[發明專利]具有層級間通孔的單片3D集成電路

有效

• 申請號: 201780038830.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN109314094B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: S·P·辛哈;R·C·埃特金;B·T·克萊因;G·M·耶里克;K·章
• 申請（專利權）人: 阿姆有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/528;H01L27/06
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 歐陽帆

本文描述的各種實現可以針對在集成電路(IC)中使用層級間通孔(IV)。在一個實現中，三維(3D)IC可以包括部署在基板層上的多個層級，其中層級可以包括具有電耦接到第一互連層的第一有源器件層的第一層級，并且還可以包括具有電耦接到第二互連層的第二有源器件層的第二層級，其中第一互連層包括最不靠近第一有源器件層的最上層。3D IC還可以包括IV，以電耦接第二互連層和最上層。最上層可以電耦接到第一層級的外圍位置處的電源，從而將電源電耦接到第一有源器件層和第二有源器件層。

技術領域

本技術涉及集成電路。在以下描述中，提供與理解本文描述的各種技術相關的信息。對相關技術的討論絕不應意味著它是現有技術。一般而言，相關技術可以或可以不被認為是現有技術。因此，應當理解的是，任何陳述都應當從這個角度被閱讀，而不作為對現有技術的任何承認。

已經開發了允許多個IC層或管芯在垂直方向定位的各種集成電路(IC)技術。特別地，在三維(3D)IC中，可以在垂直方向上堆疊多個IC層或管芯，其中可以使用各種耦接方案將層或管芯堆疊在一起并將層或管芯連接到封裝基板。這種耦接方案可以包括用于在垂直方向上提供層間通信的一個或多個通孔。

以下將參考附圖在本文中描述各種技術的實現。但是，應當理解的是，附圖僅圖示了本文描述的各種實現，并不意味著限制本文描述的各種技術的范圍。

圖1-2圖示了結合本文描述的各種實現的單片三維(3D)集成電路(IC)的截面視圖。

圖3圖示了根據本文描述的各種實現的單片3D IC的俯視圖。

圖4-6圖示了根據本文描述的各種實現的單片3D IC的截面視圖。

圖7-8圖示了根據本文描述的各種實現的二維(2D)IC的截面視圖。

本文描述的各種實現可以提到并且可以涉及在集成電路中使用層間通孔。例如，在一個實現中，三維(3D)集成電路(IC)可以包括部署在基板層上的多個層級，其中多個層級可以包括具有電耦接到一個或多個第一互連層的第一有源器件層的第一層級。所述多個層級還可以包括具有電耦接到第二互連層的第二有源器件層的第二層級，其中第一層級定位成比第二層級更靠近基板層，并且其中一個或多個第一互連層包括最上面的第一互連層，該最上面的第一互連層最不靠近第一互連層的第一有源器件層。3D IC還可以包括一個或多個被配置為電耦接第二互連層和最上面的第一互連層的第一層級間通孔(IV)。最上面的第一互連層可以電耦接到在第一層級的一個或多個外圍位置處的電源，從而將電源電耦接到第一有源器件層和第二有源器件層。

現在將參考圖1-8更詳細地描述在集成電路中使用層級間通孔的各種實現。

集成電路(IC)可以由一個或多個輸入/輸出器件、標準器件、存儲器器件和/或其它器件的布置形成。這些器件可以由各種電子部件(諸如晶體管、二極管、電阻器、電容器等)組成。輸入/輸出器件可以用于在IC的連接引腳與布置在IC內的標準器件和存儲器器件之間提供信號。標準器件可以是觸發器、算術邏輯單元、多路復用器、保持觸發器、氣球觸發器(balloon flop)、鎖存器、邏輯門等的電路實現。存儲器器件可以包括布置成存儲器單元的存儲器陣列和用于將數據寫入存儲器單元以及從存儲器單元讀取數據的相關聯電路系統。