特許ウォッチ

公開番号2025030524
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023135890
出願日2023-08-23
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/00 20060101AFI20250228BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置の絶縁耐圧の向上を図ること。
【解決手段】半導体装置10は、第1回路20を含む第1チップ50と、第1チップ50に対してX方向に離隔して配置され、第2回路30を含む第2チップ60と、第1チップ50の上に配置され、トランス40を含むトランスチップ70と、を含む。第1回路20と第2回路30とは、トランス40を介して信号を伝達するように構成されている。トランスチップ70は、第3素子絶縁層72と、トランス40として、第3素子絶縁層72内に配置された外側コイル100および内側コイル110と、を含む。平面視において、内側コイル110は、外側コイル100の内側に外側コイル100とは重ならないように配置されている。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
第１回路を含む第１チップと、
前記第１チップに対して第１方向に離隔して配置され、第２回路を含む第２チップと、
前記第１チップの上に配置され、トランスを含むトランスチップと、
を含み、前記第１回路と前記第２回路とは、前記トランスを介して信号または電力を伝達するように構成され、
前記トランスチップは、
第３素子絶縁層と、
前記トランスとして、前記第３素子絶縁層内に配置された外側コイルおよび内側コイルと、
を含み、
前記第３素子絶縁層の厚さ方向から視て、前記内側コイルは、前記外側コイルの内側に前記外側コイルとは重ならないように配置されている
半導体装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記トランスチップは、前記第３素子絶縁層と接する第３半導体基板を含み、
前記トランスチップが前記第１チップの上に配置されたチップ配置状態において、前記第３半導体基板は、前記第３素子絶縁層と前記第１チップとの間に介在している
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３素子絶縁層は、第３素子表面と、前記第３素子表面とは反対側の第３素子裏面と、を含み、
前記外側コイルは、前記第１回路と電気的に接続されており、
前記内側コイルは、前記第３素子絶縁層のうち前記第３素子裏面よりも前記第３素子表面の近くに配置されている
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１回路は、送信回路を含み、
前記第２回路は、受信回路を含み、
前記外側コイルと前記送信回路とは、送信側ワイヤを介して電気的に接続され、
前記内側コイルと前記受信回路とは、受信側ワイヤを介して電気的に接続され、
前記送信側ワイヤの長さは、前記受信側ワイヤの長さよりも短い
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記内側コイルおよび前記外側コイルは、前記厚さ方向において互いに同じ位置に配置されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第３素子絶縁層は、窒化シリコンを含む第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に積層された酸化シリコンを含む第２絶縁膜とを含む絶縁体が複数積層された構造を含み、
前記内側コイルおよび前記外側コイルは、特定の１つの前記絶縁体である特定絶縁体を貫通するように設けられており、
前記第３素子絶縁層は、前記第１絶縁膜によって構成され、前記内側コイルおよび前記外側コイルを覆うように前記特定絶縁体の前記第２絶縁膜に接するカバー絶縁膜を含み、
前記特定絶縁体の前記第１絶縁膜のうち前記内側コイルと前記外側コイルとの間の部分は、前記第３素子絶縁層の厚さ方向と直交する方向に離隔して設けられた複数の分離絶縁膜を含み、
前記カバー絶縁膜のうち前記内側コイルと前記外側コイルとの間の部分は、前記厚さ方向と直交する方向に離隔して設けられた複数のカバー側分離絶縁膜を含み、
前記複数の分離絶縁膜および前記カバー側分離絶縁膜の各々は、前記第２絶縁膜によって構成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記複数の分離絶縁膜および前記カバー側分離絶縁膜の各々は、環状に形成されている
請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第３素子絶縁層は、窒化シリコンを含む第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に積層された酸化シリコンを含む第２絶縁膜とを含む絶縁体が複数積層された構造であり、
前記内側コイルおよび前記外側コイルは、特定の１つの前記絶縁体である特定絶縁体を貫通するように設けられており、
前記第３素子絶縁層は、前記第１絶縁膜によって構成され、前記内側コイルおよび前記外側コイルを覆うように前記特定絶縁体の前記第２絶縁膜に接するカバー絶縁膜を含み、
前記特定絶縁体の前記第１絶縁膜のうち前記内側コイルと前記外側コイルとの間の部分は、前記第３素子絶縁層の厚さ方向と直交する方向に離隔して設けられ、前記カバー絶縁膜に向けて開口する複数の凹部を含み、
前記カバー絶縁膜のうち前記内側コイルと前記外側コイルとの間の部分は、前記厚さ方向と直交する方向に離隔して設けられ、前記特定絶縁体の前記第１絶縁膜に向けて開口する複数のカバー側凹部を含み、
前記複数の凹部および前記複数のカバー側凹部の各々には、前記第２絶縁膜が埋め込まれている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記複数の凹部および前記複数のカバー側凹部の各々は、環状に形成されている
請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記外側コイルは、第１端および第２端をそれぞれ有する第１外側コイルおよび第２外側コイルを含み、
前記第１外側コイルの第２端および前記第２外側コイルの第２端は互いに接続されており、
前記第１外側コイルおよび前記第２外側コイルは、前記第１外側コイルおよび前記第２外側コイルのうち一方の外側コイルの第１端から他方の外側コイルの第１端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように構成されており、
前記内側コイルは、第１端および第２端をそれぞれ有する第１内側コイルおよび第２内側コイルを含み、
前記第３素子絶縁層の厚さ方向から視て、前記第１内側コイルは前記第１外側コイルの内側に前記第１外側コイルとは重ならいように配置され、前記第２内側コイルは前記第２外側コイルの内側に前記第２外側コイルとは重ならないように配置されている
請求項１に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体基板と、この基板に形成された絶縁層積層構造と、絶縁層積層構造内に形成された上コイルおよび下コイルとを含むトランスチップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－７８１６９号公報
【０００４】
［概要］
ところで、トランスチップの絶縁耐圧の向上が求められる場合がある。
【０００５】
本開示の一態様の半導体装置は、第１回路を含む第１チップと、前記第１チップに対して第１方向に離隔して配置され、第２回路を含む第２チップと、前記第１チップの上に配置され、トランスを含むトランスチップと、を含み、前記第１回路と前記第２回路とは、前記トランスを介して信号または電力を伝達するように構成され、前記トランスチップは、第３素子絶縁層と、前記トランスとして、前記第３素子絶縁層内に配置された外側コイルおよび内側コイルと、を含み、前記第３素子絶縁層の厚さ方向から視て、前記内側コイルは、前記外側コイルの内側に前記外側コイルとは重ならないように配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態の半導体装置の概略回路図である。
図２は、図１の半導体装置の概略平面図である。
図３は、図２のＦ３－Ｆ３線で半導体装置を切断した概略断面図である。
図４は、図２の半導体装置における第１チップの概略平面図である。
図５は、図４のＦ５－Ｆ５線で第１チップを切断した概略断面図である。
図６は、図２の半導体装置における第２チップの概略平面図である。
図７は、図６のＦ７－Ｆ７線で第２チップを切断した概略断面図である。
図８は、図２の半導体装置におけるトランスチップの概略平面図である。
図９は、図８のＦ９－Ｆ９線でトランスチップを切断した概略断面図である。
図１０は、図８のＦ１０－Ｆ１０線でトランスチップを切断した概略断面図である。
図１１は、図３の半導体装置において、第１チップ、第２チップ、トランスチップ、およびその周辺を拡大した概略断面図である。
図１２は、第２実施形態の半導体装置におけるトランスチップの概略断面図である。
図１３は、第３実施形態の半導体装置の概略回路図である。
図１４は、図１３の半導体装置の概略平面図である。
図１５は、図１４の半導体装置におけるトランスチップの概略平面図である。
図１６は、図１５のＦ１６－Ｆ１６線でトランスチップおよび第１チップを切断した概略断面図である。
図１７は、図１５のＦ１７－Ｆ１７線でトランスチップおよび第１チップを切断した概略断面図である。
図１８は、第１実施形態の半導体装置の第１変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図１９は、第１実施形態の半導体装置の第２変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２０は、第１実施形態の半導体装置の第２変更例において、トランスチップの一部の分解斜視図である。
図２１は、第１実施形態の半導体装置の第３変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２２は、第１実施形態の半導体装置の第４変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２３は、第２実施形態の半導体装置の変更例において、トランスチップの一部の概略断面図である。
図２４は、第３実施形態の半導体装置の第１変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２５は、第３実施形態の半導体装置の第２変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２６は、第３実施形態の半導体装置の第２変更例において、トランスチップの一部の分解斜視図である。
図２７は、第３実施形態の半導体装置の第３変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２８は、第３実施形態の半導体装置の第４変更例において、トランスチップの概略断面図である。
図２９は、第３実施形態の半導体装置の第５変更例において、トランスチップの概略平面図である。
図３０は、第３実施形態の半導体装置の第５変更例において、トランスチップの概略平面図である。
図３１は、第３実施形態の半導体装置の変更例において、トランスチップの一部の概略断面図である。
図３２は、第３実施形態の半導体装置の変更例において、トランスチップの一部の概略断面図である。
図３３は、第３実施形態の半導体装置の変更例において、トランスチップの一部の概略断面図である。
図３４は、第３実施形態の半導体装置の変更例において、トランスチップの一部の概略断面図である。
図３５は、変更例の半導体装置において、第１チップ、トランスチップ、およびその周辺の概略断面図である。
図３６は、変更例の半導体装置において、第１チップ、第２チップ、トランスチップ、およびその周辺の概略断面図である。
図３７は、変更例の半導体装置の概略平面図である。
図３８は、変更例の半導体装置の概略平面図である。
図３９は、変更例の半導体装置の概略回路図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示の半導体装置のいくつかの実施形態について説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするため、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするため、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物の順位付けするものではない。
【０００８】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
【０００９】
本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【００１０】
本明細書において使用される「Ａの長さ（寸法）がＢの長さ（寸法）と等しい」または「Ａの長さ（寸法）とＢの長さ（寸法）とが互いに等しい」とは、Ａの長さ（寸法）とＢの長さ（寸法）との差が例えばＡの長さ（寸法）の１０％以内の関係も含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許