[發(fā)明專利]晶片級(jí)無源器件的集成

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110695084.5
• 申請(qǐng)日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN113421873A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號(hào): H01L23/528
• 分類號(hào): H01L23/528;H01L25/065;H01L25/16;H01L23/64;H01L23/488;H01L23/31;H01L23/498;H01L23/50
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 馮薇

本公開涉及晶片級(jí)無源器件的集成。本公開描述了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括利用位于第一基板上的第一組無源器件(例如，電感器)(102)耦合到第一半導(dǎo)體基板(100)的集成電路(500)。第二半導(dǎo)體基板(200)可利用第二組無源器件(例如，電容器)(202)耦合到第一基板。基板中的互連器(104)可允許在基板和集成電路之間互連。無源器件可用于向集成電路提供電壓調(diào)節(jié)。基板和集成電路可利用金屬覆膜(106,502)來耦合。

本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為2015年8月4日、國家申請(qǐng)?zhí)枮?01580044816.7、發(fā)明名稱為“晶片級(jí)無源器件的集成”的進(jìn)入中國國家階段的PCT申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本文所述實(shí)施方案涉及用于實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件中電源調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法。更具體地，本文所述實(shí)施方案涉及具有用于電壓調(diào)節(jié)的集成無源器件的半導(dǎo)體器件。

2.相關(guān)領(lǐng)域的描述

電力傳送與功率節(jié)省越來越成為片上系統(tǒng)(SoC)器件、中央處理單元(CPU)和圖形處理單元(GPU)的集成電路器件性能調(diào)節(jié)的考慮因素。更快速地將電力傳送至設(shè)備可提高設(shè)備的速度和功率，同時(shí)通過在功率轉(zhuǎn)變(例如，設(shè)備的通電/斷電)期間降低損耗來節(jié)省功率。在未開發(fā)出更高效的電力傳送和功率節(jié)省系統(tǒng)或技術(shù)的情況下，進(jìn)一步的性能調(diào)節(jié)可能是有限的。因此，針對(duì)進(jìn)一步的性能調(diào)節(jié)正在開發(fā)用于在集成電路芯片上或附近包含電壓調(diào)節(jié)部件(例如，無源器件，諸如電感器和/或電容器)的方法和系統(tǒng)。

已開發(fā)出的一種在集成電路芯片上集成電壓調(diào)節(jié)的方法為在用于制造芯片的工藝期間在芯片上形成電壓調(diào)節(jié)部件(例如，在用于形成集成電路的CMOS工藝期間形成電感器和電容器)。然而，在CMOS工藝期間形成電感器和電容器需要可能增加成本、額外處理時(shí)間、需更多掩模和/或更多器件的復(fù)雜過程。由于在CMOS工藝期間在集成電路芯片上形成電感器和電容器涉及的復(fù)雜性，因此這種集成電路芯片的產(chǎn)量損失可能很高，這就導(dǎo)致額外的制造時(shí)間和成本。另外，由于電感器和電容器是在CMOS工藝期間形成的，因此電感器和電容器的規(guī)格受限于CMOS工藝參數(shù)。

針對(duì)在集成電路芯片上或附近包含電壓調(diào)節(jié)部件所開發(fā)的另一方法為通過集成電路芯片提供封裝的分立電感器和電容器。然而，提供封裝的電感器和電容器可能需要用于部件的大量固定空間，涉及困難的物理布線，并且在電力上無法應(yīng)對(duì)電損耗。

發(fā)明內(nèi)容

在某些實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件包括耦合到第一半導(dǎo)體基板的集成電路。集成電路和第一基板可利用形成在集成電路和第一基板上的金屬覆膜(metallization)來耦合。第一基板可包括位于基板上的第一組無源器件(例如，電感器)。第二半導(dǎo)體基板可被耦合到第一基板，使得第一基板位于集成電路和第二基板之間。第一基板和第二基板可利用形成在第一基板和第二基板上的金屬覆膜來耦合。第二基板可包括第二組無源器件(例如，電容器)。在一些實(shí)施方案中，電絕緣材料填充在集成電路和第一基板之間圍繞金屬覆膜以及在第一基板和第二基板之間圍繞金屬覆膜的空間。在某些實(shí)施方案中，基板包括提供基板和集成電路之間互連的互連器。這些互連器可連接無源器件和集成電路以提供用于集成電路的電壓調(diào)節(jié)。

在一些實(shí)施方案中，將柱耦合到集成電路的位于第一基板和第二基板的周邊上的有源表面。柱可提供到集成電路上輸入/輸出端子的直接連接。因此，來自集成電路的輸入/輸出可直接出現(xiàn)，而無需利用無源器件穿過基板進(jìn)行布線。

附圖說明

當(dāng)與附圖結(jié)合時(shí)，參考根據(jù)本公開所述實(shí)施例的目前優(yōu)選的但僅為示例性的實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述，將更充分地理解本公開所述實(shí)施例的方法與裝置的特征和優(yōu)點(diǎn)，在該附圖中：

圖1示出了具有無源器件和互連器形成在其上的半導(dǎo)體基板的實(shí)施方案的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。

圖2示出了具有無源器件和互連器形成在其上的半導(dǎo)體基板的另一實(shí)施方案的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。