[發明專利]用于3D應用的頂端晶粒電力遞送網絡

有效

• 申請號: 201610168910.X
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105990168B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: L·英格蘭
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L25/00;H01L21/48
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

1.一種形成三維集成電路堆迭的方法，其包含：

提供三維(3D)集成電路(IC)堆迭的底端晶粒，該底端晶粒具有連接墊；

提供該三維集成電路堆迭的頂端晶粒，該頂端晶粒具有多個電力/接地微柱；

在該底端晶粒與頂端晶粒之間形成后段(BEOL)連接結構，形成該后段連接結構通過下列步驟：

在該連接墊上方形成金屬覆蓋層；

在該金屬覆蓋層上方形成第一金屬層；

在該金屬覆蓋層與該第一金屬層之間形成多個金屬通孔，該金屬通孔于該金屬覆蓋層的對向邊緣上均勻分布；

在該第一金屬層上方形成第二金屬層；

在該第二金屬層上面對應于該連接墊的中心處，以最小間距串聯形成多個電力供應貫穿硅通孔；

在該第一金屬層與該第二金屬層之間形成第一組金屬間通孔；

在該第二金屬層與該電力供應貫穿硅通孔的頂端之間形成第二組金屬間通孔；以及

在該電力供應貫穿硅通孔彼此間形成多個后段連接體，該后段連接體將該電力供應貫穿硅通孔連接在一起；

在該底端晶粒與頂端晶粒之間形成背面重分布層(BS-RDL)電力遞送網絡(PDN)，該背面重分布層電力遞送網絡包括多個該后段連接結構；以及

通過該背面重分布層電力遞送網絡電連接該連接墊至所述電力/接地微柱。

2.根據權利要求1所述的方法，形成該背面重分布層電力遞送網絡還包括以下步驟：

在該底端晶粒的背面上形成多條平行交替的電力與接地連接線，該電力與接地連接線均勻分布，其中該背面為形成該連接墊的另一面；以及

連接該電力與接地連接線至該電力供應貫穿硅通孔。

3.根據權利要求2所述的方法，其包含在該底端晶粒的該背面上的凸塊下層金屬(UBM)墊之間形成該電力與接地連接線。

4.根據權利要求1所述的方法，形成該背面重分布層電力遞送網絡還包括以下步驟：

使該底端晶粒的背面上的多個貫穿硅通孔向下曝露至該底端晶粒的鈍化層，該多個貫穿硅通孔包括該電力供應貫穿硅通孔，其中該背面為形成該連接墊的另一面；

在該鈍化層上方形成晶種層；

在該晶種層上方形成第一光阻層；

貫穿該第一光阻層向下至該晶種層，圖案化該第一光阻層形成重分布層開口及凸塊下層金屬開口，該重分布層開口形成在該電力供應貫穿硅通孔上方，而該凸塊下層金屬開口具有第一寬度；

分別通過該重分布層開口與凸塊下層金屬開口在該晶種層上形成重分布層及凸塊下層金屬捕獲墊；

移除該第一光阻層；

在該重分布層及該凸塊下層金屬捕獲墊上方形成第二光阻層；

在該重分布層及該凸塊下層金屬捕獲墊上方的該第二光阻層中圖案化，形成開口，該開口具有小于該第一寬度的第二寬度；

通過該開口在該重分布層及該凸塊下層金屬捕獲墊上形成凸塊下層金屬；

移除該第二光阻層；以及

移除該晶種層。

5.根據權利要求4所述的方法，其包含基于所述電力/接地微柱的位置圖案化該第二光阻層，形成該開口。

6.根據權利要求4所述的方法，其包含圖案化該第二光阻層，以形成比該凸塊下層金屬開口小1μm至2μm的該開口。

7.根據權利要求4所述的方法，其包含通過下列步驟形成該凸塊下層金屬：

在該重分布層及該凸塊下層金屬捕獲墊上形成一或多個可焊接層。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，該連接墊是由受控崩陷晶片連接體(C4)或銅柱(CuP)構成。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，該底端晶粒與頂端晶粒是邏輯晶粒。