一种装置包括第一裸片，所述第一裸片包括第一基底，所述第一基底具有贯穿其中的第一硅通孔、第一顶部金属层、和第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述第一硅通孔与所述第一顶部金属层连接。所述装置进一步包括最上层裸片，所述最上层裸片包括：最上层基底和最上层顶部金属层，以及最上层烟囱式堆叠通孔，所述最上层烟囱式堆叠通孔连接所述最上层基底和所述最上层顶部金属层。所述第一裸片和所述最上层裸片面对面地堆叠，所述第一硅通孔和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准，并且电流从所述第一硅通孔向上通过所述第一烟囱式堆叠通孔、所述第一顶部金属层和所述最上层顶部金属层、以及所述最上层烟囱式堆叠通孔传输到所述装置。所述装置。所述装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有源
‑
有源(AOA)堆叠集成电路的供电网络
[0001]本申请公开的示例通常涉及堆叠集成电路(IC)，并且具体地涉及用于有源
‑
有源(AoA)堆叠IC的供电网络。
技术介绍
[0002]普遍认为，逻辑集成电路的三维堆叠是高性能计算的未来。这种认识是与摩尔定律的终结有关，以及认识到功率、性能和面积回报随着传统二维(2D)芯片缩放而递减。然而，三维集成电路面临的主要挑战之一是提供一种为芯片堆叠上的所有芯片提供电源和接地的供电网络。
[0003]值得注意的是，由于金属电阻增加以及金属RC普遍缺乏缩放，即使在二维的环境中，例如在14nm以下的工艺中，电压降也一直在恶化。由于金属宽度和间距随着每个工艺节点的变化而变化(缩小)，每一代IR压降会逐渐变差。根据公式R＝ρ*(L/A)，其中A表示(宽度)*(金属厚度)，L表示金属长度，ρ(rho)表示给定材料的常数，随着每个节点金属宽度和厚度的缩减，金属的电阻增加。因此，尽管金属宽度和厚度有所缩小，但每单位面积的电源需求随着每一代的增加而增加，因此通过现在的更细的电线所需的电流增加。(每个器件的电源呈线性下降，但每个面积的器件呈二次方上升)。
[0004]在将逻辑集成电路扩展到三维集成电路的领域时，IR压降呈现一个更大的问题。这是因为在三维集成电路中，必须同时处理由于硅通孔(TSV)导致的电源轨上的额外电阻，以及单位面积上更多晶体管导致的更高电流密度。
技术实现思路
[0005]本文所描述的示例涉及用于三维堆叠集成电路的供电网络，该网络可最大限度地减少通过芯片堆叠的IR压降。此外，本文描述的示例的供电网络进一步使得对每层上的块的破坏最小化，以及使得面积成本最小化。在一个示例中，一种供电方案包括埋在基底中的电源轨。在另一个示例中，从顶部提供电源输送，并且对3D堆叠是一种增强。
[0006]一个例子是一种装置。所述装置包括第一裸片，所述第一裸片包括：第一基底，所述第一基底具有贯穿其中的第一硅通孔、第一顶部金属层、和第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述第一硅通孔与所述第一顶部金属层连接；最上层裸片，所述最上层裸片包括：最上层基底和最上层顶部金属层，以及最上层烟囱式堆叠通孔，所述最上层烟囱式堆叠通孔连接所述最上层基底和所述最上层顶部金属层，其中，所述第一裸片和所述最上层裸片面对面地堆叠，所述第一硅通孔和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准，并且电流从所述第一硅通孔向上通过所述第一烟囱式堆叠通孔、所述第一顶部金属层和所述最上层顶部金属层、以及所述最上层烟囱式堆叠通孔传输到所述装置。
[0007]另一个例子是一种方法。所述方法包括提供第一裸片，所述第一裸片包括：第一基底，所述第一基底具有贯穿其中的第一硅通孔、第一顶部金属层、和第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述第一硅通孔与所述第一顶部金属层连接，并提供最上层裸
片，所述最上层裸片包括：最上层基底和最上层顶部金属层，以及最上层烟囱式堆叠通孔，所述最上层烟囱式堆叠通孔连接所述最上层基底和所述最上层顶部金属层，将所述第一裸片和所述最上层裸片面对面堆叠；对准所述第一硅通孔和所述第一烟囱式堆叠通孔，并配置所述裸片，使得电流从所述第一硅通孔向上传输通过所述第一烟囱式堆叠通孔、所述第一顶部金属层、所述最上层顶部金属层以及所述最上层烟囱式堆叠通孔。
[0008]另一个例子是一种装置，所述装置包括基底，所述基底具有贯穿其中的电源硅通孔；顶部金属层；第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述电源硅通孔与所述顶部金属层连接，所述电源硅通孔与所述第一烟囱式堆叠通孔对准；和一个或多个电源栅极，所述一个或多个电源栅极设置在所述基底的上面，每个所述电源栅极被耦接到至少一个所述烟囱式堆叠通孔的一端，并且进一步被耦接到所述装置的局部电源传输系统。
[0009]本公开的其他非限制性示例如下。
[0010]示例1.一种装置，所述装置包括第一裸片，所述第一裸片包括：第一基底，所述第一基底具有贯穿其中的第一硅通孔、第一顶部金属层、和第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述第一硅通孔与所述第一顶部金属层连接；最上层裸片，所述最上层裸片包括：最上层基底和最上层顶部金属层，以及最上层烟囱式堆叠通孔，所述最上层烟囱式堆叠通孔连接所述最上层基底和所述最上层顶部金属层，其中，所述第一裸片和所述最上层裸片面对面地堆叠，所述第一硅通孔和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准，并且电流从所述第一硅通孔向上通过所述第一烟囱式堆叠通孔、所述第一顶部金属层和所述最上层顶部金属层、以及所述最上层烟囱式堆叠通孔传输到所述装置。
[0011]示例2.示例1的装置还包括一个或多个附加的中间裸片，所述一个或多个附加的中间裸片设置在所述第一裸片和所述最上层裸片之间，使得底部中间裸片和所述第一裸片面对面地堆叠，并且所述最上层裸片与顶部中间裸片面对背地堆叠，每个所述中间裸片包括中间基底，所述中间基底具有贯穿其中的中间硅通孔；中间顶部金属层和中间烟囱式堆叠通孔，所述中间烟囱式堆叠通孔将所述中间硅通孔与所述中间顶部金属层连接，其中，每个所述中间裸片的烟囱式堆叠通孔和硅通孔以及所述最上层裸片的烟囱式堆叠通孔都相互对准。
[0012]示例3.示例2的装置中，所述第一顶部金属层和所述中间顶部金属层通过使用多个连接进行裸片对裸片的接合，以及被配置为提供多个电流路径。
[0013]示例4.示例1的装置还包括封装基底，所述封装基底设置在所述第一基底的底面，以及一组C4凸块，所述一组C4凸块设置在所述封装基底的顶面和所述第一基底的底面之间，其中所述C4凸块、所述第一硅通孔、和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准。
[0014]示例5.示例1的3D堆叠装置中，每个所述裸片的烟囱式堆叠通孔具有以下的至少一项的阵列形式：预定间距、在两个维度中的每个维度中的预定间距，或在两个维度中的每个维度中相同的预定间距。
[0015]示例6.示例2的装置中，所述第一裸片、所述中间裸片和所述最上层的裸片中的每一个均具有一个或多个内部金属层，所述一个或多个内部金属层分别设置在所述基底和所述顶部金属层之间，并且其中所述裸片的烟囱式堆叠通孔穿过所述一个或多个内部金属层。
[0016]示例7.示例6的装置还包括一个或多个附加的中间裸片，所述一个或多个附加的
中间裸片设置在所述中间裸片和所述最上层裸片之间，每个所述附加的中间裸片包括基底，所述基底具有贯穿其中的硅通孔、在所述裸片顶部的顶部金属层、以及将所述硅通孔与所述顶部金属层连接的烟囱式堆叠通孔。
[0017]示例8.示例1的装置中，至少以下的一项成立：所述第一裸片和所述中间裸片均比所述最上层裸片薄；或所述第一裸片和所述中间裸片具有相同的厚度。
[0018]示例9.示例2的装置中，所述第一裸片和所述中间裸片中的每一个还包括一个或多个电源栅极，所述一个或多个电源栅极设置在所述基底上，所述每个电源栅极耦接到至少一个烟囱式堆叠通孔；和局部烟囱式堆叠，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，其特征在于，所述装置包括：第一裸片，所述第一裸片包括：第一基底，所述第一基底具有贯穿其中的第一硅通孔、第一顶部金属层、和第一烟囱式堆叠通孔，所述第一烟囱式堆叠通孔将所述第一硅通孔与所述第一顶部金属层连接；最上层裸片，所述最上层裸片包括：最上层基底和最上层顶部金属层，以及最上层烟囱式堆叠通孔，所述最上层烟囱式堆叠通孔连接所述最上层基底和所述最上层顶部金属层，其中，所述第一裸片和所述最上层裸片面对面地堆叠，所述第一硅通孔和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准，并且电流从所述第一硅通孔向上通过所述第一烟囱式堆叠通孔、所述第一顶部金属层和所述最上层顶部金属层、以及所述最上层烟囱式堆叠通孔传输到所述装置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个或多个附加的中间裸片，所述一个或多个附加的中间裸片设置在所述第一裸片和所述最上层裸片之间，使得底部中间裸片和所述第一裸片面对面地堆叠，并且所述最上层裸片与顶部中间裸片面对背地堆叠，每个所述中间裸片包括：中间基底，所述中间基底具有贯穿其中的中间硅通孔；中间顶部金属层和中间烟囱式堆叠通孔，所述中间烟囱式堆叠通孔将所述中间硅通孔与所述中间顶部金属层连接，其中，每个所述中间裸片的烟囱式堆叠通孔和硅通孔以及所述最上层裸片的烟囱式堆叠通孔都相互对准。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一顶部金属层和所述中间顶部金属层通过使用多个连接进行裸片对裸片的接合，以及被配置为提供多个电流路径。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括封装基底，所述封装基底设置在所述第一基底的底面，以及一组C4凸块，所述一组C4凸块设置在所述封装基底的顶面和所述第一基底的底面之间，其中所述C4凸块、所述第一硅通孔、和所述第一烟囱式堆叠通孔相互对准。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述裸片的烟囱式堆叠通孔具有以下的至少一项的阵列形式：预定间距、在两个维度中的每个维度中的预定间距，或在两个维度中的每个维度中相同的预定间距。6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一裸片、所述中间裸片和所述最上层的裸片中的每一个均具有一个或多个内部金属层，所述一个或多个内部金属层分别设置在所述基底和所述顶部金属层之间，并且其中所述裸片的烟囱式堆叠通孔穿过所述一个或多个内部金属层。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个或多个附加的中间裸片，所述一个或多个附加的中间裸片设置在所述中间裸片和所述最上层裸片之间，每个所述附加的中间裸片包括基底，所述基底具有贯穿其中的硅通孔、在所述裸片顶部的顶部金属层、以及将所述硅通孔与所述顶部金属层连接的烟囱式堆叠通孔。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少以下的一项成立：所述第一裸片和所述中间裸片均比所述最上层裸片薄；或
所述第一裸片和所述中间裸片具有相同的厚度。9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一裸片和所述中间裸片中的每一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：赛灵思公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。