用于在集成电路中构造隔离电容器的方法及设备的制造方法_3

文档序号:9252502阅读:来源:国知局
02的一面上的绝缘层104,例如,钝化层。
[0043]参考图3,绘示根据本发明的特定实例性实施例的形成于初级集成电路上且耦合到次级集成电路的多个高电压额定隔离电容器的示意性平面视图。多个高电压额定隔离电容器100可安置于绝缘层104上的初级IC 102上方(图1及1A)。多个高电压额定隔离电容器100中的每一者可用于将第一电压域中的引线指状件120与第二电压域中的次级IC118的信号或电力垫(例如,引线指状件120a、接合线124a、隔离电容器100a、接合线126a及次级IC 118的连接垫)直流(DC)隔离。从初级IC 102的信号垫到次级IC 118的信号垫(例如,接合线124b、隔离电容器100b、接合线126b及次级IC 118的连接垫)。从第一电压域中的引线指状件120e到第二电压中的引线指状件122h(例如,接合线124e、隔离电容器100e、接合线126e及引线指状件122h)。
[0044]可在必要时针对特定应用连接多个高电压额定隔离电容器100。可如图1及IA中所展示及上文所描述形成高电压额定隔离电容器100中的每一者。预期到且在本发明的范围内,高电压额定隔离电容器100可以所要的任何几何形状形成且其不限于如图3中所展示的特定实例性实施例中所展示的正方形或矩形形状。
[0045]参考图4,绘示根据本发明的特定实例性实施例的将电力电路及信号电路耦合于初级集成电路与次级集成电路之间的多个高电压额定隔离电容器的示意性框图。可透过多个高电压额定隔离电容器100 (例如,隔离电容器10a到10f)使用交流(AC)电压来隔离电力及将电力从第一电压域传送到第二电压域,或反之亦然。可通过波形产生器432 (例如,振荡器、由脉冲宽度调制(PWM)调制器控制的电力开关等)或当闭合开关434且波形产生器432不作用时通过外部脉冲宽度调制(PWM)信号产生此AC电压。驱动器430及428可透过隔离电容器10a到10f向电压电荷泵444提供不需要接地参考的推拉(例如,差动信号)波形,所述电压电荷泵然后可向第二电压域中的电压调节器446提供经隔离电压。可提供第一电压域中的可编程输入/输出(1/0)436及第二电压域中的可编程输入/输出(1/0)442且借助较小串联连接的电容器438及440(增加的耐电压)或通过额外隔离电容器100将可编程输入/输出(I/O) 436与可编程输入/输出(1/0)442 DC隔呙。
[0046]参考图6,绘示根据本发明的教示的10微微法拉(pF)电容器的电流携载能力对施加到所述电容器的信号频率的表及图表。隔离电容器100可优选地具有大约10微微法拉的电容值。图6中所展示的表及图表提供10 PF电容器的在不同频率下的电流携载能力。当一个10 pF电容器无法在所要频率下供应足够量的电流时,那么添加额外并联连接的隔离电容器100可为适当的,例如,参见图4,隔离电容器10a到10f。
[0047]返回参考图4,从信号输出驱动器到信号输入驱动器的低电平信号可具有低得多的信号电流要求,例如,较高阻抗。因此,可有效地使用小值电容器,例如,大约一(l)pF。电容器438及440可具有与隔离电容器100相同的构造,或集成电路制作技术中已知的构造。任何电容器阻挡DC,因此将借助用于长期数据逻辑电平保持的锁存器或寄存器边缘触发第一电压域及第二电压域中的电路之间的优选地信号数据传送。这些隔离电容器100也可用于微控制器及其它类比产品中的供电应用且不仅限于隔离装置。
[0048]参考图5,绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的将电力电路及信号电路耦合于初级集成电路与次级集成电路之间的多个高电压额定隔离电容器的示意性框图,其中次级集成电路的电路控制从初级集成电路到次级集成电路的电力传送。可透过高电压额定隔离电容器100(例如,隔离电容器10a及100b)使用交流(AC)电压来隔离电力及将电力从第一电压域传送到第二电压域,或反之亦然。可通过波形产生器532 (例如,振荡器、由脉冲宽度调制(PWM)调制器控制的电力开关等)或当闭合开关534且波形产生器532不作用时通过外部脉冲宽度调制(PWM)信号产生此AC电压。波形产生器532向驱动器530及528提供AC电压,且驱动器530及528可透过隔离电容器10a及10b向第二电压域中的整流器544提供不需要接地参考的推拉(例如,差动信号)波形。
[0049]整流器544向电压调节器546提供DC电压,所述电压调节器提供第二电压域中的电源电压。电压调节器546也可向PWM调制器548提供内部电压参考(未展示)与经隔离电压VDD_ISQ之间的误差电压。PWM调制器548的输出透过隔离电容器10c向波形产生器532或外部PWM产生器(未展示)提供反馈控制信号。依据此反馈控制信号,波形产生器532可使其输出振幅及/或频率变化以维持(例如)次级IC 118的所要经隔离电压VDD_ISQ。因此,可将经隔离、高效率、经调节电压从第一电压域提供到第二电压域。举例来说,来自第一电压域的经隔离输入可由输入电路538接收且透过隔离电容器10e到输出驱动器电路544隔离耦合到第二电压域。类似地,举例来说,来自第二电压域的经隔离输入可由输入电路542接收且透过隔离电容器10d到输出驱动器电路536隔离耦合到第一电压域。
[0050]应注意,第一电压域中的供应电压(Vdd)使用内部波形产生器532传送为AC能量,且透过隔离电容器10a及10b跨越隔离势皇传送到第二电压域侧。DC供应电压(VDD_ISQ)可从来自隔离电容器10a及10b的经整流AC信号发展,且透过由PWM调制器548及反馈隔离耦合电容器10c形成的反馈电路被调节。
[0051]波形产生器532也可为受PWM调制器548控制的PWM产生器。预期到且在本发明的范围内,可使用外部PWM产生器(未展示)且通过PWM调制器548来控制所述产生器。
[0052]参考图7及7A,绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的形成于集成电路上的多个经反向堆叠的高电压额定隔离电容器的示意性立面视图。通常由数字700表示的另一高电压额定隔离电容器可包括在第二导电层112上方的绝缘层704、在绝缘层704上方的第三导电层712、在第三导电层712的一部分上方的绝缘电介质层710、在绝缘电介质层710上方的第四导电层706及在第四导电层706及第三导电层712的一部分上方的绝缘层708。绝缘层708中的第三垫开口 716可提供对第三导电层712的电连接接达。绝缘层708中的第四垫开口 714可提供对第四导电层706的电连接接达。
[0053]高电压额定隔离电容器700可定位于安置于初级IC 102上的高电压额定隔离电容器100上方且附接到高电压额定隔离电容器100。高电压额定隔离电容器700的构造可与高电压额定隔离电容器100实质上相同,只不过第三导电层712及第四导电层706可分别为反向的,使得较不厚的电绝缘物(例如,电绝缘层704)必须放置于隔离电容器100与700之间以便维持第一电压域与第二电压域之间的所要电压击穿额定值。初级IC 102及次级IC 118以及隔离电容器100及700可囊封(封装)于集成电路封装730中。
[0054]参考图8,绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的形成于初级集成电路上且耦合到第一集成电路及第二次级集成电路的多个高电压额定隔离电容器的示意性平面视图。隔离电容器100及700可彼此垂直地放置且另一次级IC 818可耦合到隔离电容器700。此允许两个或两个以上次级IC(例如,IC封装830)与初级IC 102—起经封装。次级IC 118及818可均在第二电压域中,或次级IC 118可在第二电压域中且次级IC 818可在第三电压域中,其中次级IC 118及818两者均可与第一电压域中的初级IC 102完全隔离。另外,次级IC 118及818可在配置于第二电压域及第三电压域中时彼此隔离。初级IC 102可包括微控制器等,且次级IC 118/818可为数字信号处理器(DSP)、充电时间测量单元(CTMU)、协同处理器、专用输入输出接口、计数器、计时器、模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DAC)等。初级IC 102及次级IC 118及818以及隔离电容器100及700可囊封(封装)于集成电路封装830中。
[0055]可在必要时针对特定应用连接多个高电压额定隔离电容器100及700。可如图7及7A中所展示及上文所描述而形成高电压额定隔离电容器100及700中的每一者。预期到且在本发明的范围内,高电压额定隔离电容器100及700可以所要的任何几何形状形成且其不限于如图3及8中所展示的特定实例性实施例中所展示的正方形或矩形形状。
[0056]虽然本发明易于发生各种修改及替代形式,但已在图式中展示并在本文中详细描述其特定实例性实施例。然而,应理解,本文中对特定实例性实施例的说明并非打算将本发明限于本文中所揭示的特定形式,而是相反,本发明打算涵盖如所附权利要求书所界定的所有修改及等效形式。
【主权项】
1.一种用于形成高电压额定隔离电容器的方法,所述方法包括以下步骤: 提供半导体集成电路; 在所述半导体集成电路的一面的至少一部分上沉积绝缘层; 在所述绝缘层上沉积第一导电层; 在所述第一导电层上沉积高电压额定电介质层; 在所述高电压额定电介质层上沉积第二导电层;及 将所述高电压额定电介质层及所述第二导电层图案化以覆盖所述第一导电层的区域以形成所述高电压额定隔离电容器,其中所述第一导电
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