die Keimkristallschicht 130 abzuscheiden. Die Keimkristallschicht kann gemäß anderen geeigneten Techniken gebildet werden. Die Keimkristallschicht 130 wird für den Beginn der elektrochemischen Abscheidung der Leistungsebenen 110 bereitgestellt. Die Keimkristallschicht kann ein elektrisch leitfähiges Material beinhalten. Gegebenenfalls kann eine (nicht gezeigte) Sperrschicht zwischen der Keimkristallschicht und der Aufbauschicht 107 bereitgestellt sein.
Bei 415 kann bei dem Ausführungsbeispiel eine Pufferschicht 122` auf die Keimkristallschicht 130 abgeschieden werden, wie etwa durch Verwenden von Sputtern. Die Pufferschicht 122` kann nach dem Strukturieren eine Pufferschicht 122, wie vorstehend beschrieben, ergeben.
Bei 420 ist eine Metallschicht 110 als auf eine strukturierte Version der Keimkristallschicht 130 über der Aufbauschicht 107 des Substrats 103 abgeschieden gezeigt. Außerdem kann bei 420 ein erster magnetischer Abschnitt 120 der magnetischen Struktur 117 über die Pufferschicht 122` abgeschieden werden. Der erste magnetische Abschnitt 120 kann über einen Kaltgasspritzprozess abgeschieden werden und wird z. B. durch Verwenden einer Lochmaske während der Abscheidung strukturiert.
Die Keim-/Pufferschichten können flächendeckend abgeschieden werden. Die Metallschichten 110 können durch einen halbadditiven Prozess galvanisiert werden und das magnetische Material kann durch Kaltgasspritzen unter Verwendung einer Lochmaske abgeschieden werden, um wie abgeschieden strukturiert zu werden. Dann können Keim/Puffer außerhalb der Metall- und der Kaltgasspritzmaterialbereiche durch Flash-Ätzen entfernt werden. Lithografie kann gemäß einem Beispiel nur bei dem halbadditiven Prozess für die Metallleiterbahnen verwendet werden.
Die Metallschicht 110 kann ein beliebiges geeignetes elektrisch leitfähiges Material, wie etwa beispielsweise Cu, Ag, Al, Au, W, Zn und Ni, beinhalten. Die abgeschiedene Metallschicht 110 kann ein reines Metall (z. B. Kupfer, Aluminium usw.) oder ein Verbundstoff (z. B. Kupfer mit Diamant- oder Siliciumdioxidfüllstoffen) sein, z. B. für eine verbesserte mechanische und/oder thermische Leistungsfähigkeit. Die Metallschicht 110 kann unter Verwendung von Galvanisieren oder Sputtern oder additiver Fertigung mit hohem Durchsatz (high-throughput additive manufacturing - HTAM), wie etwa Kaltgasspritzen, abgeschieden werden. Die Metallschicht 110 kann strukturiert werden, wie etwa durch Ätzen, um die Leistungsebenen 110 zu bilden. Danach kann die Keimkristallschicht 130 strukturiert werden, wie etwa durch Ätzen, um die Pufferschicht 122` zu bilden.
Die Pufferschicht 122` kann vor der Metallschicht 110 (wie in 4 gezeigt) oder nach der Metallschicht 110 abgeschieden werden (z. B., nachdem die Leistungsebene 110 mittels Abscheidung und Strukturierung gebildet worden ist). Die Pufferschicht 122` kann ferner vor der Metallschicht 110 (wie z. B. vorstehend in Bezug auf 4 beschrieben) oder nach der Metallschicht 110 strukturiert werden.
Gegebenenfalls können die zusätzliche Pufferschicht 122` und die sich ergebende Pufferschicht 122 weggelassen werden und die Keimkristallschicht kann als eine wirksame Pufferschicht für die Kaltgasspritzabscheidung dienen, wodurch sie auf diese Weise dem doppelten Zweck einer Keimkristallschicht und einer Pufferschicht dient.
Während des Kaltgasspritzprozesses bei Vorgang 420 kann die Pufferschicht 122 als eine Sperre zum Schützen des darunterliegenden dielektrischen Materials der Aufbauschicht 107 dienen. Da es schwierig sein kann, den Kaltgasspritzstrahl genau auf die Randbereiche der Pufferschicht 122 zu richten, zeigt eine solche Pufferschicht 122 Erweiterungsgebiete 119, um eine Toleranz für das Richten des Kaltgasspritzstrahls auf die Aufbauschicht 107 bereitzustellen.
Bei 430 können auf dem ersten magnetischen Abschnitt 120 mittels Kaltgasspritzen elektrisch leitfähige Strukturen 116 bereitgestellt werden. Die elektrisch leitfähigen Strukturen können ein elektrisch leitfähiges Material, wie etwa beliebige der hier aufgeführten, zum Beispiel Cu, beinhalten. Gegebenenfalls kann nach einer Kaltgasspritzabscheidung Schlagzahnfräsen oder eine andere Glättungs- oder Planarisierungstechnik auf die elektrisch leitfähigen Strukturen angewendet werden.
Bei 440 kann ein zweiter magnetischer Abschnitt 118 der magnetischen Struktur 117 über den ersten magnetischen Abschnitt 120 und die elektrisch leitfähigen Strukturen 116 abgeschieden werden, so dass er die magnetische Struktur bildet, die die elektrisch leitfähigen Strukturen einkapselt. Der zweite magnetische Abschnitt 120 kann über einen Kaltgasspritzprozess, z. B. flächendeckend, ähnlich dem ersten magnetischen Abschnitt 120, abgeschieden werden. Der erste magnetische Abschnitt und der zweite magnetische Abschnitt bilden zusammen die magnetische Struktur 117.
Bei 450 kann die dielektrische Schicht 111 auf die Induktivitätsstruktur 114 abgeschieden werden, so dass sie diese auf eine konforme Weise, wie gezeigt, einkapselt. Wenn die dielektrische Schicht ABF beinhaltet, kann eine Nitridschicht auf die bei Vorgang 440 gezeigte Baugruppe, die die Induktivitätsstruktur 114 und die Leistungsebenen 204 beinhaltet, abgeschieden werden. Die Nitridschicht würde zu der Anhaftung der ABF-Schicht an der bei Vorgang 440 gezeigten Baugruppe beitragen. Nach der Bereitstellung der zweiten magnetischen Schicht 118 kann es eine Option geben, ein Aufrauen der Metallschichten 110 für eine anschließende ABF-Anhaftung bereitzustellen, obwohl dies eine chemische Wechselwirkung mit der magnetischen Struktur 117 erzeugen kann. Jedoch kann auf einen Desmear-Prozess verzichtet werden, da eine aufrauende chemische Zusammensetzung für Metallschichten, wie etwa Kupfer, möglicherweise nicht an dem magnetischen Material funktioniert. Stattdessen kann eine dünne Nitrid-Haftschicht zur Anhaftung von ABF an allen anderen Materialien verwendet werden und kann zum Beispiel unter Verwendung von Sputtern oder einer beliebigen anderen bekannten Technik abgeschieden werden.
Außerdem können bei 460 ein oder mehrere Durchkontaktierungslöcher 131 mit einem Laser in die dielektrische Schicht 111 gebohrt werden, um einen Abschnitt der darunterliegenden Metallschicht 110 freizulegen. Es kann eine beliebige herkömmliche Technik verwendet werden, um die Durchkontaktierungslöcher mittels Laserbohren herzustellen, wie etwa eine, die einen Kohlenstoffdioxid(CO2)-Laser einsetzt. Andere geeignete Techniken zum Bilden von Durchkontaktierungslöchern können ebenfalls verwendet werden. Falls eine Nitrid-Haftschicht auf der Struktur von Vorgang 450 bereitgestellt wurde, kann diese Nitridschicht von den Durchkontaktierungen während deren Erzeugung durch Laserablation und anschließendes Reinigen der unteren Teile der Durchkontaktierungen entfernt werden.
Nach Vorgang 460 können die Durchkontaktierungslöcher zum Beispiel durch einen Galvanisierungsprozess, wie etwa einen Kupfer-Galvanisierungsprozess, gefüllt werden.
In dem in 4 veranschaulichten Herstellungsprozess besteht eine mögliche Wechselwirkung des magnetischen Materials der magnetischen Struktur 117 mit einer nasschemischen Zusammensetzung, die in nur einem Fall auftreten kann, der dem Ätzen der Keimkristallschicht 130 entspricht. Obwohl das Keimkristallätzen notwendig sein kann, kann das Keimkristallätzen zum Beispiel entsprechend der vorstehenden Beschreibung in Bezug auf Vorgang 420 dem Ätzprozess, wie für die Pufferschicht 122', die für die Kaltgasspritzabscheidung verwendet wird, entsprechen, wodurch eine Badverschmutzung der magnetischen Struktur 117 minimiert wird.
Nach Vorgang 460 können zusätzliche Vorgänge durchgeführt werden, um zu der Struktur von 1 zu gelangen, einschließlich Füllen der Durchkontaktierungslöcher mit einem leitfähigen Material.
In 5 ist der beispielhafte Prozess 500 ein vereinfachter Prozess und veranschaulicht nur bestimmte Vorgänge, die zum Herstellen einer Induktivitätsarchitektur 214 gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können. In manchen Fällen kann der Prozess 500 weniger, zusätzliche oder andere Vorgänge/Schritte beinhalten als jene, die nachstehend veranschaulicht und beschrieben sind.
Bei 510 wird eine Keimkristallschicht 233 (in 1 nicht spezifisch gezeigt, kann aber in 1 vorhanden sein) auf der Aufbauschicht 207 des Substrats 203 abgeschieden. Die Keimkristallschicht 233 kann zum Beispiel mittels außenstromloser Metallabscheidung abgeschieden werden. Zum Beispiel kann ein Katalysator, wie etwa Palladium (Pd), abgeschieden werden, gefolgt von einem außenstromlosen Kupferabscheidungsprozess. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine Physikalische-Gasphasenabscheidungs(PVT)(z. B. Sputtern)-Technik verwendet werden, um die Keimkristallschicht 233 abzuscheiden. Die Keimkristallschicht kann gemäß anderen geeigneten Techniken gebildet werden. Die Keimkristallschicht 233 wird für den Beginn der elektrochemischen Abscheidung der Leistungsebenen 210 bereitgestellt. Die Keimkristallschicht kann ein elektrisch leitfähiges Material beinhalten. Gegebenenfalls kann eine (nicht gezeigte) Sperrschicht zwischen der Keimkristallschicht und der Aufbauschicht 207 bereitgestellt sein.
Bei 515 kann bei dem Ausführungsbeispiel eine Pufferschicht 222` auf die Keimkristallschicht 233 abgeschieden werden, wie etwa durch Verwenden von Sputtern. Die Pufferschicht 222` kann, nachdem sie strukturiert wurde, eine Pufferschicht 222 ergeben, wie vorstehend beschrieben.
Bei 520 ist eine Metallschicht 210 als auf eine strukturierte Version der Keimkristallschicht 233 über der Aufbauschicht 207 des Substrats 203 abgeschieden gezeigt. Außerdem wurde bei 520 die magnetische Struktur 217 über die Pufferschicht 222` abgeschieden. Die magnetische Struktur 217 kann über einen Kaltgasspritzprozess abgeschieden werden, z. B. flächendeckend abgeschieden und gegebenenfalls strukturiert werden.
Das Strukturieren der Doppelschicht, die die Keimkristallschicht 233 und die Pufferschicht 222` beinhaltet, die bei Vorgang 510 und 520 bereitgestellt wurden, kann in beliebiger Reihenfolge stattfinden, um die Bildung einer Struktur, wie etwa der in Zusammenhang mit dem Vorgang 530 gezeigten, zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die Pufferschicht 222` in ein gewünschtes Muster oder eine gewünschte Grundflächenform strukturiert werden, um die Pufferschicht 222` zu bilden. Danach kann die Metallschicht 210 auf den freigelegten Abschnitten der Keimkristallschicht 233 abgeschieden werden. Danach können die Metallschicht 210 und die darunterliegende Keimkristallschicht 233 unter Verwendung von beispielsweise Lithografie und einem Nassätzprozess strukturiert werden. Danach können die Metallschicht 110 und die darunterliegende Keimkristallschicht 130 unter Verwendung von beispielsweise Lithografie und einem Nassätzprozess strukturiert werden. Die Metallschicht 110 und die Keimkristallschicht 130 können getrennt oder zusammen strukturiert werden. Andere Abläufe zum Erhalten der Baugruppe bei 420 sind ebenfalls möglich.
Die Metallschicht 210 kann ein beliebiges geeignetes elektrisch leitfähiges Material beinhalten, wie etwa zum Beispiel Cu, AG, Al, Au, W, Zn und Ni. Die abgeschiedene Metallschicht 210 kann ein reines Metall (z. B. Kupfer, Aluminium usw.) oder ein Verbundstoff (z. B. Kupfer mit Diamant- oder Siliciumdioxidfüllstoffen) sein, z. B. für eine verbesserte mechanische und/oder thermische Leistungsfähigkeit. Die Metallschicht 210 kann unter Verwendung von Galvanisieren oder Sputtern oder additiver Fertigung mit hohem Durchsatz (HTAM), wie etwa Kaltgasspritzen, abgeschieden werden.
Die Pufferschicht 222 kann vor der Metallschicht 210 (wie in 5 gezeigt ist) oder nach der Metallschicht 210 abgeschieden werden (z. B. nachdem die Leistungsebene 210 mittels Abscheidung und Strukturierung gebildet wurde). Die Pufferschicht 222 kann ferner vor der Metallschicht 210 (wie z. B. vorstehend in Bezug auf 5 beschrieben) oder nach der Metallschicht 210 strukturiert werden. Gegebenenfalls können die zusätzliche Pufferschicht 222` und die resultierende Pufferschicht 222 weggelassen werden und die Keimkristallschicht kann als eine wirksame Pufferschicht für die Kaltgasspritzabscheidung dienen, wobei sie auf diese Weise dem doppelten Zweck einer Keimkristallschicht und einer Pufferschicht dient.
Während des Kaltgasspritzprozesses bei Vorgang 520 kann die Pufferschicht 222 als eine Barriere zum Schützen des darunterliegenden dielektrischen Materials der Aufbauschicht 207 dienen. Da es schwierig sein kann, den Kaltgasspritzstrahl genau auf die Randbereiche der Pufferschicht 222 zu richten, zeigt eine derartige Pufferschicht 222 Erweiterungsgebiete 219, um eine Toleranz für das Richten des Kaltgasspritzstrahls auf die Aufbauschicht 207 bereitzustellen.
Bei 530 kann die dielektrische Schicht 211 auf die magnetische Struktur 217 abgeschieden werden, so dass sie diese auf eine konforme Weise, wie gezeigt, einkapselt. Wenn die dielektrische Schicht ABF beinhaltet, kann eine Nitridschicht auf die in Vorgang 520 gezeigte Baugruppe, die die magnetische Struktur 217 und die Leistungsebenen 210 und 216c beinhaltet, abgeschieden werden. Die Nitridschicht würde zur Anhaftung der ABF-Schicht an der bei Vorgang 520 gezeigten Baugruppe beitragen. Es kann eine Option vorhanden sein, ein Aufrauen der Metallschichten 210 und 216c für eine anschließende ABF-Anhaftung bereitzustellen, obwohl dies eine chemische Wechselwirkung mit der magnetischen Struktur 217 erzeugen kann. Jedoch kann auf einen Desmear-Prozess verzichtet werden, da eine aufrauende chemische Zusammensetzung für Metallschichten, wie etwa Kupfer, möglicherweise nicht an dem magnetischen Material funktioniert. Stattdessen kann eine dünne Nitrid-Haftschicht zur Anhaftung von ABF an allen anderen Materialien verwendet werden und kann zum Beispiel unter Verwendung von Sputtern oder einer beliebigen anderen bekannten Technik abgeschieden werden.
Immer noch bei 530 können ein oder mehrere Durchkontaktierungslöcher 231 mit einem Laser in die dielektrische Schicht 211 gebohrt werden, um einen Abschnitt der darunterliegenden Metallschicht 210 und der Metallschicht 216c freizulegen. Es kann eine beliebige herkömmliche Technik verwendet werden, um die Durchkontaktierungslöcher mittels Laserbohren herzustellen, wie etwa eine, die einen Kohlenstoffdioxid(CO2)-Laser einsetzt. Andere geeignete Techniken zum Bilden von Durchkontaktierungslöchern können ebenfalls verwendet werden. Falls eine Nitrid-Haftschicht auf der Struktur von Vorgang 520 bereitgestellt wurde, kann diese Nitridschicht von aus den Durchkontaktierungen während deren Erzeugung durch Laserablation und anschließendes Reinigen der unteren Teile der Durchkontaktierungen entfernt werden.
Nach Vorgang 550 können die Durchkontaktierungslöcher mit einem leitfähigen Material gefüllt werden, zum Beispiel durch einen Galvanisierungsprozess, wie etwa einen Kupfergalvanisierungsprozess.
Nach Operation 550 können zusätzliche Vorgänge durchgeführt werden, um zu der Struktur von 2 zu gelangen, einschließlich der Aufbauschicht 209, die das Dielektrikum 221 und die Leistungsebenen 215 und 216a umfasst.
Eine Induktivitätsstruktur gemäß einigen Ausführungsformen kann elektrisch leitfähige Strukturen mit einer Mindestdicke (wie in einer Richtung von der Aufbauschicht 107/207 zu der Aufbauschicht 108/208 gemessen), von etwa 50 Mikrometer aufweisen und könnte bei Bedarf bis zu 100 Mikrometer oder sogar 200 Mikrometer erreichen. Sowohl die magnetischen Abschnitte 118, 120 von 1 als auch die magnetische Struktur 217 von 2 können eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweisen und könnten bis zu 100 Mikrometer oder mehr erreichen. Bei der Ausführungsform von 1 können die elektrisch leitfähigen Strukturen 116, wie in dem Querschnitt AA` zu sehen ist, dazwischen einen Abstand von zwischen etwa 50 Mikrometer und etwa 100 Mikrometer und eine Breite, wie in der Richtung AA` gemessen, von zwischen etwa 50 Mikrometer und etwa 100 Mikrometer oder möglicherweise sogar mehr aufweisen.
6 ist eine Draufsicht auf einen Wafer 600 und auf Halbleiterchips („Dies“) 602, die in ein Gehäuse eingebracht werden sollen, das beliebige der Induktivitätsstrukturen gemäß Ausführungsformen, wie hier offenbart, beinhalten kann, zum Beispiel in Zusammenhang mit den Beispielen von 1 oder 2. Der Wafer 600 kann aus einem Halbleitermaterial zusammengesetzt sein und kann ein oder mehrere Halbleiterchips 602 beinhalten, die auf einer Oberfläche des Wafers 600 gebildete Integrierter-Schaltkreis-Strukturen aufweisen. Die einzelnen Halbleiterchips 602 können eine sich wiederholende Einheit eines Integrierter-Schaltkreis-Produkts sein, das einen beliebigen geeigneten integrierten Schaltkreis beinhaltet. Nachdem die Fertigung des Halbleiterprodukts abgeschlossen ist, kann der Wafer 600 einen Vereinzelungsprozess durchlaufen, in dem die Halbleiterchips 602 voneinander getrennt werden, um diskrete „Chips“ des Integrierter-Schaltkreis-Produkts bereitzustellen. Der Halbleiterchip 602 kann einen oder mehrere Transistoren (z. B. einige der Transistoren 740 von 7, wie nachstehend erörtert wird), eine Unterstützungsschaltungsanordnung zum Leiten elektrischer Signale zu den Transistoren, passive Komponenten (z. B. Signalbahnen, Widerstände, Kondensatoren oder Induktivitäten) und/oder beliebige andere Integrierter-Schaltkreis-Komponenten beinhalten. Bei manchen Ausführungsformen kann der Wafer 600 oder der Halbleiterchip 602 eine Speichervorrichtung (z. B. eine Direktzugriffsspeichervorrichtung (RAM-Vorrichtung), wie zum Beispiel eine statische RAM-Vorrichtung (SRAM-Vorrichtung), eine magnetische RAM-Vorrichtung (MRAM-Vorrichtung), eine resistive RAM-Vorrichtung (RRAM-Vorrichtung), eine leitfähige Überbrückungs-RAM-Vorrichtung (CBRAM-Vorrichtung) usw.), eine Logikvorrichtung (z. B. ein UND-, ODER-, NAND- oder NOR-Gatter) oder ein beliebiges anderes geeignetes Schaltkreiselement beinhalten. Mehrere dieser Vorrichtungen können auf einem einzigen Halbleiterchip 602 kombiniert werden. Zum Beispiel kann eine durch mehrere Speichervorrichtungen gebildete Speicheranordnung auf demselben Halbleiterchip 602 wie eine Prozessoreinheit (z. B. die Prozessoreinheit 902 von 9) oder in einer anderen Logik gebildet sein, die dazu konfiguriert ist, Informationen in den Speichervorrichtungen zu speichern oder in der Speicheranordnung gespeicherte Anweisungen auszuführen. Verschiedene hier offenbarte Ausführungsformen können unter Verwendung einer Halbleiterchip-auf-Wafer-Montagetechnik gefertigt werden, bei der einige Halbleiterchips („dies“) auf einem Wafer 600 angebracht werden, der bereits andere der Halbleiterchips beinhaltet, und der Wafer 600 wird anschließend vereinzelt.
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700, die als Teil eines Gehäuses gefertigt sein kann, das beliebige der hier offenbarten Induktivitätsstrukturen beinhaltet. Eine oder mehrere der Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungen 700 können in einem oder mehreren Halbleiterchips 602 beinhaltet sein (6). Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 kann auf einem Halbleiterchipsubstrat 702 (z. B. dem Wafer 600 von 6) gebildet sein und kann in einem Halbleiterchip (z. B. dem Halbleiterchip 602 von 5) beinhaltet sein. Das Halbleiterchipsubstrat 702 kann ein Halbleitersubstrat sein, das aus Halbleitermaterialsystemen besteht, die zum Beispiel n-Typ- oder p-Typ-Materialsysteme (oder eine Kombination von beiden) beinhalten. Das Halbleiterchipsubstrat 702 kann beispielsweise ein kristallines Substrat beinhalten, das unter Verwendung einer Bulk-Silicium- oder Silicium-auf-Isolator(SOI)-Teilstruktur gebildet ist. Bei manchen Ausführungsformen kann das Halbleiterchipsubstrat unter Verwendung alternativer Materialien gebildet werden, die mit Silicium kombiniert werden können oder nicht, die unter anderem Folgende beinhalten: Germanium, Indiumantimonid, Bleitellurid, Indiumarsenid, Indiumphosphid, Galliumarsenid oder Galliumantimonid. Weitere als Gruppe II-VI, III-V oder IV klassifizierte Materialien können ebenfalls verwendet werden, um das Halbleiterchipsubstrat 702 zu bilden. Obwohl hier einige wenige Beispiele für Materialien, aus denen das Halbleiterchipsubstrat 702 gebildet werden kann, beschrieben sind, kann ein beliebiges Material verwendet werden, das als Basis für eine Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 dienen kann. Das Halbleiterchipsubstrat 702 kann Teil eines vereinzelten Halbleiterchips (z. B. der Halbleiterchip 602 von 6) oder ein Wafer (z. B. der Wafer 600 von 6) sein.
Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 kann eine oder mehrere Vorrichtungsschichten 704 beinhalten, die auf dem Halbleiterchipsubstrat 702 angeordnet sind. Die Vorrichtungsschicht 704 kann Merkmale eines oder mehrerer Transistoren 740 (z. B. von Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs - Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors)) beinhalten, die auf dem Halbleiterchipsubstrat 702 gebildet werden. Die Transistoren 740 können zum Beispiel ein oder mehrere Source- und/oder Drain-Gebiete (S/D-Gebiete) 720, ein Gate 722 zum Steuern eines Stromflusses zwischen den S/D-Gebieten 720 und einen oder mehrere S/D-Kontakte 724 zum Leiten elektrischer Signale zu/von den S/D-Gebieten 720 beinhalten. Die Transistoren 740 können zusätzliche Merkmale aufweisen, die der Klarheit halber nicht dargestellt sind, wie zum Beispiel Vorrichtungsisolationsgebiete, Gate-Kontakte und dergleichen. Die Transistoren 740 sind nicht auf den Typ und die Konfiguration beschränkt, die in 7 dargestellt werden, und können eine große Vielfalt von anderen Typen und Konfigurationen beinhalten, wie zum Beispiel planare Transistoren, nichtplanare Transistoren oder eine Kombination von beiden. Nichtplanare Transistoren können FinFET-Transistoren, wie zum Beispiel Doppel-Gate-Transistoren oder Tri-Gate-Transistoren, und Umgriff- oder Rundum-Gate-Transistoren, wie zum Beispiel Nanoband-, Nanofolien- oder Nanodrahttransistoren, beinhalten.
Ein Transistor 740 kann ein Gate 722 beinhalten, das aus mindestens zwei Schichten, einem Gate-Dielektrikum und einer Gate-Elektrode, gebildet ist. Das Gate-Dielektrikum kann eine Schicht oder einen Stapel von Schichten beinhalten. Die eine oder die mehreren Schichten können Siliciumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumcarbid und/oder eine dielektrische Materialschicht mit hoher Dielektrizitätskonstante beinhalten.
Die dielektrische Materialschicht mit hoher Dielektrizitätskonstante kann Elemente, wie zum Beispiel Hafnium, Silicium, Sauerstoff, Titan, Tantal, Lanthan, Aluminium, Zirconium, Barium, Strontium, Yttrium, Blei, Scandium, Niob und Zink, beinhalten. Zu den Beispielen von Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante, die in dem Gate-Dielektrikum verwendet werden können, gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein, Hafniumoxid, Hafniumsiliciumoxid, Lanthanoxid, Lanthanaluminiumoxid, Zirconiumoxid, Zirconiumsiliciumoxid, Tantaloxid, Titanoxid, Bariumstrontiumtitanoxid, Bariumtitanoxid, Strontiumtitanoxid, Yttriumoxid, Aluminiumoxid, Bleiscandiumtantaloxid und Bleizinkniobat. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Temperprozess an dem Gate-Dielektrikum ausgeführt werden, um dessen Qualität zu erhöhen, wenn ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet wird.
Die Gate-Elektrode kann auf dem Gate-Dielektrikum gebildet sein und kann in Abhängigkeit davon, ob der Transistor 740 ein p-Typ-Metall-Oxid-Halbleiter-Transistor (PMOS-Transistor) oder ein n-Typ-Metall-Oxid-Halbleiter-Transistor (NMOS-Transistor) ist, mindestens ein p-Typ-Austrittsarbeitsmetall oder n-Typ-Austrittsarbeitsmetall beinhalten. Bei einigen Implementierungen kann die Gate-Elektrode aus einem Stapel von zwei oder mehr Metallschichten bestehen, wobei eine oder mehrere Metallschichten Austrittsarbeitsmetallschichten sind und mindestens eine Metallschicht eine Füllmetallschicht ist. Weitere Metallschichten können zu anderen Zwecken beinhaltet sein, wie zum Beispiel eine Sperrschicht.
Bei einem PMOS-Transistor gehören zu den Metallen, die für die Gate-Elektrode verwendet werden können, ohne auf diese beschränkt zu sein, Ruthenium, Palladium, Platin, Kobalt, Nickel, leitfähige Metalloxide (z. B. Rutheniumoxid) und beliebige der nachstehend Bezug nehmend auf einen NMOS-Transistor erörterten Metalle (z. B. für eine Optimierung der Austrittsarbeit). Bei einem NMOS-Transistor gehören zu den Metallen, die für die Gate-Elektrode verwendet werden können, ohne auf diese beschränkt zu sein, Hafnium, Zirconium, Titan, Tantal, Aluminium, Legierungen dieser Metalle, Carbide dieser Metalle (z. B. Hafniumcarbid, Zirconiumcarbid, Titancarbid, Tantalcarbid und Aluminiumcarbid) und beliebige der vorstehend Bezug nehmend auf einen PMOS-Transistor erörterten Metalle (z. B. für eine Optimierung der Austrittsarbeit).
Wenn die Gate-Elektrode als Querschnitt des Transistors 740 entlang der Source-Kanal-Drain-Richtung betrachtet wird, kann sie bei manchen Ausführungsformen aus einer U-förmigen Struktur bestehen, die einen unteren Teil im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Halbleiterchipsubstrats 702 und zwei Seitenwandteile beinhaltet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite des Halbleiterchipsubstrats 702 sind. Bei anderen Ausführungsformen kann mindestens eine der Metallschichten, die die Gate-Elektrode bilden, einfach eine planare Schicht sein, die im Wesentlichen parallel zu der Oberseite des Halbleiterchipsubstrats 702 ist und keine Seitenwandteile beinhaltet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite des Halbleiterchipsubstrats 702 sind. Bei anderen Ausführungsformen kann die Gate-Elektrode aus einer Kombination aus U-förmigen Strukturen und ebenen, nicht-U-förmigen Strukturen bestehen. Zum Beispiel kann die Gate-Elektrode aus einer oder mehreren U-förmigen Metallschichten bestehen, die oben auf einer oder mehreren ebenen, nicht-U-förmigen Schichten gebildet sind.
Bei manchen Ausführungsformen kann ein Paar von Seitenwandabstandshaltern auf gegenüberliegenden Seiten des Gate-Stapels gebildet sein, um den Gate-Stapel einzuklammern. Die Seitenwandabstandshalter können aus Materialien, wie zum Beispiel Siliciumnitrid, Siliciumoxid, Siliciumcarbid, mit Kohlenstoff dotiertem Siliciumnitrid und Siliciumoxinitrid, gebildet sein. Die Prozesse zum Bilden von Seitenwandabstandshaltern sind aus dem Stand der Technik bekannt und beinhalten allgemein Abscheidungs- und Ätzprozessschritte. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Abstandshalterpaaren verwendet werden; beispielsweise können zwei Paare, drei Paare oder vier Paare von Seitenwandabstandshaltern auf gegenüberliegenden Seiten des Gate-Stapels gebildet sein.
Die S/D-Gebiete 720 können innerhalb des Halbleiterchipsubstrats 702 angrenzend an das Gate 722 einzelner Transistoren 740 gebildet sein. Die S/D-Gebiete 720 können beispielsweise unter Verwendung eines Implantierungs-/Diffusionsprozesses oder eines Ätz-/Abscheidungsprozesses gebildet werden. Im vorherigen Prozess können Dotierstoffe, wie etwa Bor, Aluminium, Antimon, Phosphor oder Arsen, in das Halbleitersubstrat 702 ionenimplantiert werden, um die S/D-Gebiete 720 zu bilden. Ein Temperprozess, der die Dotierstoffe aktiviert und bewirkt, dass sie weiter in das Halbleiterchipsubstrat 702 hinein diffundieren, kann dem Ionenimplantationsprozess folgen. In dem letztgenannten Prozess kann das Halbleiterchipsubstrat 702 zuerst geätzt werden, um Vertiefungen an den Orten der S/D-Gebiete 720 zu bilden. Danach kann ein epitaktischer Abscheidungsprozess durchgeführt werden, um die Vertiefungen mit Material zu füllen, das zum Fertigen der S/D-Gebiete 720 verwendet wird. Bei manchen Implementierungen können die S/D-Gebiete 720 unter Verwendung einer Siliciumlegierung, wie etwa Siliciumgermanium oder Siliciumcarbid, gefertigt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das epitaktisch abgeschiedene Silicium in situ mit Dotierstoffen, wie etwa Bor, Arsen oder Phosphor, dotiert werden. Bei manchen Ausführungsformen können die S/D-Gebiete 720 unter Verwendung eines oder mehrerer alternativer Halbleitermaterialien, wie etwa Germanium oder ein Gruppe-III-V-Material oder eine Legierung, gebildet werden. Bei weiteren Ausführungsformen können eine oder mehrere Schichten aus Metall und/oder Metalllegierungen verwendet werden, um die S/D-Gebiete 720 zu bilden.
Elektrische Signale, wie zum Beispiel Leistungs- und/oder Eingabe-/Ausgabesignale (E/A-Signale), können zu und/oder von den Vorrichtungen (z. B. den Transistoren 740) der Vorrichtungsschicht 704 durch eine oder mehrere Zwischenverbindungsschichten geleitet werden, die auf der Vorrichtungsschicht 704 angeordnet sind (die in 7 als Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 veranschaulicht sind). Zum Beispiel können elektrisch leitfähige Merkmale der Vorrichtungsschicht 704 (z. B. das Gate 722 und die S/D-Kontakte 724) elektrisch mit den Zwischenverbindungsstrukturen 728 der Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 gekoppelt sein. Die eine oder die mehreren Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 können einen Metallisierungsstapel (auch als ein „ILD-Stapel“ bezeichnet) 719 der Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 bilden.
Die Zwischenverbindungsstrukturen 728 können innerhalb der Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 angeordnet sein, um elektrische Signale gemäß einer großen Vielfalt von Auslegungen zu leiten; insbesondere ist die Anordnung nicht auf die in 7 dargestellte spezifische Konfiguration von Zwischenverbindungsstrukturen 728 beschränkt. Obwohl eine spezifische Anzahl an Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 in 7 dargestellt ist, beinhalten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungen mit mehr oder weniger als den dargestellten Zwischenverbindungsschichten.
Bei manchen Ausführungsformen können die Zwischenverbindungsstrukturen 728 Leitungen 728a und/oder Durchkontaktierungen 728b beinhalten, die mit einem elektrisch leitfähigen Material, wie zum Beispiel einem Metall, gefüllt sind. Die Leitungen 728a können so angeordnet sein, dass sie elektrische Signale in eine Richtung einer Ebene führen, die im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des Halbleiterchipsubstrats 702 ist, auf dem die Vorrichtungsschicht 704 gebildet ist. Zum Beispiel können die Leitungen 728a elektrische Signale aus der Perspektive der 13 in eine Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus und/oder in eine Richtung über die Seite hinweg leiten. Die Durchkontaktierungen 728b können angeordnet sein, elektrische Signale in eine Richtung einer Ebene zu leiten, die im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Halbleiterchipsubstrats 702 steht, auf dem die Vorrichtungsschicht 704 gebildet ist. Bei manchen Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen 728b Leitungen 728a unterschiedlicher Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 elektrisch miteinander koppeln.
Die Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 können ein dielektrisches Material 726 beinhalten, das zwischen den Zwischenverbindungsstrukturen 728 angeordnet ist, wie in 7 gezeigt ist. Bei manchen Ausführungsformen kann das zwischen den Zwischenverbindungsstrukturen 728 in unterschiedlichen der Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 angeordnete dielektrische Material 726 unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen; bei anderen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung des dielektrischen Materials 726 zwischen unterschiedlichen Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 gleich sein. Die Vorrichtungsschicht 704 kann auch ein dielektrisches Material 726 beinhalten, das zwischen den Transistoren 740 und einer unteren Schicht des Metallisierungsstapels angeordnet ist. Das in der Vorrichtungsschicht 704 beinhaltete dielektrische Material 726 kann eine andere Zusammensetzung aufweisen als das in den Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 beinhaltete dielektrische Material 726; bei anderen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung des dielektrischen Materials 726 in der Vorrichtungsschicht 704 die gleiche sein wie die eines in einer beliebigen der Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 beinhalteten dielektrischen Materials 726.
Eine erste Zwischenverbindungsschicht 706 (als Metall 1 oder „M1“ bezeichnet) kann direkt auf der Vorrichtungsschicht 704 gebildet werden. Wie gezeigt, kann die erste Zwischenverbindungsschicht 706 bei manchen Ausführungsformen die Leitungen 728a und/oder die Durchkontaktierungen 728b beinhalten. Die Leitungen 728a der ersten Zwischenverbindungsschicht 706 können mit Kontakten (z. B. den S/D-Kontakten 724) der Vorrichtungsschicht 704 gekoppelt sein. Die Durchkontaktierungen 728b der ersten Zwischenverbindungsschicht 706 können mit den Leitungen 728a einer zweiten Zwischenverbindungsschicht 708 gekoppelt sein.
Die zweite Zwischenverbindungsschicht 708 (als Metall 2 oder „M2“ bezeichnet) kann direkt auf der ersten Zwischenverbindungsschicht 706 gebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Zwischenverbindungsschicht 708 die Durchkontaktierung 728b beinhalten, um die Leitungen 728 der zweiten Zwischenverbindungsschicht 708 mit den Leitungen 728a einer dritten Zwischenverbindungsschicht 710 zu koppeln. Obwohl die Leitungen 728a und die Durchkontaktierungen 728b der Klarheit halber strukturell durch eine Linie in einzelnen Zwischenverbindungsschichten voneinander abgegrenzt sind, können die Leitungen 728a und die Durchkontaktierungen 728b bei manchen Ausführungsformen strukturell und/oder materiell zusammenhängen (z. B. gleichzeitig während eines Dual-Damascene-Prozesses gefüllt werden).
Die dritte Zwischenverbindungsschicht 710 (als Metall 3 oder „M3“ bezeichnet) (und bei Bedarf zusätzliche Zwischenverbindungsschichten) kann in Folge auf der zweiten Zwischenverbindungsschicht 708 gemäß ähnlichen Techniken und Konfigurationen gebildet werden, die in Verbindung mit der zweiten Zwischenverbindungsschicht 708 oder der ersten Zwischenverbindungsschicht 706 beschrieben sind. Bei manchen Ausführungsformen können die Zwischenverbindungsschichten, die sich „weiter oben“ in dem Metallisierungsstapel 719 in der Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 700 befinden (d.h. die weiter von der Vorrichtungsschicht 704 entfernt sind), dicker als die Zwischenverbindungsschichten sein, die sich weiter unten in dem Metallisierungsstapel 719 befinden, wobei die Leitungen 728a und die Durchkontaktierungen 728b in den höheren Zwischenverbindungsschichten dicker als jene in den unteren Zwischenverbindungsschichten sind.
Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 kann ein Lötstoppmaterial 734 (z. B. ein Polyimid oder ein ähnliches Material) und einen oder mehrere leitfähige Kontakte 736 beinhalten, die auf den Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 gebildet sind. In 7 sind die leitfähigen Kontakte 736 so veranschaulicht, dass sie die Form von Bondpads annehmen. Die leitfähigen Kontakte 736 können elektrisch mit den Zwischenverbindungsstrukturen 728 gekoppelt werden und dazu konfiguriert sein, die elektrischen Signale des (der) Transistors (Transistoren) 740 zu externen Vorrichtungen zu leiten. Zum Beispiel können auf dem einen oder den mehreren leitfähigen Kontakten 736 Lötverbindungen gebildet sein, um einen Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip, der die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 beinhaltet, mechanisch und/oder elektrisch mit einer anderen Komponente (z. B. einer Leiterplatte) zu koppeln. Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 kann zusätzliche oder alternative Strukturen beinhalten, um die elektrischen Signale von den Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 zu leiten; wobei zum Beispiel die leitfähigen Kontakte 736 andere analoge Merkmale (z. B. Pfosten) beinhalten können, welche die elektrischen Signale zu externen Komponenten leiten.
Bei manchen Ausführungsformen, bei denen die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 ein doppelseitiger Halbleiterchip ist, kann die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 einen (nicht gezeigten) anderen Metallisierungsstapel auf der gegenüberliegenden Seite der Vorrichtungsschicht(en) 704 beinhalten. Dieser Metallisierungsstapel kann mehrere Zwischenverbindungsschichten beinhalten, wie vorstehend Bezug nehmend auf die Zwischenverbindungsschichten 706 bis 710 erörtert wurde, um leitfähige Pfade (die z. B. leitfähige Leitungen und Durchkontaktierungen beinhalten) zwischen der (den) Vorrichtungsschicht(en) 704 und (nicht gezeigten) zusätzlichen leitfähigen Kontakten bereitzustellen, die sich auf der von den leitfähigen Kontakten 736 gegenüberliegenden Seite der Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 befinden.
Bei anderen Ausführungsformen, bei denen die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 ein doppelseitiger Halbleiterchip ist, kann die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 eine oder mehrere Siliciumdurchkontaktierungen (TSVs - Through Silicon Vias) durch das Halbleiterchipsubstrat 702 beinhalten; wobei diese TSVs einen Kontakt mit der/den Vorrichtungsschicht(en) 704 herstellen und leitfähige Pfade zwischen der Vorrichtungsschicht(en) 704 und (nicht gezeigten) zusätzlichen leitfähigen Kontakten auf der von den leitfähigen Kontakten 736 gegenüberliegenden Seite der Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 bereitstellen können. Bei manchen Ausführungsformen können die TSVs, die sich durch das Substrat erstrecken, verwendet werden, um Leistungs- und Massesignale von leitfähigen Kontakten auf der den leitfähigen Kontakten 736 gegenüberliegenden Seite der Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 zu den Transistoren 740 und beliebigen anderen in den Halbleiterchip 700 integrierten Komponenten leiten, und wobei der Metallisierungsstapel 719 verwendet werden kann, um E/A-Signale von den leitfähigen Kontakten 736 zu den Transistoren 740 und beliebigen anderen Komponenten zu leiten, die in den Halbleiterchip 700 integriert sind.
Mehrere Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungen 700 können mit einem oder mehreren TSVs in den einzelnen gestapelten Vorrichtungen gestapelt sein, die eine Verbindung zwischen einer der Vorrichtungen mit einer beliebigen der anderen Vorrichtungen in dem Stapel bereitstellen. Es können beispielsweise ein oder mehrere Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips für Speicher hoher Bandbreite (high-bandwidth memory - HBM) oben auf einen Basis-Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip gestapelt werden und TSVs in dem HBM-Halbleiterchip können eine Verbindung zwischen den einzelnen HBM und dem Basis-Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip bereitstellen. Leitfähige Kontakte können zusätzliche Verbindungen zwischen angrenzenden Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips in dem Stapel bereitstellen. Bei manchen Ausführungsformen können die leitfähigen Kontakte Lötkontakthügel (Mikrokontakthügel) mit feinem Rastermaß sein.
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800, die eine beliebige der hier offenbarten Induktivitätsstrukturen beinhalten kann. Bei manchen Ausführungsformen kann die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 eine mikroelektronische Baugruppe sein. Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 beinhaltet eine Anzahl von Komponenten, die auf einer Leiterplatte 802 (die eine Hauptplatine, eine Systemplatine, eine Basisplatine usw. sein kann) angeordnet sind. Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 beinhaltet Komponenten, die auf einer ersten Fläche 840 der Leiterplatte 802 und auf einer gegenüberliegenden zweiten Fläche 842 der Leiterplatte 802 angeordnet sind; wobei die Komponenten allgemein auf einer oder beiden Flächen 840 und 842 angeordnet sein können.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Leiterplatte 802 eine gedruckte Leiterplatte (PCB - Printed Circuit Board) sein, die mehrere Metallschichten (oder Zwischenverbindungsschichten) beinhaltet, die durch Schichten aus einem dielektrischen Material voneinander getrennt und durch elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind. Die einzelnen Metallschichten umfassen elektrisch leitfähige Strukturen. Eine oder mehrere beliebige der Metallschichten können in einer gewünschten Schaltkreisstruktur gebildet sein, um elektrische Signale (gegebenenfalls in Verbindung mit anderen Metallschichten) zwischen den mit der Leiterplatte 802 gekoppelten Komponenten zu leiten. Bei manchen Ausführungsformen kann die Leiterplatte 802 ein Nicht-PCB-Substrat sein. Die in 8 veranschaulichte Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 beinhaltet eine Gehäuse-auf-Zwischenträger-Struktur 836, die durch die Kopplungskomponenten 816 mit der ersten Fläche 840 der Leiterplatte 802 gekoppelt ist. Die Kopplungskomponenten 816 können die Gehäuse-auf-Zwischenträger-Struktur 836 elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte 802 koppeln und können Lötperlen (wie in 8 gezeigt ist), Stifte (z. B. als Teil einer Stiftgitteranordnung (PGA - Pin Grid Array), Kontakte (z. B. als Teil einer Kontaktflächengitteranordnung (LGA - Land Grid Array)), Stecker- und Buchsenabschnitte eines Sockels, einen Haftstoff, ein Unterfüllmaterial und/oder eine beliebige andere geeignete elektrische und/oder mechanische Kopplungsstruktur beinhalten.
Die Gehäuse-auf-Zwischenträger-Struktur 836 kann eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 beinhalten, die durch Kopplungskomponenten 818 mit einem Zwischenträger 804 gekoppelt ist. Die Kopplungskomponenten 818 können eine beliebige für die Anwendung geeignete Form annehmen, wie zum Beispiel die vorstehend Bezug nehmend auf die Kopplungskomponenten 816 erörterten Formen. Obwohl in 8 nur eine einzige Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 gezeigt ist, können mehrere Integrierter-Schaltkreis-Komponenten mit dem Zwischenträger 804 gekoppelt sein; wobei tatsächlich auch zusätzliche Zwischenträger mit dem Zwischenträger 804 gekoppelt sein können. Der Zwischenträger 804 kann ein dazwischenliegendes Substrat bereitstellen, das eine Brücke zwischen der Leiterplatte 802 und der Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 bildet.
Die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 kann ein gehäustes oder ungehäustes Integrierter-Schaltkreis-Produkt sein, das einen oder mehrere Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips (z. B. den Halbleiterchip 602 von 6 und/oder die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung 700 von 7) und/oder eine oder mehrere andere geeignete Komponenten beinhaltet. Eine gehäuste Integrierter-Schaltkreis-Komponente umfasst einen oder mehrere Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips, die auf einem Gehäusesubstrat montiert sind, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips und das Gehäusesubstrat in einem Gehäusematerial, wie etwa einem Metall, Kunststoff, Glas oder Keramikmaterial, eingekapselt sind. Bei einem Beispiel für eine ungehäuste Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 umfasst ein einziger monolithischer Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip Lötkontakthügel, die an Kontakten auf dem Halbleiterchip angebracht sind. Die Lötkontakthügel ermöglichen, dass der Halbleiterchip unmittelbar an dem Zwischenträger 804 angebracht wird. Die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 kann eine oder mehrere Rechensystemkomponenten, wie etwa eine oder mehrere Prozessoreinheiten (z. B. ein Ein-Chip-System (SoC - System-on-a-Chip), einen Prozessorkern, eine Grafikprozessoreinheit (GPU), einen Beschleuniger, einen Chipsatzprozessor), eine E/A-Steuerung, einen Speicher oder eine Netzwerkschnittstellensteuerung umfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 eine oder mehrere aktive oder passive Vorrichtungen umfassen, wie etwa Kondensatoren, Entkopplungskondensatoren, Widerstände, Induktivitäten, Schmelzsicherungen, Dioden, Wandler, Sensoren, elektrostatische Entladungsvorrichtungen (electrostatic discharge devices - ESD) und Speichervorrichtungen.
Bei Ausführungsformen, bei denen die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 mehrere Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips umfasst, können diese Halbleiterchips vom gleichen Typ (eine homogene Mehrfach-Halbleiterchip-Integrierter-Schaltkreis-Komponente) oder von zwei oder mehr unterschiedlichen Typen (eine heterogene Mehrfach-Halbleiterchip-Integrierter-Schaltkreis-Komponente) sein. Eine Mehrfach-Halbleiterchip-Integrierter-Schaltkreis-Komponente kann als ein Mehrfachchipgehäuse (MCP) oder Mehrfachchipmodul (MCM) bezeichnet werden.
Zusätzlich dazu, dass sie einen oder mehrere Prozessoreinheiten umfasst, kann die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 zusätzliche Komponenten umfassen, wie etwa eingebetteten DRAM, gestapelten Speicher mit hoher Bandbreite (HBM), gemeinsam genutzte Cache-Speicher, Eingabe/Ausgabe(E/A)-Steuerungen oder Speichersteuerungen. Beliebige dieser zusätzlichen Komponenten können sich auf demselben Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip wie eine Prozessoreinheit oder auf einem oder mehreren Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips befinden, die von den Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips, die die Prozessoreinheiten umfassen, getrennt sind. Diese getrennten Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips können als „Chiplets“ bezeichnet werden. Bei Ausführungsformen, bei denen eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente mehrere Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips umfasst, können Zwischenverbindungen zwischen Halbleiterchips durch das Gehäusesubstrat, einen oder mehrere Silicium-Zwischenträger, eine oder mehrere in dem Gehäusesubstrat eingebettete Siliciumbrücken (wie etwa Embedded Multi-Die Interconnect Bridges - EMIBs von Intel®) oder eine Kombination davon bereitgestellt sein.
Im Allgemeinen kann der Zwischenträger 804 Verbindungen auf einen breiteren Abstand verbreitern oder eine Verbindung zu einer anderen Verbindung umleiten. Der Zwischenträger 804 kann beispielsweise die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 zum Koppeln mit der Leiterplatte 802 mit einem Satz von leitfähigen Kontakten einer Kugelgitteranordnung(BGA - ball grid array) koppeln. Bei der in 8 veranschaulichten Ausführungsform sind die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 und die Leiterplatte 802 an gegenüberliegenden Seiten des Zwischenträgers 804 angebracht; bei anderen Ausführungsformen können die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 und die Leiterplatte 802 an einer gleichen Seite des Zwischenträgers 804 angebracht sein. Bei manchen Ausführungsformen können drei oder mehr Komponenten mithilfe des Zwischenträgers 804 miteinander verbunden sein.
Bei manchen Ausführungsformen kann der Zwischenträger 804 als eine PCB gebildet sein, die mehrere Metallschichten beinhaltet, die durch Schichten aus einem dielektrischen Material voneinander getrennt und durch elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind. Bei manchen Ausführungsformen kann der Zwischenträger 804 aus einem Epoxidharz, einem glasfaserverstärkten Epoxidharz, einem Epoxidharz mit anorganischen Füllstoffen, einem keramischen Material oder einem Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyimid, gebildet sein. Bei manchen Ausführungsformen kann der Zwischenträger 804 aus abwechselnd starren oder flexiblen Materialien gebildet sein, welche die gleichen vorstehend zur Verwendung in einem Halbleitersubstrat beschriebenen Materialien beinhalten können, wie etwa Silicium, Germanium und andere Gruppe-III-V- und Gruppe-IV-Materialien. Der Zwischenträger 804 kann metallische Zwischenverbindungen 808 und Durchkontaktierungen 810 beinhalten, einschließlich, unter anderem, durchgängiger Durchkontaktierungen 810-1 (die sich von einer ersten Fläche 850 des Zwischenträgers 804 zu einer zweiten Fläche 854 des Zwischenträgers 804 erstrecken), blinder Durchkontaktierungen 810-2 (die sich von der ersten oder zweiten Fläche 850 bzw. 854 des Zwischenträgers zu einer inneren Metallschicht erstrecken) und vergrabener Durchkontaktierungen 810-3 (die innere Metallschichten verbinden).
Bei manchen Ausführungsformen kann der Zwischenträger 804 einen Siliciumzwischenträger umfassen. Die Siliciumdurchkontaktierungen (TSVs), die sich durch den Siliciumzwischenträger erstrecken, können Verbindungen an einer ersten Fläche eines Siliciumzwischenträgers mit einer gegenüberliegenden zweiten Fläche des Siliciumzwischenträgers verbinden. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Zwischenträger 804, der einen Siliciumzwischenträger umfasst, ferner eine oder mehrere Routing-Schichten umfassen, um Verbindungen an einer ersten Fläche des Zwischenträgers 804 zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche des Zwischenträgers 804 zu leiten.
Der Zwischenträger 804 kann ferner eingebettete Vorrichtungen 814 beinhalten, die sowohl passive als auch aktive Vorrichtungen beinhalten. Derartige Vorrichtungen können unter anderem Folgendes beinhalten: Kondensatoren, Entkopplungskondensatoren, Widerstände, Induktivitäten, Schmelzsicherungen, Wandler, Sensoren, elektrostatische Entladungsvorrichtungen (electrostatic discharge devices - ESD) und Speichervorrichtungen. Komplexere Vorrichtungen, wie etwa Hochfrequenzvorrichtungen, Leistungsverstärker, Leistungsverwaltungsvorrichtungen, Antennen, Anordnungen, Sensoren und Vorrichtungen mikroelektromechanischer Systeme (MEMS), können ebenfalls auf dem Zwischenträger 804 gebildet sein. Die Gehäuse-auf-Zwischenträger-Struktur 836 kann die Form einer beliebigen der im Stand der Technik bekannten Gehäuse-auf-Zwischenträger-Strukturen annehmen. Bei Ausführungsformen, bei denen der Zwischenträger eine nicht gedruckte Leiterplatte ist,
Die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 kann eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente 824 beinhalten, die durch Kopplungskomponenten 822 mit der ersten Fläche 840 der Leiterplatte 802 gekoppelt ist. Die Kopplungskomponenten 822 können die Form beliebiger der vorstehend Bezug nehmend auf die Kopplungskomponenten 816 erörterten Ausführungsformen annehmen und die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 824 kann die Form beliebiger der vorstehend Bezug nehmend auf die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 erörterten Ausführungsformen annehmen.
Die in 8 veranschaulichte Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe 800 beinhaltet eine Gehäuse-auf-Gehäuse-Struktur 834, die durch die Kopplungskomponenten 828 mit der zweiten Fläche 842 der Leiterplatte 802 gekoppelt ist. Die Gehäuse-auf-Gehäuse-Struktur 834 kann eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente 826 und eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente 832 beinhalten, die durch Kopplungskomponenten 830 so miteinander gekoppelt sind, dass die Integrierter-Schaltkreis-Komponente 826 zwischen der Leiterplatte 802 und der Integrierter-Schaltkreis-Komponente 832 angeordnet ist. Die Kopplungskomponenten 828 und 830 können die Form beliebiger Ausführungsformen der vorstehend erörterten Kopplungskomponenten 816 annehmen und die Integrierter-Schaltkreis-Komponenten 826 und 832 können die Form beliebiger Ausführungsformen der vorstehend erörterten Integrierter-Schaltkreis-Komponente 820 annehmen. Die Gehäuse-auf-Gehäuse-Struktur 834 kann gemäß beliebigen aus dem Stand der Technik bekannten Gehäuse-auf-Gehäuse-Strukturen konfiguriert sein.
9 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften elektrischen Systems 900, das eine oder mehrere der hier offenbarten Integrierter-Schaltkreis-Strukturen beinhalten kann. Zum Beispiel können beliebige geeignete der Komponenten des elektrischen Systems 900 eine oder mehrere der hier offenbarten Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppen 800, Integrierter-Schaltkreis-Komponenten 820, Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungen 700 oder Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchips 602 beinhalten. Eine Anzahl von Komponenten ist in 9 als im elektrischen System 900 beinhaltet veranschaulicht, aber jeder oder mehrere beliebige dieser Komponenten können weggelassen oder dupliziert werden, wie es für die Anwendung geeignet ist. Bei manchen Ausführungsformen können manche oder alle der Komponenten, die in dem elektrischen System 900 beinhaltet sind, an einer oder mehreren Zentralplatinen, Hauptplatinen oder Systemplatinen angebracht sein. Bei manchen Ausführungsformen sind eine oder mehrere dieser Komponenten auf einem einzigen Ein-Chip-System(SoC)-Halbleiterchip gefertigt.
Außerdem beinhaltet das elektrische System 900 bei verschiedenen Ausführungsformen möglicherweise eine oder mehrere der in 9 gezeigten Komponenten nicht, aber das elektrische System 900 kann eine Schnittstellenschaltungsanordnung zum Koppeln mit der einen oder den mehreren Komponenten beinhalten. Zum Beispiel beinhaltet das elektrische System 900 möglicherweise keine Anzeigevorrichtung 906, aber es kann eine Anzeigevorrichtungsschnittstellenschaltungsanordnung (z. B. einen Verbinder und eine Treiberschaltungsanordnung) beinhalten, mit der eine Anzeigevorrichtung 906 gekoppelt werden kann. In einer anderen Gruppe von Beispielen beinhaltet das elektrische System 900 möglicherweise keine Audioeingabevorrichtung 924 oder keine Audioausgabevorrichtung 908, es kann aber eine Audioeingabe- oder -ausgabevorrichtungsschnittstellenschaltungsanordnung (z. B. Verbinder und eine unterstützende Schaltungsanordnung) beinhalten, mit der eine Audioeingabevorrichtung 924 oder eine Audioausgabevorrichtung 908 gekoppelt werden kann.
Das elektrische System 900 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten 902 (z. B. eine oder mehrere Prozessoreinheiten) beinhalten. So wie die Begriffe „Prozessoreinheit“, „Verarbeitungseinheit“ oder „Prozessor“ hier verwendet werden, können sie sich auf eine beliebige Vorrichtung oder einen beliebigen Abschnitt einer Vorrichtung beziehen, die bzw. der elektronische Daten aus Registern und/oder einem Speicher verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten zu transformieren, die in Registern und/oder einem Speicher gespeichert werden können. Die Prozessoreinheit 902 kann einen oder mehrere digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs), Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs), Universal-GPUs (GPGPUs), beschleunigte Verarbeitungseinheiten (APUs), feldprogrammierbare Gatteranordnungen (FPGAs), neuronale Netzwerkverarbeitungseinheiten (NPUs), Datenprozessoreinheiten (DPUs), Beschleuniger (z. B. Grafikbeschleuniger, Komprimierungsbeschleuniger, Beschleuniger für künstliche Intelligenz), Kryptoprozessoren einer Steuereinheit (spezialisierte Prozessoren, die kryptografische Algorithmen innerhalb einer Hardware ausführen), Serverprozessoren, Steuereinheiten oder eine beliebige andere geeignete Art von Prozessoreinheiten beinhalten. Von daher kann die Prozessoreinheit als eine XPU (oder xPU) bezeichnet werden.
Das elektrische System 900 kann einen Speicher 904 beinhalten, der selbst eine oder mehrere Speichervorrichtungen beinhalten kann, wie etwa flüchtigen Speicher (z. B. dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM)), nichtflüchtigen Speicher (z. B. Festwertspeicher (ROM), Flash-Speicher, Chalkogenid-basierte nichtflüchtige Phasenwechselspeicher), Festkörperspeicher und/oder eine Festplatte. Bei manchen Ausführungsformen kann der Speicher 904 einen Speicher beinhalten, der sich auf demselben Integrierter-Schaltkreis-Halbleiterchip wie die Prozessoreinheit 902 befindet. Dieser Speicher kann als Cache-Speicher (z. B. Level-1 (L1), Level-2 (L2), Level-3 (L3), Level-4 (L4), Last-Level-Cache (LLC)) verwendet werden und kann einen eingebetteten dynamischen Direktzugriffsspeicher (eDRAM) oder einen magnetischen Spintransferdrehmoment-Direktzugriffsspeicher (STT-MRAM) beinhalten.
Bei manchen Ausführungsformen kann das elektrische System 900 eine oder mehrere Prozessoreinheiten 902 umfassen, die heterogen oder asymmetrisch zu einer anderen Prozessoreinheit 902 in dem elektrischen System 900 sind. Es kann unter den Verarbeitungseinheiten 902 in einem System hinsichtlich des Spektrums an Metriken von Wert eine Vielfalt an Unterschieden, einschließlich architektonischer, mikroarchitektonischer, thermischer, Leistungsverbrauchskennzeichen und dergleichen, vorhanden sein. Diese Unterschiede können sich effektiv als Asymmetrie und Heterogenität unter den Prozessoreinheiten 902 im elektrischen System 900 manifestieren.
Bei manchen Ausführungsformen kann das elektrische System 900 eine Kommunikationskomponente 912 (z. B. eine oder mehrere Kommunikationskomponenten) beinhalten. Zum Beispiel kann die Kommunikationskomponente 912 drahtlose Kommunikationen für die Übertragung von Daten zu und von dem elektrischen System 900 verwalten. Der Begriff „drahtlos“ und seine Ableitungen können verwendet werden, um Schaltkreise, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten durch die Verwendung modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nichtfestes Medium kommunizieren können. Der Begriff „drahtlos“ impliziert nicht, dass die zugehörigen Vorrichtungen keine Drähte enthalten, obwohl sie bei manchen Ausführungsformen keine enthalten müssen.
Die Kommunikationskomponente 912 kann beliebige einer Anzahl von Drahtlosstandards oder -protokollen implementieren, die, ohne auf diese beschränkt zu sein, IEEE-Standards (IEEE - Institute for Electrical and Electronic Engineers) beinhalten, die Wi-Fi (IEEE 802.11-Familie), IEEE 802.16-Standards (z. B. die Änderung IEEE 802.16-2005), LTE-Projekt (LTE - Long-Term Evolution) zusammen mit beliebigen Änderungen, Aktualisierungen und/oder Revisionen (z. B. Advanced-LTE-Projekt, UMB-Projekt (UMB - Ultra Mobile Broadband) (auch als „3GPP2“ bezeichnet) usw.) beinhalten. Die mit IEEE 802.16 kompatiblen BWA-Netzwerke (drahtloser Breitbandanschluss - Broadband Wireless Access) werden im Allgemeinen als WiMAX-Netzwerke bezeichnet, ein Akronym, das für Worldwide Interoperability for Microwave Access steht, einer Zertifikationsmarke für Produkte, die Konformitäts- und Interoperabilitätstests für die IEEE 802.16-Standards bestehen. Die Kommunikationskomponente 912 kann gemäß einem GSM- (GSM - Global System for Mobile Communication), GPRS- (GPRS - General Packet Radio Service), UMTS- (UMTS - Universal Mobile Telecommunications System), HSPA- (HSPA - High Speed Packet Access), E-HSPA-(E-HSPA - Evolved HSPA) oder LTE-Netzwerk betrieben werden. Die Kommunikationskomponente 912 kann gemäß EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), GERAN (GSM EDGE Radio Access Network), UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network) oder E-UTRAN (Evolved UTRAN) betrieben werden. Die Kommunikationskomponente 912 kann gemäß CDMA (Code Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), EV-DO (Evolution-Data Optimized) und Ableitungen davon sowie beliebigen anderen Drahtlosprotokollen, die als 3G, 4G, 5Gund darüber hinaus bezeichnet werden, betrieben werden. Die Kommunikationskomponente 912 kann bei anderen Ausführungsformen gemäß anderen Drahtlosprotokollen betrieben werden. Das elektrische System 900 kann eine Antenne 922 beinhalten, um drahtlose Kommunikationen zu ermöglichen und/oder andere drahtlose Kommunikationen (wie etwa AM- oder FM-Funkübertragungen) zu empfangen.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Kommunikationskomponente 912 drahtgebundene Kommunikationen, wie etwa elektrische, optische oder beliebige andere geeignete Kommunikationsprotokolle (z. B. IEEE 802.3 Ethernet-Standards) verwalten. Wie vorstehend angemerkt, kann die Kommunikationskomponente 912 mehrere Kommunikationskomponenten beinhalten. Beispielsweise kann eine erste Kommunikationskomponente 912 für drahtlose Kommunikationen mit kürzerer Reichweite dediziert sein, wie etwa WiFi oder Bluetooth, und eine zweite Kommunikationskomponente 912 kann für drahtlose Kommunikationen mit längerer Reichweite dediziert sein, wie etwa globales Positionierungssystem (GPS), EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO oder andere. Bei manchen Ausführungsformen kann eine erste Kommunikationskomponente 912 für drahtlose Kommunikationen dediziert sein und eine zweite Kommunikationskomponente 912 kann für drahtgebundene Kommunikationen dediziert sein.
Das elektrische System 900 kann eine Batterie-/Leistungsschaltungsanordnung 914 beinhalten. Die Batterie-/Leistungsschaltungsanordnung 914 kann eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen (z. B. Batterien oder Kondensatoren) und/oder eine Schaltungsanordnung zum Koppeln von Komponenten des elektrischen Systems 900 mit einer von dem elektrischen System 900 getrennten Energiequelle (z. B. einem Wechselstrom aus dem Netz) beinhalten.
Das elektrische System 900 kann eine Anzeigevorrichtung 906 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert) beinhalten. Die Anzeigevorrichtung 906 kann einen oder mehrere eingebettete oder drahtgebunden oder drahtlos verbundene externe visuelle Indikatoren beinhalten, wie etwa eine Anzeige auf der Windschutzscheibe (head-up display), einen Computerbildschirm, einen Projektor, eine berührungsempfindliche Anzeige, eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige oder eine Flachbildschirmanzeige.
Das elektrische System 900 kann eine Audioausgabevorrichtung 908 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert) beinhalten. Die Audioausgabevorrichtung 908 kann eine eingebettete oder drahtgebunden oder drahtlos verbundene externe Vorrichtung beinhalten, die eine hörbare Anzeige erzeugt, wie etwa Lautsprecher, eine Freisprecheinrichtung oder Ohrhörer.
Das elektrische System 900 kann eine Audioeingabevorrichtung 924 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert) beinhalten. Die Audioeingabevorrichtung 924 kann eine beliebige eingebettete oder drahtgebunden oder drahtlos verbundene Vorrichtung beinhalten, die ein Signal erzeugt, das einen Ton darstellt, wie etwa Mikrofone, Mikrofonanordnungen oder digitale Instrumente (z. B. Instrumente, die einen digitalen Schnittstellenausgang für Musikinstrumente(musical instrument digital interface - MIDI) aufweisen. Das elektrische System 900 kann eine globale Navigationssatelliten(GNSS - Global Navigation Satellite System)-Vorrichtung 918 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert), wie etwa eine globale Positionierungssystem(GPS - Global Positioning System)-Vorrichtung, beinhalten. Die GNSS-Vorrichtung 918 kann in Kommunikation mit einem satellitenbasierten System stehen und kann einen geografischen Standort des elektrischen Systems 900 basierend auf von einem oder mehreren GNSS-Satelliten, wie im Stand der Technik bekannt, empfangenen Informationen bestimmen.
Das elektrische System 900 kann eine andere Ausgabevorrichtung 910 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert) beinhalten. Beispiele für die andere Ausgabevorrichtung 910 können einen Audiocodec, einen Videocodec, einen Drucker, eine drahtgebundene oder drahtlose Übertragungseinrichtung zum Bereitstellen von Informationen an andere Vorrichtungen oder eine zusätzliche Datenspeichervorrichtung beinhalten.
Das elektrische System 900 kann eine andere Eingabevorrichtung 920 (oder eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung, wie vorstehend erörtert) beinhalten. Beispiele für die andere Eingabevorrichtung 920 können Folgende beinhalten: einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, einen Kompass, eine Bildaufnahmevorrichtung (z. B. eine Kamera für monoskopische oder stereoskopische Aufnahmen), einen Trackball, ein Trackpad, ein berührungsempfindliches Pad, eine Tastatur, eine Cursorsteuerungsvorrichtung, wie etwa eine Maus, einen Eingabestift, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Näherungssensor, ein Mikrofon, einen Strichcode-Leser, einen Quick-Response(QR)-CodeLeser, einen Elektrokardiogramm(ECG)-Sensor, einen PPG(photoplethysmogram)-Sensor, einen Sensor für elektrodermale Aktivität, jeden anderen Sensor oder einen Radiofrequenz-Identifikations(RFID)-Leser.
Das elektrische System 900 kann jeden gewünschten Formfaktor aufweisen, wie etwa ein handgehaltenes oder mobiles elektrisches System (z. B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine mobile Internetvorrichtung, ein Musikabspielgerät, einen Tablet-Computer, einen Laptop-Computer, einen 2-in-1-Convertible Computer, einen tragbaren All-in-one-Computer, einen Netbook-Computer, einen Ultrabook-Computer, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen ultramobilen Personal Computer, eine tragbare Spielekonsole usw.), ein elektrisches Desktop-System, einen Server, eine Rackebenen-Rechenlösung (z. B. Blade-, Tray- oder Sled-Rechensysteme), eine Arbeitsstation oder eine andere vernetzte Rechenumgebung, einen Drucker, einen Scanner, einen Bildschirm, eine Set-Top-Box, eine Unterhaltungssteuerungseinheit, eine stationäre Spielekonsole, ein intelligentes Fernsehgerät, eine Fahrzeugsteuerungseinheit, eine digitale Kamera, ein digitales Videoaufnahmegerät, ein am Körper tragbares elektrisches System oder ein eingebettetes Rechensystem (z. B. Rechensysteme, die Teil eines Fahrzeugs, eines Smart-Home-Geräts, eines/einer Unterhaltungselektronikprodukts bzw. -ausrüstung, einer Fertigungsausrüstung sind). Bei manchen Ausführungsformen kann das elektrische System 900 eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die Daten verarbeitet, sein. Bei manchen Ausführungsformen kann das elektrische System 900 mehrere diskrete physische Komponenten umfassen. Angesichts des Umfangs von Vorrichtungen, in denen das elektrische System 900 wie bei verschiedenen Ausführungsformen manifestiert sein kann, kann das elektrische System 900 bei manchen Ausführungsformen als Rechenvorrichtung oder als Rechensystem bezeichnet werden.
10 zeigt einen Prozess 1000 zum Herstellen einer Induktivitätsstruktur gemäß einigen Ausführungsformen. Bei Vorgang 1010 beinhaltet der Prozess Abscheiden einer magnetischen Struktur auf eine dielektrische Schicht unter Verwendung von Kaltgasspritzen. Bei Vorgang 1012 beinhaltet der Prozess Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Körpers, so dass sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den einen anderen oder die mehreren anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden.
In dieser gesamten Beschreibung können mehrere Instanzen Komponenten, Vorgänge oder Strukturen implementieren, die als eine einzelne Instanz beschrieben worden sind. Obwohl einzelne Vorgänge eines oder mehrerer Verfahren als getrennte Vorgänge veranschaulicht und beschrieben sind, können eine oder mehrere einzelne Vorgänge gleichzeitig durchgeführt werden und es ist nicht erforderlich, dass die Vorgänge in der veranschaulichten Reihenfolge durchgeführt werden. Strukturen und Funktionalität, die in beispielhaften Konfigurationen als getrennte Komponenten dargestellt sind, können als eine kombinierte Struktur oder Komponente implementiert werden. Gleichermaßen können Strukturen und Funktionalität, die als eine einzelne Komponente dargestellt sind, als getrennte Komponenten implementiert werden. Diese und andere Variationen, Modifikationen, Hinzufügungen und Verbesserungen fallen in den Schutzumfang des vorliegenden Gegenstands der Erfindung.
Obwohl ein Überblick über Ausführungsformen Bezug nehmend auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, können an diesen Ausführungsformen verschiedene Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden, ohne vom breiteren Schutzumfang der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Auf diese Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands kann hier, einzeln oder gemeinsam, durch den Ausdruck „Erfindung“ lediglich der Einfachheit halber und ohne die Absicht Bezug genommen werden, den Schutzumfang dieser Anmeldung willentlich auf irgendeine einzige Offenbarung oder irgendein einziges erfinderisches Konzept zu beschränken, falls tatsächlich mehr als ein Konzept offenbart ist.
Die hier veranschaulichten Ausführungsformen sind hinreichend ausführlich beschrieben, um Fachleute in die Lage zu versetzen, die hier offenbarten Lehren in die Praxis umzusetzen. Andere Ausführungsformen können verwendet und aus diesen abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Ersetzungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Diese ausführliche Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinn zu verstehen und der Schutzumfang der zahlreichen Ausführungsformen wird nur durch die angehängten Ansprüche, zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenzen definiert, zu denen diese Ansprüche berechtigen.
Es versteht sich auch, dass, obwohl die Begriffe „erster“, „zweiter“ und so weiter hier verwendet werden können, um zahlreiche Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe beschränkt werden. Diese Ausdrücke werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Zum Beispiel könnte ein erster Kontakt als ein zweiter Kontakt bezeichnet werden und es könnte gleichermaßen ein zweiter Kontakt als ein erster Kontakt bezeichnet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind beide Kontakte, aber sie sind nicht derselbe Kontakt.
So, wie die Singularformen „ein“, „eine“, „der“, „die“ und „das“ in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und in den angehängten Beispielen verwendet werden, sind sie so zu verstehen, dass sie auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, dass der Zusammenhang eindeutig etwas anderes angibt. Es versteht sich ebenfalls, dass sich der Ausdruck „und/oder“, so wie er hier verwendet wird, auf sämtliche mögliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente bezieht und diese einschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein aufgeführter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder von Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder von Gruppen dergleichen nicht ausschließen.
Zum Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „A und/oder B“ (A), (B) oder (A und B). Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „A, B und/oder C“ (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C) oder (A, B und C).
Bei den Ausführungsformen bedeutet der Ausdruck „A befindet sich auf B“, dass sich mindestens ein Teil von A in einem direkten physischen Kontakt oder einem indirekten physischen Kontakt (mit einem oder mehreren anderen Merkmalen zwischen A und B) mit mindestens einem Teil von B befindet.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „A angrenzend an B“, dass sich mindestens ein Teil von A in einem direkten physischen Kontakt mit mindestens einem Teil von B befindet.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „B zwischen A und C“, dass sich mindestens ein Teil von B in oder entlang eines Raums befindet, der A und C trennt, und dass sich der mindestens eine Teil von B in einem direkten oder indirekten physischen Kontakt mit A und C befindet.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „A ist an B angebracht“, dass mindestens ein Teil von A mechanisch an mindestens einem Teil von B angebracht ist, entweder direkt oder indirekt (mit einem oder mehreren anderen Merkmalen zwischen A und B).
Die Beschreibung kann perspektivenbasierte Beschreibungen, wie zum Beispiel obere/untere, hinein/hinaus, über/unter und dergleichen, verwenden. Diese Beschreibungen werden lediglich verwendet, um die Erörterung zu vereinfachen, und sind nicht so zu verstehen, dass sie die Anwendung von hier beschriebenen Ausführungsformen auf irgendeine bestimmte Orientierung einschränken.
Die Beschreibung verwendet möglicherweise die Ausdrücke „bei einer Ausführungsform“, „gemäß einigen Ausführungsformen“, „gemäß Ausführungsformen“ oder „bei Ausführungsformen“, die jeweils auf eine oder mehrere derselben oder unterschiedlicher Ausführungsformen verweisen können. Darüber hinaus sind die Begriffe „umfassend“, „beinhaltend“, „aufweisend“ und dergleichen, wie sie in Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet, synonym.
So wie der Begriff „gekoppelt“ hier verwendet wird, bedeutet er, dass sich zwei oder mehr Elemente in einem direkten physischen Kontakt befinden oder dass sich zwei oder mehr Elemente in einem indirekten physischen Kontakt befinden, aber dennoch miteinander kooperieren oder interagieren (d.h. ein oder mehrere andere Elemente sind zwischen die Elemente, die als miteinander gekoppelt angegeben werden, gekoppelt oder eingebunden). Der Begriff „direkt gekoppelt“ bedeutet, dass sich zwei oder mehr Elemente in einem direkten Kontakt befinden.
So wie der Begriff „Modul“ hier verwendet wird, bezieht er sich darauf, dass er Teil eines ASIC, eines elektronischen Schaltkreises, eines Ein-Chip-Systems, eines Prozessors (geteilt, zweckbestimmt oder in einer Gruppe), einer Festkörpervorrichtung, eines Speichers (geteilt, zweckbestimmt oder in einer Gruppe), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eines kombinatorischen Logikschaltkreises und/oder anderer geeigneter Komponenten ist, welche die beschriebenen Funktionalitäten bereitstellen.
So wie der Begriff „elektrisch leitfähig“ hier verwendet wird, kann er bei einigen Beispielen eine Eigenschaft eines Materials mit einer elektrischen Leitfähigkeit größer oder gleich 10⁷ Siemens pro Meter (S/m) bei 20 Grad Celsius aufweisen. Zu den Beispielen für derartige Materialien gehören Cu, Ag, Al, Au, W, Zn und Ni.
So wie der Begriff „Integrierter-Schaltkreis-Struktur“ hier verwendet wird, kann er einen oder mehrere Mikroelektronik-Dies (Halbleiterchips) beinhalten.
In den entsprechenden Zeichnungen der Ausführungsformen können Signale, Ströme, elektrische Vorspannungen oder magnetische oder elektrische Polaritäten durch Linien repräsentiert werden. Manche Linien können dicker sein, um bestehende Signalpfade anzugeben, und/oder weisen Pfeile an einem oder mehreren Enden auf, um die primäre Flussrichtung der Informationen anzugeben. Diese Angaben sind nicht als einschränkend zu verstehen. Die Linien werden eher in Verbindung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen verwendet, um ein leichteres Verständnis eines Schaltkreises oder einer logischen Einheit zu ermöglichen. Jedes repräsentierte Signal, jede Polarität, jeder Strom, jede Spannung usw., die durch die Anforderungen an die Auslegung oder Auslegungspräferenzen repräsentiert werden, kann tatsächlich ein oder mehrere Signale umfassen, die sich in beide Richtungen bewegen können, und kann mit jedem geeigneten Typ eines Signalschemas implementiert werden.
In der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Ausdruck „verbunden“ eine direkte Verbindung, wie zum Beispiel eine elektrische, mechanische oder magnetische Verbindung, zwischen den Elementen, die ohne irgendwelche dazwischengeschaltete Vorrichtungen miteinander verbunden sind. Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet eine direkte oder indirekte Verbindung, wie zum Beispiel eine direkte elektrische, mechanische oder magnetische Verbindung zwischen den Elementen, die verbunden sind, oder eine indirekte Verbindung über eine oder mehrere passive oder aktive Zwischenvorrichtungen. Der Begriff „Signal“ kann sich auf mindestens ein Stromsignal, Spannungssignal, magnetisches Signal oder ein Daten-/Taktsignal beziehen. Die Bedeutung von „ein“, „eine“, „der“, „die“ und „das“ beinhaltet auch die Pluralbezüge. Die Bedeutung von „in“ schließt „in“ und „an“ ein.
Die Ausdrücke „im Wesentlichen“, „beinahe“, „näherungsweise“, „nahe“ und „etwa“ beziehen sich allgemein darauf, dass sie innerhalb von +/- 10% eines Zielwerts liegen (sofern es nicht anderweitig spezifiziert wird). Sofern nichts anderes angegeben ist, gibt die Verwendung der Ordnungszusätze „erste“, „zweite“ und „dritte“ usw. zum Beschreiben eines gemeinsamen Objekts lediglich an, dass auf unterschiedliche Instanzen gleicher Objekte Bezug genommen wird, und sie sind nicht so zu verstehen, dass impliziert wird, dass die so beschriebenen Objekte in einer gegebenen Reihenfolge vorliegen müssen, weder zeitlich, räumlich, in Rangfolge noch in irgendeiner anderen Weise.
Für die Zwecke der Ausführungsformen sind die Transistoren in den verschiedenen hier beschriebenen Schaltkreisen und Logikblöcken Metalloxid-Halbleiter (MOS)-Transistoren oder ihre Derivate, wobei die MOS-Transistoren Drain-, Source-, Gate- und Bulk-Anschlüsse beinhalten. Die Transistoren und/oder die MOS-Transistor-Derivate beinhalten auch Tri-Gate und FinFET-Transistoren, zylinderförmige Rundum-Gate-Transistoren, Tunnel-FETs (TFETs), Quadratdraht- oder Rechteckband-Transistoren, ferroelektrische FETs (FeFETs) oder andere Vorrichtungen, die Transistorfunktionen implementieren, wie zum Beispiel Kohlenstoffnanoröhren oder Spintronik-Vorrichtungen. Symmetrische MOSFET-Source- und - Drain-Anschlüsse sind identische Anschlüsse und werden hier austauschbar verwendet. Eine TEFT-Vorrichtung weist andererseits asymmetrische Source- und Drain-Anschlüsse auf. Für Fachleute ist es selbstverständlich, dass andere Transistoren, zum Beispiel Bipolar-Transistoren, BJT-PNP/NPN, BiCMOS, CMOS, eFET usw., verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Der Begriff „MN“ gibt einen n-Typ-Transistor (zum Beispiel NMOS, NPN BJT usw.) an, und der Begriff „MP“ gibt einen p-Typ-Transistor (zum Beispiel PMOS, PNP BJT usw.) an.
Die vorhergehende Beschreibung wurde zu Erklärungszwecken Bezug nehmend auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch sollen die vorstehenden veranschaulichenden Erörterungen nicht erschöpfend sein oder die möglichen Ausführungsbeispiele auf die genauen offenbarten Ausformungen beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der vorstehenden Lehren möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um die beteiligten Prinzipien und ihre praktischen Anwendungen am besten zu erläutern, um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die verschiedenen Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Modifikationen, wie sie sich für die spezifische in Erwägung gezogene Verwendung eignen, am besten zu nutzen.
Beispiele:
Einige Beispiele für Ausführungsformen werden nachfolgend bereitgestellt. Wie in den folgenden Beispielen verwendet, kann sich der Begriff „verbunden“ auf eine elektrische Verbindung beziehen. In manchen Fällen kann die Verbindung eine direkte Verbindung zwischen zwei Gegenständen/Komponenten sein. Ferner kann sich der Begriff „gekoppelt“, wie in den folgenden Beispielen verwendet, auf eine Verbindung beziehen, die direkt oder indirekt sein kann. Zum Beispiel kann eine erste Komponente, die mit einer zweiten Komponente gekoppelt ist, eine dritte Komponente beinhalten, die zwischen der ersten und zweiten Komponente verbunden ist.
Beispiel 1 beinhaltet eine Induktivitätsstruktur eines Gehäusesubstrats, das mehrere Aufbauschichten umfasst, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Beispiel 2 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Beispiel 3 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Beispiel 4 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei die Teilchen Größen im Bereich von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer aufweisen.
Beispiel 5 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Beispiel 6 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei das magnetische Material keine organische Komponente beinhaltet.
Beispiel 7 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei das magnetische Material Teilchen, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten, beinhaltet.
Beispiel 8 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 7, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadium-Ferrit-Teilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Beispiel 9 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, wobei der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Beispiel 10 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 1, der ferner eine Pufferschicht angrenzend an und zwischen einer Oberfläche der Induktivitätsstruktur und einer Aufbauschicht angrenzend an diese eine der Aufbauschichten beinhaltet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur eine nichtflache Konfiguration im Vergleich zu einer Grenzfläche zwischen den Aufbauschichten aufweist, wobei manche Teilchen der magnetischen Struktur wenigstens teilweise in Vertiefungen der Pufferschicht eingebettet sind.
Beispiel 11 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 10, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur darstellt und aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon hergestellt ist.
Beispiel 12 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 10, wobei die Pufferschicht Erweiterungsgebiete beinhaltet, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten hinaus erstrecken.
Beispiel 13 beinhaltet ein Gehäusesubstrat, das Folgendes umfasst: mehrere Aufbauschichten, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; und eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Beispiel 14 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Beispiel 15 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Beispiel 16 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei die Teilchen Größen im Bereich von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer aufweisen.
Beispiel 17 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Beispiel 18 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei das magnetische Material keine organische Komponente beinhaltet.
Beispiel 19 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei das magnetische Material eines von Teilchen, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder von Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten, beinhaltet.
Beispiel 20 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 19, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadium-Ferrit-Teilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Beispiel 21 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, wobei der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Beispiel 22 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 13, der ferner eine Pufferschicht angrenzend an und zwischen einer Oberfläche der Induktivitätsstruktur und einer Aufbauschicht angrenzend an diese eine der Aufbauschichten beinhaltet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur eine nichtflache Konfiguration im Vergleich zu einer Grenzfläche zwischen den Aufbauschichten aufweist, wobei manche Teilchen der magnetischen Struktur wenigstens teilweise in Vertiefungen der Pufferschicht eingebettet sind.
Beispiel 23 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 22, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur darstellt und aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon gefertigt ist.
Beispiel 24 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 22, wobei die Pufferschicht Erweiterungsgebiete beinhaltet, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten hinaus erstrecken.
Beispiel 25 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 22, der ferner eine Metallschicht zwischen der Pufferschicht und der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten beinhaltet.
Beispiel 26 beinhaltet eine Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente, die einen oder mehrere Halbleiterchips beinhaltet; und ein Gehäusesubstrat, das mehrere Aufbauschichten beinhaltet, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Komponente elektrisch und mechanisch mit dem Gehäusesubstrat gekoppelt ist, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; und eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Beispiel 27 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Beispiel 28 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Beispiel 29 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei die Teilchen Größen im Bereich von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer aufweisen.
Beispiel 30 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Beispiel 31 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei das magnetische Material keine organische Komponente beinhaltet.
Beispiel 32 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei das magnetische Material eines von Teilchen, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder von Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten, beinhaltet.
Beispiel 33 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 32, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadium-Ferrit-Teilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Beispiel 34 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, wobei der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Beispiel 35 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 26, der ferner eine Pufferschicht angrenzend an und zwischen einer Oberfläche der Induktivitätsstruktur und einer Aufbauschicht angrenzend an diese eine der Aufbauschichten beinhaltet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur eine nichtflache Konfiguration im Vergleich zu einer Grenzfläche zwischen den Aufbauschichten aufweist, wobei manche Teilchen der magnetischen Struktur wenigstens teilweise in Vertiefungen der Pufferschicht eingebettet sind.
Beispiel 36 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 35, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur darstellt und aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon gefertigt ist.
Beispiel 37 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 35, wobei die Pufferschicht Erweiterungsgebiete beinhaltet, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten hinaus erstrecken.
Beispiel 38 beinhaltet eine Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten; einen Speicher, der mit der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheiten gekoppelt ist; und eine Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, die mit dem Speicher und der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheiten gekoppelt ist, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente, die einen oder mehrere Halbleiterchips beinhaltet; und ein Gehäusesubstrat, das mehrere Aufbauschichten beinhaltet, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Komponente elektrisch und mechanisch mit dem Gehäusesubstrat gekoppelt ist, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; und eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Beispiel 39 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Beispiel 40 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Beispiel 41 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei die Teilchen Größen im Bereich von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer aufweisen.
Beispiel 42 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Beispiel 43 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei das magnetische Material keine organische Komponente beinhaltet.
Beispiel 44 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei das magnetische Material eines von Teilchen, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder von Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten, beinhaltet.
Beispiel 45 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 44, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadium-Ferrit-Teilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Beispiel 46 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, wobei der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Beispiel 47 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 38, der ferner eine Pufferschicht angrenzend an und zwischen einer Oberfläche der Induktivitätsstruktur und einer Aufbauschicht angrenzend an diese eine der Aufbauschichten beinhaltet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur eine nichtflache Konfiguration im Vergleich zu einer Grenzfläche zwischen den Aufbauschichten aufweist, wobei manche Teilchen der magnetischen Struktur wenigstens teilweise in Vertiefungen der Pufferschicht eingebettet sind.
Beispiel 48 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 47, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur darstellt und aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon gefertigt ist.
Beispiel 49 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 47, wobei die Pufferschicht Erweiterungsgebiete beinhaltet, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten hinaus erstrecken.
Beispiel 50 beinhaltet ein Verfahren zum Fertigen einer Induktivitätsstruktur, das Folgendes umfasst: Abscheiden einer magnetischen Struktur auf eine dielektrische Schicht unter Verwendung von Kaltgasspritzen; und Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Körpers, so dass sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den einen oder die mehreren anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden.
Beispiel 51 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweist, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Beispiel 52 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei: Abscheiden der magnetischen Struktur mittels Kaltgasspritzen Abscheiden eines ersten Abschnitts der magnetischen Struktur auf die dielektrische Schicht beinhaltet sowie Abscheiden eines zweiten Abschnitts der magnetischen Struktur auf den leitfähigen Körper derart, dass sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt; und das Bereitstellen des elektrisch leitfähigen Körpers Verwenden von Kaltgasspritzen beinhaltet, um den elektrisch leitfähigen Körper auf den ersten Abschnitt der magnetischen Struktur abzuscheiden.
Beispiel 53 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Beispiel 54 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 51, wobei die Teilchen Größen im Bereich von ungefähr 10 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer aufweisen.
Beispiel 55 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 51, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Beispiel 56 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei die magnetische Struktur keine organische Komponente beinhaltet.
Beispiel 57 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei die magnetische Struktur Teilchen beinhaltet, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten.
Beispiel 58 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 57, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadium-Ferrit-Teilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Beispiel 59 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, wobei der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Beispiel 60 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 50, der vor dem Abscheiden der magnetischen Struktur ferner Bereitstellen einer Pufferschicht auf die dielektrische Schicht beinhaltet, wobei das Abscheiden der magnetischen Struktur Abscheiden wenigstens eines Abschnitts der magnetischen Struktur auf die Pufferschicht beinhaltet.
Beispiel 61 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 60, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon gefertigt ist.
Beispiel 62 beinhaltet den Gegenstand von Beispiel 60, ferner beinhaltend Strukturieren der Pufferschicht, so dass die Pufferschicht nach der Bildung der Induktivitätsstruktur Erweiterungsgebiete aufweist, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der dielektrischen Schicht hinaus erstrecken.
Beispiel 63 beinhaltet ein Produkt, das durch den Prozess nach einem der Verfahren der Beispiele 50 bis 62 hergestellt wird.
Vorangehend wurde Bezug nehmend auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen eine ausführliche Beschreibung vorgestellt. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem breiter gefassten Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird. Die Beschreibung und Zeichnungen sind dementsprechend in einem veranschaulichenden Sinne, aber nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachten. Darüber hinaus beziehen sich die vorstehende Verwendung von Ausführungsform(en) und jeder andere beispielhafte Wortlaut nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel, sondern können sich auf andere und unterschiedliche Ausführungsformen, aber auch potenziell auf dieselbe Ausführungsform beziehen.

Claims

Induktivitätsstruktur, die Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Induktivitätsstruktur nach Anspruch 1, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Induktivitätsstruktur nach Anspruch 1, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Teilchen Größen im Bereich von etwa 10 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer aufweisen.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die granulare Mikrostruktur eine maximale Porosität von etwa 5 % aufweist.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das magnetische Material keine organische Komponente beinhaltet.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das magnetische Material Teilchen beinhaltet, die aus einem gleichen Material gefertigt sind, oder Teilchen, die sowohl magnetische Teilchen als auch nichtmagnetische Teilchen beinhalten.
Induktivitätsstruktur nach Anspruch 7, wobei das magnetische Material eines der Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadiumferritteilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, wobei: der elektrisch leitfähige Körper eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist; und/oder die magnetische Struktur eine Mindestdicke von etwa 10 Mikrometer aufweist.
Induktivitätsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, ferner beinhaltend eine Pufferschicht angrenzend an die Induktivitätsstruktur, wobei eine Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur eine nichtflache Konfiguration im Vergleich zu einer Grenzfläche zwischen den Aufbauschichten aufweist, wobei manche Teilchen der magnetischen Struktur zumindest teilweise in Einbuchtungen der Pufferschicht eingebettet sind.
Induktivitätsstruktur nach Anspruch 10, wobei die Pufferschicht eine Schicht beinhaltet, die die Grenzfläche zwischen der Pufferschicht und der magnetischen Struktur darstellt und aus Indium, Silber, Gold, Zinn, Blei oder Legierungen davon gefertigt ist.
Induktivitätsstruktur nach Anspruch 10, wobei die Pufferschicht Erweiterungsgebiete beinhaltet, die sich über eine Grundflächenform der Induktivitätsstruktur auf der Aufbauschicht angrenzend an die eine der Aufbauschichten hinaus erstrecken.
Gehäusesubstrat, umfassend eine Vielzahl von Aufbauschichten, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; sowie eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Gehäusesubstrat nach Anspruch 13, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Gehäusesubstrat nach Anspruch 13, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Gehäusesubstrat nach einem der Ansprüche 13-15, wobei die Teilchen Größen im Bereich von etwa 10 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer aufweisen.
Gehäusesubstrat nach einem der Ansprüche 13-16, wobei das magnetische Material eines von Folgenden beinhaltet: Teilchen, die Eisenoxid beinhalten; Teilchen, die Chromdioxid beinhalten; Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Eisennitrid beinhalten; und mindestens eines von Teilchen, die Eisen-Nickel oder Samariumkobalt beinhalten; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Vanadiumferritteilchen und Vanadiumoxidteilchen beinhaltet; oder Teilchen, die einen Verbundstoff bilden, der Folgendes beinhaltet: mindestens eines von Teilchen, die Silicium, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid beinhalten; und Neodymteilchen.
Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente, die einen oder mehrere Halbleiterchips beinhaltet; und ein Gehäusesubstrat, das mehrere Aufbauschichten beinhaltet, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Komponente elektrisch und mechanisch mit dem Gehäusesubstrat gekoppelt ist, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; und eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt.
Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18-19, wobei sich der elektrisch leitfähige Körper um die magnetische Struktur herumlegt.
Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten; einen Speicher, der mit der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheiten gekoppelt ist; und eine Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung, die mit dem Speicher und mit der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheiten gekoppelt ist, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Integrierter-Schaltkreis-Komponente, die einen oder mehrere Halbleiterchips beinhaltet; und ein Gehäusesubstrat, das mehrere Aufbauschichten beinhaltet, wobei die Integrierter-Schaltkreis-Komponente elektrisch und mechanisch mit dem Gehäusesubstrat gekoppelt ist, wobei jede der Aufbauschichten ein dielektrisches Material, eine Leistungsebene und elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen beinhaltet; und eine Induktivitätsstruktur in einer der Aufbauschichten, wobei die Induktivitätsstruktur Folgendes beinhaltet: einen elektrisch leitfähigen Körper; und eine magnetische Struktur, die ein elektrisch nicht leitfähiges magnetisches Material beinhaltet, wobei: sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden; und der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Integrierter-Schaltkreis-Vorrichtungsbaugruppe nach Anspruch 21, wobei die Teilchen Größen im Bereich von etwa 10 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer aufweisen.
Verfahren zum Fertigen einer Induktivitätsstruktur, das Folgendes umfasst: Abscheiden einer magnetischen Struktur auf eine dielektrische Schicht unter Verwendung von Kaltgasspritzen; und Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Körpers, so dass sich die magnetische Struktur oder der elektrisch leitfähige Körper um die andere magnetische Struktur oder den einen oder die mehreren anderen elektrisch leitfähigen Körper herumlegt, um damit die Induktivitätsstruktur zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der elektrisch leitfähige Körper und/oder die magnetische Struktur eine granulare Mikrostruktur aufweisen, die zufällig verteilte Teilchen beinhaltet, die im Wesentlichen nichtlineare Teilchen-zu-Teilchen-Grenzen miteinander darstellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23-24, wobei: Abscheiden der magnetischen Struktur mittels Kaltgasspritzen Abscheiden eines ersten Abschnitts der magnetischen Struktur auf die dielektrische Schicht sowie Abscheiden eines zweiten Abschnitts der magnetischen Struktur auf den leitfähigen Körper, so dass sich die magnetische Struktur konform um den elektrisch leitfähigen Körper herumlegt und an diesen angrenzt, beinhaltet; und Bereitstellen des elektrisch leitfähigen Körpers Verwenden von Kaltgasspritzen beinhaltet, um den elektrisch leitfähigen Körper auf den ersten Abschnitt der magnetischen Struktur abzuscheiden.