[發(fā)明專利]背對背堆疊芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210202024.6
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102956629A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·希伯特;S·R·里韋特;M·艾爾薩;P·奧克蘭德
• 申請（專利權(quán)）人: 英特賽爾美國有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/495;H01L23/31;H01L21/60;H01L21/56
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 毛力

相關(guān)申請的交叉引用

本申請案要求2011年8月17日提交的美國臨時申請案第61/524,382號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)利，所述臨時申請案在此以引用的方式并入本文。

發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域

本文的主題涉及半導(dǎo)體裝置，具體來說，涉及半導(dǎo)體封裝。

現(xiàn)有技術(shù)

工業(yè)中需要具有高功率密度、高效率和低成本的功率變換系統(tǒng)，諸如DC至DC轉(zhuǎn)換器。慣用功率變換系統(tǒng)有若干不同的形式。一種此類功率變換系統(tǒng)包括第一IC中的高側(cè)裝置，其堆疊在第二IC中的低側(cè)裝置上，其中控制器與高側(cè)裝置和低側(cè)裝置相鄰。這些功率變換系統(tǒng)使用銅夾來將高側(cè)芯片與低側(cè)芯片連接在一起。這些銅夾可增加功率變換系統(tǒng)的成本和大小。這些功率變換系統(tǒng)也可使用導(dǎo)線接合來將高側(cè)裝置耦合至輸出引線，從而可能導(dǎo)致歸結(jié)于較高串聯(lián)電阻和/或電感的降低的性能。

另一種此類功率變換系統(tǒng)包括單片IC，所述單片IC包括高側(cè)裝置、低側(cè)裝置和控制器。這些功率變換系統(tǒng)可使用倒裝晶片、晶片級封裝(CSP)和引線框上倒裝晶片(FCOL)來來構(gòu)建。因?yàn)檫@些系統(tǒng)將所有組件放置在單片IC上，所以歸結(jié)于整合式高電壓橫向功率裝置的較小Rdson乘以面積(與可用多個芯片實(shí)現(xiàn)的裝置相比)，所述系統(tǒng)通常限于較低電壓應(yīng)用。此外，由于控制器、高側(cè)裝置和低側(cè)裝置都位于同一IC上，所以與具有多個堆疊IC的系統(tǒng)相比，所述系統(tǒng)的橫向尺寸可能較大。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實(shí)施例中，提供一種電路。所述電路包括具有有源側(cè)和背側(cè)的第一芯片，其中所述第一芯片以倒裝晶片方式安裝到載體。所述電路也包括堆疊在第一芯片的背側(cè)上的第二芯片，其中所述第二芯片堆疊在所述第一芯片上，使得所述第二芯片的背側(cè)面向所述第一芯片的背側(cè)，且所述第二芯片的有源側(cè)背對所述第一芯片。

附圖簡述

圖1為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的集成電路(IC)功率變換系統(tǒng)的一個實(shí)施方案的橫截面圖。

圖2為圖1的功率變換系統(tǒng)的一個實(shí)施方案的俯視圖。

圖3為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的另一個實(shí)施方案的橫截面圖，其中所述功率變換系統(tǒng)具有比圖1中所示的實(shí)施方案少的控制器引線。

圖4為圖3的功率變換系統(tǒng)的一個實(shí)施方案的俯視圖。

圖5為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的又一個實(shí)施方案的橫截面圖，其中所述功率級的背側(cè)上包括金屬層。

圖6為圖5的功率變換系統(tǒng)的一個實(shí)施方案的俯視圖。

圖7為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的又一個實(shí)施方案的橫截面圖，其中所述功率級的背側(cè)上包括金剛石。

圖8為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的另一個實(shí)施方案的橫截面圖，其中所述功率變換系統(tǒng)包括熱插塞。

圖9為具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的又一個實(shí)施方案的橫截面圖，其中所述功率變換系統(tǒng)在所述功率級的背側(cè)上包括熱插塞和金剛石。

圖10為具有堆疊在反向功率級IC上的多個IC的功率變換系統(tǒng)的又一個實(shí)施方案的橫截面圖。

圖11為具有堆疊在反向功率級IC上的控制器IC以和安裝在控制器IC上的橋式電感器的功率變換系統(tǒng)的另一個實(shí)施方案的橫截面圖。

圖12為包括堆疊在反向功率級上的多個控制器IC的印刷電路板的一個實(shí)施方案的俯視圖。

圖13為包括具有堆疊在反向功率級上的控制器IC的功率變換系統(tǒng)的系統(tǒng)的一個實(shí)施方案的方框圖，所述系統(tǒng)對處理裝置和存儲裝置提供調(diào)節(jié)的功率。

詳細(xì)說明

圖1為具有堆疊在功率級IC?104上的控制器IC?102的功率變換系統(tǒng)100的一個實(shí)施方案的橫截面圖。功率級IC?104可包括芯片(也就是，單片IC)，所述芯片包括具有橫向結(jié)構(gòu)的高側(cè)裝置和/或低側(cè)裝置。如本文所使用，橫向結(jié)構(gòu)指的是其中用于高側(cè)裝置和低側(cè)裝置的信號連接(例如，源極、汲極、閘極)位于襯底的第一側(cè)(在本文中也稱為“有源側(cè)”和“工作表面”)上并且襯底的相對側(cè)(在本文中也稱為“背側(cè)”)可用于連接至襯底(例如，直流接地)的結(jié)構(gòu)。具有橫向結(jié)構(gòu)的芯片可包括具有橫向結(jié)構(gòu)的一個或多個元件(例如，晶體管、二極管等)。