[發明專利]利用硅連接層集成電源門控電路的半導體裝置

有效

• 申請號: 202010620154.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111710670B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 范繼聰;單悅爾;徐彥峰;張艷飛;閆華
• 申請（專利權）人: 無錫中微億芯有限公司
• 主分類號: H01L25/18
• 分類號: H01L25/18;H01L23/48;H02M1/08;H02M1/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳;聶啟新

1.一種利用硅連接層集成電源門控電路的半導體裝置，其特征在于，所述半導體裝置包括基板、層疊設置在所述基板上的硅連接層以及層疊設置在所述硅連接層上的裸片；

所述裸片內包括裸片功能模塊和硅堆疊連接模塊，所述硅堆疊連接模塊內包括若干個硅堆疊連接點，所述裸片上還設置有連接點引出端，所述裸片功能模塊的電源端與相應的硅堆疊連接點相連，所述硅堆疊連接點通過重布線層內的頂層金屬線與相應的連接點引出端相連；所述裸片的輸入輸出端口通過所述硅連接層上的硅通孔連接至所述基板；

所述硅連接層內布設有電源門控電路，所述電源門控電路包括電源輸入端、電源輸出端和休眠控制端，所述裸片上與內部裸片功能模塊的電源端相連通的連接點引出端通過所述硅連接層內的金屬連線連接至所述電源門控電路的電源輸出端，所述電源門控電路的電源輸入端連接供電電源、休眠控制端獲取所述裸片內部的裸片功能模塊對應的休眠控制信號，所述電源門控電路根據所述休眠控制信號控制所述裸片功能模塊的供電使所述裸片功能模塊在未工作時進入休眠模式。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述半導體裝置內部包括若干個所述裸片功能模塊，各個裸片功能模塊的電源端分別連通至相應的連接點引出端，則與各個裸片功能模塊的電源端相連通的連接點引出端分別通過所述硅連接層內的金屬連線連接至所述電源門控電路的電源輸出端。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述硅連接層內布設有若干個所述電源門控電路，各個所述電源門控電路的電源輸入端均相連并連接至所述供電電源，各個所述電源門控電路的休眠控制端均相連并獲取所述休眠控制信號，各個所述電源門控電路的電源輸出端均相連并與所述裸片功能模塊的電源端連通，各個所述電源門控電路并聯控制所述裸片功能模塊的供電。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述半導體裝置內部包括若干個所述裸片功能模塊，各個裸片功能模塊的電源端分別連通至相應的連接點引出端，所述硅連接層內布設有若干個所述電源門控電路；每個電源門控電路對應一個或多個裸片功能模塊且所述電源門控電路的電源輸出端與對應的裸片功能模塊的電源端連通，所述電源門控電路獲取對應的裸片功能模塊的休眠控制信號并控制所述裸片功能模塊的供電。

5.根據權利要求2或4所述的半導體裝置，其特征在于，

所述半導體裝置包括一個裸片，所述裸片內部包括若干個裸片功能模塊，則所述半導體裝置內部的若干個裸片功能模塊在同一個裸片內；

或者，所述半導體裝置包括若干個裸片，若干個裸片均層疊設置在所述硅連接層上且所述硅連接層覆蓋所有的裸片，各個裸片內部包括裸片功能模塊；則所述半導體裝置內部的若干個裸片功能模塊包括同一個裸片內的若干個裸片功能模塊和/或若干個裸片內的若干個裸片功能模塊。

6.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述硅連接層內還布設有硅連接層功能模塊，所述硅連接層功能模塊的電源端通過所述硅連接層內的金屬連線連接至相應的電源門控電路的電源輸出端，所述電源門控電路控制所述硅連接層功能模塊的供電。

7.根據權利要求1-4任一所述的半導體裝置，其特征在于，

所述電源門控電路的休眠控制端連接所述半導體裝置的外接端口獲取外部輸入的所述休眠控制信號；

或者，所述硅連接層布設有連接所述裸片的監控電路，所述電源門控電路的休眠控制端通過所述硅連接層內的金屬連線連接所述硅連接層內的監控電路，所述硅連接層內的監控電路向所述電源門控電路輸入所述休眠控制信號；

或者，所述電源門控電路的休眠控制端連接對應的裸片功能模塊所在的裸片中的其他電路模塊，所述裸片除所述裸片功能模塊之外的其他電路模塊向所述電源門控電路輸入所述休眠控制信號；

或者，所述半導體裝置包括均層疊設置在所述硅連接層上的若干個裸片，則所述電源門控電路的休眠控制端連接其他裸片，其他裸片向所述電源門控電路輸入所述休眠控制信號。

8.根據權利要求1-4任一所述的半導體裝置，其特征在于，所述電源門控電路的電源輸入端處設置有大于預定電容值的穩壓電容。