[发明专利]将薄膜电阻器嵌入电力输送网络的衬底中

说明书

技术领域

本发明一般涉及集成电路的电力输送网络。

背景技术

电力输送网络将电力从电源提供到集成电路。集成电路通常装配在安装到印刷电路板的封装中。印刷电路板可合并到可以插入母板或印刷电路板的电子组件中。

一般来说，使半导体封装和更有效的集成电路具有高去耦电容和低电感是有利的。为此目的，可以用电阻器和电容器来设计电力输送网络，以便降低阻抗和增大集成电路内从电源传递到负载的电力。

因而，电力输送网络的总体目标是要降低集成电路的功率损耗和改善其性能。最好以最低的可能成本来这样做。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意横截面图；

图2A是按照本发明一个实施例图1电力输送网络的简化电路图；

图2B是按照本发明一个实施例图1封装的更详细电路图；

图3是一般沿着图4中线3-3截取的部分放大的横截面图；

图4是按照本发明一个实施例图3所示实施例的顶视平面图；

图5是按照本发明一个实施例一般沿着图4中的线5-5截取的横截面图；

图6是本发明另一个实施例的放大的横截面图；

图7是一般沿着图6中的线7-7截取的部分简化的横截面图；

图8是本发明的再一个实施例的放大的透视图；

图9是按照本发明一个实施例一般沿着图8中的线9-9截取的图8所示实施例的平面横截面图；和

图10A-10E是按照本发明不同实施例一般沿着图6中的线7-7截取的部分简化的横截面图。

具体实施方式

按照本发明的一些实施例，可以将电阻器嵌入集成电路金属化层内，以便实现可以较低成本制造的电力输送网络。另外，嵌入式电阻器可以允许对电阻值进行较大控制。在一些实施例中，可以将电阻器嵌入金属化层内，而在其它实施例中，可以将嵌入式电阻器置于金属化层的顶上。

参见图1，电力输送网络10可以包括其上安装了电源110的印刷电路板100。电源110通过印刷电路板100内的互连向安装在印刷电路板100上的集成电路140供电。集成电路140可以包括封装120和所述封装内的半导体管芯130。按照本发明的一些实施例，嵌入式电阻器(图1中未示出)可以设置在管芯130上。

因而，参见图2A，电力输送网络10的模型描绘示出了电源110，电源110在电源金属化线12上提供称为Vcc的电位。还示出了提供称为Vss的电位的地金属化线18。

当管芯130电容(C_die)完全放电以便向管芯130供电时，接下来响应的电容器是具有内部电阻(R_pkg-cap)和电感(L_pkg-cap)(图2B)的封装电容器(C_pkg-cap)24。这个封装电容器连接到封装120，通过焊盘14b再到Vcc金属化线12。该电容器的另一端通过焊盘14a连接到封装120。电容器24的电源放电通路通过嵌入式电阻器22。

在一些实施例中，嵌入式电阻器可以减少增大管芯上的去耦电容的需要，因为，主要由于所需的高成本基本投资的缘故，硅成本本身大于衬底成本。在一些实施例中，通过嵌入式电阻器而不是管芯上的电容器来推动降低高频阻抗。

因为嵌入式电阻器允许电容器中所需的定制的电阻值，所以，与高等效串联电阻(ESR)电容器相比，嵌入式电阻器是有利的。可使市场上可买到的高ESR电容器达到具有相对有限选择的特定电阻值，因为它们的电阻主要是由利用特定的高电阻材料来改变电容器端子电阻而引起的。

用嵌入式电阻器，可以通过设计薄膜嵌入式电阻器的不同物理尺寸来获得特定的电阻值。此外，嵌入式电阻器可以允许减少电容器的数目，由此降低材料和制造成本。

图3中描绘了按照本发明一个实施例与电力输送网络10有关的集成电路管芯130的一部分的配置。在半导体衬底(未示出)上可以是一个或多个层间电介质30、32和28。在电介质30和32之间是层1或电源金属化线12。在电介质28和30之间是层2或地金属化线18。最后，在电介质28上可以是金属焊盘14b和14a。在一个实施例中，可以用阻焊剂15覆盖结构上表面的相当大部分，以便可以将电容器24准确地放置成落在焊盘14b和14a上。