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公開番号2025030874
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136546
出願日2023-08-24
発明の名称絶縁チップおよび信号伝達装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 1/20 20250101AFI20250228BHJP()
要約【課題】絶縁耐圧の向上を図ること。
【解決手段】トランスチップ50は、第1半導体基板91の第1基板表面91Aに形成された第1素子絶縁層92と、第1素子絶縁層92に設けられた第1コイル21と、を含む第1ユニット90と、第2半導体基板101の第2基板表面101Aに形成された第2素子絶縁層102と、第2素子絶縁層102に設けられた第2コイル22と、第1ユニット90と第2ユニット100との間に介在する絶縁ガラス層110と、を備える。絶縁ガラス層110によって第1ユニット90および第2ユニット100が接合されたユニット接合状態において、絶縁ガラス層110は、第1素子絶縁層92および第2素子絶縁層102の双方を接合しており、第1コイル21および第2コイル22は対向して配置されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１基板表面と、前記第１基板表面とは反対側の第１基板裏面とを有する第１半導体基板と、前記第１基板表面に形成された第１素子絶縁層と、前記第１素子絶縁層に設けられた第１絶縁素子と、を含む第１ユニットと、
第２基板表面と、前記第２基板表面とは反対側の第２基板裏面とを有する第２半導体基板と、前記第２基板表面に形成された第２素子絶縁層と、前記第２素子絶縁層に設けられた第２絶縁素子と、を含み、
前記第１ユニットと前記第１ユニットの上に配置された第２ユニットとの間に介在する絶縁ガラス層と、
を備え、
前記絶縁ガラス層によって前記第１ユニットおよび前記第２ユニットが接合されたユニット接合状態において、前記絶縁ガラス層は、前記第１素子絶縁層および前記第２素子絶縁層の双方と接した状態で前記第１素子絶縁層および前記第２素子絶縁層の双方を接合しており、前記第１絶縁素子および前記第２絶縁素子は対向して配置されている
絶縁チップ。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記第１素子絶縁層は、前記第１基板表面と同じ側を向く第１素子表面を含み、
前記第１素子絶縁層に含まれる前記第１絶縁素子と前記第１素子表面との間の厚さに対する前記絶縁ガラス層の厚さの比率は、１以上４未満である
請求項１に記載の絶縁チップ。
【請求項３】
前記絶縁ガラス層と前記第１素子絶縁層および前記第２素子絶縁層との間の線膨張係数の差は、前記絶縁ガラス層と前記第２半導体基板との間の線膨張係数の差よりも小さい
請求項１に記載の絶縁チップ。
【請求項４】
前記第２基板裏面には、前記第２絶縁素子と電気的に接続された第２パッドが設けられている
請求項１に記載の絶縁チップ。
【請求項５】
前記第２半導体基板の電気抵抗率は、前記第１半導体基板の電気抵抗率よりも小さい
請求項４に記載の絶縁チップ。
【請求項６】
前記第２半導体基板の不純物濃度は、前記第１半導体基板の不純物濃度よりも高い
請求項５に記載の絶縁チップ。
【請求項７】
前記第２半導体基板は、前記第２パッドに電気的に接続された接続体を含み、
前記接続体は、前記第２半導体基板を貫通するとともに前記第２半導体基板の厚さ方向から視て前記接続体を囲む環状の絶縁層によって前記第２半導体基板の他の部分から分離されている
請求項４に記載の絶縁チップ。
【請求項８】
前記第２絶縁素子と前記接続体とを電気的に接続する第２接続配線を含み、
前記第２接続配線は、前記第２素子絶縁層内に設けられている
請求項７に記載の絶縁チップ。
【請求項９】
前記第２半導体基板の厚さは、前記第１半導体基板の厚さよりも薄い
請求項７に記載の絶縁チップ。
【請求項１０】
前記第２半導体基板の前記第２基板裏面上に少なくとも前記接続体を覆うように形成された絶縁層と、
前記接続体と電気的に接続され、前記絶縁層を貫通する導電体と、
前記第２パッドは、前記絶縁層上に形成され、前記導電体と電気的に接続されている
請求項７に記載の絶縁チップ。
（【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、絶縁チップおよび信号伝達装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１のトランスチップは、絶縁層積層構造内において、絶縁層積層構造の積層方向に互いに対向配置された上コイルおよび下コイルを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－７８１６９号公報
【０００４】
［概要］
上記のようなトランスチップでは、絶縁耐圧の向上が要求される場合がある。なお、上コイルおよび下コイルを含むトランスチップに限られず、上コイルおよび下コイルに代えてキャパシタを含むキャパシタチップにおいても同様に絶縁耐圧の向上が要求される場合がある。
【０００５】
本開示の一様態の絶縁チップは、第１基板表面と、前記第１基板表面とは反対側の第１基板裏面とを有する第１半導体基板と、前記第１基板表面に形成された第１素子絶縁層と、前記第１素子絶縁層に設けられた第１絶縁素子と、を含む第１ユニットと、第２基板表面と、前記第２基板表面とは反対側の第２基板裏面とを有する第２半導体基板と、前記第２基板表面に形成された第２素子絶縁層と、前記第２素子絶縁層に設けられた第２絶縁素子と、を含み、前記第１ユニットの上に配置された第２ユニットと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に介在する絶縁ガラス層と、を備え、前記絶縁ガラス層によって前記第１ユニットおよび前記第２ユニットが接合されたユニット接合状態において、前記絶縁ガラス層は、前記第１素子絶縁層および前記第２素子絶縁層の双方に接した状態で前記第１素子絶縁層および前記第２素子絶縁層の双方を接合しており、前記第１絶縁素子および前記第２絶縁素子は対向して配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、一実施形態の絶縁チップを用いた信号伝達装置の回路構成を模式的に示す回路図である。
図２は、図１の信号伝達装置の構成を模式的に示す概略平面図である。
図３は、図２の信号伝達装置における絶縁チップの構成を模式的に示す概略平面図である。
図４は、図３のＦ４－Ｆ４線で絶縁チップを切断した概略断面図である。
図５は、図３の絶縁チップの第２ユニットを模式的に示す概略平面図である。
図６は、図３の絶縁チップの第１ユニットを模式的に示す概略平面図である。
図７は、図４の絶縁チップの第１絶縁素子および第１パッドを含む部分を拡大した概略断面図である。
図８は、図４の絶縁チップの第２絶縁素子および第２パッドを含む部分を拡大した概略断面図である。
図９は、図３の絶縁チップの例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１０は、図３の絶縁チップの例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１１は、図１０に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１２は、図１１に続く例示的な製造工程を示す概略斜視図である。
図１３は、図１２に続く例示的な製造工程を示す概略平面図である。
図１４は、図１３に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１５は、図１４に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１６は、図１５に続く例示的な製造工程を示す概略斜視図である。
図１７は、図１６に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１８は、第１変更例の絶縁チップを用いた信号伝達装置の回路構成を模式的に示す回路図である。
図１９は、図１８の信号伝達装置における絶縁チップの構成を模式的に示す概略断面図である。
図２０は、第２変更例の絶縁チップの構成を模式的に示す概略断面図である。
図２１は、第３変更例の絶縁チップの構成を模式的に示す概略断面図である。
図２２は、第４変更例の絶縁チップの構成を模式的に示す概略断面図である。
図２３は、図２２の絶縁チップの構成を模式的に示す概略断面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示における絶縁チップおよび信号伝達装置の実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、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に、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。
【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】
＜実施形態＞
［信号伝達装置の回路構成］
図１を参照して、一実施形態の信号伝達装置１０の構成について説明する。図１は、信号伝達装置１０の回路構成を模式的に示している。
【００１０】
図１に示すように、信号伝達装置１０は、１次側端子１１と２次側端子１２との間を電気的に絶縁しつつパルス信号を伝達するように構成されている。信号伝達装置１０は、例えばデジタルアイソレータである。デジタルアイソレータの一例はＤＣ／ＤＣコンバータである。一実施形態の信号伝達装置１０は、１次側端子１１に電気的に接続された１次側回路１３と、２次側端子１２に電気的に接続された２次側回路１４と、１次側回路１３と２次側回路１４とを電気的に絶縁するトランス１５と、を有する信号伝達回路１０Ａを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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