本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及調(diào)壓器電路、集成變壓器以及制造集成變壓器的方法。

背景技術(shù)：

電子器件使用集中電源(諸如以電池作為實(shí)例)為它們的部件提供電力。很多時候，由該集中電源提供的電壓隨著對電力的需求的改變而波動。該電子器件包括一個或多個調(diào)壓器電路，以確保恒定或基本上恒定的電壓被提供至它們的部件。此外，電子器件的部件可能以不同的電壓操作?？墒褂靡粋€或多個調(diào)壓器電路為電子器件的部件提供這些不同的電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種調(diào)壓器電路，包括：控制元件，被配置成根據(jù)誤差信號來調(diào)節(jié)輸入電壓以維持基本上恒定的輸出電壓；感應(yīng)感測電路，包括集成變壓器，所述感應(yīng)感測電路被配置成監(jiān)測所述基本上恒定的輸出電壓以提供感測的輸出電壓；以及誤差檢測器，被配置成將所述感測的輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較以提供所述誤差信號。所述集成變壓器包括：磁芯；多個導(dǎo)體，形成所述集成變壓器的初級繞組，所述多個導(dǎo)體中的第一組導(dǎo)體位于所述磁芯上面，并且所述多個導(dǎo)體中的第二組導(dǎo)體位于所述磁芯下面；和所述集成變壓器的次級繞組，所述次級繞組纏繞在所述磁芯周圍。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種集成變壓器，包括：磁芯，位于半導(dǎo)體層堆疊件的多個層中的第一層中；多個導(dǎo)體中的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體位于所述多個層中位于所述第一層上面的第二層內(nèi)，所述第二導(dǎo)體位于所述多個層中位于所述第一層下面的第三層內(nèi)；通孔，物理地和電連接所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體，所述通孔、所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體形成所述集成變壓器的初級繞組；以及所述集成變壓器的次級繞組，纏繞在所述磁芯周圍并且位于所述第一層、所述第二層和所述第三層中。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造集成變壓器的方法，所述方法包括：在半導(dǎo)體層堆疊件的第一層內(nèi)形成第一導(dǎo)體；在所述半導(dǎo)體堆疊件的第二層內(nèi)形成磁芯；在所述半導(dǎo)體堆疊件的第三層內(nèi)形成第二導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體以及所述第二導(dǎo)體形成所述集成變壓器的初級繞組；以及形成纏繞在所述磁芯周圍的耦合元件，以形成所述集成變壓器的次級繞組。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1a例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的示例性調(diào)壓器電路的框圖；

圖1b為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖1a的示例性調(diào)壓器電路的示例性操作步驟的流程圖；

圖2a至圖2c例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1a的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施的第一示例性感應(yīng)感測電路；

圖3a至圖3c例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1a的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施的第二示例性感應(yīng)感測電路；

圖4例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制造圖2的第一示例性感應(yīng)感測電路和圖3的第二示例性感應(yīng)感測電路的示例性方法；以及

圖5a至圖5b例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1a的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施的第三示例性感應(yīng)感測電路；以及

圖6例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖5的第三示例性感應(yīng)感測電路的示例性的制造方法。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋鼋M件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不旨在限制。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括其中第一部件和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括其中可以在第一部件和第二部件之間形成額外的部件，使得第一和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。而且，本發(fā)明在各個實(shí)例中可以重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是出于簡明和清楚的目的，而其本身并未指示所討論的各個實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

綜述

本發(fā)明的感應(yīng)感測電路包括多個承載一個或多個時變電流的導(dǎo)體。該一個或多個時變電流在流經(jīng)多個導(dǎo)體時產(chǎn)生磁場。感應(yīng)感測電路感測由磁場感應(yīng)出的電壓。該多個導(dǎo)體可以被配置和布置為集成變壓器的一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組。該一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組經(jīng)配置和布置以使流經(jīng)一個或多個初級繞組的一個或多個時變電流的變化通過電磁感應(yīng)感應(yīng)出一個或多個次級繞組兩端的電壓。一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組可位于磁芯周圍，其中磁芯位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)，以形成集成變壓器。替代地，多個導(dǎo)體中的一些可經(jīng)配置和布置以形成位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層中的螺旋電感器，以形成集成電感器。該螺旋電感器可選擇性地使用位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的磁芯。

示例性調(diào)壓器電路

圖1a例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的示例性調(diào)壓器電路的框圖；調(diào)壓器電路100調(diào)節(jié)輸入電壓150，以維持恒定或基本上恒定的輸出電壓152。調(diào)壓器電路100包括控制元件102、感應(yīng)感測電路104、誤差檢測器106以及參考電壓發(fā)生器108。在示例性實(shí)施例中，調(diào)壓器電路100設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上。半導(dǎo)體襯底可為諸如硅晶體的半導(dǎo)體材料的薄片，但是可包括其他材料或材料的組合，諸如藍(lán)寶石或?qū)Ρ鞠嚓P(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員是顯而易見的并且不背離本發(fā)明的精神和范圍的任意其他合適的材料。在該示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底包括一個或多個源區(qū)，以用于形成控制元件102、感應(yīng)感測電路104、誤差檢測器106和/或參考電壓發(fā)生器108的一個或多個有源部件。此外，在該示例性實(shí)施例中，使用一個或多個導(dǎo)電層形成控制元件102、感應(yīng)感測電路104、誤差檢測器106和/或參考電壓發(fā)生器108之間、和/或位于控制元件102、感應(yīng)感測電路104、誤差檢測器106和/或參考電壓發(fā)生器108的一個或多個有源部件之間的一個或多個互連件。該一個或多個導(dǎo)電層與一個或多個非導(dǎo)電層相互交錯。該一個或多個導(dǎo)電層包括一種或多種導(dǎo)電材料，諸如鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、金(au)、銀(ag)或鉑(pt)，以作為一些實(shí)例。一個或多個非導(dǎo)電層包括一種或多種非導(dǎo)電材料，諸如二氧化硅(sio2)或氮化物(n3^–)以作為一些實(shí)例。

控制元件102根據(jù)誤差信號154調(diào)節(jié)輸入電壓150以維持恒定或基本上恒定的輸出電壓152。在示例性實(shí)施例中，控制元件102以與可變電阻相似的方式操作，其中可變電阻不斷地調(diào)節(jié)分壓器網(wǎng)以維持輸出電壓152，從而形成線性調(diào)節(jié)器，諸如并聯(lián)調(diào)節(jié)器或串聯(lián)調(diào)節(jié)器以提供一些實(shí)例。控制元件102可提供從輸入電壓150開始通過可變電阻直至地面的路徑以作為并聯(lián)調(diào)節(jié)器操作或從輸入電壓150開始通過可變電阻提供直至負(fù)載的路徑以作為串聯(lián)調(diào)節(jié)器操作。在另一個示例性實(shí)施例中，控制元件102包括一個或多個不斷地在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的有源器件以維持輸出電壓152的平均值，從而形成開關(guān)調(diào)節(jié)器。

感應(yīng)感測電路104監(jiān)測輸出電壓152以提供第二輸出電壓156。感應(yīng)感測電路104包括位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的一個或多個集成感應(yīng)感測元件以感測輸出電壓152，從而提供第二輸出電壓156。在一個示例性實(shí)施例中，感應(yīng)感測元件包括一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組。該一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組被配置和布置為使流經(jīng)一個或多個初級繞組的電流的變化通過電磁感應(yīng)感應(yīng)一個或多個次級繞組兩端的電壓。在該示例性實(shí)施例中，一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組位于磁芯周圍，其中磁芯位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)，以形成用于感測輸出電壓152的集成變壓器。在該示例性實(shí)施例中，磁芯可經(jīng)配置和布置為一個或多個直圓柱棒、一個或多個“i”形芯、一個或多個“c”形或“u”形芯、一個或多個“e”形芯、一個或多個圓環(huán)或圓珠、一個或多個平面芯，或它們的任意組合。磁芯可使用一個或多個實(shí)心金屬(諸如硬或軟鐵、硅鋼、高導(dǎo)磁合金、透磁合金以及超透磁合金以提供一些實(shí)例)、一個或多個粉末金屬(諸如羰基鐵或鐵粉以提供一些實(shí)例)、一個或多個陶瓷(諸如鐵氧體以提供一個實(shí)例)來實(shí)施。在另一個示例性實(shí)施例中，一個或多個集成感應(yīng)感測元件可包括位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的螺旋電感器，以形成用于感測輸出電壓152的集成電感器。該螺旋電感器可選擇性地使用位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的磁芯。

誤差檢測器106將感測的輸出電壓156與參考電壓158進(jìn)行比較以提供誤差信號154。提供一些實(shí)例，誤差信號154可表示用于調(diào)節(jié)分壓器網(wǎng)絡(luò)以維持輸出電壓152的模擬誤差信號，或用于在打開與關(guān)閉狀態(tài)之間切換以維持輸出電壓152的平均值的數(shù)字誤差信號。當(dāng)誤差信號為第一值時，諸如大于0以提供一個實(shí)例，參考電壓158大于感測輸出電壓156。在這種情況中，控制元件102響應(yīng)于誤差信號154增大輸出電壓152以減小誤差信號154。否則，當(dāng)誤差信號處于第二值時，諸如小于0以提供一個實(shí)例，參考電壓158小于感測輸出電壓156。在這種情況中，控制元件102響應(yīng)于誤差信號154減小輸出電壓152以減小誤差信號154。

參考電壓發(fā)生器108提供參考電壓158。參考電壓發(fā)生器108可使用無論負(fù)載、電源變化和/或溫度變化如何都能產(chǎn)生恒定或基本上恒定的電壓，并且對本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的且不背離本公開的精神和范圍的任意合適的電路來實(shí)施。例如，參考電壓發(fā)生器108可實(shí)施為帶隙電壓基準(zhǔn)參考或齊納二極管基準(zhǔn)參考。

圖1b為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖1a的示例性調(diào)壓器電路的示例性操作步驟的流程圖。本發(fā)明不限于此操作描述。然而，將對本相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見的是，其他的操作控制流程在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。以下論述描述了調(diào)壓器電路(諸如調(diào)壓器電路100以提供實(shí)例)的示例性操作控制流程180。

在步驟182，可操作的控制流程180根據(jù)誤差信號(諸如誤差信號154以提供實(shí)例)調(diào)節(jié)輸入電壓(諸如輸入電壓150以提供實(shí)例)，以提供輸出電壓。在示例性實(shí)施例中，該可操作的控制流程180以與可變電阻相似的方式操作，不斷地調(diào)節(jié)分壓器網(wǎng)絡(luò)以維持輸出電壓，從而形成線性調(diào)節(jié)器，諸如并聯(lián)調(diào)節(jié)器或串聯(lián)調(diào)節(jié)器以提供一些實(shí)例。該可操作的控制流程180可提供從輸入電壓150開始通過可變電阻至地面的路徑以作為并聯(lián)調(diào)節(jié)器操作，或可提供從輸入電壓開始通過可變電阻至負(fù)載的路徑以作為串聯(lián)調(diào)節(jié)器操作。在另一個示例性實(shí)施例中，可操作的控制流程180包括一個或多個不斷地在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的有源器件以維持輸出電壓的平均值，從而形成開關(guān)調(diào)節(jié)器。

在步驟184，該可操作的控制流程180感應(yīng)地感測步驟182的輸出電壓。該可操作的控制流程180使用感應(yīng)感測電路(諸如感應(yīng)感測電路104以提供實(shí)例)來監(jiān)測步驟182的輸出電壓。該感應(yīng)感測電路包括位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的一個或多個集成感應(yīng)感測元件，以感測步驟182的輸出電壓。在示例性實(shí)施例中，該感應(yīng)感測元件包括一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組。該一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組經(jīng)配置和布置使得流經(jīng)一個或多個初級繞組的電流的變化通過電磁感應(yīng)感應(yīng)出一個或多個次級繞組兩端的電壓。在該示例性實(shí)施例中，一個或多個初級繞組和一個或多個次級繞組位于磁芯周圍，其中磁芯位于一個或多個導(dǎo)電層或一個或多個非導(dǎo)電層中，以形成用于感測步驟182的輸出電壓的集成變壓器。在該示例性實(shí)施例中，磁芯可經(jīng)配置和布置為一個或多個直圓柱棒、一個或多個“i”形芯、一個或多個“c”或“u”形芯、一個或多個“e”形芯、一個或多個圓環(huán)或圓珠、一個或多個平面芯、或它們的組合。磁芯可使用一個或多個實(shí)心金屬(諸如硬或軟鐵、硅鋼、高導(dǎo)磁合金、透磁合金以及超透磁合金以提供一些實(shí)例)、一個或多個粉末金屬(諸如羰基鐵或鐵粉以提供一些實(shí)例)、一個或多個陶瓷(諸如鐵氧體以提供一個實(shí)例)或它們的任意組合來實(shí)施。在另一個示例性實(shí)施例中，一個或多個集成感應(yīng)感測元件可包括位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的螺旋電感器以形成用于感測步驟182的輸出電壓的集成電感器。該螺旋電感器可選擇性地使用位于一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層內(nèi)的磁芯。

在步驟186，可操作的控制流程180將步驟184的感測輸出電壓與參考電壓(諸如參考電壓158以提供實(shí)例)進(jìn)行比較，以提供步驟182的誤差信號。該可操作的控制流程180比較步驟184的感測輸出電壓和參考電壓以提供步驟182的誤差信號。為了提供一些實(shí)例，該誤差信號182可表示用于調(diào)節(jié)分壓器網(wǎng)絡(luò)以維持步驟182的輸出電壓的模擬誤差信號或用于在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換以維持步驟182的輸出電壓的平均值的數(shù)字誤差信號。當(dāng)步驟182的誤差信號為第一值，諸如大于0以提供實(shí)例，參考電壓大于步驟184的第二輸出電壓。在這種情況中，可操作的控制流程180響應(yīng)于步驟182的誤差信號增大步驟182的輸出電壓以減小步驟182的誤差信號。否則，當(dāng)步驟182的誤差信號在第二值時，諸如小于0以提供實(shí)例，參考電壓小于步驟184的第二輸出電壓。在這種情況中，可操作的控制流程180響應(yīng)于步驟182的誤差信號減小步驟182的輸出電壓以減小步驟182的誤差信號。

第一示例性感應(yīng)感測電路

圖2a至圖2c例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1a的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施的第一示例性感應(yīng)感測電路。圖2a至圖2c分別例示了感應(yīng)感測電路200的頂視圖202、右視圖204、正視圖206。感應(yīng)感測電路可表示感應(yīng)感測電路104的示例性實(shí)施例。照此，感應(yīng)感測電路200監(jiān)測輸出電壓152以提供第二輸出電壓156。

感應(yīng)感測電路包括磁芯208。如在圖2a中所例示，磁芯208使用兩個“c”形或“u”形芯實(shí)施。然而，本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，磁芯208可使用其他配置實(shí)施，諸如一個或多個“i”形芯、一個或多個“e”形芯、一個或多個圓環(huán)或圓珠、或它們的任意組合。磁芯208可使用一個或多個實(shí)心金屬(諸如硬或軟鐵、硅鋼、高導(dǎo)磁合金、透磁合金以及超透磁合金以提供一些實(shí)例)、一個或多個粉末金屬(諸如羰基鐵或鐵粉以提供一些實(shí)例)、一個或多個陶瓷(諸如鐵氧體以提供一個實(shí)例)來實(shí)施。然而，本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，磁芯208可使用任意合適的磁性或鐵磁性材料。

另外地，如在圖2a至圖2c中所例示，一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n位于磁芯208上面并且一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n位于磁芯208下面。該一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n使用通孔214.1至214.n物理地和電連接至一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n。如在頂視圖202中所例示，通孔214.1至214.n中的每一個均物理地和電連接一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n中的相應(yīng)的頂部導(dǎo)體和一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n中的相應(yīng)的底部導(dǎo)體。在示例性實(shí)施例中，通孔214.1至214.n位于磁芯的中央或接近中央；然而，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，其他用于通孔214.1至214.n的布置是可能的。如在頂視圖202中附加例示，一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n和一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n承載時變電流，諸如調(diào)壓器電路100的輸出電壓152以提供實(shí)例。在示例性實(shí)施例中，一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n和一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n包括單一頂部導(dǎo)體和單一底部導(dǎo)體。然而，一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n中的單一頂部導(dǎo)體以及從一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n中的單一底部導(dǎo)體的一個或多個物理特性(諸如線寬度或線厚度以提供一些實(shí)例)能夠防止該單一頂部導(dǎo)體和單一底部導(dǎo)體承載時變電流。在另一個示例性實(shí)施例中，一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n和一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n包括多個頂部導(dǎo)體和多個底部導(dǎo)體，以將時變電流分成多個時變電流。

一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n和一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n形成集成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的集成變壓器的初級繞組。如圖2中進(jìn)一步所示，位于磁芯208周圍的感應(yīng)感測元件形成集成變壓器的次級繞組218。初級繞組216和次級繞組218經(jīng)配置和布置以使流經(jīng)初級繞組216的時變電流的變化通過電磁感應(yīng)感應(yīng)出次級繞組218兩端的電壓，諸如調(diào)壓器電路100的感測輸出電壓156以提供實(shí)例。一般而言，感應(yīng)電壓可近似為：

其中v2和v1分別表示次級繞組218兩端的感應(yīng)電壓和初級繞組兩端的電壓電勢，并且n1和n2分別表示初級繞組216和次級繞組218的匝數(shù)。初級繞組216和次級繞組218的匝數(shù)分別表示初級繞組216和次級繞組218圍繞磁芯208纏繞的次數(shù)。通常，n2和n1的比率大于1以補(bǔ)償磁芯208中的磁滯損耗和/或渦電流。

如在圖2b的右視圖204和圖2c的正視圖206中例示，一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n位于半導(dǎo)體層堆疊件的第一層220內(nèi)，磁芯208位于半導(dǎo)體層堆疊件的第二層222內(nèi)，并且一個或多個頂部導(dǎo)體210.1至210.n位于半導(dǎo)體層堆疊件的第三層224內(nèi)。在示例性的實(shí)施例中，第一層220和第三層224為半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層，并且第二層222為半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層。在另一個示例性的實(shí)施例中，第一層220和第三層224為半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層，并且第二層222為半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層。盡管磁芯208示出位于半導(dǎo)體層堆疊件的第二層222內(nèi)，但是本相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，磁芯208可以導(dǎo)電層和非導(dǎo)電層的任意組合形成。

第二示例性感應(yīng)感測電路

圖3a至圖3c例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施的第二示例性感應(yīng)感測電路。圖3a至圖3c分別例示了感應(yīng)感測電路300的頂視圖302、右視圖304、正視圖306。感應(yīng)感測電路可表示感應(yīng)感測電路104的示例性實(shí)施例。照此，感應(yīng)感測電路監(jiān)測輸出電壓152以提供感測的輸出電壓156。

感應(yīng)感測電路300包括磁芯308。如在圖3a至圖3c中所示，磁芯308使用一個或多個平面芯實(shí)施。然而，本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，磁芯308可使用其他配置實(shí)施，諸如一個或多個直圓柱棒、一個或多個圓環(huán)或圓珠、一個或多個平面芯或它們的任意組合。磁芯308可使用一個或多個實(shí)心金屬(諸如硬或軟鐵、硅鋼、高導(dǎo)磁合金、透磁合金以及超透磁合金以提供一些實(shí)例)、一個或多個粉末金屬(諸如羰基鐵或鐵粉以提供一些實(shí)例)、一個或多個陶瓷(諸如鐵氧體以提供一個實(shí)例)來實(shí)施。然而，本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，磁芯308可使用任意合適的磁性或鐵磁性材料而不背離本發(fā)明的精神和范圍。

另外地，如在圖3a至圖3c中所例示，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n位于磁芯308上面并且一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n位于磁芯308下面。在示例性實(shí)施例中，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n基本上彼此平行并且基本上正交于磁芯布置。如在頂視圖302中例示，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n承載時變電流，諸如調(diào)壓器電路100的輸出電壓152以提供實(shí)例。由一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n承載的時變電流的流動方向與由一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n承載的時變電流的流動方向相反。照此，由一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n承載的時變電流與由一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n承載的時變電流近似地180度異相。例如，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n可將輸出電壓152承載至連接到調(diào)壓器電路100上的負(fù)載，并且一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n可被配置成提供負(fù)載至輸出電壓152的回路。在示例性實(shí)施例中，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n包括單一頂部導(dǎo)體和單一底部導(dǎo)體。然而，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n中的單一頂部導(dǎo)體以及一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n中的單一底部導(dǎo)體的一個或多個物理特性(諸如線寬度或線厚度以提供一些實(shí)例)能夠防止該單一頂部導(dǎo)體和單一底部導(dǎo)體承載時變電流。在另一個示例性實(shí)施例中，一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n包括多個頂部導(dǎo)體和多個底部導(dǎo)體，以將時變電流分成多個時變電流。

由一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n承載的時變電流產(chǎn)生磁場。因?yàn)橛梢粋€或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n承載的時變電流與由一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n承載的時變電流近似地180度異相，這些時變電流兩者促成磁場。一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n和一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n形成集成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的集成變壓器的初級繞組。如圖3a的頂視圖和圖3c的正視圖所示，位于磁芯308周圍的感應(yīng)感測元件形成集成變壓器的次級繞組318。初級繞組316和次級繞組318經(jīng)配置和布置以使流經(jīng)初級繞組316的時變電流的變化通過電磁感應(yīng)感應(yīng)出次級繞組318兩端的電壓，諸如調(diào)壓器電路100的感測輸出電壓156以提供實(shí)例。

如在圖3b的右視圖304和圖3c的正視圖306中例示，一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n位于半導(dǎo)體層堆疊件的第一層320內(nèi)，磁芯308位于半導(dǎo)體層堆疊件的第二層322內(nèi)，并且一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n位于半導(dǎo)體層堆疊件的第三層324內(nèi)。在示例性的實(shí)施例中，第一層320和第三層324表示半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層，并且第二層322表示半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層。在另一個示例性的實(shí)施例中，第一層320和第三層324表示半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層，并且第二層322表示半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層。盡管磁芯308示出位于半導(dǎo)體層堆疊件的第二層322內(nèi)，但是本相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，磁芯308可在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下以導(dǎo)電層和非導(dǎo)電層的任意組合形成。

第一示例性感應(yīng)感測電路和第二示例性感應(yīng)感測電路的示例性制造

圖4例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制造圖2a至圖2c的第一示例性感應(yīng)感測電路和圖3a至圖3c的第二示例性感應(yīng)感測電路的示例性方法。示例性的制造方法表示用來制造感應(yīng)感測電路(諸如感應(yīng)感測電路300或感應(yīng)感測電路400以提供一些實(shí)例)的光刻和化學(xué)處理步驟的多步驟順序。該光刻和化學(xué)處理步驟的多步驟順序可包括沉積、去除和/或圖案化以提供一些實(shí)例。沉積表示示例性的制造方法的處理步驟，其中材料被生長、涂布或轉(zhuǎn)移。去除表示示例性的制造方法的處理步驟，其中材料被去除。圖案化表示示例性的制造的方法進(jìn)一步處理步驟，其中材料被成型或改變。

在步驟402，示例性的制造方法在半導(dǎo)體層堆疊件的第一層內(nèi)形成一個或多個底部導(dǎo)體，諸如一個或多個底部導(dǎo)體212.1至212.n或一個或多個底部導(dǎo)體312.1至312.n以提供一些實(shí)例。在示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的第一層表示導(dǎo)電層。在該示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在導(dǎo)電層內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料。該一種或多種導(dǎo)電材料可包括鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、金(au)、銀(ag)或鉑(pt)以提供一些實(shí)例。示例性的制造方法對導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種導(dǎo)電材料實(shí)施圖案化工藝，以使該一種或多種導(dǎo)電材料成型，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的第一層內(nèi)形成一個或多個底部導(dǎo)體。在另一個示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的第一層表示導(dǎo)電層。在其他示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。該一種或多種非導(dǎo)電材料可包括二氧化硅(sio2)或氮化物(n3–)以提供一些實(shí)例。接下來，示例性的制造方法對非導(dǎo)電層實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的第一層內(nèi)形成一個或多個底部導(dǎo)體。

在步驟404，示例性的制造方法在半導(dǎo)體堆疊件的第二層內(nèi)形成磁芯，諸如磁芯208或磁芯308以提供一些實(shí)例。在示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的第二層表示一個或多個導(dǎo)電層和/或一個或多個非導(dǎo)電層。對于每個導(dǎo)電層，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種磁性或鐵磁性材料(諸如實(shí)心金屬、諸如硬或軟鐵、硅鋼、高導(dǎo)磁合金、透磁合金和超透磁合金以提供一些實(shí)例)、一種或多種粉末金屬(諸如羰基鐵或鐵粉以提供一些實(shí)例)、一個或多個陶瓷(諸如鐵氧體以提供一個實(shí)例)，以在半導(dǎo)體層堆疊件的第二層內(nèi)形成磁芯。示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種磁性或鐵磁性材料上實(shí)施圖案化工藝，以使一種或多種磁性或鐵磁性材料成型，從而形成磁芯或磁芯的一部分。對于各非導(dǎo)電層，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。接下來，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層上實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種磁性或鐵磁性材料，從而形成磁芯或磁芯的一部分。在示例性實(shí)施例中，被圖案化成磁芯的非導(dǎo)電材料可在導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層之間形成，以為磁芯提供層壓芯，以減小磁芯內(nèi)的渦電流。

在步驟406，示例性的制造方法在半導(dǎo)體堆疊件內(nèi)形成耦合元件，諸如次級繞組218或感應(yīng)感測元件318以提供一些實(shí)例。在半導(dǎo)體堆疊件的第一層、第二層和/或第三層內(nèi)形成耦合元件。示例性的制造方法形成耦合元件的第一部分以及步驟402的一個或多個底部導(dǎo)體、耦合元件的第二部分以及步驟404的使用一種或多種導(dǎo)電材料代替一種或多種磁性或鐵磁性材料的磁芯、耦合元件的第三部分以及步驟408的一個或多個頂部導(dǎo)體。第一部分、第二部分以及第三部分被物理地和電力地連接以形成耦合元件。

在步驟408，示例性的制造方法在半導(dǎo)體層堆疊件的第三層內(nèi)形成一個或多個頂部導(dǎo)體，諸如一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n或一個或多個頂部導(dǎo)體310.1至310.n以提供一些實(shí)例。在示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的第三層表示導(dǎo)電層。在該示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在導(dǎo)電層內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料。示例性的制造方法對導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種導(dǎo)電材料實(shí)施圖案化工藝，以使該一種或多種導(dǎo)電材料成型，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的第三層內(nèi)形成一個或多個頂部導(dǎo)體。在另一個示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的第三層表示導(dǎo)電層。在其他示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。接下來，示例性的制造方法對非導(dǎo)電層實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的第三層內(nèi)形成一個或多個頂部導(dǎo)體?？蛇x地，示例性的制造方法可使用一個或多個通孔將一個或多個頂部導(dǎo)體物理地和電連接至一個或多個底部導(dǎo)體。在進(jìn)一步示例性的實(shí)施例中，可使用接合引線和焊球接合代替半導(dǎo)體層的第三層來形成一個或更多個頂部導(dǎo)體。

第三示例性感應(yīng)感測電路

圖5a至圖5b例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的可在圖1的示例性調(diào)壓器電路內(nèi)應(yīng)用的第三示例性感應(yīng)感測電路。圖5a至圖5b分別例示了感應(yīng)感測電路的頂視圖502和正視圖504。感應(yīng)感測電路可表示感應(yīng)感測電路104的示例性實(shí)施例。照此，感應(yīng)感測電路監(jiān)測輸出電壓152以提供第二輸出電壓156。

另外地，如在圖5a至圖5b中所例示，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n位于半導(dǎo)體層堆疊件的層522內(nèi)。如在圖5a的頂視圖502中例示，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n承載時變電流，諸如調(diào)壓器電路100的輸出電壓152以提供實(shí)例。由一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n承載的時變電流的流動方向與由一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n承載的時變電流的流動方向相反。照此，由一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n承載的時變電流與由一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n承載的時變電流近似地180度異相。例如，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n可將輸出電壓152承載至連接至調(diào)壓器電路100上的負(fù)載，并且一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n可被配置成提供從負(fù)載至輸出電壓152的回路。在示例性實(shí)施例中，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n包括單一第一導(dǎo)體和單一第二導(dǎo)體。然而，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n中的單一第一導(dǎo)體以及一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n中的單一第二導(dǎo)體的一個或多個物理特性(諸如線寬度或線厚度以提供一些實(shí)例)能夠防止該單一第一導(dǎo)體和單一第二導(dǎo)體承載時變電流。在另一個示例性實(shí)施例中，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n包括多個第一導(dǎo)體和多個第二導(dǎo)體，以將時變電流分成多個時變電流。

由一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n承載的時變電流產(chǎn)生磁場。因?yàn)橛梢粋€或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n承載的時變電流與由一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n承載的時變電流近似地180度異相，這些時變電流兩者促成磁場。如圖5a和圖5b中進(jìn)一步所示，感應(yīng)感測元件，諸如螺旋電感器518，位于半導(dǎo)體層堆疊件的層522內(nèi)。由時變電流產(chǎn)生的磁場在感應(yīng)感測元件內(nèi)(諸如在螺旋電感器518的端508.1和508.2兩端)感應(yīng)出電壓，諸如調(diào)壓器電路100的感測輸出電壓156。使用來自第一端508.1并且遠(yuǎn)離第一端508.1行進(jìn)的導(dǎo)電材料來形成螺旋電感器518，因?yàn)樵搶?dǎo)電材料圍繞第一端508.1旋轉(zhuǎn)至第二端508.2。盡管螺旋電感器518在圖5中例示為矩形，但這僅僅出于例示性目的。本相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，螺旋電感器518可采取其他形狀，諸如規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)(諸如規(guī)則圓形、規(guī)則橢圓形、規(guī)則多邊形)、不規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)(諸如不規(guī)則多邊形)或它們的任意組合以提供一些實(shí)例。

如在圖5b的正視圖504中例示，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n、一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n以及螺旋電感器518位于半導(dǎo)體層堆疊件的層522內(nèi)。半導(dǎo)體層堆疊件的層522可表示半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層。在示例性實(shí)施例中，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n和一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n可位于半導(dǎo)體堆疊件的不同層內(nèi)。例如，一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n可位于半導(dǎo)體堆疊件的第一導(dǎo)電層內(nèi)，并且第二導(dǎo)體512.1至512.n可位于半導(dǎo)體堆疊件的第二導(dǎo)電層內(nèi)。在另一個示例性實(shí)施例中，螺旋電感器518的各匝可位于半導(dǎo)體堆疊件的不同層內(nèi)。

第三示例性感應(yīng)感測電路的示例性制造

圖6例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖5的第三示例性感應(yīng)感測電路的示例性的制造方法。示例性的制造方法表示用來產(chǎn)生感應(yīng)感測電路(諸如圖5的感應(yīng)感測電路以提供實(shí)例)的光刻和化學(xué)處理步驟的多步驟順序。該光刻和化學(xué)處理步驟的多步驟順序可包括沉積、去除和/或圖案化以提供一些實(shí)例。沉積表示示例性的制造方法的處理步驟，其中材料被生長、涂布或轉(zhuǎn)移。去除表示示例性的制造方法的另一個處理步驟，其中材料被去除。圖案化表示示例性的制造方法的進(jìn)一步處理步驟，其中材料被成型或改變。

在步驟602，示例性的制造方法在半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成一個或多個第一導(dǎo)體，諸如一個或多個第一導(dǎo)體510.1至510.n以提供一些實(shí)例。在示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示導(dǎo)電層。在該示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在導(dǎo)電層內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料。該一種或多種導(dǎo)電材料可包括鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、金(au)、銀(ag)或鉑(pt)以提供一些實(shí)例。示例性的制造方法對導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種導(dǎo)電材料實(shí)施圖案化工藝，以使一種或多種導(dǎo)電材料成型，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成一個或多個第一導(dǎo)體。在另一個示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示非導(dǎo)電層。在其他示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。該一種或多種非導(dǎo)電材料可包括二氧化硅(sio2)或氮化物(n3^–)以提供一些實(shí)例。接下來，示例性的制造方法對非導(dǎo)電層實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料，從而在半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成一個或多個第一導(dǎo)體。

在步驟604，示例性的制造方法在半導(dǎo)體層堆疊件內(nèi)形成螺旋電感器，諸如螺旋電感器518以提供實(shí)例。在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成該螺旋電感器。螺旋電感器可為矩形、規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)，(諸如規(guī)則圓形、規(guī)則橢圓形、規(guī)則多邊形)、不規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)(諸如不規(guī)則多邊形)或它們的任意組合以提供一些實(shí)例。從以上的示例性實(shí)施例，步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示導(dǎo)電層。在該示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在導(dǎo)電層內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料。該一種或多種導(dǎo)電材料可包括鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、金(au)、銀(ag)或鉑(pt)以提供一些實(shí)例。示例性的制造方法對導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種導(dǎo)電材料實(shí)施圖案化工藝以使一種或多種導(dǎo)電材料成型，從而在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成螺旋電感器。從以上其他的示例性實(shí)施例，步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示非導(dǎo)電層。在其他的示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。該一種或多種非導(dǎo)電材料可包括二氧化硅(sio2)或氮化物(n3^–)以提供一些實(shí)例。接下來，示例性的制造方法對非導(dǎo)電層實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料，從而在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成螺旋電感器。

在步驟606，示例性的制造方法在半導(dǎo)體層堆疊件內(nèi)形成一個或多個第二導(dǎo)體，諸如一個或多個第二導(dǎo)體512.1至512.n以提供一些實(shí)例。在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成該一個或多個第二導(dǎo)體。從以上示例性實(shí)施例中，步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示導(dǎo)電層。在該示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在導(dǎo)電層內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料。該一種或多種導(dǎo)電材料可包括鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、金(au)、銀(ag)或鉑(pt)以提供一些實(shí)例。示例性的制造方法對導(dǎo)電層內(nèi)的一種或多種導(dǎo)電材料實(shí)施圖案化工藝，以使一種或多種導(dǎo)電材料成型，從而在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成一個或多個第二導(dǎo)體。從以上其他的示例性實(shí)施例中，步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層表示非導(dǎo)電層。在其他示例性實(shí)施例中，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以生長一種或多種非導(dǎo)電材料。該一種或多種非導(dǎo)電材料可包括二氧化硅(sio2)或氮化物(n3^–)以提供一些實(shí)例。接下來，示例性的制造方法對非導(dǎo)電層實(shí)施去除工藝以去除一種或多種非導(dǎo)電材料中的一些，從而形成一個或多個溝槽。之后，示例性的制造方法在非導(dǎo)電層內(nèi)實(shí)施沉積工藝，以在一個或多個溝槽內(nèi)沉積一種或多種導(dǎo)電材料，從而在步驟602的半導(dǎo)體層堆疊件的導(dǎo)電層和/或非導(dǎo)電層內(nèi)形成一個或多個第二導(dǎo)體。

以上詳細(xì)的描述公開了一種集成變壓器。該集成變壓器包括：磁芯，位于從半導(dǎo)體層堆疊件的多個層中的第一層中；從多個導(dǎo)體中的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體；以及通孔。第一導(dǎo)體位于從半導(dǎo)體層堆疊件的多個層中的第二層內(nèi)并且在第一層上面。第二導(dǎo)體位于從半導(dǎo)體層堆疊件的多個層中的第三層內(nèi)并且在第一層下面。通孔物理地和電力地連接第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體。通孔、第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體形成集成變壓器的初級繞組。集成變壓器附加地包括次級繞組，該次級繞組圍繞磁芯纏繞，并且位于第一層、第二層和第三層中。

在一些實(shí)施例中，所述初級繞組被配置成承載時變電流以產(chǎn)生磁場，并且其中，所述次級繞組被配置成感測由所述磁場感應(yīng)出的電壓。

在一些實(shí)施例中，所述磁芯使用一個或多個“c”形芯、一個或多個“u”形芯、一個或多個“i”形芯或一個或多個“e”形芯來實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，所述第一層包括：所述半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層；并且其中，所述第二層和所述第三層分別包括：所述半導(dǎo)體層堆疊件的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。

在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層與所述非導(dǎo)電層相互交錯。

在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)體來自于所述多個導(dǎo)體的第一多個導(dǎo)體，其中，所述第二導(dǎo)體來自于所述多個導(dǎo)體的第二多個導(dǎo)體，其中，所述通孔來自于多個通孔，所述多個通孔中的每個通孔物理地和電地連接所述第一多個導(dǎo)體中的相應(yīng)導(dǎo)體和所述第二多個導(dǎo)體中的相應(yīng)導(dǎo)體，并且其中，所述多個通孔、所述第一多個導(dǎo)體以及所述第二多個導(dǎo)體形成所述集成變壓器的所述初級繞組。集成變壓器可通過以下步驟制造：在半導(dǎo)體層堆疊件的第一層內(nèi)形成第一導(dǎo)體，在半導(dǎo)體堆疊件的第二層內(nèi)形成磁芯、以及在半導(dǎo)體堆疊件的第三層內(nèi)形成第二導(dǎo)體。第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體形成集成變壓器的初級繞組。形成耦合元件以圍繞磁芯纏繞，以形成基層變壓器的次級繞組。

在一些實(shí)施例中，所述第一層在所述第二層下面，并且所述第三層在所述第一層下面。

在一些實(shí)施例中，形成所述第一導(dǎo)體包括：在所述第一層內(nèi)形成多個第一導(dǎo)體，其中，形成所述第二導(dǎo)體包括：在所述第三層內(nèi)形成多個所述第二導(dǎo)體，多個所述第一導(dǎo)體以及多個所述第二導(dǎo)體形成所述集成變壓器的所述初級繞組。

在一些實(shí)施例中，形成所述磁芯包括：在所述第二層的溝槽內(nèi)沉積磁性材料或鐵磁性材料以形成所述磁芯。

在一些實(shí)施例中，形成所述耦合元件包括：在所述半導(dǎo)體堆疊件的所述第一層、所述第二層和所述第三層內(nèi)形成所述耦合元件。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：形成通孔以物理地和電連接所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體，所述通孔、所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體形成所述集成變壓器的所述初級繞組。

該集成變壓器可在調(diào)壓器電路內(nèi)實(shí)施。該調(diào)壓器電路包括控制元件、感應(yīng)感測電路以及誤差檢測器?？刂圃鶕?jù)誤差信號調(diào)節(jié)輸入電壓以維持基本上恒定的輸出電壓；感應(yīng)感測電路包括集成變壓器并且監(jiān)測上述基本上恒定的輸出電壓以提供感測輸出電壓。該集成變壓器包括磁芯，形成集成變壓器的初級繞組的多個導(dǎo)體、以及圍繞磁芯纏繞的集成變壓器的次級繞組。從多個導(dǎo)體中的第一組導(dǎo)體位于磁芯上面，并且從多個導(dǎo)體中的第二組導(dǎo)體位于磁芯下面。誤差檢測器將感測輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較以提供誤差信號。

在一些實(shí)施例中，所述多個導(dǎo)體被配置成承載一個或多個表示所述基本上恒定的輸出電壓的時變電流以產(chǎn)生磁場，并且所述集成變壓器的所述次級繞組被配置成感測由所述磁場感應(yīng)出的電壓以提供所述感測的輸出電壓。

在一些實(shí)施例中，所述磁芯位于半導(dǎo)體層堆疊件的多個層中的第一層內(nèi)，其中，所述第一組導(dǎo)體位于所述多個層中的位于所述第一層上面的第二層內(nèi)；并且其中，所述第二組導(dǎo)體位于所述多個層中的位于所述第一層下面的第三層內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，所述第一層包括：所述半導(dǎo)體層堆疊件的非導(dǎo)電層；并且其中，所述第二層和所述第三層分別包括：所述半導(dǎo)體層堆疊件的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。

在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層與所述非導(dǎo)電層相互交錯。

在一些實(shí)施例中，所述感應(yīng)感測電路還包括：多個通孔，所述多個通孔中的每個通孔均將所述第一組導(dǎo)體中的相應(yīng)導(dǎo)體物理地和電連接至所述第二組導(dǎo)體中的相應(yīng)導(dǎo)體。

在一些實(shí)施例中，所述磁芯被布置為一個或多個直圓柱棒、一個或多個“i”形芯、一個或多個“c”形芯、一個或多個“u”形芯、一個或多個“e”形芯、一個或多個圓環(huán)或圓珠或一個或多個平面芯。

在一些實(shí)施例中，所述第一組導(dǎo)體被配置成承載所述一個或多個時變電路中的第一時變電流，并且其中，所述第二組導(dǎo)體被配置成承載所述一個或多個時變電流中的第二時變電流，所述第二時變電流和所述第一時變電流的相位偏移大約為180度。

以上公開論述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改其他的處理和結(jié)構(gòu)以用于達(dá)到與本發(fā)明所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同配置并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替代以及改變。