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特表2024-538565高密度パワーコンバータのためのシステム、デバイス、及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-23
(54)【発明の名称】高密度パワーコンバータのためのシステム、デバイス、及び方法
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20241016BHJP
H10N 70/00 20230101ALI20241016BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/822 20060101ALI20241016BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20241016BHJP
B81B 7/02 20060101ALI20241016BHJP
B81C 1/00 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H01L25/08 Y
H10N70/00 A
H01L25/04 C
H01L21/02 B
H01L27/04 C
H01L29/78 613Z
B81B7/02
B81C1/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2024518617
(86)(22)【出願日】2022-09-23
(85)【翻訳文提出日】2024-05-21
(86)【国際出願番号】 US2022076952
(87)【国際公開番号】W WO2023064672
(87)【国際公開日】2023-04-20
(31)【優先権主張番号】63/247,728
(32)【優先日】2021-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/316,059
(32)【優先日】2022-03-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100107984
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 雅紀
(74)【代理人】
【識別番号】100182305
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 鉄平
(74)【代理人】
【識別番号】100096482
【弁理士】
【氏名又は名称】東海 裕作
(74)【代理人】
【識別番号】100131093
【弁理士】
【氏名又は名称】堀内 真
(74)【代理人】
【識別番号】100150902
【弁理士】
【氏名又は名称】山内 正子
(74)【代理人】
【識別番号】100141391
【弁理士】
【氏名又は名称】園元 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100221958
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 真希恵
(74)【代理人】
【識別番号】100192441
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 仁
(72)【発明者】
【氏名】クアシ セバスチャン クアシ
(72)【発明者】
【氏名】ジュリアーノ デイヴィッド
【テーマコード（参考）】
3C081
5F038
5F110
【Ｆターム（参考）】
3C081AA11
3C081AA13
3C081BA09
3C081BA11
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3C081CA30
3C081CA31
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3C081DA02
3C081DA03
3C081DA04
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3C081DA27
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3C081EA21
3C081EA23
3C081EA24
5F038AC05
5F038AC07
5F038AC10
5F038AC15
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5F110BB12
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5F110HJ01
5F110HL01
5F110NN22
5F110NN72
5F110QQ16
(57)【要約】
開示される実施形態は、高密度の電荷貯蔵デバイスと電力変換デバイスを作製するためのシステム及び方法を含む。電力変換デバイスは、そのデバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備えるデバイス層を備える第１の能動デバイス層と、デバイス層のデバイス面に配設される相互接続層とを含む。デバイスはさらに、複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を含んでもよく、第１の能動デバイス層は、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合によって相互接続層を通じて受動デバイス層に電気的に接続される。複数の受動デバイスのうちのある受動デバイスは、受動デバイス層の反対の表面に電気的接続を有する電荷貯蔵デバイスを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の能動デバイス層を備えるデバイスであって、前記第１の能動デバイス層が、デバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備えるデバイス層と、
前記デバイス層の前記デバイス面に配設される相互接続層と、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層と
を備え、
前記第１の能動デバイス層が、第１の接合によって前記相互接続層を介して前記受動デバイス層に電気的に接続され、
前記複数の受動デバイスのうちの１つの受動デバイスが、前記受動デバイス層の反対側の表面にアノード及びカソードを有する電荷貯蔵デバイスを備える、前記デバイス。
【請求項2】
前記第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記複数の受動デバイスのうちの１つの受動デバイスが電荷貯蔵デバイスを備え、前記電荷貯蔵デバイスが、第１の表面及び前記第１の表面の反対側の第２の表面を含む基板と、
前記基板の前記第１の表面から前記第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造と、
前記基板の前記第２の表面から前記第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造と、
前記第１の複数の導電性構造と前記第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料と
を備え、
前記第１の複数の導電性構造及び前記第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項5】
前記電荷貯蔵デバイスがさらに、前記第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるカソード接続と、
前記第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるアノード接続と
を備える、請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記電荷貯蔵デバイスが前記基板に形成されるビアをさらに備え、前記ビアが、導電材料で充填されると、前記第２の複数の導電性構造と前記アノード接続との間の電気的接続を形成するように構成される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項7】
前記カソード接続及び前記アノード接続が前記基板の前記第１の表面に形成される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項8】
前記カソード接続が前記基板の前記第１の表面に形成され、前記アノード接続が前記基板の前記第２の表面に形成される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項9】
前記アノード接続及び前記カソード接続が、銅、ニッケル、亜鉛、銀、金、アルミニウム、又は合金を含む導電材料を備える、請求項５に記載のデバイス。
【請求項10】
前記第１の複数の導電性構造の１つの導電性構造が、電気めっき又は無電解めっきを含む技術を用いて形成される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項11】
前記第１の複数の導電性構造の前記導電性構造の表面の１つの部分がテクスチャリングされる、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項12】
前記第１の複数の導電性構造の前記導電性構造が、電気めっきされた３次元（３Ｄ）構造を備える、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項13】
前記第１の複数の導電性構造の前記導電性構造のアスペクト比が５：１～４０：１にわたる、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項14】
前記第１の複数の導電性構造の少なくとも２つの前記アスペクト比が類似していない、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項15】
前記第１の複数の導電性構造の各々の前記アスペクト比が実質的に類似している、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項16】
前記第１の複数の導電性構造のピッチが１０マイクロメートル（μｍ）～５０マイクロメートルである、請求項４に記載のデバイス。
【請求項17】
前記第１の複数の導電性構造の前記ピッチが実質的に均一である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項18】
前記第１の複数の導電性構造の前記ピッチが不均一である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項19】
前記絶縁材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを含む、高誘電率の誘電材料を備える、請求項４に記載のデバイス。
【請求項20】
前記絶縁材料が、原子層堆積プロセスを使用して形成される前記高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを備える、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項21】
前記第２の複数の導電性構造の１つの導電性構造が、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ強化化学気相堆積、めっき、ドクターブレードコーティング、又はステンシル印刷を含むプロセスによって形成される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項22】
前記第２の複数の導電性構造の前記導電性構造が、導電性ペーストをドクターブレードコーティングすることによって形成される、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項23】
前記電荷貯蔵デバイスの前記基板が、ガラス、光構造性ガラス、セラミック、又は半導体を含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項24】
前記相互接続層が、前記相互接続層を貫通して垂直に延在するビアを備え、前記ビアが、導電材料で充填されると、前記能動デバイス層と前記受動デバイス層との間の電気的接続を提供する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項25】
前記第１の複数の能動デバイスが、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、又はダイオードを備え、前記複数の受動デバイスが、キャパシタ、トレンチキャパシタ、又はキャパシタアレイを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項26】
前記第１の複数の能動デバイスの１つの能動デバイスの動作ステータスを調整するように構成される回路を有するコントローラをさらに備え、前記能動デバイスの前記動作ステータスの調整が、対応する受動デバイスの状態の調整を引き起こす、請求項１に記載のデバイス。
【請求項27】
第２の複数の能動デバイスを有する第２の能動デバイス層をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項28】
前記第２の能動デバイス層が、前記第２の能動デバイス層の相互接続層と前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層との間の第２の接合の形成によって、前記第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、請求項２７に記載のデバイス。
【請求項29】
前記第２の能動デバイス層が、前記第２の能動デバイス層の１つのデバイス層と前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層との間の第２の接合の形成によって、前記第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、請求項２７に記載のデバイス。
【請求項30】
前記第２の能動デバイス層が、前記第２の能動デバイス層の相互接続層と前記受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合の形成によって、前記受動デバイス層の前記第２の表面に配設され電気的に接続され、前記第２の表面が前記受動デバイス層の前記第１の表面の反対側にある、請求項２７に記載のデバイス。
【請求項31】
前記第２の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を含む、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項32】
前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層に形成され、前記第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、パッシベーション層をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項33】
前記デバイス層が、バルク基板又はエッチストップ層を含むバルク基板を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項34】
前記第１の接合が、前記相互接続層の露出された表面と前記受動デバイス層の第１の表面との間にある、請求項１に記載のデバイス。
【請求項35】
エネルギーの半分以上が前記デバイスの前記表面に垂直に流れる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項36】
デバイスを作製する方法であって、前記第１の能動デバイス層の１つのデバイス層のデバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備える第１の能動デバイス層を設けるステップと、
前記デバイス層の前記デバイス面上に相互接続層を形成するステップと、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を形成するステップと、
前記相互接続層の露出された表面と前記受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合を形成することによって、前記第１の能動デバイス層と前記受動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップと
を含み、
前記受動デバイス層を形成するステップが、前記受動デバイス層の反対側の表面に電気的接続を有する電荷貯蔵デバイスを形成するステップを含む、前記方法。
【請求項37】
前記第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
前記ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
前記複数の受動デバイスのうちの１つの受動デバイスを形成するステップが、第１の表面及び前記第１の表面の反対側の第２の表面を含む基板を設け、
前記基板の前記第１の表面から前記第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造を形成し、
前記基板の前記第２の表面から前記第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造を形成し、
前記第１の複数の導電性構造と前記第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料を堆積する
ことによって電荷貯蔵デバイスを形成するステップを含み、
前記第１の複数の導電性構造及び前記第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、請求項３６に記載の方法。
【請求項40】
前記第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにカソード接続を取り付けるステップと、前記第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにアノード接続を取り付けるステップと
をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記基板にビアを形成するステップと、前記第２の複数の導電性構造と前記アノード接続との間の電気的接続を形成するために前記ビアを導電材料で充填するステップと
をさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項42】
前記基板の前記第１の表面に前記カソード接続を取り付け、前記基板の前記第２の表面に前記アノード接続を取り付けるステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項43】
前記基板の前記第１の表面に前記カソード接続及び前記アノード接続を取り付けるステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項44】
前記第１の複数の導電性構造の１つの導電性構造を形成するステップが、電気めっき又は無電解めっき技法の１つを使用して３次元（３Ｄ）構造を形成するステップを含み、前記３次元構造が５：１から４０：１にわたるアスペクト比を有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項45】
前記３次元構造の表面の１つの部分をテクスチャリングするステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記絶縁材料を堆積するステップが、原子層堆積プロセスを使用して高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを行うステップを含み、前記高誘電率の材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項47】
前記第２の複数の導電性構造の１つの導電性構造を形成するステップが、物理気相堆積プロセス、化学気相堆積プロセス、プラズマ強化化学気相堆積プロセス、ドクターブレードコーティングプロセス、又はステンシル印刷プロセスを使用して前記導電性構造を形成するステップを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項48】
前記第２の複数の導電性構造の前記導電性構造を形成するステップが、導電性ペーストをドクターブレードコーティングするステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項49】
第２の複数の能動デバイスを備える第２の能動デバイス層を提供するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項50】
前記第２の能動デバイス層の相互接続層と前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層との間の第２の接合を形成することによって、前記第１の能動デバイス層と前記第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項51】
前記第２の能動デバイス層の１つのデバイス層と前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層との間の第２の接合を形成することによって、前記第１の能動デバイス層と前記第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項52】
前記第２の能動デバイス層の相互接続層と前記受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合を形成することによって、前記受動デバイス層の前記第２の表面と前記第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに含む、前記第２の表面が前記第１の表面の反対側にある、請求項４９に記載の方法。
【請求項53】
前記第２の接合を形成するステップが、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を形成するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項54】
前記ハイブリッド接合を形成する前記ステップが、誘電体－誘電体接合と金属－金属接合の組合せを形成するステップを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項55】
前記第１の能動デバイス層の前記デバイス層にパッシベーション層を形成するステップをさらに含み、前記パッシベーション層が前記第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、米国特許法第１１９条のもとで、２０２１年９月２３日に出願された”ＳＹＳＴＥＭＳ， ＤＥＶＩＣＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ－ＤＥＮＳＩＴＹ ＰＯＷＥＲ ＣＯＮＶＥＲＴＥＲＳ”という表題の米国特許仮出願第６３／２４７，７２８号、及び２０２２年３月３日に出願された”ＳＹＳＴＥＭＳ， ＤＥＶＩＣＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＶＯＬＴＡＧＥ ＲＥＧＵＬＡＴＯＲＳ”という表題の米国特許仮出願第６３／３１６，０５９号の優先権を主張する。前述の出願の内容全体が、すべての目的で参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、米国特許法第１１９条のもとで、２０２１年９月２３日に出願された”ＳＹＳＴＥＭＳ， ＤＥＶＩＣＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ－ＤＥＮＳＩＴＹ ＰＯＷＥＲ ＣＯＮＶＥＲＴＥＲＳ”という表題の米国特許仮出願第６３／２４７，７２８号、及び２０２２年３月３日に出願された”ＳＹＳＴＥＭＳ， ＤＥＶＩＣＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＶＯＬＴＡＧＥ ＲＥＧＵＬＡＴＯＲＳ”という表題の米国特許仮出願第６３／３１６，０５９号の優先権を主張する。前述の出願の内容全体が、すべての目的で参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は全般に、パワーエレクトロニクスデバイスに関する。より具体的には、本開示は高密度パワーコンバータに関する。
【背景技術】
【0003】
集積回路技術とコンピューティング能力の進化により、集積された電力変換、電力調整、及びその管理に対する需要が相応に高まっている。大半の持ち運び可能電子デバイス及び消費者向け電子機器の電力管理回路は、エネルギー伝送と所望の電圧レベルへの電圧変換を達成するために、パワーコンバータ、より具体的には、通常はＤＣ－ＤＣパワーコンバータに依拠する。例えば、高周波送信機の電力増幅器は比較的高い電圧（例えば、１２Ｖ以上）を必要とすることがあり、論理回路は低い電圧レベル（例えば、１～２Ｖ）を必要とすることがある。一部の他の回路は、中間の電圧レベル（例えば、５～１０Ｖ）を必要とすることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の実施形態は、高密度電荷貯蔵デバイス及び電力変換デバイスを作製するためのシステムと方法を提供する。本開示の一態様は、電力変換デバイスを対象とする。電力変換デバイスは、そのデバイス面に第１の複数の能動デバイスを備えるデバイス層を備える第１の能動デバイス層と、デバイス層のデバイス面に配設される相互接続層とを含み得る。デバイスはさらに、複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を含んでもよく、第１の能動デバイス層は、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合によって相互接続層を通じて受動デバイス層に電気的に接続される。
【0005】
本開示の別の態様は、電力変換デバイスを作製する方法を対象とする。この方法は、第１の能動デバイス層のデバイス層のデバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備える第１の能動デバイス層を設けるステップと、デバイス層のデバイス面に相互接続層を形成するステップと、複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を形成するステップと、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間に第１の接合を形成することによって第１の能動デバイス層と受動デバイス層との間に電気的な接続を形成するステップとを備え得る。
【0006】
開示される実施形態の追加の特徴及び利点は、一部が以下の説明において記載され、一部が説明から明らかになり、又は実施形態の実践により学習され得る。開示される実施形態の特徴及び利点は、特許請求の範囲に記載される要素及び組合せによって実現され、達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本開示の実施形態及び様々な態様は、以下の発明を実施するための形態及び添付の図面に示される。業界での標準的な慣習に従い、様々な特徴が縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。実際に、議論を明快にするために、様々な特徴の寸法が恣意的に大きくされ、又は小さくされることがある。
【図1】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの図である。
【図2A-2B】本開示のいくつかの実施形態による、能動デバイス及び受動デバイスを特徴とする例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータを示す図である。
【図3A-3B】本開示の実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータの例示的なキャパシタアレイを示す図である。
【図4A】本開示のいくつかの実施形態による、単層転写プロセスを使用して例示的なパワーコンバータを作製するための方法のフローチャートである。
【図5A】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータを作製するための方法のフローチャートである。
【図6A-6C】本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータの能動デバイス層のための例示的な基板を示す図である。
【図7A-7B】本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータの受動デバイス層のための例示的な基板を示す図である。
【図8A-8C】本開示のいくつかの実施形態による、例示的な接合構造を示す図である。
【図9A-9C】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの形成の概略図である。
【図10A-10B】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの形成の概略図である。
【図11A-11B】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの形成の概略図である。
【図12A】本開示のいくつかの実施形態による、例示的な二相スイッチトキャパシタパワーコンバータの図である。
【図12B】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの断面図である。
【図12C-12D】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータ下面図及び上面図である。
【図13】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なファンアウトウェハレベルパッケージングプロセスのためのフローチャートである。
【図15A-15C】本開示のいくつかの実施形態による、単層転写（ＳＬＴ）作製技法に関わるステップの概略図である。
【図16A-16E】本開示のいくつかの実施形態による、二層転写（ＤＬＴ）作製技法に関わるステップの概略図である。
【図17A-17B】本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータの例示的な構造の概略図である。
【図18】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの概略図である。
【図19】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの概略図である。
【図20】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの概略図である。
【図21】本開示のいくつかの実施形態による、熱圧着接合によって形成される例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの概略図である。
【図22A】本開示のいくつかの実施形態による、例示的な３レベルバックパワーコンバータの図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下の開示は、提供される主題の異なる特徴を実装するための、多数の異なる例示的な実施形態又は例を提供する。本開示を説明するために、コンポーネント及び配置の特定の簡略化された例が以下に記述される。当然、これらは例にすぎず、限定することは意図されない。加えて、本開示は、様々な例において参照番号及び／又は文字を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡潔さと明快さが目的であり、それ自体が論じられる様々な実施形態及び／又は構成の関係を示すものではない。
【0009】
本明細書において使用される用語は、一般に、当技術分野、及び各用語が使用される特定の文脈における通常の意味を有する。本明細書で論じられる任意の用語の例を含む、本明細書における例の使用は例示にすぎず、本開示の、又は任意の例示される用語の範囲及び意味を決して限定しない。同様に、本開示は、本明細書において与えられる様々な実施形態に限定されない。
【0010】
「第１の」、「第２の」などの用語が、様々な要素を記述するために本明細書で使用されることがあるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用される。例えば、実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素が第２の要素と名付けられてもよく、同様に、第２の要素が第１の要素と名付けられてもよい。本明細書では、「及び／又は」という用語は、関連する列挙される項目の１又は２以上の任意のすべての組合せを含む。
【0011】
さらに、「下（beneath）」、「下（below）」、「より下（lower）」、「上（above）」、「より上（upper）」などの空間的関係の用語が、図面に示されるような、ある要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を描写するための記述を簡単にするために、本明細書で使用されることがある。空間的関係の用語は、図面に示される向きに加えて、使用時又は動作時のデバイスの異なる向きを包含することが意図される。装置は別の向きを向いている（９０度回転される又は他の向きを向いている）ことがあり、本明細書で使用される空間的関係の記述子は同様に適宜解釈され得る。
【0012】
本開示では、「結合される」という用語は「電気的に結合される」と記載されることもあり、「接続される」という用語は「電気的に接続される」と記載されることもある。「結合される」及び「接続される」は、２又は３以上の要素が互いに協働若しくは相互作用すること、又は互いの間の電気的な連続性を維持することを示すためにも使用され得る。
【0013】
本開示の様々な限定しない実施形態は、特定の文脈、すなわち高密度かつ高効率の電力変換デバイスにおける実施形態に関して説明される。本開示では、「チャージポンプ」という用語は、入力電圧を出力電圧に変換するように構成されるスイッチトキャパシタネットワークを指す。そのようなチャージポンプの例は、カスケード乗算器、Ｄｉｃｋｓｏｎ、Ｌａｄｄｅｒ、Ｓｅｒｉｅｓ－Ｐａｒａｌｌｅｌ、Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ、及びＤｏｕｂｌｅｒスイッチトキャパシタネットワークを含み、それらのすべてが単相又は複相ネットワークとして構成され得る。
【0014】
しかしながら、本開示の概念は、他のタイプのパワーコンバータにも当てはまり得る。より高い入力電圧電源をより低い出力電圧レベルに変換するパワーコンバータは、一般にステップダウンコンバータ又はバックコンバータとして知られており、それは、そのコンバータが入力電圧に「抵抗している（bucking）」からである。より低い入力電圧電源をより高い出力電圧レベルに変換するパワーコンバータは、一般にステップアップコンバータ又はブーストコンバータとして知られており、それは、そのコンバータが入力電圧を「ブーストしている」からである。加えて、「バックブーストコンバータ」として一般に知られている一部のパワーコンバータは、入力電圧電源を広範囲の出力電圧に変換するように構成されることがあり、このとき、出力電圧は入力電圧より高いか、又は低いかのいずれかであり得る。本開示の様々な実施形態において、パワーコンバータは双方向性であってもよく、電源がコンバータにどのように接続されるかに応じてステップアップコンバータ又はステップダウンコンバータのいずれかであってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ－ＤＣパワーコンバータは、例えば、まずＡＣ入力電圧をＤＣ電圧に整流し、次いでＤＣ電圧をＤＣ－ＤＣパワーコンバータに印加することによって、ＤＣ－ＤＣパワーコンバータから構築され得る。
【0015】
スイッチトキャパシタコンバータなどの電圧コンバータは、電力変換要件を満たすためにキャパシタに一部依拠することがある。しかしながら、発明者らはここで、既存のキャパシタには、かさばること（bulkiness）及び効率の低下などの欠点があり得ることを認識した。既存のキャパシタには、集積の問題があり得る。例えば、スイッチトキャパシタパワーコンバータにおいて、電荷移動能力及び電圧調整能力は、要因の中でもとりわけ、キャパシタの全体の静電容量に依拠し得る。全体の静電容量は、導体の重複区域（例えば、平行板の金属－絶縁体－金属キャパシタ構成における導体板の区域）を増やすことによって増大され得るが、サイズの制約、設計上の考慮事項、効率の低下、及び、持ち運び可能電子デバイスに対する設計制約に固有のものなどの他の制約問題により、そうするのが望ましくないことがある。いくつかの場合、シリコントレンチキャパシタ（ＳｉＴＣ, silicon trench capacitor）などの３次元（３Ｄ）キャパシタ構造が、静電容量及び容量密度を集積回路（例えば、ＤＲＡＭ ＩＣ）に追加するために、かつ、埋め込みＤＲＡＭ、デカップリング回路、及び他の電力用途などの高密度構造を形成するために、使用され得る。しかしながら、要因の中でもとりわけ、構造、誘電材料、温度、動作周波数に応じて、ＳｉＴＣは、等価直列抵抗（ＥＳＲ, equivalent series resistance）が高いことがあるので、電力損失が大きいことがある。さらに、高い構造密度は、寄生クロストーク損失、効率低下、及び電力回路の不安定性をもたらすことがある。いくつかの開示される実施形態は、これら及び他の課題に対処し得る。
【0016】
エネルギーを伝送するためにキャパシタを使用する電圧レギュレータ及びパワーコンバータには、従来の方式でパッケージングされるとき、いくつかの欠点があり得る。例えば、従来の方式でパッケージングされるとき、スイッチとキャパシタとの間の距離により、高い寄生抵抗及び高い寄生インダクタンスがあることがある。加えて、従来の方式でパッケージングされる電圧レギュレータ及びパワーコンバータの電力密度は、シリコンの表面積及びシリコン上で実装されるデバイスのサイズにより制約され得る。
【0017】
本開示の様々な実施形態は、３次元で電圧レギュレータ及びパワーコンバータをパッケージングすることによって、これらの問題に対処する。３次元でパッケージングされるデバイスは、従来の方式でパッケージングされるデバイスと比較して、寄生抵抗及び寄生インダクタンスを下げることがあり、それは、３次元でパッケージングされるデバイスを一緒に積層することができ、スルービアを介してそれらを接続することがコンポーネント間の距離を減らすことができ、それにより寄生抵抗及びインダクタンスを減らすからである。加えて、３次元でパッケージングされるデバイスは、タブレット、携帯電話、又はハンドヘルドコンピュータ、及びＩｏＴ（モノのインターネット）デバイスなどの持ち運び可能電子デバイスにおいて実装されるときには特に、従来の方式でパッケージングされるものと比較して、より高い電力密度を有し得る。３次元でパッケージングされたデバイスにおいて、面積電力密度（すなわち、Ｗ／ｍｍ２）は、従来の方式でパッケージングされるデバイスにおいて増やされるのと同じ方式で増大され得る（例えば、シリコン及び／又は受動部品の面積を減らすことによって）。しかしながら、３次元でパッケージングされるデバイスは、面積電力密度を増やすために積層されることもある。したがって、３次元でパッケージングされるデバイスには、所与の面積上に従来の方式でパッケージングされるデバイスより多数のコンポーネントがあり得る。
【0018】
３次元でパッケージングされる電圧レギュレータ及びパワーコンバータは、従来の方式でパッケージングされるものと比較してモジュール性が改善され得る。例えば、（例えば、チャージポンプを積層することによって）デバイスの全体の電力を増やすために、コンポーネントが３次元構造で集積されることがある。加えて、３次元で電圧レギュレータ及びパワーコンバータをパッケージングすることは、ハイブリッドデバイス（例えば、断熱チャージポンプ及びマルチレベルチャージポンプ）と同じウェハ上で受動コンポーネント及びパワースイッチが実装されるのを可能にし得る。
【0019】
３次元パッケージングを利用するいくつかの実施形態では、追加の能動デバイス層が互いの上に積層され得る。調整可能なフィルタを形成するために、能動デバイス層が積層され得る。調整可能なフィルタは、キャパシタとインダクタの両方の値を変えるための１又は２以上の能動スイッチデバイスを有し得る。
【0020】
能動デバイスは、完全に集積された電圧レギュレータを形成するためにも積層され得る。完全に集積された電圧レギュレータは、マイクロプロセッサの比較的近くに配置され、マイクロプロセッサの異なる部分に異なる電力レベルを提供するために使用される、電圧レギュレータ又はパワーコンバータのアレイであり得る。通常、完全に集積された電圧レギュレータは、寄生抵抗及びインダクタンスを減らして完全に集積された電圧レギュレータの総面積を減らすために、２つの別個のダイで実装され得る。３次元パッケージングを使用して実装されるとき、完全に集積された電圧レギュレータは、所与の効率及びサイズに対して、従来の方式でパッケージングされる完全に集積された電圧レギュレータよりも広い電圧範囲を可能にするマルチレベルコンバータを使用することができる。デバイスの寄生抵抗及び寄生インダクタンスを減らし、集積されたキャパシタのサイズを大きくすることによって、より高い効率が達成され得る。これは、３次元パッケージングを使用して達成され得る。
【0021】
本開示の様々な実施形態において、高密度スイッチトキャパシタパワーコンバータを作製するシステム及び方法が開示され得る。開示されるウェハベース／パネルベースの集積方法は、ＥＳＲ及びクロストーク損失を減らしながら高い静電容量密度を実現することができる。高密度の集積されるスイッチトキャパシタパワーコンバータは、限定はされないが、タブレット、携帯電話、又はハンドヘルドコンピュータ、及びＩｏＴ（モノのインターネット）デバイスなどの持ち運び可能電子デバイスを含む用途において望ましいことがある。
【0022】
本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータ１００の図を示す図１が参照される。図１に示されるように、パワーコンバータ１００は、スイッチトキャパシタコンバータ１１０、コントローラ１２０、入力電圧源１３０、及び出力負荷１４０を含み得る。
【0023】
図１に示される例示的な実施形態では、パワーコンバータ１００は、高い入力電圧で入力電圧源１３０からエネルギーを受け取り、低い出力電圧でそのエネルギーを出力負荷１４０に伝達するように構成され得る。パワーコンバータ１００のスイッチトキャパシタパワーコンバータ１１０は、所望の変換又は変圧に基づいて構成され得ることが理解されるべきである。例えば、図１に示されるように、２つのキャパシタ（Ｃ１及びＣ２）並びに７個のスイッチ（Ｓ１～Ｓ７）を有するスイッチトキャパシタコンバータを使用することによって、３：１の変圧比を得ることができる。スイッチＳ１、Ｓ２、及びＳ３は「積層」スイッチと称されることがあり、スイッチＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７は「相」スイッチと称されることがある。別の例（図示せず）では、４つのスイッチ（Ｓ２～Ｓ５）により操作される１つのキャパシタ（Ｃ２）を使用することによって、２：１の変圧比を得ることができ、３つのキャパシタ及び８個のスイッチを使用することによって、４：１の変圧比を得ることができる。所望の変圧比の大きさが増大するにつれて、パワーコンバータにおいて使用されるキャパシタ及びスイッチの数が増大することがあり、回路と動作の複雑さが増すとともにサイズが増大する。
【0024】
いくつかの実施形態では、図１に示されるように、スイッチトキャパシタコンバータ１１０は、スイッチＳ１～Ｓ７並びにキャパシタＣ１及びＣ２を有する３：１ Ｄｉｃｋｓｏｎスイッチトキャパシタネットワークによって実装され得る。動作において、スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、並びにスイッチＳ２、Ｓ４、及びＳ７は、相補状態にあり得る。例えば、第１のスイッチ状態において、パワースイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ６は開いていてもよく、スイッチＳ２、Ｓ４、及びＳ７は閉じていてもよい。第２のスイッチ状態において、スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ６は閉じていてもよく、スイッチＳ２、Ｓ４、及びＳ７は開いていてもよい。本開示は、そのような比又は変換回路のタイプに限定されないことが理解されるべきである。様々な実施形態において、ステップダウン構成又はステップアップ構成が、すべてのあり得るチャージポンプ比に適用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、Ｄｉｃｋｓｏｎチャージポンプは２：１のステップダウン構成であることもあり、入力電圧Ｖｉｎは２０Ｖであり、出力電圧Ｖｏｕｔは１０Ｖである。
【0025】
コントローラ１２０は、コンポーネントの中でもとりわけ、スイッチを動作させるように構成される、制御回路、タイミング回路、保護回路、及びゲートドライバを含んでもよく、それらは次いで、スイッチトキャパシタコンバータ１１０のキャパシタの電気的構成を第１のモード又は第２のモード／状態に変えてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ１２０は、１又は２以上のスイッチを作動させるために必要な電力を供給し、（図２２Ａに示されるマルチレベルコンバータのように）出力電圧を調整するようにスイッチ状態を制御し得る。コントローラ１２０は、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ, ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）作製と親和性のある半導体加工技法を使用して、基板の中でもとりわけ、シリコン、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ, Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、シリコンオンサファイア（ＳＯＳ, Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、シリコンオングラス（ＳＯＧ, Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｇｌａｓｓ）、シリコンオンクオーツ（ＳＯＱ, Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｑｕａｒｔｚ）などの半導体基板上で作製され得る。コントローラ１２０は、同じ基板上でスイッチと物理的に集積されてもよく（例えば、オンチップ構成）、又はスイッチを動作させるように構成されるオフチップコンポーネントと物理的に集積されてもよい。
【0026】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａを特徴とする例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータを示す、図２Ａが参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａは、能動デバイス層２１２、受動デバイス層２２２、第１のキャパシタアレイ２５０、第２のキャパシタアレイ２６０、ビア２２８、及び絶縁構造２１４を含み得る。示されていないが、スイッチキャパシタネットワーク２１０Ａは、適宜、より多数又は少数の素子を含んでもよいことが理解されるべきである。例えば、ビア２２８並びにキャパシタアレイ２５０及び２６０が外部の制御回路（例えば、コントローラ１２０）に電気的に接続され得るように、はんだバンプが受動デバイス層２２２に配設されてもよい。キャパシタアレイ２５０及び２６０は、例えば、図１のキャパシタＣ１及びＣ２に対応し得る。
【0027】
いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａの能動デバイス層２１２は、限定はされないが、バルクシリコン、ドープされたシリコン、ＧａＮ、ＧａＡｓ、又はＳＯＩなどの、半導体基板上で作製されるスイッチング素子を含み得る。スイッチング素子２１７は、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、ダイオード、又は、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａのキャパシタをスイッチングすることが可能な、相変化媒体（ＰＣＭ, ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍｅｄｉａ）若しくはＭＥＭＳデバイスを含む、他の電子デバイスによって実装され得る。スイッチング素子は、標準的な半導体加工技法、標準的な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ, ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）加工技法、又はこれらの組合せを使用して作製され得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層２１２はさらに、スイッチング素子と同じ半導体基板上に作製される制御回路（例えば、図１のコントローラ１２０）を含み得るので、コントローラ１２０はスイッチと物理的に集積される。
【0028】
いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａの受動デバイス層２２２は、基板上に作製されるキャパシタ（例えば、図１のキャパシタＣ１及びＣ２）又は抵抗を含む受動デバイスを含み得る。基板は、限定はされないが、基板材料の中でもとりわけ、ガラス、水晶、シリコン、ＳＯＩ、ＳＯＳ、ＳＯＧ、ＳＯＱ、セラミック（アルミナ、窒化アルミニウム、サファイア）、又は複合物を含み得る。受動デバイス層２２２において、キャパシタは、並列に接続されるように互いに隣接して配置され得る。いくつかの実施形態では、キャパシタは、基板の水平面に垂直なｚ軸に沿って異なる平面上に垂直に、かつ互いに平行に積層され得る。積層された構成は、交互の能動デバイス層と受動デバイス層の積層、又は、単一の能動デバイス層に積層された複数の受動デバイス層、又は、単一の受動デバイス層に積層された複数の能動デバイス層、又は、受動デバイス層、相互接続層、及び能動デバイス層の少なくとも１つを含む積層を含み得る。同じ受動デバイス層内のキャパシタは、要因の中でもとりわけ、用途、所望の全体の静電容量、破壊電圧に基づいて、並列接続又は直列接続で接続され得る。
【0029】
いくつかの実施形態では、受動デバイス層２２２は、感光性ガラス基板又は光構造性ガラス（ＰＳＧ, ｐｈｏｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｂｌｅ ｇｌａｓｓ）を含んでもよく、それらは、ＵＶ範囲の波長（例えば、２８０～３２０ｎｍ）の電磁放射及び熱処理に曝露されると、構造的な改変を受けることがある。ＰＳＧは、レチクル又は所望のパターンを有するマスクを通じて、ＵＶ放射に露光され得る。ＰＳＧの露光される領域は、熱処理によってセラミックへと変換されることがあり、これは、ガラス基板において３次元パターンを作り出すために化学的にエッチングされることがある。３次元パターンは、限定はされないが、銅、ニッケル、亜鉛、又はアルミニウムなどの、導電材料で被覆され得る。代替として、及び／又は追加で、導電材料は、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ強化化学気相堆積、熱気相堆積、電子ビーム気相堆積、又は他の適切な堆積プロセスによって堆積され得る。例示的なガラス基板又は感光性ガラス基板は基板材料の限定しない例であり、他の基板も使用され得ることが理解されるべきである。
【0030】
図２Ａに示される実施形態では、キャパシタアレイ２５０及び２６０は、ＵＶ露光、熱処理、化学エッチング、金属めっき又は金属堆積、並びに誘電体の堆積及びパターニングの組合せを使用して、感光性ガラス基板において作製され得る。受動デバイス層２２２はさらに、例えば、能動デバイス層２１２及び受動デバイス層２２２の１又は２以上のデバイスを電気的に接続するように構成される、１又は２以上のビア２２８を含み得る。いくつかの実施形態では、ビア２２８は、受動デバイス層２２２を貫通して垂直に延在するスルービア（例えば、スルーガラスビア）を含み得る。スルービア（例えば、ビア２２８）は、キャパシタアレイ２５０及び２６０を作製するために使用されるのと同様の加工技法を使用して、又は他のパターニング技法を使用して、基板へとエッチングされ得る。キャパシタアレイ２５０及び２６０は、絶縁構造２１４によって電気的に絶縁され得る。本開示の文脈では、電気的な絶縁は、２つの素子が電気的に接続されないような電流の経路の不連続性を指す。絶縁構造２１４は、限定はされないが、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、セラミック、又は他の誘電材料などの、基板ガラス材料又は絶縁材料を含み得る。いくつかの実施形態では、絶縁構造２１４は、キャパシタとアレイの間に十分な絶縁をもたらし、寄生クロストークによる効率低下を少ないままに保ちながらより高い集積密度を可能にし得る。
【0031】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ｂを特徴とする例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータを示す、図２Ｂが参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ａと比較して、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１０Ｂは追加で、能動デバイス層２１２と受動デバイス層２２２との間に電気的な接続を提供するために、又は、例えば金属線を通じて能動デバイス層１１２の中のデバイス間に電気的な接続を提供するために、相互接続層２１８を含み得る。相互接続層２１８は、能動デバイス層２１２と受動デバイス層２２２との間に配設されてそれらに接続され得るので、電圧低下は無視できる。
【0032】
ここで、本開示の実施形態による、例示的なキャパシタアレイ３５０を各々示す、図３Ａ及び図３Ｂが参照される。キャパシタアレイ３５０は、図２Ａ及び図２Ｂのキャパシタアレイ２５０と実質的に同様であってもよく、実質的に同様の機能を実行してもよい。キャパシタアレイ３５０は、基板３１０において作製されてもよく、誘電層３２０、カソード接続３１２、アノード接続３３２、及び導電性構造３３０をアノード接続３３２に電気的に接続するスルービア３４０によって物理的に分離される、互いにかみ合った（interdigitated）導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）及び３３０を含んでもよい。
【0033】
いくつかの実施形態では、基板３１０は、ガラス、感光性ガラス、水晶、シリコン、ＳＯＩ、ＳＯＧ、ＳＯＱ、セラミック、ＧａＡｓ、ＧａＮ、又は半導体加工技法が改変可能な他の材料であってもよく、キャパシタ構造への支持を提供し得る。基板３１０は、５０μｍ～１００μｍ、５０μｍ～２００μｍ、５０μｍ～３００μｍ、５０μｍ～４００μｍ、５０μｍ～５００μｍ、５０μｍ～１ｍｍにわたる厚み、又は、用途、作製される構造、加工の制約、若しくはこれらの組合せに基づく適切な厚みを有し得る。図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、基板３１０は４００±２０μｍの厚みを有する感光性ガラスであり得る。
【0034】
図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、３次元構造は、パターニングされたマスクを通じて、２８０ｎｍ～３２０ｎｍにわたる波長を有する紫外線放射で基板３１０を露光し、続いてベーキング及びエッチングを行うことによって基板３１０において形成され得る。形成される３次元構造の寸法を変えるために、露光放射の特性が調整され得る。例えば、基板３１０においてトレンチが形成されてもよく、トレンチのアスペクト比は、エネルギー、放射強度、露光期間、放射波長、及び露光放射の他の特性の１又は２以上を調整することによって調整され得る。基板３１０の露光される領域は、基板３１０の露光される領域が物理エッチングプロセス又は化学エッチングプロセスを使用してエッチングされ得るように、構造的にかつ微小に改変され得る。エッチングプロセスの等方性はエッチャント及び／又はエッチングされる材料に依拠し得ることを、当業者は理解するだろう。例えば、物理エッチングプロセス又はドライエッチングプロセスは一般に非等方性エッチングをもたらすことがあり、化学エッチング又はウェットエッチングは一般に等方性エッチングを生み出す。
【0035】
いくつかの実施形態では、基板３１０において形成されるトレンチは、導電性構造３１５を形成するためにメタライズされ得る。例えば、トレンチは、金属又は高度にドープされた半導体などの導電材料の、電気めっき、無電解めっき、物理気相堆積、化学気相堆積、熱気相堆積、又は電子ビーム気相堆積によって、メタライズされ得る。いくつかの実施形態では、導電性構造３１５（又は３１５Ｂ）は、限定はされないが、銅、亜鉛、アルミニウム、若しくはニッケル、合金組成物、又は他の導電性の高い材料を含み得る。カソード導電性構造３１５とも称される導電性構造３１５は基板３１０を貫通して高さ方向に延在していることがあり、そのとき、導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）は基板３１０の厚みにわたる。いくつかの実施形態では、カソード導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）は基板３１０を貫通して延在していないことがあり、そのとき、カソード導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）の高さは基板３１０の厚み未満であることがある。いくつかの実施形態では、カソード導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）は、ピッチが均等となるように、サイズが似ていて均等に離隔されてもよい。他の実施形態では、１又は２以上のカソード導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）は、ピッチが不均等となるように、サイズが似ていなくてもよく、不均等に離隔されてもよい。
【0036】
いくつかの実施形態では、導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）は、誘電層３２０で被覆され得る。例えば、誘電層３２０は、限定はされないが、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、酸窒化ハフニウム、又は他の誘電材料などの、絶縁材料を含み得る。より高い静電容量及び静電容量密度を達成するには、高誘電率の（high-κ）誘電材料が望ましいことがあることが理解されるべきである。誘電層３２０は、導電性構造３１５の表面にコンフォーマルコーティングを形成し得る。本開示の文脈では、「コンフォーマル」コーティングは、被覆の厚みがすべての領域において実質的に同様であるような、被覆されている構造の輪郭に従う被覆を指す。誘電層３２０の厚みは、用途、堆積技法、誘電材料、誘電材料の誘電率、又はこれらの組合せに基づく、２ｎｍ～１０ｎｍ、２ｎｍ～２０ｎｍ、２ｎｍ～４０ｎｍ、２ｎｍ～５０ｎｍ、２ｎｍ～１００ｎｍ、又は任意の適切な厚みの範囲にあり得る。図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、誘電層３２０は、原子層堆積プロセス（ＡＬＤ）を使用して導電性構造３１５（又は３１５Ｂ）に堆積される酸化ハフニウムを含み得る。例えば、誘電材料の薄いコンフォーマルコーディングを堆積するために、ＡＬＤが使用され得る。
【0037】
キャパシタアレイ３５０はさらに、誘電層３２０に接して形成される導電性構造３３０を含み得る。アノード導電性構造３３０とも本明細書で記載する導電性構造３３０は、金属などの導電材料を含んでもよく、限定はされないが、物理気相堆積、化学気相堆積、熱気相堆積、電子ビーム気相堆積、ドクターブレードコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、ステンシル印刷、又は他の適切な金属堆積若しくは被覆プロセスを含む、堆積技法を使用して形成され得る。いくつかの実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、誘電層３２０によって分離される、互いにかみ合ったキャパシタ構造をアノード導電性構造３３０及びカソード導電性構造３１５（又は図３Ｂの３１５Ｂ）が形成するように、アノード導電性構造３３０が基板３１０と誘電層３２０との間に形成され得る。
【0038】
いくつかの実施形態では、キャパシタアレイ３５０はさらに、導電性構造３１５（又は３１５Ｂ）が互いに電気的に接続され得るように、基板３１０の表面の一部に形成されるカソード接続３１２を含み得る。カソード接続３１２は、キャパシタの充電又は放電の過程で電圧信号を導電性構造３１５に印加するための電極コンタクトとして機能し得る。キャパシタアレイはさらに、導電性構造３３０が互いに電気的に接続され得るように、基板３１０の表面の異なる部分に形成されるアノード接続３３２を含み得る。いくつかの実施形態では、アノード接続３３２は、カソード接続３１２と同じ表面又は反対の表面に形成され得る。図３Ａ及び図３Ｂは、基板３１０の同じ表面に形成されながら、短絡又は漏電の経路を防ぐために互いに電気的に絶縁されている、アノード接続３３２及びカソード接続３１２の例示的な配置を示す。図３Ａ及び図３Ｂに示される構成では、アノード接続３３２をアノード導電性構造３３０に電気的に接続するために、スルービア３４０が基板３１０に形成され得る。
【0039】
いくつかの実施形態では、アノード、又はカソード、又は両方の表面はテクスチャリングされてもよい。例えば、図３Ｂに示されるように、いくつかの実施形態は、テクスチャリングされた導電性構造３１５Ｂを含んでもよい。発明者らは、スマートフォン、タブレット、及び他のハンドヘルドデバイスなどのモバイル通信デバイスに対する電力変換要件を満たす際のいくつかの課題の１つに、サイズの制約による低い静電容量及びデバイス集積の問題があることを認識している。パワーコンバータの全体の静電容量は、キャパシタのサイズを大きくすること、より高誘電率の材料を使用すること、及び／又は板間の距離を短くすることによって大きくできるが、発明者らは、これらの方策が、破壊電圧の低下を引き起こすか、デバイス集積の問題を引き起こすか、及び／又は電力変換の効率に悪影響を及ぼすかのいずれかであり得ることを認識している。したがって、静電容量密度を上げるためにキャパシタの表面積を増やすのが望ましいことがあり、これは、電力密度と集積密度の向上を可能にする。追加の表面積を生み出すために、図３Ｂに示されるものなどのいくつかの実施形態では、導電性構造３１５Ｂの表面又は表面の少なくとも一部分はテクスチャリングされてもよい。背後にある互いにかみ合ったマクロ構造は同じままであり得るが、テクスチャリングは全体の表面積を増やすことがあり、これはより高い静電容量密度を可能にすることがある。表面をテクスチャリングするための操作は、限定はされないが、表面の機械的粗化、研削、砂型鋳造、レーザーテクスチャリング、ドライエッチング、ウェットエッチング、又はパターニングを含み得る。
【0040】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、単層転写プロセスを使用して例示的なパワーコンバータを作製するための方法４００のフローチャートを示す、図４Ａが参照される。図４Ａに示される方法４００の前、間、及び／又は後に、追加の動作が実行されてもよいことが理解される。その上、方法４００の動作の具体的な選択及び順序は変更されてもよい。例えば、いくつかのステップが省略されてもよく、及び／又は、いくつかのステップが図４Ａに示される特定の例示的な手順とは異なる順序で実行されてもよい。単相転写（ＳＬＴ）及び二層転写（ＤＬＴ）作製技法に関わるステップはそれぞれ、図１５及び図１６に関して論じられる。
【0041】
いくつかの実施形態では、方法４００はステップ４０２を含み得る。ステップ４０２において、方法４００は能動デバイス層（例えば、図２Ａの能動デバイス層２１２）を形成し得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層を形成することは、限定はされないが、バルクシリコン、ドープされたシリコン、ＧａＮ、ＧａＡｓ、又はＳＯＩなどの、半導体基板又はウェハ上に１又は２以上のスイッチング素子（例えば、図２Ａのスイッチング素子２１７）を作製することを含み得る。スイッチング素子は、スイッチキャパシタネットワークの中のキャパシタの電気的構成を切り替えることが可能な、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、ダイオード、又は回路の中の電子デバイスの組合せを含み得る。能動デバイス層のスイッチング素子などの能動デバイスは、ＣＭＯＳ適合半導体加工技法、ＭＥＭＳ技法、相変化材料（ＰＣＭ, phase change material）、又はこれらの組合せを使用して形成され得る。ステップ４０２において形成される例示的な能動デバイス層が、図４Ｂに示される。
【0042】
いくつかの実施形態では、方法４００はステップ４０４を含み得る。ステップ４０４において、方法４００は、接合構造を形成するために受動デバイス層（例えば、図２Ａの受動デバイス層２２２）を能動デバイス層に接合するステップを含み得る。受動デバイス層は、例えば、ガラス基板（例えば、図３Ａの基板３１０）において作製される１又は２以上のキャパシタアレイ（例えば、図３Ａのキャパシタアレイ３５０）を含み得る。受動デバイス層は、直接接合、アノード接合、接着剤接合、熱圧着接合、反応接合、ハイブリッド接合、酸化物－酸化物接合（例えば、ファンデルワールス）、金属－金属（例えば、Ｃｕ－Ｃｕ拡散接合）、又は他の適切な接合技法を使用して、インターフェース層とともに、又はインターフェース層なしで、能動デバイス層の表面（例えば、上面）に接合され得る。接合の直前の能動デバイス層及び受動デバイス層の向きの概略図が、図４Ｃに示される。
【0043】
いくつかの実施形態では、方法４００はステップ４０６を含み得る。ステップ４０６において、方法４００は能動デバイス層基板（例えば、半導体基板）の一部分をエッチングするステップを含み得る。いくつかの実施形態では、半導体基板のバルクは、能動デバイス層及び受動デバイス層が接合された後にエッチング又は除去され得る。基板のエッチングは、限定はされないが、ウェットエッチング、ドライエッチング、化学機械研磨、研削、又はこれらの組合せを含む、基板除去プロセスによって実行され得る。いくつかの実施形態では、半導体基板はＳＯＩ基板を含み得る。ＳＯＩ基板をエッチングすることは、中間絶縁層により、自己制御性のウェットエッチングプロセスであり得る。ウェットエッチングの秘訣には、ある材料を他の材料よりも優先的にエッチングし得るような高いエッチング選択性をもつエッチャントがあり得る。例えば、硝酸とフッ化アンモニウムの混合物は１０ｎｍ／秒でシリコンをエッチングできるが、二酸化シリコンをエッチングできたとしても無視できるような速さでしかエッチングできない。図４Ｄは、半導体基板の全体がエッチングされるような例示的な接合構造の概略図を示す。いくつかの実施形態では、半導体基板の一部分のみが適宜エッチングされ得る。
【0044】
いくつかの実施形態では、方法４００はステップ４０８を含み得る。ステップ４０８において、方法４００は、接合構造（例えば、図４Ｄに示され後で論じられる接合構造）をパッシベートし、及び／又は電気的コンタクトを形成するステップを含み得る。接合構造をパッシベートすることは、湿度、粒子、化学物質、及びデバイスの動作と効率に悪影響を及ぼし得る他の要因などの外部要因から能動デバイスを保護するために、エッチングされた能動デバイス層の露出された表面を絶縁バリア材料で被覆することを含み得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層の中の能動デバイスへの電気的接続を可能にするために、パッシベーション層においてスルービアが形成され得る。スルービアは標準的なエッチングプロセスによって形成され得る。
【0045】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、方法４００のステップ４０２～４０８にわたる例示的なパワーコンバータの断面図を示す、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、及び図４Ｅが参照される。本明細書で示されるステップの順序は例示的であり限定するものではなく、用途及び所望のデバイスに基づいてステップが追加されてもよく又は削除されてもよいことが理解されるべきである。図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、及び図４Ｅ全体で共通の参照番号が使用されているので、各々あらゆる図について論じるときに、いくつかの参照番号は言及されないことがある。
【0046】
図４Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、かつ前で説明されたような、方法４００のステップ４０２において形成される例示的な能動デバイス層を示す。能動デバイス層は、シリコンハンドラ（又はベースシリコン）４１０、埋め込み酸化膜層４２０、及びデバイス層４３０又は前工程（ＦＥＯＬ）層を含み得る、ＳＯＩ基板又はウェハ、並びに、ビアを通じて能動デバイス（例えば、図２Ａのスイッチング素子２１７）に電気的に接続されるコンタクトパッド４４０を含む相互接続層４５０又は後工程（ＢＥＯＬ）層を含み得る。図４Ｂに示される実施形態では、電界効果トランジスタのソース、ドレイン、及びゲート電極は、コンタクト（実線の暗い棒として表されている）を通じてコンタクトパッド４４０に接続される。ソース、ドレイン、及び／又はゲート電極をコンタクトパッド４４０に接続する電気的コンタクトは、例えば、タングステン（Ｗ）、又は任意の他の適切な金属で形成され得る。
【0047】
図４Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による、接合の直前の例示的な能動デバイス層及び受動デバイス層の向きの概略図を示す。受動デバイス層４６０は、キャパシタアレイ（例えば、図２Ａのキャパシタアレイ２５０及び２６０）を含み得る。受動デバイス層４６０は、接合構造を形成するために相互接続層４５０の表面に接合され得る。記号４９８は、図４Ｂに示される能動デバイス層の平面内での１８０°の時計回りの回転を示す。いくつかの実施形態では、受動デバイス層４６０は、ガラス基板、感光性ガラス、水晶基板、又はセラミックを含み得る。いくつかの実施形態では、ガラス基板を使用することで、キャパシタの等価直列抵抗（ＥＳＲ）を下げることができる。本開示の文脈では、ＥＳＲは、キャパシタの内部損失抵抗を指し、キャパシタを加熱させることがあり、放散される熱という形でエネルギー損失及び効率に関連する損失をもたらす。
【0048】
図４Ｄは、本開示のいくつかの実施形態による、半導体基板の一部分がエッチングされた例示的な接合構造の概略図を示す。前に論じられたように、シリコンハンドラ４１０がエッチング又は除去されてもよく、埋め込み酸化膜層４２０を露出させる。エッチング又は除去は、ウェットエッチング、ドライエッチング、化学機械研磨、研削、若しくはこれらの組合せの１又は２以上を使用して実行され得る。記号４９９は、シリコンハンドラ４１０の除去後の、図４Ｃに示される接合構造の平面内の１８０°の時計回りの回転を示す。これは、さらなる加工のために反対の表面を露出するのを容易にし得る。
【0049】
図４Ｅは、本開示のいくつかの実施形態による、パッシベーション層４７０及びその中に形成されるスルービアを含む、例示的なパワーコンバータデバイスを示す。パッシベーション層４７０は、図４Ｂの能動デバイス層の埋め込み酸化膜層４２０の露出された表面に堆積され得る。いくつかの実施形態では、ＦＥＴトランジスタのソースへの電圧が印加又は調整され得るように、相互接続層４５０のコンタクトパッド４８０とコンタクトパッド４４０との電気的接続を可能にする、スルービア４４５が形成され得る。いくつかの実施形態では、スルービア４４５は、銅又は他の導電材料などの金属を用いてメタライズされ得る。パッシベーション層４７０は、外部要因からデバイスを電気的に絶縁するように構成される誘電材料又は絶縁材料を含み得る。
【0050】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの構造を示す、図４Ｆが参照される。図４Ｅと比較して、コンタクト４９２を通じて１又は２以上のキャパシタアレイへの電気的接続が行われ得るように、受動デバイス層４６０の上に再配線層４９０が形成され得る。再配線層４９０は、ダイの中の所望の位置への接続の経路を変更するように構成され得る。いくつかの実施形態では、電気的接続が所望の位置へと再配線され、再配置され、又は経路変更され得るように、誘電膜が堆積されてもよく、コンタクト４９２を形成するためにビアがエッチングされてもよい。代替として、電気的絶縁のための誘電膜は、コンタクト４９２などの金属コンタクトが所望の位置において形成された後で堆積され得る。
【0051】
図４Ｇは、本開示のいくつかの実施形態による、図４Ａに示される方法を使用して作製される例示的なパワーコンバータの断面図を示す。いくつかの実施形態では、１つ又は両方の再配線層４７０及び４９０を通じて、能動デバイス層４２０及び受動デバイス層４６０への電気的接続が行われ得る。再配線層４７０は能動デバイス層４２０の底に形成されてもよく、再配線層４９０は受動デバイス層４６０の上に形成されてもよい。１又は２以上の再配線層が適宜形成されてもよいことが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、再配線層４９０は、例えば、外部回路への相互接続を通じた受動デバイス層又は能動デバイス層の電気的な接続を容易にするために形成される、はんだバンプ４９４を備え得る。
【0052】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、積層構造を有する例示的なパワーコンバータを作製するための方法５００のフローチャートである、図５Ａが参照される。図５Ａに示される方法５００の前、間、及び／又は後に追加の動作が実行されてもよく、いくつかの他の処理だけが本明細書で簡潔に説明されることがあることが理解される。
【0053】
いくつかの実施形態では、方法５００はステップ５０２を含み得る。ステップ５０２において、方法５００は、少なくとも２つの能動デバイス層（例えば、図２Ａの能動デバイス層２１２）及び受動デバイス層（例えば、図２Ａの受動デバイス層２２２）を形成するステップを含み得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層を形成するステップは、限定はされないが、バルクシリコン、ドープされたシリコン、ＧａＮ、ＧａＡｓ、又はＳＯＩなどの半導体基板に１又は２以上のスイッチング素子（例えば、図２Ａのスイッチング素子２１７）を作製するステップを含み得る。スイッチング素子は、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、ダイオード、相変化材料（ＰＣＭ）、又は、スイッチキャパシタネットワークの中のキャパシタの電気的構成を切り替えることが可能な回路中の電子デバイスの組合せを含み得る。能動デバイス層のスイッチング素子などの能動デバイスは、ＣＭＯＳ適合半導体加工技法、ＭＥＭＳ技法、又はこれらの組合せを使用して形成され得る。ステップ５０２において形成される例示的な能動デバイス層が図５Ｂに示される。いくつかの実施形態では、能動デバイス層を形成するステップは、ガラス基板（例えば、図３Ａの基板３１０）において１又は２以上のキャパシタアレイ（例えば、図３Ａのキャパシタアレイ３５０）を形成するステップを含み得る。キャパシタアレイを形成するステップは、カソード導電性構造（例えば、図３Ａのカソード導電性構造３１５）を形成するステップと、互いにかみ合った構成でアノード導電性構造（例えば、図３Ａのアノード導電性構造３３０）を形成するステップと、アノード導電性構造とカソード導電性構造を物理的に分離する誘電層（例えば、図３Ａの誘電層３２０）を堆積するステップとを含み得る。キャパシタアレイを形成するプロセスは、図３Ａ及び図３Ｂを参照して詳しく前に説明された。ステップ５０２において形成される例示的な受動デバイス層が図５Ｃに示される。
【0054】
いくつかの実施形態では、方法５００はステップ５０４を含み得る。ステップ５０４において、方法５００は、第１の接合構造を形成するために受動デバイス層を第１の能動デバイス層に接合するステップを含み得る。受動デバイス層は、直接接合、アノード接合、接着剤接合、熱圧着接合、反応接合、又は他の適切な接合技法を使用して、インターフェース層とともに、又はインターフェース層なしで、第１の能動デバイス層の表面（例えば、上面）に接合され得る。受動デバイス層及び第１の能動デバイス層は、受動デバイス層の中のスルービアの少なくとも一部分が第１の能動デバイス層の中のビアと揃うように接合され得る。いくつかの実施形態では、第１の能動デバイス層は、１又は２以上のビアを通じて能動デバイス層の能動デバイスを受動デバイス層と電気的に接続する相互接続層（例えば、図４Ｂの相互接続層４５０）を含み得る。図５Ｄは、ステップ５０４において形成される第１の接合構造の概略図を示す。
【0055】
いくつかの実施形態では、方法５００はステップ５０６を含み得る。ステップ５０６において、方法５００は、第２の接合構造を形成するために第２の能動デバイス層を第１の接合構造に接合するステップを含み得る。第２の能動デバイス層は、第１の能動デバイス層と実質的に同様であってもよく、実質的に同様の機能を実行してもよい。第２の能動デバイス層は、１又は２以上のキャパシタの電気的構成を切り替えるように構成される１又は２以上のスイッチング素子を含み得る。例えば、Ｄｉｃｋｓｏｎタイプのパワーコンバータでは、スイッチＳ１～Ｓ３（「積層スイッチ」と称されることがある）が第１の能動デバイス層において形成されてもよく、スイッチＳ４～Ｓ７（「相スイッチ」と称されることがある）が第２の能動デバイス層において形成されてもよい。他の構成も可能であり得ることが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、第１の能動デバイス層及び第２の能動デバイス層は、異なる位置に、しかし受動デバイス層の同じ表面に形成され得る。図５Ｆに示されるもの（後で論じられる）などの代替の実施形態では、第１の能動デバイス層及び第２の能動デバイス層は、受動デバイス層の反対の表面に形成され得る。
【0056】
いくつかの実施形態では、方法５００はステップ５０８を含み得る。ステップ５０８において、方法５００は、第２の接合構造（例えば、図５Ｆに示される接合構造（後述する））をパッシベートしてもよく、及び／又は電気的コンタクトを形成してもよい。接合構造をパッシベートすることは、湿度、粒子、化学物質、及びデバイスの動作と効率に悪影響を及ぼし得る他の要因などの外部要因から能動デバイスを保護するために、エッチングされた能動デバイス層の露出された表面を絶縁バリア材料で被覆することを含み得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層の中の能動デバイスへの電気的接続を可能にするために、パッシベーション層においてスルービアが形成され得る。スルービアは標準的なエッチングプロセスによって形成され得る。
【0057】
図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれ、本開示のいくつかの実施形態による、方法５００のステップ５０２において形成される、例示的な能動デバイス層及び受動デバイス層を示す。能動デバイス層５２０は、方法４００のステップ４０２において形成され図４Ｂに示される能動デバイス層と実質的に同様であってもよい。図５Ｂに示される実施形態では、能動デバイス層５２０は、スイッチング素子（例えば、図２Ａのスイッチング素子２１７）のコンタクトパッドとの電気的コンタクトを形成するように構成される１又は２以上のビア５２２を含む相互接続層５２６と、シリコンウェハ５２４及び埋め込み酸化膜（ＢＯＸ）層５２８を含むＳＯＩ基板とを含み得る。図５ＢはＳＯＩ基板を含む能動デバイス層５２０を示すが、シリコンなどの他の半導体基板、又は、ＧａＡｓ、ＧａＮ、若しくはＳｉＧｅ基板などの化合物半導体基板が、用途及び望まれる製品に基づいて使用されてもよいことが、理解されるべきである。
【0058】
受動デバイス層５３０は、図２Ａに示される受動デバイス層２２２（図４Ｃでは受動デバイス層４６０としても示される）と実質的に同様であってもよい。受動デバイス層５３０は、ビア５３２が高さ方向に延在しており基板５３４の厚みにわたるように、基板５３４を貫通してエッチングされたスルービア５３２を含み得る。受動デバイス層５３０はさらに、図２Ａのキャパシタアレイ２５０及び２６０と実質的に同様である、キャパシタアレイ５３６及び５３８などの受動デバイスを含み得る。
【0059】
図５Ｄは、本開示のいくつかの実施形態による、方法５００のステップ５０４において形成される例示的な第１の接合構造５４０を示す。受動デバイス層５３０は、受動デバイス層５３０のスルービア５３２の少なくとも一部分が、能動デバイス層５２０と受動デバイス層５３０との間の電気的な連続性を形成するために能動デバイス層５２０の相互接続層５２６において形成されるビア５２２と揃うように、能動デバイス層５２０に接合され得る。いくつかの実施形態では、ビア５２２とスルービア５３２が揃っていることにより、相互接続層５２６の絶縁領域の１又は２以上が、受動デバイス層５３０の絶縁領域と揃い得る。受動デバイス層５３０は、前に説明されたように、直接接合、アノード接合、接着剤接合、熱圧着接合、反応接合、又は他の適切な接合技法を使用して、インターフェース層とともに、又はインターフェース層なしで、能動デバイス層５２０の表面（例えば、上面）又は相互接続層５２６の表面に接合され得る。
【0060】
図５Ｅは、本開示のいくつかの実施形態による、方法５００のステップ５０２において形成される例示的な能動デバイス層５５０を示す。能動デバイス層５５０は、図５Ｂの能動デバイス層５２０と実質的に同様であってもよく、実質的に同様の機能を実行してもよい。
【0061】
図５Ｆは、本開示のいくつかの実施形態による、方法５００のステップ５０６において形成される例示的な第２の接合構造５６０を示す。図５Ｆに示される実施形態では、第２の能動デバイス層５５０又は相互接続層５５６は、第１の能動デバイス層５２０が接合される表面とは反対の受動デバイス層５３０の表面に接合され得るので、ビア５５２の少なくとも一部分が受動デバイス層のスルービア５３２と揃う。言い換えると、第２の能動デバイス層５５０は、第１の能動デバイス層５２０と、受動デバイス層５３０と、第２の能動デバイス層５５０との間の電気的な連続性を形成するために、ビア５２２と５５２の少なくとも一部分がスルービア５３２と揃うように、第１の接合構造５４０に接合され得る。
【0062】
図５Ｆに示される実施形態では、第１の能動デバイス層５２０及び第２の能動デバイス層５５０の基板は、基板のバルクを除去するために部分的にエッチングされ得る。パッシベーション層５７０及び５８０が、それぞれ第１の能動デバイス層５２０及び第２の能動デバイス層５５０に接して形成され得る。スイッチング素子への電圧が印加又は調整され得るように、パッシベーション層５７０及び５８０は、それぞれ、コンタクトパッド５７２と５８２との間の電気的な接続を可能にするビアを形成するための開口を含み得る。例えば、ドレイン電圧（Ｖｄ）が外部から調整され得るように、電気的コンタクト５６２及び５６４は、それぞれ、相互接続層を通じて、ドレイン電極とコンタクトパッド５７２及び５８２との間の電気的接続を可能にし得る。電気的コンタクト５６２及び５６４は、限定はされないが、銅などの低抵抗の金属で形成され得る。いくつかの実施形態では、第２の接合構造５６０は、スイッチトキャパシタパワーコンバータとして構成され得る。
【0063】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、能動デバイス層のための例示的な基板を示す、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃが参照される。図６Ａ～図６Ｃに示される断面は例示的なものであり、層の配置、それらの相対的な厚み及び組成を限定するものではなく、適宜他の基板構成も使用され得ることが理解されるべきである。
【0064】
図６Ａは、支持基板６１０、エッチストップ層６２０、デバイス層６３０、及び相互接続層６４０を含む、例示的な積層基板６０２の概略図を示す。支持基板６１０は、シリコンなどの半導体基板、又はＧａＡｓ、ＧａＮなどの化合物半導体基板、又は半導体加工技法に適合し所望の電気的特性を有する他の適切な材料を含み得る。エッチストップ層６２０は、基板材料に似た材料のエピタキシャル成長層、又は異なる半導体材料のエピタキシャルバッファ層、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）層、又はエッチストップ層６２０のエッチング特性が支持基板６１０のエッチング特性と大きく異なるような他の適切な材料を含み得る。いくつかの実施形態では、エッチストップ層６２０のためのエピタキシャル成長膜又は層は、ホモエピタキシャル若しくはヘテロエピタキシャルであってもよく、又は支持基板６１０と似た若しくは似ていない結晶構造を有してもよい。
【0065】
いくつかの実施形態では、積層構造６０２は、エッチストップ層６２０に接して形成されるデバイス層６３０も含み得る。デバイス層６３０は、例えば、シリコン層、ドープされたシリコン、ＧａＡｓ若しくはＧａＮなどの化合物半導体、又はドープされた化合物半導体を含み得る。デバイス層６３０はさらに、トランジスタ、ダイオード、又はその中に形成される他のスイッチング素子などの、能動デバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、積層基板６０２は、シリコンハンドラ（例えば、図４Ｂのシリコンハンドラ４１０）又は支持基板６１０、埋め込み酸化膜（ＢＯＸ）層（例えば、図４Ｂの埋め込み酸化膜層４２０）又はエッチストップ層６２０、及びデバイス層６３０を備える、ＳＯＩウェハを含み得る。いくつかの実施形態では、ＢＯＸ層はエッチストップ層の機能を提供し得る。図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示される実施形態では、基板６０２、６０４、及び６０６の各々は、受動デバイス及び能動デバイスを電気的に接続するように、又は、１若しくは２以上のビア（図示せず）を通じて１若しくは２以上の能動デバイスを互いに電気的に接続するように構成される、相互接続層６４０を含み得る。
【0066】
図６Ｂは、バルクシリコン基板６１０及び相互接続層６４０を含む例示的な積層基板６０４の概略図を示す。積層基板６０４のバルクシリコン基板６１０は、例えば、ドーパントをバルクシリコン基板６１０に注入して能動領域を形成することによって、勾配ドープ（gradient doped）層を含み得る。図６Ｃは、バルクシリコン基板６１０、デバイス層６３０、中間分割層６５０、及び相互接続層６４０を含む、例示的な積層基板６０６の概略図を示す。中間分割層６５０及びエッチストップ層６２０は、すなわち、ドライエッチング又はウェットエッチングによるバルクシリコン基板６１０の除去の間にエッチャントにエッチング選択性を提供するために、実質的に同様の機能を実行し得る。中間分割層６５０は、多孔性Ｓｉ層、注入された水素、注入された酸素、又は注入されたアルゴンを含み得る。
【0067】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、受動デバイス層のための例示的な基板を示す、図７Ａ及び図７Ｂが参照される。図７Ａに示される実施形態では、基板７１０は、基板７１０の厚みを貫通して垂直に延在するスルービア７１２を含み得る。スルービア７１２は、導電材料で充填されると、別の層の中の、又は同じ層内の、１若しくは２以上のデバイスを電気的に接続し得る。基板７１０がガラス基板であり得る実施形態では、スルービア７１２はスルーガラスビア７１２と称される。図７Ｂに示される代替の実施形態では、基板７２０は、受動デバイスと能動デバイスとの間の、又は基板７２０に形成される受動デバイス間の、電気的接続を提供するように構成されるコンタクトパッド７２２を含み得る。
【0068】
要因の中でもとりわけ、所望の用途、加工の制約、電力変換要件に基づいて、能動デバイス基板（例えば、積層基板６０２、６０４、若しくは６０６、又は図４Ｂ～図４Ｅ及び図５Ｂ～図５Ｆに示されるＳＯＩ基板）及び受動デバイス基板（例えば、図７Ａ及び図７Ｂの基板７１０又は７２０）の任意の置換と組合せが、スイッチトキャパシタパワーコンバータを形成するために使用され得ることが理解されるべきである。
【0069】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な接合構造８１０、８２０、及び８３０を示す、図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃが参照される。接合構造８１０、８２０、及び８３０は、能動デバイス層に接合された受動デバイス層を、それらの間に相互接続層を伴うか伴わないかのいずれかで含み得る。
【0070】
いくつかのシナリオでは、要因の中でもとりわけ、寄生抵抗損失の最小化、熱管理のために、全体の積層の厚みを減らすために、能動デバイス層のバルク基板の少なくとも一部分を除去又はエッチングするのが望ましいことがある。エッチングの特性及び秘訣は、限定はされないが、とりわけ、基板のタイプ、基板の厚み、エッチャント、エッチングパラメータ、所望のエッチングプロファイルを含む要因に基づいて変化し得る。
【0071】
図８Ａに示される実施形態では、接合構造８１０は、エッチストップ層８０４（例えば、ＳＯＩウェハの場合は埋め込み酸化膜層）、相互接続層８０６、及び受動デバイス層に形成されるスルービア８０８を含む、能動デバイス基板８０２を含み得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス基板８０２のかなりの部分が、粗研、等方性ウェットエッチング、スパッタリング、化学機械研磨（ＣＭＰ, chemical mechanical polishing）、又は他の適切なプロセスなどの、大規模な物質除去プロセスを使用して除去され得る。エッチストップ層８０４は、背後にあるデバイスへの物理的及び電気的な損傷が最小限になるように、大規模な物質除去プロセスによってエッチング障壁又は材料のエッチングレートの低減をもたらし得る。
【0072】
図８Ｂに示される実施形態では、接合構造８２０は、能動デバイス基板８１２、相互接続層８１６、及び受動デバイス層に形成されるスルービア８１８を含み得る。背後にあるデバイスへの物理的及び電気的な損傷を最小にするために、能動デバイス基板８１２のかなりの部分が、粗研、等方性ウェットエッチング、スパッタリング、化学機械研磨（ＣＭＰ）、又は他の適切なプロセスなどの大規模な物質除去プロセス、続いて、低エッチングレートの制御されたウェットエッチングなどのスローエッチングプロセス、又はガスクラスタイオンビーム（ＧＣｉＢ）を使用して除去され得る。
【0073】
図８Ｃに示される実施形態では、接合構造８３０は、中間分割層８３２、相互接続層８２６、及び受動デバイス層に形成されるスルービア８２８を含む、能動デバイス基板８２２を含み得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス基板８０２のかなりの部分が、粗研、等方性ウェットエッチング、スパッタリング、化学機械研磨（ＣＭＰ）、又は他の適切なプロセスなどの、大規模な物質除去プロセスを使用して除去され得る。中間分割層８３２は、能動デバイス基板８２２のエッチング障壁又はエッチングレートの低減をもたらし得る。
【0074】
示されていないが、場合によっては受動デバイス層及び能動デバイス層の他の構成が使用され得ることが理解されるべきである。例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示される受動デバイス層のための基板７１０及び７２０は、図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに関して説明される能動デバイス基板の１つと接合され得る。さらに、１又は２以上の受動デバイス層及び１又は２以上の能動デバイス層の積層構成を含むパワーコンバータは、例えば図７Ａ又は図７Ｂによる、各受動デバイス層のための異なる構成、及び、例えば図４Ｂ～図４Ｅ、又は図５Ｂ～図５Ｆ、又は図６Ａ～図６Ｃ、又は図８Ａ～図８Ｃによる、異なる能動デバイス層構成を使用し得る。
【0075】
スイッチトキャパシタパワーコンバータは、異なる基板、材料、秘訣、構成、及びプロセスを使用する、一般に知られているＭＥＭＳ、相変化材料（ＰＣＭ）又はＣＭＯＳ半導体処理技法を使用して作製され得る。例えば、方法４００において説明されたように、パワーコンバータは、受動デバイス層を能動デバイス層と接合するために単層転写プロセスを使用して作製されてもよく、方法５００において説明されたように、パワーコンバータは、２つの単層転写プロセスを使用して作製されてもよい。スイッチトキャパシタパワーコンバータを作製する方法４００及び５００は、受動デバイス層と接合する前に能動デバイス層に１又は２以上のビアを形成するステップを含み得る。代替として、能動デバイス層の中のビアは、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図２０に関して論じられたように、接合の後に形成され得る。
【0076】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの形成を示す、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃが参照される。接合プロセスは、低温酸化物－酸化物接合プロセス、及び／又は酸化物－半導体接合プロセスを含み得る。明確に示されていないが、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示される構造は、ＳＯＩ又はバルクシリコン基板を含み得ることが理解されるべきである。
【0077】
図９Ａは、受動デバイス層９１０の同じ側に配設される、受動デバイス層９１０の基板を貫通して高さ方向に延在するスルービア９１２を有する受動デバイス層９１０、能動デバイス層９２０及び９３０、並びに、それぞれ能動デバイス層９２０及び９３０に形成されるトレンチ９２２及び９３２を含む、例示的な接合構造９００Ａの概略図を示す。図９Ａに示される実施形態では、第１の接合構造を形成するために、能動デバイス層９２０が、低温酸化物－酸化物接合プロセスを使用して受動デバイス層９１０に接合され得る。能動デバイス層９２０のハンドラ又はバルク基板（図示せず）の一部分が、接合の後で、ウェットエッチング、ドライエッチング、若しくはガスクラスタイオンビームの１若しくは２以上、又は、半導体材料にパターンをエッチングするのに適した他の技法を使用して、エッチング又は除去され得る。トレンチ９２２は、能動デバイス層９２０の１又は２以上の層に形成され得る。いくつかの実施形態では、トレンチ９２２は、シャロートレンチアイソレーション構造を含んでもよく、限定はされないが、二酸化ケイ素などの絶縁材料で充填されてもよい。
【0078】
図９Ａに示される実施形態では、能動デバイス層９３０は、能動デバイス層９２０及び９３０は受動デバイス層９１０の同じ側にあるように能動デバイス層９２０に接合され得る。能動デバイス層９３０は、例えば、低温酸化物－酸化物接合プロセスを使用して、能動デバイス層９２０に接合され得る。能動デバイス層９３０はデバイス層９３４及び相互接続層９３６を含んでもよく、能動デバイス層９２０はデバイス層９２４及び相互接続層９２６を含んでもよい。能動デバイス層９２０及び９３０は、能動デバイス層９２０のデバイス層９２４がハイブリッド接合を通じて能動デバイス層９３０の相互接続層９３６に接合されるように、互いに接合され得る。トレンチ９３２は、１又は２以上のデバイス層を貫通して形成され得る。いくつかの実施形態では、トレンチ９３２は、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造を含んでもよく、限定はされないが、二酸化ケイ素などの絶縁材料で充填されてもよい。トレンチ９３２及び９２２は、それぞれ、デバイス層９３４及び９２４の中にそれらを貫通して形成され得るので、トレンチ９３２及び９２２の少なくとも一部分が互いに整列し得る。
【0079】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、接合構造９００Ｂの概略図を示す、図９Ｂが参照される。能動デバイス層９２０及び９３０の各々の領域をエッチングすることによって、スルービア９４２が形成され得る。スルービア９４２の構築を見込んで二酸化ケイ素で充填されたトレンチ９２２及び９３２は、能動デバイス層９２０及び９３０のエッチングとともにエッチングされ得る。さらに、スルービア９４２は、ビア９１２の少なくとも一部分と揃い得る。形成されると、スルービア９４２は、例えば、電気めっき若しくは無電解めっき、物理気相堆積、化学気相堆積、熱気相堆積、電子ビーム気相堆積、又は他の適切な金属堆積プロセスによってメタライズされ得る。メタライズされたスルービア９４２及びビア９１２は、受動デバイス層９１０に形成されるキャパシタアレイのカソード材料への電気的接続を提供し得る。図９Ｃの接合構造９００Ｃに示されるように、それぞれ、能動デバイス層９２０及び９３０の能動デバイスへの電気的接続が形成され得るように、ビア９５２及び９６２がさらに形成され得る。いくつかの実施形態では、受動デバイス層の同じ側に能動デバイス層を伴う接合構造を形成するのが望ましいことがあり、それは少なくとも、デバイスへの物理的又は電気的な損傷の危険を伴うことなく一方の側で接合構造が安全に取り扱われ得るからである。
【0080】
発明者らは、受動デバイス層にスルービアを形成するのが困難であることがあること、かつ場合によっては望ましくないことがあることを認識している。これは、高いアスペクト比のビアを形成することが、受動デバイス層の基板の構造的完全性に悪影響を及ぼすことがあるから、又は時間がかかることがあるから、又はこれらの両方である。この問題を軽減するためのいくつかの方法の１つは、キャパシタアレイのカソード接続と能動デバイス層との間で、又はキャパシタアレイのアノード接続と能動デバイス層との間で電気的接続を提供するために、コンタクトパッド（例えば、図７Ｂのコンタクトパッド７２２）を形成することを含み得る。
【0081】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの形成を示す、図１０Ａ及び図１０Ｂが参照される。接合プロセスは、低温酸化物－酸化物接合プロセス又は酸化物－半導体接合プロセスを含み得る。明確に示されていないが、図１０Ａ及び図１０Ｂに示される構造は、ＳＯＩ又はバルクシリコン基板を含み得ることが理解されるべきである。
【0082】
図１０Ａは、コンタクトパッド１０２２を有する受動デバイス層１０１０、及び能動デバイス層１０２０を含む、例示的な接合構造１０００Ａの概略図を示す。能動デバイス層１０２０のすべての層を貫通し、かつ受動デバイス層１０１０の基板へと部分的に延在するビア１０２４が、能動デバイス層１０２０に形成され得る。例えば、ビア１０２４はエッチングによって形成され得る。形成されると、ビア１０２４は、例えば、電気めっき若しくは無電解めっき、物理気相堆積、化学気相堆積、熱気相堆積、電子ビーム気相堆積、又は他の適切な金属堆積プロセスによってメタライズされ得る。堆積される金属は、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、銀、又は他の導電性の高い金属を含み得る。
【0083】
図１０Ｂは、メタライズされたビア１０３４を含む例示的な接合構造１０００Ｂの概略図を示す。いくつかの実施形態では、２又は３以上の能動デバイス層は、受動デバイス層１０１０の同じ側に積層され得る。例えば、第２の能動デバイス層（図示せず）は、酸化物－酸化物低温接合プロセス又は酸化物－半導体低温接合プロセスを使用して、接合構造１０００Ｂに接合され得る。他の適切な接合プロセスも使用され得ることが理解されるべきである。例えば、第２の能動デバイス層の中のビアの少なくとも一部分がメタライズされたビア１０３４と揃うように、パターニングされたエッチングによって、接合構造１０００Ｂとの接合の後で、第２のデバイス層にビアが形成され得る。いくつかの実施形態では、あらかじめ形成されるビアを有する第２のデバイス層は、第２の能動デバイス層の中のビアの少なくとも一部分がメタライズされたビア１０３４と揃うように、接合構造１０００Ｂに接合され得る。第２の能動デバイス層の中のビアは、受動デバイス層１０１０と能動デバイス層との間の電気的な連続性を可能にするためにメタライズされ得る。
【0084】
いくつかの実施形態では、第２の能動デバイス層は、ビア１０２４を介することを含めて、接合構造１０００Ａに接合され得る。例えば、第２の能動デバイス層の中のビアの少なくとも一部分がビア１０２４と揃うように、パターニングされたエッチングによって、接合構造１０００Ａと接合した後、第２のデバイス層にビアが形成され得る。いくつかの実施形態では、あらかじめ形成されるビアを有する第２のデバイス層は、第２の能動デバイス層の中のビアの少なくとも一部分がビア１０２４と揃うように、接合構造１０００Ａに接合され得る。いくつかの実施形態では、ビア１０２４及び第２の能動デバイス層の中のビアは、同時にメタライズされ得る。
【0085】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なパワーコンバータの形成を示す、図１１Ａ及び図１１Ｂが参照される。接合プロセスは、低温酸化物－酸化物接合プロセス又は酸化物－半導体接合プロセスを含み得る。明確に示されていないが、図１１Ａ及び図１１Ｂに示される構造はＳＯＩ又はバルクシリコン基板を含み得ることが理解されるべきである。
【0086】
図１１Ａは、受動デバイス層１１１０、能動デバイス層１１２０及び１１３０、並びに受動デバイス層１１１０の基板を貫通して高さ方向に延在するスルービア１１１２を含む、例示的な接合構造１１００Ａの概略図を示す。能動デバイス層１１２０及び１１３０は、受動デバイス層１１１０が能動デバイス層１１２０と１１３０との間に配設されるように、受動デバイス層１１１０の反対の表面に接合され得る。接合の後、能動デバイス層１１２０及び１１３０の各々の基板の一部分が、２又は３以上のプロセスの組合せを含めて、粗研、ウェットエッチング、ドライエッチング、スパッタリング、化学機械研磨（ＣＭＰ）、ガスクラスタイオンビーム（ＧＣｉＢ）、又は他の適切なプロセスを使用して、エッチング又は除去され得る。
【0087】
図１１Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、ビア１１１２、１１２２、及び１１３２を含む例示的な接合構造１１００Ｂの概略図を示す。接合の後、ビア１１２２及び１１３２はそれぞれ、能動デバイス層１１２０及び１１３０に形成され得る。いくつかの実施形態では、能動デバイス層１１２０及び１１３０並びに受動デバイス層１１１０が電気的に接続されるように、ビア１１２２は、受動デバイス層１１１０に形成されるスルービア１１１２の一端の一部分と少なくとも揃っていてもよく、ビア１１３２は、スルービア１１１２の他端の一部分と少なくとも揃っていてもよい。
【0088】
いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータは、多相ネットワークを含み得る。図１２Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な二相スイッチトキャパシタパワーコンバータ１２００の図を示す。二相スイッチキャパシタパワーコンバータ１２００は、例えば、スイッチＳ１Ａ～Ｓ３Ａ、Ｓ１Ｂ～Ｓ３Ｂ、及びＳ４～Ｓ７、キャパシタＣ１Ａ、Ｃ２Ａ、Ｃ１Ｂ、及びＣ２Ｂ、入力電圧源Ｖ１及び出力電圧負荷Ｖ２、並びにスイッチを制御する（例えば、オン又はオフなど）ように構成される制御／ドライバ回路（図示せず）を含み得る。
【0089】
図１２Ｂ、図１２Ｃ、及び図１２Ｄは、それぞれ、二相スイッチトキャパシタパワーコンバータ１２００におけるスイッチとキャパシタの相対的な空間配置の、垂直断面図１２１０、底面図１２２０、及び上面図１２３０を示す。キャパシタＣ１Ａ、Ｃ１Ｂ、Ｃ２Ａ、及びＣ２Ｂは、互いに同一平面に、スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ａ、及びＳ３Ｂと、スイッチＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７との間に配置され得る。動作において、スイッチＳ１Ｂ、Ｓ２Ａ、Ｓ３Ｂ、Ｓ５、及びＳ６は、第１の相においてキャパシタＣ１Ａ及びＣ２Ｂの構成を変えるように動作してもよく、スイッチＳ１Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ａ、Ｓ４、及びＳ７は、第２の相においてキャパシタＣ２Ａ及びＣ１Ｂの構成を変えるように動作してもよく、それにより、スイッチング遅延を最小にする。図１２Ｂに示される実施形態では、スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ａ、及びＳ３Ｂは第１の能動デバイス層（例えば、図５Ｆの能動デバイス層５２０）に形成されてもよく、スイッチＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７は第２の能動デバイス層（例えば、図５Ｆの能動デバイス層５５０）に形成されてもよく、キャパシタＣ１Ａ、Ｃ２Ａ、Ｃ１Ｂ、及びＣ２Ｂは受動デバイス層（例えば、図５Ｃの受動デバイス層５３０）に形成されてもよい。図１２Ｂに示されるように、断面積がそこから選択された領域（例えば、図１２Ｃ及び図１２Ｄの下半分）により、スイッチＳ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ｂ、Ｓ６、及びＳ７だけが図示されている。二相スイッチトキャパシタパワーコンバータ１２００の構造は、例えば方法５００を使用して実現され得る。二相スイッチトキャパシタパワーコンバータ１２００を作製する他の方法も利用され得ることが理解されるべきである。
【0090】
前に言及されたように、発明者らは、持ち運び可能電子通信デバイスのための電力変換要件を満たす際のいくつかの課題の１つに、全体の高い静電容量要件を満たすために使用されるデバイスの大きなサイズによるデバイス集積の問題及び低い構造密度があり得ることを認識している。高い電力密度、高い静電容量密度、及びデバイスレベルでの低いＥＳＲを提供することに加えて、ウェハレベルのパッケージングの改善が、より高水準の集積をさらに可能にし得る。したがって、ウェハレベルのパッケージングのためのシステム及び方法を提供するのが望ましいことがある。
【0091】
いくつかの実施形態では、より入力／出力接続の多いより小型のパッケージ、並びにより良い熱的性能及び電気的性能を提供するために、ファンアウトウェハレベルパッケージングが使用され得る。ファンアウトウェハレベルパッケージングは、パッケージングの前に製品チップを再編成されたウェハ又は基板に再配置することを含み得る。図１３は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なファンアウトパッケージング方法１３００のフローチャートを示す。
【0092】
いくつかの実施形態では、加工されたウェハはプロセスの最初にダイシングされ、キャリアウェハ又はパネルなどの標準化されたウェハへと再編成され得る。いくつかの実施形態では、キャリアウェハに接着箔が貼り合わされ得る。個片化されたダイは、例えば、ピックアンドプレースツールを使用して、表を下にしてキャリアウェハに置かれ得る。ダイの動作面が保護されている間にダイをモールド化合物で封止するために、コンプレッションモールディングプロセスが使用され得る。モールド化合物は硬化されてもよく、キャリアウェハ及び接着箔は剥離プロセスを使用して除去されてもよく、モールド化合物が露出したシリコンダイウェハを封止するような再編成されたウェハをもたらす。再編成されたウェハは次いで、誘電層の取り付け及びパターニング、再配線のための薄膜金属、並びにバンプはんだ付けのために、標準的なウェハレベルパッケージング技法を用いて加工され得る。ステップ１３０２～１３０８は一般に、デバイスの再編成のプロセスを説明する。
【0093】
いくつかの実施形態では、方法１３００はステップ１３０２を含み得る。ステップ１３０２において、方法１３００は、加工されたウェハ１３１０を個々のチップ１３２５へとダイシングするステップを含み得る。いくつかの実施形態では、チップ１３２５は、方法４００又は５００の１つを使用して作製される１又は２以上のスイッチトキャパシタパワーコンバータを含み得る。ウェハ１３１０は、レーザースクライブ又は他の適切な技法を使用して、ｘ－ｙ方向のスクライブ線に沿ってダイシングされ得る。
【0094】
いくつかの実施形態では、方法１３００はステップ１３０４を含み得る。ステップ１３０４において、方法１３００は、チップ１３２５を加工されたウェハ１３１０からキャリアウェハ１３２０に移すステップを含み得る。所望の数のチップが移され、キャリアウェハ１３２０に再配置され得ることが理解されるべきである。チップ１３２５を再配置することは、外部への、及びチップのコアから離れて、電気的接続のファンアウトを可能にするために、チップ１３２５を離隔することを含み得る。
【0095】
いくつかの実施形態では、方法１３００はステップ１３０６を含み得る。ステップ１３０６において、方法１３００は、例えば、再編成されたウェハ１３３０を形成するために、コンプレッションモールディングを使用してキャリアウェハ１３２０を再編成し得る。チップ１３２５は後で硬化され得るモールド化合物で封止されてもよく、キャリアウェハ１３２０及び接着箔は剥離プロセスを使用して除去されてもよく、再編成されたウェハ１３３０をもたらす。
【0096】
いくつかの実施形態では、方法１３００はステップ１３０８を含み得る。ステップ１３０８において、方法１３００は、誘電層のパターニングのための標準的なウェハレベルパッケージング技法を用いて再編成されたウェハを加工するステップを含み得る。例えば、ステップ１３０８は、再配線のための薄膜金属、及び入力／出力接続に接続する電気的コンタクトのためのバンプはんだ付けバンプを堆積するステップを含み得る。
【0097】
いくつかの実施形態では、本明細書で開示される積層構造は、ヒートシンク構造を含み得る。例えば、積層からの熱の移動を促進するために、受動デバイス層及び能動デバイス層の積層に二次ウェハが追加され得る。二次ウェハは、本明細書で開示される１又は２以上の層転写方法及び接合プロセスを使用して追加され得る。受動デバイス層は、普通は能動デバイス層より面積が大きい。いくつかの実施形態では、受動デバイス層の余剰の面積は、ヒートシンク構造を支持するために利用され得る。
【0098】
いくつかの実施形態では、受動デバイス層及び能動デバイス層を積層するために、マイクロ転写印刷法が使用され得る。例えば、マイクロ転写印刷における標的のウェハは受動デバイスを含むガラスウェハ／パネルであってもよく、ソースウェハは能動デバイスウェハ／パネルを含むＳＯＩウェハであってもよく、又はその逆であってもよい。
【0099】
ここで、それぞれ、図１３の再編成されたウェハ１３３０と実質的に同様の再編成されたウェハ１４１０及び（図１４Ａに示される）Ａ－Ａ’に沿った再編成されたウェハ１４１０の断面図を示す、図１４Ａ及び図１４Ｂが参照される。再編成されたウェハ１４１０は、能動デバイス１４３０を囲むモールド化合物領域１４２０を含み得る。いくつかの実施形態では、モールド化合物は熱伝導性化合物を備えてもよく、これは、ヒートシンク材料として機能し、積層された層から熱を移すことに寄与し得る。熱伝導性モールド化合物を備えるモールド化合物領域１４２０は、基本的にサーマルシンク又はサーマルビアとして機能し得る。再編成されたウェハ１４１０はさらに、１又は２以上のキャパシタアレイ（例えば、図２Ａのキャパシタアレイ２５０及び２６０）を備え、かつ絶縁ビア１４７０を介して電気的かつ物理的に分離される、受動デバイス層１４６０を含み得る。ダイス線又はスクライブ線１４５０は、再編成されたウェハ１４１０をチップ（例えば、図１３のチップ１３２５）へとダイシングするための基準ガイドとして使用されてもよく、各チップは少なくとも能動デバイス及び対応する能動デバイスによって制御される受動デバイスを備える。スクライブ線の長方形のアレイを形成するために、スクライブ線１４５０が、再編成されたウェハ１４１０に、横方向及び縦方向に形成され得る。いくつかの実施形態では、スクライブ線１４５０は、チップへの損傷の可能性を最小限にするために、能動デバイス及び受動デバイスから離れて形成され得る。再編成されたウェハ１４１０は、例えば、ウェハレーザースクライブ技法、又は他の適切な技法を使用してダイシングされ得る。
【0100】
図１５Ａ、図１５Ｂ、及び図１５Ｃは、本開示のいくつかの実施形態に沿った、単層転写（ＳＬＴ）作製技法を使用する例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの作製に関わるステップを示す。ＳＬＴ作製技法は、スイッチトキャパシタパワーコンバータなどの、デバイス又は構造を形成するための１つの接合プロセスを含み得る。用途及び所望の製品特性に基づいて、望ましい物理的特性及び電気的特性を有する構造を形成するために、適宜ステップが追加され、削除され、並べ替えられ、再配置され、又は修正され得ることが理解されるべきである。
【0101】
ここで、基板又はウェハ１５１０、ウェハ１５１０の表面に形成されるデバイス層１５２０、及びデバイス層１５２０の表面に配設される相互接続層１５３０を備える構造１５００Ａを示す、図１５Ａが参照される。ウェハ１５１０は、ＳＯＩウェハ又はシリコンハンドラウェハを備え得る。図４Ｂを参照して前に言及されたように、ＳＯＩウェハは、ベースシリコンウェハ、ベースシリコン層に接して形成される埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ）、及び埋め込み酸化膜層に接して形成されるデバイスグレードシリコン層を含み得る。デバイス層１５２０は、スイッチトキャパシタパワーコンバータの受動デバイスを制御するように構成される能動デバイス（例えば、ＣＭＯＳ電界効果トランジスタ）を含み得る。本明細書で開示されるように、デバイス層１５２０はＦＥＯＬ層と称されることがある。相互接続層１５３０は、デバイス層１５２０の１又は２以上の能動デバイスに電気的に接続されるコンタクトパッドを備え得る。本明細書で開示されるように、相互接続層１５３０はＢＥＯＬ層と称されることがある。
【0102】
図１５Ｂは、構造１５００Ａに接合される受動デバイス層１５４０を備える構造１５００Ｂを示す。いくつかの実施形態では、受動デバイス層１５４０はキャパシタアレイ（例えば、図２Ａのキャパシタアレイ２５０及び２６０）を含むことがあり、これらはデバイス層１５２０の能動デバイスによってスイッチング及び／又は制御され得る。構造１５００Ａは、限定はされないが、酸化物－酸化物接合、ハイブリッド接合、熱圧着接合、ポリマー接合、金属－金属接合、又は他の適切な接合技法を含むプロセスによって、受動デバイス層１５４０に接合され得る。例として、接合１５３５はハイブリッド接合を備えてもよく、これは金属－金属接合及び誘電体－誘電体接合を含む。ハイブリッド接合を形成することは、とりわけ、接合されるべき表面の各々に薄い誘電層を堆積することと、同一平面の材料、例えば金属が揃い、表面が互いに物理的に接触するように、表面を揃えることと、適切な温度で、揃えられた表面をアニーリングして酸化物－酸化物接合及び金属－金属接合の形成を促進することとを備え得る。図１５Ｂに示される実施形態では、接合１５３５は、相互接続層１５３０の表面と受動デバイス層１５４０の表面との間に形成され得る。いくつかの実施形態では、図１５Ｃに示されるように、ウェハ１５１０又はシリコンハンドラウェハは、例えば、研削、ＣＭＰ、エッチング、又はこれらの組合せによって、部分的に又は完全に除去されて、構造１５００Ｃを形成し得る。
【0103】
ここで、本開示のいくつかの実施形態に沿った、二層転写（ＤＬＴ）作製技法を使用した例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータの作製に関わるステップを示す、図１６Ａ～図１６Ｅが参照される。ＤＬＴ作製技法は、スイッチトキャパシタパワーコンバータなどのデバイス又は構造を形成するための２つの接合プロセスを含み得る。用途及び所望の製品特性に基づく望ましい物理的特性及び電気的特性を有する構造を形成するために、適宜ステップが追加され、削除され、並べ替えられ、再配置され、又は修正され得ることが理解されるべきである。
【0104】
図１６Ａは、構造１５００Ａと実質的に同様である構造１６００Ａを示し、これは、基板又はウェハ１６１０、ウェハ１６１０の表面に形成されるデバイス層１６２０、及びデバイス層１６２０の表面に配設される相互接続層１６３０を備える。図１６Ｂに示されるように、構造１６００Ｂは、第１の接合１６３５を通じて相互接続層１６３０の表面に接合されるキャリア基板１６４０を含み得る。キャリア基板１６４０は、シリコンウェハ、ガラスウェハ、水晶ウェハ、又は任意の適切な基板を備え得る。構造１６００Ｃを示す図１６Ｃに示される実施形態では、ウェハ１６１０は、例えば、研削、ＣＭＰ、エッチング、又はこれらの組合せによって除去され得る。
【0105】
図１６Ｄは、デバイス層１６２０の表面が第２の接合１６５５を通じて受動デバイス層１６５０の表面に接合されるような、構造１６００Ｃに接合される受動デバイス層１６５０を備える構造１６００Ｄを示す。構造１６００Ｃは、限定はされないが、酸化物－酸化物接合、ハイブリッド接合、熱圧着接合、ポリマー接合、金属－金属接合、又は他の適切な接合技法を含むプロセスによって、受動デバイス層１６５０に接合され得る。いくつかの実施形態では、第１の接合１６３５及び第２の接合１６５５は似ていてもよい。例えば、第１の接合１６３５及び第２の接合１６３５は、酸化物－酸化物接合又はハイブリッド接合を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の接合１６３５及び第２の接合１６５５は似ていなくてもよい。例えば、第１の接合１６３５は酸化物－酸化物接合を備えてもよく、第２の接合１６５５はポリマー接合を備えてもよい。いくつかの実施形態では、キャリア基板１６４０は、図１６Ｅに示されるように、例えば、研削、ＣＭＰ、エッチング、又はこれらの組合せによって、部分的又は完全に除去され、構造１６００Ｅを形成し得る。
【0106】
本発明者らは、高密度で高効率のスイッチトキャパシタパワーコンバータが、基板の選択、基板除去プロセス、接合プロセス、及び電気的コンタクトの形成を含む、要因の組合せを実施することによって実現され得ることを認識している。例えば、開始基板材料はＳＯＩウェハ又はバルクシリコンウェハであり得る。接合プロセスは、酸化物－酸化物接合、ハイブリッド接合、金属－金属接合、熱圧着接合、ＳＬＴ技法などにおける単一の接合プロセス、又はＤＬＴ技法などにおける二重の接合プロセスを含み得る。基板除去プロセスは、研削、ＣＭＰ、ウェットエッチング、又はプラズマエッチングを備え得る。そして、電気的コンタクトの形成は、スルービア（スルーウェハビア、例えばスルーガラス又はスルーシリコンビア）又はコンタクトパッドの形成を含み得る。以下で論じられる図１７～図２０は、そのような組合せによって実現される構造の例示的で限定しない構成を示すことが理解されるべきである。他のデバイス構成も作製され得る。
【0107】
ここで、本開示のいくつかの実施形態に沿った、スイッチトキャパシタパワーコンバータの例示的な構造を示す、図１７Ａ及び図１７Ｂが参照される。図１７Ａに示される実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１７００Ａは、受動デバイス層１７１０が垂直方向に能動デバイス層１７３０と１７５０の間にあるように、スルービア１７０５を備える受動デバイス層１７１０と、受動デバイス層１７１０の表面１７０２に配設される能動デバイス層１７３０と、受動デバイス層１７１０の表面１７０６に配設される能動デバイス層１７５０とを含み得る。いくつかの実施形態では、受動デバイス層１７１０はキャパシタアレイ（例えば、図２Ａのキャパシタアレイ２５０及び２６０）を備えてもよく、能動デバイス層１７３０及び１７５０は、限定はされないが、電界効果トランジスタ又はバイポーラ接合トランジスタなどの能動デバイスを備えてもよい。
【0108】
図１７Ｂは、その表面１７２２にコンタクトパッド１７２５を有する受動デバイス層１７２０と、表面１７２２に配設される能動デバイス層１７３０と、能動デバイス層１７３０の表面に配設される能動デバイス層１７５０とを備え、それにより、能動デバイス層１７３０及び１７５０が受動デバイス層１７２０の同じ側に垂直方向に積層されるような、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１７００Ｂを示す。図１７Ａ及び図１７Ｂは、２つの能動デバイス層をもつスイッチトキャパシタパワーコンバータを示すが、望まれるように、任意の数の能動デバイス層が作製されてもよいことが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータは、１若しくは２以上のＢＥＯＬ層又は相互接続層（例えば、図９Ｃの相互接続層９２６及び９３６）を含み得る。
【0109】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータ１８００を示す、図１８が参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ１８００は、受動デバイス層１８２０と、ダイ、例えばデバイス層１８３２及び相互接続層１８３４を備える能動デバイス層１８３０と、ダイ、例えばデバイス層１８５２及び相互接続層１８５４を備える能動デバイス層１８５０とを備え得る。能動デバイス層１８３０は、デバイス層１８３２が受動デバイス層１８２０の表面に接合されるように接合１８２５を通じて受動デバイス層１８２０に接合されてもよく、能動デバイス層１８５０は、デバイス層１８５２が能動デバイス層１８３０の相互接続層１８３４に接合されるように接合１８５５を通じて能動デバイス層１８３０に接合されてもよい。スイッチトキャパシタパワーコンバータ１８００の作製は、ＤＬＴ技法を使用して、受動デバイス層１８２０に接合される能動デバイス層１８３０を含む第１の構造を形成することと、ＤＬＴ技法を使用して能動デバイス層１８５０を第１の構造に接合することとを備え得る。このシナリオでは、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１８００は、２つのＤＬＴプロセスを使用して作製され得る。いくつかの実施形態では、接合１８２５及び１８５５は、金属－金属接合及び酸化物－酸化物接合を含むハイブリッド接合を備え得る。２つの能動デバイス層だけが図１８に示されているが、任意の数の能動デバイス層が積層構成において作製され得ることが理解されるべきである。受動デバイス層はコンタクトパッドを備えるものとして示されているが、受動デバイス層１７１０のように、スルービアを代わりに備えてもよいことがさらに理解されるべきである。発明者らは、基板、接合プロセス、層転写プロセス、例えば単層若しくは二層転写プロセス、層転写プロセスの順序、除去プロセス、又はコンタクトの形成の間で、ある数の置換及び組合せが、スイッチトキャパシタパワーコンバータの望ましい構造を実現するために可能であり得ることを理解している。例えば、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１８００の作製は、ＤＬＴ技法を使用して、能動デバイス層１８３０に接合される能動デバイス層１８５０を含む第１の構造を形成するステップと、ＤＬＴ技法を使用して第１の構造を受動デバイス層１８２０に接合するステップとを備え得る。
【0110】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１９００を示す図１９が参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ１９００の作製は、ＤＬＴ技法を使用して、受動デバイス層１９２０に接合される能動デバイス層１９３０を含む第１の構造を形成するステップと、ＳＬＴ技法を使用して能動デバイス層１９５０を第１の構造に接合するステップとを備え得る。いくつかの実施形態では、例えば、外部環境への電気的接続を促進するために、ビア１９３６が、能動デバイス層１９３０の作製の間にデバイス層１９３２に形成され、銅などの金属で充填され得る。能動デバイス層１９３０は、ハイブリッド接合１９２５を形成することによって受動デバイス層１９２０に接合され得る。能動デバイス層１９５０は、ＳＬＴを使用して、能動デバイス層１９３０を備える構造に接合され得るので、相互接続層１９５４及び１９３４は、ハイブリッド接合１９５５を通じて接合され、電気的に接続される。図１９はコンタクトパッドを有する受動デバイス層を示すが、スイッチトキャパシタパワーコンバータ１９００はスルービアを有する受動デバイス層を使用して作製されてもよいことが理解されるべきである。積層構造の形成のためのステップとプロセスの他の組合せ及び置換も使用され得る。図１９の実施形態に示される構造の利点の１つは、機能するスイッチトキャパシタパワーコンバータ１９００を実現するのに関わるプロセスステップが、能動デバイス層１９５０及び／又は１９３０におけるスルービアの形成をなくすことにより減り得るということであり、それは、相互接続層１９５４及び１９３４の中の相互接続が、能動デバイス層１９３０と１９５０との間の電気的接続を維持するために使用され得るからである。
【0111】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータ２０００を示す図２０が参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２０００の作製は、能動デバイス層２０３０の相互接続層２０３４及び能動デバイス層２０５０の相互接続層２０５４が酸化物－酸化物接合２０５５を通じて互いに接合されるように、ＳＬＴ技法を使用して、能動デバイス層２０３０及び２０５０を備える構造を形成することを備え得る。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２０００の作製はさらに、ＳＬＴ技法を使用して、能動デバイス層２０３０及び２０５０の組み合わせられた構造を、接合２０１５を通じて、スルービア２０１６を備える受動デバイス層２０１０に接合することを含み得る。この構成では、コンタクトビアは、コンタクトラスト（contact-last）又はビアラスト（via-last）手法によって形成され得る。図２０に示される実施形態では、コンタクトビア２０３６は、受動デバイス層２０１０に接合される能動デバイス層２０３０及び２０５０の組み合わせられた構造を形成した後に形成され得る。コンタクトビア２０３６は、例えば、能動デバイス層並びに能動デバイス層２０３０及び２０５０の相互接続層を貫通してエッチングすることによって形成され得るので、受動デバイス層２０１０の中のキャパシタアレイへの電気的接続が行われ得る。
【0112】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、熱圧着接合を使用する例示的なスイッチトキャパシタパワーコンバータ２１００を示す図２１が参照される。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１００は能動デバイス層を備え得る。能動デバイス層は、シリコン基板２１１０、ＢＯＸ層２１２０、デバイス層２１３０、電気的コンタクト２１４０を備える相互接続層２１５０、及び受動デバイス層２１７０を含む、ＳＯＩウェハを備え得る。スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１００において、受動デバイス層２１７０及び相互接続層２１５０は、圧力と温度を同時にスタッド２１５５に加えることによって形成され得る熱圧着接合２１６０によって、互いに接合され得る。１又は２以上の金属スタッド２１５５が受動デバイス層２１７０の表面に堆積されてもよく、対応する金属スタッドは受動デバイス層２１７０に面する相互接続層２１５０の表面に堆積されてもよい。能動デバイス層及び受動デバイス層は、対応する金属スタッドが揃い、かつ、圧力と温度を同時に加えると熱圧着接合２１６０を形成するように揃えられてもよく、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１００の接合構造をもたらす。熱圧着接合技法は、適宜ＳＬＴ技法又はＤＬＴ技法を使用して実施され得る。いくつかの実施形態では、スタッド２１５５は金属又は合金から作られてもよい。
【0113】
いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータ２１００はさらに、スタッド２１５５を含む表面とは反対の受動デバイス層２１７０の表面に形成される再配線層２１８０を備え得る。再配線層２１８０は、チップ上の異なる位置へ／からの接続を可能にするための、又は、はんだバンプ２１９０が取り付けられ得るようにダイの周りの接触点を広げるための、電気的コンタクトパッドを備え得る。いくつかの実施形態では、再配線層２１８０の形成は、熱応力の管理にも使用され得る。
【0114】
いくつかの実施形態では、スイッチトキャパシタパワーコンバータは、マルチレベルパワーコンバータ、例えば３レベルバックパワーコンバータを含み得る。図２２Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な３レベルバックパワーコンバータ２２００の図を示す。３レベルバックパワーコンバータ２２００は、例えば、直接接続で配置されるスイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６、キャパシタＣ１及びＣ２、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔ、並びにスイッチを制御する（例えば、オン又はオフなど）ように構成される制御／ドライバ回路（図示せず）を含み得る。従来の二相バックパワーコンバータは、２つの金属－シリコン酸化膜電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、インダクタ、入力電圧源と並列の入力キャパシタ、及び出力キャパシタを備え得る。それと比較して、３レベルバックパワーコンバータは、追加のトランジスタ、スイッチトインダクタ、及び追加のキャパシタを備え得る。３レベルの、高密度のバックパワーコンバータのためのいくつかの集積手法の１つが、図２２Ｂに示される。
【0115】
ここで、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な３レベルバックパワーコンバータ２２００の構造を示す図２２Ｂが参照される。３レベルバックパワーコンバータ２２００は、受動デバイス層２２１０、並びに受動デバイス層２２１０の反対側に形成される能動デバイス層２２３０及び２２５０を備え得る。能動デバイス層２２３０はスイッチＭ１、Ｍ２、及びＭ３を含んでもよく、能動デバイス層２２５０はスイッチＭ４、Ｍ５、及びＭ６を含んでもよい。図２２Ｂに示されるものなどの、ＳＬＴ技法及びＤＬＴ技法によって作製される積層されたマルチレベル構造は、高密度のキャパシタ及び制御スイッチの作製を可能にし、より小型でよりエネルギー密度の高いマルチレベルパワーコンバータをもたらし得る。
【0116】
いくつかの実施形態では、動作中に、入力電圧Ｖｉｎは、スイッチＭ１～Ｍ６並びにキャパシタＣ１及びＣ２を使用してチョップされ得る。これは、インダクタノードＬｘにおいて脈動する電圧をもたらし得る。この脈動する電圧が、フィルタインダクタＬによって表されるインダクタにかかることがあり、それにより、Ｌｘノードにおいて電圧の平均である出力電圧Ｖｏｕｔを生み出す。
【0117】
上の記述において、実施形態は、実装形態ごとに異なり得る多数の具体的な詳細に関して説明された。説明された実施形態の何らかの適応及び改変を行うことができる。本明細書及びそこで開示される開示の実践を考慮すると、他の実施形態が当業者に明らかになり得る。図に示されるステップの手順は例示を目的とするものにすぎず、ステップのどのような具体的な手順にも限定されるものではないことも意図される。したがって、これらのステップは、同じ方法を実施しながら異なる順序で実行され得ることを、当業者は理解することができる。
【0118】
わかりやすくするために別個の実施形態として説明される本明細書のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態として説明される本明細書の様々な特徴は、別々に、又は任意の適切な部分組合せで、又は本明細書の任意の他の説明される実施形態において適切であるものとして提供されてもよい。様々な実施形態として説明されるいくつかの特徴は、実施形態がそれらの要素なしでは機能しないものではない限り、それらの実施形態の必須の特徴であると見なされるべきではない。
【0119】
実施形態はさらに以下の条項を使用して説明され得る。
１．第１の能動デバイス層を備えるデバイスであって、第１の能動デバイス層が、
デバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備えるデバイス層と、
デバイス層のデバイス面に配設される相互接続層と、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層と
を備え、第１の能動デバイス層が、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合によって相互接続層を通じて受動デバイス層に電気的に接続される、デバイス。
２．第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項１のデバイス。
３．ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを備える、条項２のデバイス。
４．複数の受動デバイスのうちのある受動デバイスが電荷貯蔵デバイスを備え、電荷貯蔵デバイスが、
第１の表面及び第１の表面の反対の第２の表面を含む基板と、
基板の第１の表面から第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造と、
基板の第２の表面から第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造と、
第１の複数の導電性構造と第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料とを備え、
第１の複数の導電性構造及び第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、条項１のデバイス。
５．電荷貯蔵デバイスがさらに、
第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるカソード接続と、
第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるアノード接続とを備える、条項４のデバイス。
６．電荷貯蔵デバイスが基板に形成されるビアをさらに備え、ビアが、導電材料で充填されると、第２の複数の導電性構造とアノード接続との間の電気的接続を形成するように構成される、条項５のデバイス。
７．カソード接続及びアノード接続が基板の第１の表面に形成される、条項５のデバイス。
８．カソード接続が基板の第１の表面に形成され、アノード接続が基板の第２の表面に形成される、条項５のデバイス。
９．アノード接続及びカソード接続が、銅、ニッケル、亜鉛、銀、金、アルミニウム、又は合金を含む導電材料を備える、条項５のデバイス。
１０．第１の複数の導電性構造のある導電性構造が、電気めっき又は無電解めっきを備える技法を使用して形成される、条項４のデバイス。
１１．第１の複数の導電性構造のその導電性構造の表面のある部分がテクスチャリングされる、条項１０のデバイス。
１２．第１の複数の導電性構造のその導電性構造が、電気めっきされた３次元（３Ｄ）構造を備える、条項１０のデバイス。
１３．第１の複数の導電性構造のその導電性構造のアスペクト比が５：１～４０：１にわたる、条項１０のデバイス。
１４．第１の複数の導電性構造の少なくとも２つのアスペクト比が似ていない、条項１３のデバイス。
１５．第１の複数の導電性構造の各々のアスペクト比が実質的に似ている、条項１３のデバイス。
１６．第１の複数の導電性構造のピッチが１０マイクロメートル（μｍ）～５０マイクロメートルにわたる、条項４のデバイス。
１７．第１の複数の導電性構造のピッチが実質的に均一である、条項１６のデバイス。
１８．第１の複数の導電性構造のピッチが不均一である、条項１６のデバイス。
１９．絶縁材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを含む、高誘電率の誘電材料を備える、条項４のデバイス。
２０．絶縁材料が、原子層堆積プロセスを使用して形成される高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを備える、条項１９のデバイス。
２１．第２の複数の導電性構造のある導電性構造が、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ強化化学気相堆積、めっき、ドクターブレードコーティング、又はステンシル印刷を備えるプロセスによって形成される、条項４のデバイス。
２２．第２の複数の導電性構造のその導電性構造が、導電性ペーストをドクターブレードコーティングすることによって形成される、条項２１のデバイス。
２３．電荷貯蔵デバイスの基板が、ガラス、光構造性ガラス、セラミック、又は半導体を備える、条項４のデバイス。
２４．相互接続層が、相互接続層を貫通して垂直に延在するビアを備え、ビアが、導電材料で充填されると、能動デバイス層と受動デバイス層との間の電気的接続を提供する、条項１のデバイス。
２５．第１の複数の能動デバイスが、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、又はダイオードを備え、複数の受動デバイスが、キャパシタ、トレンチキャパシタ、又はキャパシタアレイを備える、条項１のデバイス。
２６．第１の複数の能動デバイスのある能動デバイスの動作ステータスを調整するように構成される回路を有するコントローラをさらに備え、能動デバイスの動作ステータスの調整が、対応する受動デバイスの状態の調整を引き起こす、条項１のデバイス。
２７．第２の複数の能動デバイスを備える第２の能動デバイス層をさらに備える、条項１のデバイス。
２８．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層の相互接続層と第１の能動デバイス層のデバイス層との間の第２の接合の形成によって、第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、条項２７のデバイス。
２９．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層のあるデバイス層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合の形成によって、第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、条項２７のデバイス。
３０．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層の相互接続層と受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合の形成によって、受動デバイス層の第２の表面に配設され電気的に接続され、第２の表面が受動デバイス層の第１の表面の反対にある、条項２７のデバイス。
３１．第２の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項２８のデバイス。
３２．第１の能動デバイス層のデバイス層に形成され、第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、パッシベーション層をさらに備える、条項１のデバイス。
３３．デバイス層が、バルク基板又はエッチストップ層を含むバルク基板を備える、条項１のデバイス。
３４．第１の接合が、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間にある、条項１のデバイス。
３５．エネルギーの半分以上（more than half of the energy）がデバイスの表面に垂直に流れる、条項１のデバイス。
３６．デバイスを作製する方法であって、
第１の能動デバイス層のあるデバイス層のデバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備える第１の能動デバイス層を設けるステップと、
デバイス層のデバイス面に接して相互接続層を形成するステップと、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を形成するステップと、
相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と受動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップとを備える、方法。
３７．第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項３６の方法。
３８．ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを備える、条項３７の方法。
３９．複数の受動デバイスのうちのある受動デバイスを形成するステップが、
第１の表面及び第１の表面の反対の第２の表面を含む基板を設け、
基板の第１の表面から第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造を形成し、
基板の第２の表面から第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造を形成し、
第１の複数の導電性構造と第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料を堆積する
ことによって電荷貯蔵デバイスを形成するステップを備え、
第１の複数の導電性構造及び第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、条項３６の方法。
４０．第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにカソード接続を取り付けるステップと、
第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにアノード接続を取り付けるステップとをさらに備える、条項３９の方法。
４１．基板にビアを形成するステップと、
第２の複数の導電性構造とアノード接続との間の電気的接続を形成するためにビアを導電材料で充填するステップとをさらに備える、条項４０の方法。
４２．基板の第１の表面にカソード接続を取り付け、基板の第２の表面にアノード接続を取り付けるステップをさらに備える、条項３９の方法。
４３．基板の第１の表面にカソード接続及びアノード接続を取り付けるステップをさらに備える、条項３９の方法。
４４．第１の複数の導電性構造のある導電性構造を形成するステップが、電気めっき又は無電解めっき技法の１つを使用して３次元（３Ｄ）構造を形成するステップを備え、３次元構造が５：１から４０：１にわたるアスペクト比を有する、条項３９の方法。
４５．３次元構造の表面のある部分をテクスチャリングするステップをさらに備える、条項４４の方法。
４６．絶縁材料を堆積するステップが、原子層堆積プロセスを使用して高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを行うステップを備え、高誘電率の材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを備える、条項３９の方法。
４７．第２の複数の導電性構造のある導電性構造を形成するステップが、物理気相堆積プロセス、化学気相堆積プロセス、プラズマ強化化学気相堆積プロセス、ドクターブレードコーティングプロセス、又はステンシル印刷プロセスを使用して導電性構造を形成するステップを備える、条項３９の方法。
４８．第２の複数の導電性構造のその導電性構造を形成するステップが、導電性ペーストをドクターブレードコーティングするステップを備える、条項４７の方法。
４９．第２の複数の能動デバイスを備える第２の能動デバイス層を提供するステップをさらに備える、条項３６の方法。
５０．第２の能動デバイス層の相互接続層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備える、条項４９の方法。
５１．第２の能動デバイス層のあるデバイス層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備える、条項４９の方法。
５２．第２の能動デバイス層の相互接続層と受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合を形成することによって、受動デバイス層の第２の表面と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備え、第２の表面が第１の表面の反対にある、条項４９の方法。
５３．第２の接合を形成するステップが、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を形成するステップを備える、条項５０の方法。
５４．ハイブリッド接合を形成するステップが、誘電体－誘電体接合と金属－金属接合の組合せを形成するステップを備える、条項５３の方法。
５５．第１の能動デバイス層のそのデバイス層にパッシベーション層を形成するステップをさらに備え、パッシベーション層が第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、条項３６の方法。
５６．受動デバイス層が、受動デバイス層の反対の表面に電気的接続を有するキャパシタを備える、条項１のデバイス。
５７．受動デバイス層を形成するステップが、受動デバイス層の反対の表面に電気的接続を有する電荷貯蔵デバイスを形成するステップを備える、条項３６の方法。
１．第１の能動デバイス層を備えるデバイスであって、第１の能動デバイス層が、
デバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備えるデバイス層と、
デバイス層のデバイス面に配設される相互接続層と、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層と
を備え、第１の能動デバイス層が、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合によって相互接続層を通じて受動デバイス層に電気的に接続される、デバイス。
２．第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項１のデバイス。
３．ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを備える、条項２のデバイス。
４．複数の受動デバイスのうちのある受動デバイスが電荷貯蔵デバイスを備え、電荷貯蔵デバイスが、
第１の表面及び第１の表面の反対の第２の表面を含む基板と、
基板の第１の表面から第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造と、
基板の第２の表面から第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造と、
第１の複数の導電性構造と第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料とを備え、
第１の複数の導電性構造及び第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、条項１のデバイス。
５．電荷貯蔵デバイスがさらに、
第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるカソード接続と、
第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するように形成されるアノード接続とを備える、条項４のデバイス。
６．電荷貯蔵デバイスが基板に形成されるビアをさらに備え、ビアが、導電材料で充填されると、第２の複数の導電性構造とアノード接続との間の電気的接続を形成するように構成される、条項５のデバイス。
７．カソード接続及びアノード接続が基板の第１の表面に形成される、条項５のデバイス。
８．カソード接続が基板の第１の表面に形成され、アノード接続が基板の第２の表面に形成される、条項５のデバイス。
９．アノード接続及びカソード接続が、銅、ニッケル、亜鉛、銀、金、アルミニウム、又は合金を含む導電材料を備える、条項５のデバイス。
１０．第１の複数の導電性構造のある導電性構造が、電気めっき又は無電解めっきを備える技法を使用して形成される、条項４のデバイス。
１１．第１の複数の導電性構造のその導電性構造の表面のある部分がテクスチャリングされる、条項１０のデバイス。
１２．第１の複数の導電性構造のその導電性構造が、電気めっきされた３次元（３Ｄ）構造を備える、条項１０のデバイス。
１３．第１の複数の導電性構造のその導電性構造のアスペクト比が５：１～４０：１にわたる、条項１０のデバイス。
１４．第１の複数の導電性構造の少なくとも２つのアスペクト比が似ていない、条項１３のデバイス。
１５．第１の複数の導電性構造の各々のアスペクト比が実質的に似ている、条項１３のデバイス。
１６．第１の複数の導電性構造のピッチが１０マイクロメートル（μｍ）～５０マイクロメートルにわたる、条項４のデバイス。
１７．第１の複数の導電性構造のピッチが実質的に均一である、条項１６のデバイス。
１８．第１の複数の導電性構造のピッチが不均一である、条項１６のデバイス。
１９．絶縁材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを含む、高誘電率の誘電材料を備える、条項４のデバイス。
２０．絶縁材料が、原子層堆積プロセスを使用して形成される高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを備える、条項１９のデバイス。
２１．第２の複数の導電性構造のある導電性構造が、物理気相堆積、化学気相堆積、プラズマ強化化学気相堆積、めっき、ドクターブレードコーティング、又はステンシル印刷を備えるプロセスによって形成される、条項４のデバイス。
２２．第２の複数の導電性構造のその導電性構造が、導電性ペーストをドクターブレードコーティングすることによって形成される、条項２１のデバイス。
２３．電荷貯蔵デバイスの基板が、ガラス、光構造性ガラス、セラミック、又は半導体を備える、条項４のデバイス。
２４．相互接続層が、相互接続層を貫通して垂直に延在するビアを備え、ビアが、導電材料で充填されると、能動デバイス層と受動デバイス層との間の電気的接続を提供する、条項１のデバイス。
２５．第１の複数の能動デバイスが、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、又はダイオードを備え、複数の受動デバイスが、キャパシタ、トレンチキャパシタ、又はキャパシタアレイを備える、条項１のデバイス。
２６．第１の複数の能動デバイスのある能動デバイスの動作ステータスを調整するように構成される回路を有するコントローラをさらに備え、能動デバイスの動作ステータスの調整が、対応する受動デバイスの状態の調整を引き起こす、条項１のデバイス。
２７．第２の複数の能動デバイスを備える第２の能動デバイス層をさらに備える、条項１のデバイス。
２８．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層の相互接続層と第１の能動デバイス層のデバイス層との間の第２の接合の形成によって、第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、条項２７のデバイス。
２９．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層のあるデバイス層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合の形成によって、第１の能動デバイス層に配設され電気的に接続される、条項２７のデバイス。
３０．第２の能動デバイス層が、第２の能動デバイス層の相互接続層と受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合の形成によって、受動デバイス層の第２の表面に配設され電気的に接続され、第２の表面が受動デバイス層の第１の表面の反対にある、条項２７のデバイス。
３１．第２の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項２８のデバイス。
３２．第１の能動デバイス層のデバイス層に形成され、第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、パッシベーション層をさらに備える、条項１のデバイス。
３３．デバイス層が、バルク基板又はエッチストップ層を含むバルク基板を備える、条項１のデバイス。
３４．第１の接合が、相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間にある、条項１のデバイス。
３５．エネルギーの半分以上（more than half of the energy）がデバイスの表面に垂直に流れる、条項１のデバイス。
３６．デバイスを作製する方法であって、
第１の能動デバイス層のあるデバイス層のデバイス面に形成される第１の複数の能動デバイスを備える第１の能動デバイス層を設けるステップと、
デバイス層のデバイス面に接して相互接続層を形成するステップと、
複数の受動デバイスを備える受動デバイス層を形成するステップと、
相互接続層の露出された表面と受動デバイス層の第１の表面との間の第１の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と受動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップとを備える、方法。
３７．第１の接合が、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を備える、条項３６の方法。
３８．ハイブリッド接合が、酸化物－酸化物接合と金属－金属接合の組合せを備える、条項３７の方法。
３９．複数の受動デバイスのうちのある受動デバイスを形成するステップが、
第１の表面及び第１の表面の反対の第２の表面を含む基板を設け、
基板の第１の表面から第２の表面に向かって垂直に延在する第１の複数の導電性構造を形成し、
基板の第２の表面から第１の表面に向かって垂直に延在する第２の複数の導電性構造を形成し、
第１の複数の導電性構造と第２の複数の導電性構造を物理的に分離する絶縁材料を堆積する
ことによって電荷貯蔵デバイスを形成するステップを備え、
第１の複数の導電性構造及び第２の複数の導電性構造が互いにかみ合っている、条項３６の方法。
４０．第１の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにカソード接続を取り付けるステップと、
第２の複数の導電性構造を互いに電気的に接続するためにアノード接続を取り付けるステップとをさらに備える、条項３９の方法。
４１．基板にビアを形成するステップと、
第２の複数の導電性構造とアノード接続との間の電気的接続を形成するためにビアを導電材料で充填するステップとをさらに備える、条項４０の方法。
４２．基板の第１の表面にカソード接続を取り付け、基板の第２の表面にアノード接続を取り付けるステップをさらに備える、条項３９の方法。
４３．基板の第１の表面にカソード接続及びアノード接続を取り付けるステップをさらに備える、条項３９の方法。
４４．第１の複数の導電性構造のある導電性構造を形成するステップが、電気めっき又は無電解めっき技法の１つを使用して３次元（３Ｄ）構造を形成するステップを備え、３次元構造が５：１から４０：１にわたるアスペクト比を有する、条項３９の方法。
４５．３次元構造の表面のある部分をテクスチャリングするステップをさらに備える、条項４４の方法。
４６．絶縁材料を堆積するステップが、原子層堆積プロセスを使用して高誘電率の誘電材料のコンフォーマルコーティングを行うステップを備え、高誘電率の材料が、二酸化ハフニウム、ケイ酸ハフニウム、二酸化ジルコニウム、又はケイ酸ジルコニウムを備える、条項３９の方法。
４７．第２の複数の導電性構造のある導電性構造を形成するステップが、物理気相堆積プロセス、化学気相堆積プロセス、プラズマ強化化学気相堆積プロセス、ドクターブレードコーティングプロセス、又はステンシル印刷プロセスを使用して導電性構造を形成するステップを備える、条項３９の方法。
４８．第２の複数の導電性構造のその導電性構造を形成するステップが、導電性ペーストをドクターブレードコーティングするステップを備える、条項４７の方法。
４９．第２の複数の能動デバイスを備える第２の能動デバイス層を提供するステップをさらに備える、条項３６の方法。
５０．第２の能動デバイス層の相互接続層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備える、条項４９の方法。
５１．第２の能動デバイス層のあるデバイス層と第１の能動デバイス層のそのデバイス層との間の第２の接合を形成することによって、第１の能動デバイス層と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備える、条項４９の方法。
５２．第２の能動デバイス層の相互接続層と受動デバイス層の第２の表面との間の第２の接合を形成することによって、受動デバイス層の第２の表面と第２の能動デバイス層との間の電気的接続を形成するステップをさらに備え、第２の表面が第１の表面の反対にある、条項４９の方法。
５３．第２の接合を形成するステップが、誘電体－誘電体接合、金属－金属接合、ポリマー接合、熱圧着接合、又はハイブリッド接合を形成するステップを備える、条項５０の方法。
５４．ハイブリッド接合を形成するステップが、誘電体－誘電体接合と金属－金属接合の組合せを形成するステップを備える、条項５３の方法。
５５．第１の能動デバイス層のそのデバイス層にパッシベーション層を形成するステップをさらに備え、パッシベーション層が第１の能動デバイス層を電気的に絶縁するように構成される、条項３６の方法。
５６．受動デバイス層が、受動デバイス層の反対の表面に電気的接続を有するキャパシタを備える、条項１のデバイス。
５７．受動デバイス層を形成するステップが、受動デバイス層の反対の表面に電気的接続を有する電荷貯蔵デバイスを形成するステップを備える、条項３６の方法。
【0120】
上記は、当業者が本開示の態様をより理解し得るように、いくつかの実施形態の特徴を概説する。本明細書で紹介される実施形態と同じ目的を実行するために、及び／又は同じ利点を達成するために、他のプロセス及び構造を設計又は修正するための基礎として本開示を容易に使用できることを、当業者は理解すべきである。そのような等価な構成は本開示の趣旨及び範囲から逸脱せず、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、及び改変を行うことができることも、当業者は認識すべきである。
【図1】
【図2A-2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B-4E】
【図4F】
【図4G】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図6A-6C】
【図7A-7B】
【図8A-8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A-10B】
【図11A-11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C-12D】
【図13】
【図14A-14B】
【図15A-15C】
【図16A-16E】
【図17A-17B】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【国際調査報告】