[發明專利]半導體裝置和包括該半導體裝置的電子設備

在審

• 申請號: 202010531248.6
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111834306A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 徐焰;姬忠禮;陳余
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/367;H01L25/07;H01L23/48;H01L23/535
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種半導體裝置，其特征在于，包括：

第一半導體層；

第二芯片；

導熱層，與所述第一半導體層和所述第二芯片層疊設置并且位于所述第一半導體層與所述第二芯片之間，用于在所述導熱層內傳導來自所述第一半導體層和/或所述第二芯片的熱量，所述導熱層在水平方向的導熱系數大于或等于在垂直方向的導熱系數，且所述導熱層在水平方向的導熱系數大于所述第一半導體層的導熱系數；以及

第一導電柱，貫穿所述導熱層，以使得所述第一半導體層與所述第二芯片通過所述第一導電柱實現電互連，其中所述第一導電柱與所述導熱層電絕緣，所述第一導電柱的延伸方向為所述垂直方向。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述導熱層上具有多個通孔，一個或多個所述第一導電柱貫穿一個所述通孔。

3.根據權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于，所述導熱層與所述第一半導體層之間鍵合連接。

4.根據權利要求1至3任一項所述的半導體裝置，其特征在于，還包括絕緣材料，所述絕緣材料包覆所述導熱層的表面，所述第一導電柱還貫穿所述絕緣材料。

5.根據權利要求1至4任一項所述的半導體裝置，其特征在于，還包括：

絕緣層，被布置為至少部分圍繞所述第一導電柱且沿所述第一導電柱延伸，用于將所述第一導電柱與所述導熱層隔離以實現電絕緣。

6.根據權利要求5所述的半導體裝置，其特征在于，還包括：

填充材料，被布置在所述導熱層中并且位于在所述導熱層與所述絕緣層之間。

7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其特征在于，所述填充材料與硅通孔(TSV)工藝兼容，所述硅通孔是指通過在硅晶圓的通孔中填充導電材料以實現的電互連。

8.根據權利要求1至7任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一半導體層為第一芯片或第一互連層。

9.根據權利要求1至8任一項所述的半導體裝置，其特征在于，在所述第一半導體層為第一芯片時，所述第一導電柱還貫穿所述第一芯片。

10.根據權利要求9所述的半導體裝置，其特征在于，所述半導體裝置還包括：

第三半導體層，被布置在所述第一半導體層遠離所述導熱層的一側，所述第三半導體層與所述導電柱電耦合。

11.根據權利要求1至10任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述導熱層包括碳基材料、金屬材料或其組合。

12.根據權利要求11所述的半導體裝置，其特征在于，所述碳基材料包括石墨烯膜。

13.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述導熱層的厚度至少為5um。

14.一種電子設備，其特征在于，包括：根據權利要求1-13中任一項所述的半導體裝置。

15.一種均熱片，其特征在于，包括：

碳基材料層，所述碳基材料層在水平方向的導熱系數大于或等于在垂直方向的導熱系數；以及，

第一非金屬柱，貫穿所述碳基材料層，所述第一非金屬柱的延伸方向為所述垂直方向，所述第一非金屬柱的材質為絕緣或半導體的，其中所述第一非金屬柱與所述碳基材料層接觸的部分是絕緣材料。

16.根據權利要求15所述的均熱片，其特征在于，所述導熱層的表面的粗糙度是小于或等于1nm。

17.根據權利要求15或16所述的均熱片，其特征在于，所述第一非金屬柱的直徑在10μm至40μm之間。