JP7244452B2 - アイソレータ - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
実施形態に係るアイソレータは、デジタルアイソレータ、ガルバニックアイソレータ、又はガルバニック絶縁素子などと呼ばれるデバイスに関する。
基板5は、例えばシリコン基板である。基板5は、例えば、不純物が添加され、導電性を有する。
第1電極11、第2電極12、導電体50、パッド62、パッド64、及びパッド66は、金属を含む。例えば、第1電極11、第2電極12、導電体50、パッド62、パッド64、及びパッド66は、銅及びアルミニウムからなる群より選択された金属を含む。信号を伝達する際の第1電極11及び第2電極12における発熱を抑制するために、これらの構成要素の電気抵抗は、低いことが好ましい。電気抵抗の低減の観点から、第1電極11、第2電極12、導電体50、パッド62、パッド64、及びパッド66は、アルミニウム又は銅を含むことが好ましい。
絶縁部20、第1絶縁部21、絶縁部25、及び絶縁部27は、シリコン及び酸素を含む。例えば、絶縁部20、第1絶縁部21、絶縁部25、及び絶縁部27は、酸化シリコンを含む。絶縁部20、第1絶縁部21、絶縁部25、及び絶縁部27は、さらに窒素を含んでも良い。絶縁部29は、ポリイミド、ポリアミドなどの絶縁性樹脂を含む。
配線63、65、及び67は、アルミニウムなどの金属を含む。
図3では、X-Y面における第2電極12の位置が、破線で表されている。また、X-Y面における空孔35の位置が、点線で表されている。
図4~図8を参照して、第1実施形態に係るアイソレータの製造方法の一例を説明する。図4~図8は、図1のII-II線で示す位置における製造工程を表している。
犠牲層SLがシリコン及びゲルマニウムを含む場合、犠牲層SLの除去には、アルゴンガス及び酸素ガスの混合ガス、アルゴンガス及び水素ガスの混合ガス、又はクロム酸-硫酸水溶液を用いることができる。犠牲層SLが多孔質シリコンを含む場合、犠牲層SLの除去には、フッ素、塩素、及び臭素からなる群より選択された少なくとも1つのガス、硝酸とフッ酸の混合液、あるいはクロム酸-硫酸水溶液を用いることができる。
アイソレータについては、第1電極11と第2電極12との間の磁気的な結合がより大きく、第1電極11と第2電極12との間で信号を破損させることなく伝達できることが望ましい。すなわち、同相過渡電圧耐性(CMTI)が大きいことが望ましい。CMTIの向上のためには、第1電極11と第2電極12との間のZ方向における距離が短いことが好ましい。距離が短いほど、第1電極11と第2電極12との間の磁気的な結合が強くなる。一方で、距離が短いほど、第1電極11と第2電極12との間の容量が大きくなる。信号の伝達時、第1電極11及び第2電極12には、容量の起因するノイズが発生する。このため、容量が大きくなるほど、CMTIが低下する。
図9では、螺旋状の第2電極12が、模式的に板状に表されている。図9では、第2電極12の外周近傍における等電位線EPが表されている。
図10に表したように、空隙30は、第1空間31及び第2空間32を含んでいても良い。第2空間32は、X-Y面に沿って第1空間31の周りに設けられている。すなわち、第1空間31は、空隙30の内周側に設けられる。第2空間32は、空隙30の外周側に設けられる。第2空間32のZ方向における寸法D2は、第1空間31のZ方向における寸法D1よりも長い。例えば、空孔35は、第2空間32と繋がっている。
図11~図14は、第1実施形態の変形例に係るアイソレータの一部を表す断面図である。
図11に表したアイソレータ110では、第2絶縁領域21b及び第3絶縁領域21cが設けられていない。第2電極12の下面は、空隙30に露出している。第1電極11の上面又は絶縁層41は、空隙30に露出している。
図16は、第2実施形態に係るアイソレータの断面構造を表す模式図である。
第2実施形態に係るアイソレータ200では、図15に表したように、配線61を介して、第1電極11の一端が導電体50と電気的に接続されている。第1電極11の他端は、配線60を介して第1回路1と電気的に接続されている。
図18は、図17のXVIII-XVIII断面図である。図19は、図17のXIX-XIX断面図である。
図20は、第2実施形態の第1変形例に係るアイソレータの断面構造を表す模式図である。
第1変形例に係るアイソレータ210は、図17に表したように、第1構造体10-1及び第2構造体10-2を含む。
図22は、第2実施形態の第2変形例に係るアイソレータの断面構造を表す模式図である。
第2実施形態の第2変形例に係るアイソレータ220は、図21及び図22に表したように、第1電極11の両端が第1回路1と電気的に接続されている点で、アイソレータ200と異なる。導電体50は、第1回路1及び第1電極11とは電気的に分離されている。導電体50が基準電位に設定されれば、第1回路1、第1電極11、及び導電体50の間の電気的な接続関係は、適宜変更可能である。
第3変形例に係るアイソレータ230は、第1構造体10-1、第2構造体10-2、第3構造体10-3、第4構造体10-4を含む。第1構造体10-1は、電極11-1及び電極12-1を含む。第2構造体10-2は、電極11-2及び電極12-2を含む。第3構造体10-3は、電極11-3及び電極12-3を含む。第4構造体10-4は、電極11-4及び電極12-4を含む。それぞれの電極は、コイルである。第1回路1は、差動ドライバ回路1a、容量C1、及び容量C2を含む。第2回路2は、差動受信回路2a、容量C3、及び容量C4を含む。
図25は、第3実施形態に係るパッケージの断面構造を表す模式図である。
第3実施形態に係るパッケージ300は、図24に表したように、金属部材81a~81f、金属部材82a~82f、パッド83a~83f、パッド84a~84f、封止部90、及び複数のアイソレータ230を含む。
Claims (9)
- 第1電極と、
前記第1電極の上に設けられ、前記第1電極とは電気的に分離された第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた空隙と、第1絶縁領域と、を含み、前記空隙は前記第1電極から前記第2電極に向かう第1方向に垂直な第1面に沿って前記第1絶縁領域の周りに設けられた、第1絶縁部と、
を備えたアイソレータ。 - 前記第2電極と電気的に接続されたパッドと、
前記パッドに接合されたワイヤと、
をさらに備え、
前記パッドの少なくとも一部は、前記第1絶縁領域の上に位置する請求項1記載のアイソレータ。 - 前記第1絶縁部は、
前記空隙及び前記第1絶縁領域の下に設けられた第2絶縁領域と、
前記空隙及び前記第1絶縁領域の上に設けられた第3絶縁領域と、
をさらに含む、請求項1又は2に記載のアイソレータ。 - 前記第3絶縁領域の比誘電率は、前記第2絶縁領域の比誘電率よりも高い請求項3記載のアイソレータ。
- 前記第3絶縁領域中には、前記第1方向に沿って延び、前記空隙とつながった空孔が設けられた請求項3又は4に記載のアイソレータ。
- 前記第1方向から見たときに、前記空孔は、前記第2電極の周りにおいて複数設けられた請求項5記載のアイソレータ。
- 前記空隙は、第1空間と、前記第1面に沿って前記第1空間の周りに設けられた第2空間と、を含み、
前記第2空間の前記第1方向における寸法は、前記第1空間の前記第1方向における寸法よりも長い、請求項1~6のいずれか1つに記載のアイソレータ。 - 前記第1電極と電気的に接続された第1回路と、
前記第2電極と電気的に接続された第2回路と、
をさらに備えた請求項1~7のいずれか1つに記載のアイソレータ。 - 前記第1電極及び前記第2電極は、螺旋状に設けられた請求項1~8のいずれか1つに記載のアイソレータ。
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