[發(fā)明專利]半導(dǎo)體集成電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010284772.4
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102315845A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘泳埈;尹泰植
• 申請（專利權(quán)）人: 海力士半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H01L23/52
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;黃啟行

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求在2010年7月6日提交的韓國專利申請No.10-2010-0064940的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用包含在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)，更具體而言涉及半導(dǎo)體集成電路。

背景技術(shù)

總體而言，半導(dǎo)體集成電路的封裝技術(shù)已經(jīng)在減小尺寸和提高裝配可靠性方面取得了持續(xù)的進(jìn)步。盡管電氣/電子設(shè)備的微型化，為了獲得高性能，已經(jīng)開發(fā)出層疊封裝技術(shù)。

在半導(dǎo)體行業(yè)中，“層疊”是指將至少兩個(gè)半導(dǎo)體芯片或封裝垂直堆疊。當(dāng)層疊封裝應(yīng)用于半導(dǎo)體存儲器件時(shí)，半導(dǎo)體存儲器件可以具有比通過常規(guī)的半導(dǎo)體集成電路制造工藝實(shí)現(xiàn)的存儲容量大超過兩倍的存儲容量。此外，由于層疊封裝在提高裝配密度和提高裝配面積的利用率以及增加存儲容量方面是有優(yōu)勢的，因此層疊封裝技術(shù)引起了人們的注意。

可以通過將各個(gè)半導(dǎo)體芯片層疊并隨后一次將層疊的半導(dǎo)體芯片封裝的方法、或者通過將已封裝的各個(gè)半導(dǎo)體芯片層疊的方法來制造層疊封裝。層疊封裝中的各個(gè)半導(dǎo)體芯片可以經(jīng)由金屬引線或貫穿芯片通孔電連接。在此，使用貫穿芯片通孔的層疊封裝具有這樣的結(jié)構(gòu)，即其中貫穿芯片通孔被形成在半導(dǎo)體芯片內(nèi)并且半導(dǎo)體芯片經(jīng)由貫穿芯片通孔在垂直方向上彼此物理連接并電連接。在此，貫穿芯片通孔可以是貫穿硅通孔(TSV)。

圖1示出典型的貫穿芯片通孔。

參見圖1，通過在半導(dǎo)體芯片A中形成通孔并用金屬填充所述通孔以形成貫穿芯片通孔B，來形成供層疊用的半導(dǎo)體芯片C。通過層疊多個(gè)這樣的半導(dǎo)體芯片C來形成半導(dǎo)體集成電路。制造得到的半導(dǎo)體集成電路通常稱作為三維(3D)層疊封裝半導(dǎo)體集成電路。

圖2示出典型的半導(dǎo)體集成電路的概念圖。

在本說明書中，以一個(gè)層疊在另一個(gè)上且具有兩個(gè)貫穿芯片通孔的兩個(gè)半導(dǎo)體芯片為例來解釋本發(fā)明的技術(shù)。

參見圖2，半導(dǎo)體集成電路100包括：垂直層疊的第一半導(dǎo)體芯片110和第二半導(dǎo)體芯片120；以及第一貫穿芯片通孔130和第二貫穿芯片通孔140，所述第一貫穿芯片通孔130和第二貫穿芯片通孔140穿透第一半導(dǎo)體芯片110并且將從第一半導(dǎo)體芯片110輸出的第一控制信號SIGNAL_TSV1和第二控制信號SIGNAL_TSV2傳送至第二半導(dǎo)體芯片120。在此，第二半導(dǎo)體芯片120可以不具有任何貫穿芯片通孔。這是因?yàn)椋?dāng)在第一半導(dǎo)體芯片110和第二半導(dǎo)體芯片120的上部的表面形成各種電路時(shí)，第二半導(dǎo)體芯片120可以經(jīng)由表面上形成的焊盤接收從第一半導(dǎo)體芯片110輸出的各種信號。當(dāng)多于三個(gè)的半導(dǎo)體芯片被層疊時(shí)，最下面的半導(dǎo)體芯片可以不具有這種貫穿芯片通孔。

與此同時(shí)，與第二半導(dǎo)體芯片120重疊的第一半導(dǎo)體芯片110通常稱作為主芯片。主芯片對從外部例如從控制器施加的外部信號進(jìn)行緩沖，并且經(jīng)由第一貫穿芯片通孔130和第二貫穿芯片通孔140控制第二半導(dǎo)體芯片120。由主芯片控制的第二半導(dǎo)體芯片120通常稱作為從芯片。

主芯片110包括第一輸出電路112和第二輸出電路114，所述第一輸出電路112和第二輸出電路114用于輸出用來控制從芯片120的第一控制信號SIGNAL_TSV1和第二控制信號SIGNAL_TSV2。在此，第一輸出電路112和第二輸出電路114被設(shè)置在主芯片110的上表面。

從芯片120包括用于接收第一控制信號SIGNAL_TSV1和第二控制信號SIGNAL_TSV2的第一輸入電路122和第二輸入電路124。在此，第一輸入電路122和第二輸入電路124被設(shè)置在從芯片120的表面。

第一貫穿芯片通孔130的一端與第一輸出電路112耦合，第一貫穿芯片通孔130的另一端與第一輸入電路122耦合。第一貫穿芯片通孔130為第一輸出電路112所輸出的第一控制信號SIGNAL_TSV1傳輸?shù)降谝惠斎腚娐?22提供接口。第二貫穿芯片通孔140的一端與第二輸出電路114耦合，第二貫穿芯片通孔140的另一端與第二輸入電路124耦合。第二貫穿芯片通孔140為第二輸出電路114所輸出的第二控制信號SIGNAL_TSV2傳輸?shù)降诙斎腚娐?24提供接口。在圖2中，示出半導(dǎo)體集成電路具有第一貫穿芯片通孔130和第二貫穿芯片通孔140。然而，圖2的半導(dǎo)體集成電路可以包括數(shù)百個(gè)或數(shù)千個(gè)貫穿芯片通孔。