[发明专利]用于芯片到芯片近场通信的电感器

说明书

器件包括位于第一基板上的第一电感器。所述第一电感器具有至少一匝位于与所述第一基板的平面垂直的平面中。所述第一电感器的位置可以与第二电感器进行近场耦合。所述第二电感器位于第二基板上，具有至少一匝位于与所述第二基板的平面垂直的平面上。所述第二电感器与所述第一电感器基本平行。这种布置可用于两个集成电路之间的近场耦合，包括边缘到边缘耦合。

相关申请案交叉申请

本申请要求于2017年6月16日递交的发明名称为“用于芯片到芯片近场通信的电感器”的第15/625,731号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及集成电路器件。具体地，本发明涉及在集成电路中用于电感器和互耦的线圈，包括用于近场通信技术和峰值电感器。

背景技术

近场通信或耦合是一种用于系统内封装(system-in-package，简称SiP)和三维芯片集成的技术。三维集成电路(Three-dimensional integrated circuit，简称3D IC)是指通过堆叠硅晶片并将其互连以获得更高密度和功率扩展而制造的集成电路。3D IC目前用于各种应用，包括3D存储器接口(如高带宽存储器)。2.5维(Two-and-a-half-dimension，简称2.5D)集成电路是SiP的另一示例。

3D IC可以使用现有技术中已知的各种技术(例如引线键合、倒装芯片和硅通孔(through silicon via，简称TSV)进行机械互连。但是，这些技术可能成本高昂，也可能会遇到可靠性问题。此外，这些技术可能不适用于需要高带宽的应用。

或者，可以使用近场无线连接或近场无线耦合(Near Field Wireless Coupling，简称NFC)互连二维(two-dimensional，简称2D)、2.5D或3D IC，而无需机械互连。所述芯片可以通过电感耦合器、电容耦合器或传输线耦合器进行无线耦合。在NFC中，一个或多个电感器放置在一个或多个芯片上。磁通量由发射电感器产生。另一芯片上的接收电感器将所述磁通量转换为电流。在电感耦合中，所述芯片可以堆叠，以便所述电感器从一个芯片重叠到另一个芯片。当所述芯片靠近时，电感耦合也可以发生在所述芯片边缘，因为减小所述电感器之间的距离可提高传输效率。这种边缘到边缘的耦合可以位于两个芯片并排放置的2D或2.5D IC中。此外，当电感器之间的距离增大时，必须相应地增大所述电感器的尺寸，以补偿所述降低的耦合强度。与机械连接相比，NFC可以提供成本、性能和可靠性优势。与其它SiP IC集成方法相比，NFC技术的成本更低，而且性能更好，但传统NFC技术往往会降低耦合效率。

此外，用于各种应用(包括NFC)和带宽扩展的传统电感器需要占用基板或芯片很大面积。

考虑到以下示例实施例的详细说明，可能发现现有系统存在其它困难。

发明内容

此处描述的示例垂直电感器可适用于传统上在所述集成电路的所述水平面中实现的集成电感器。

此处描述的示例垂直电感器可以减少电感器通常使用的面积，尤其是NFC SiP IC和峰值电感器中使用的面积。这可以使芯片上的更多区域可用于所述IC的其它组件。此外，本文描述的示例垂直电感器可以缩短电感器之间的距离，从而增加磁耦合，由此提高发射和接收电感器之间的耦合强度，从而可以提高效率。

在一些方面，本发明提供了一种包括位于基板上的至少一个电感器的器件。所述至少一个电感器具有至少一匝位于与所述基板的平面垂直的平面中。所述至少一个电感的位置可以与另一电感进行近场耦合。

根据可与本文公开的其它实施例结合的实施例，本发明还描述了一种器件，其中所述至少一个电感位于或靠近所述基板边缘。

根据可与本文公开的其它实施例结合的实施例，本发明还描述了一种器件，其中至少一个电感是串联峰值电感、并联峰值电感或T型线圈中的一个。