一种复合集成电路(IC)结构至少包括与第二IC管芯堆叠的第一IC管芯。每一管芯具有装置层以及互连至所述装置层的晶体管并且终止于特征处的金属化层。第一IC管芯的第一特征主要具有第一成分，所述第一成分具有第一微结构。第二IC管芯的第二特征主要具有第二成分或者第二微结构。第二特征中的第一个与第一特征中的一个直接接触。第二成分具有的热导率比第一成分和第一微结构的热导率低至少一个数量级。第一成分具有的热导率可以是第二成分或第二微结构的热导率的至少40倍。微结构的热导率的至少40倍。微结构的热导率的至少40倍。
【技术实现步骤摘要】
复合IC装置结构的部件中的绝热互连特征
技术介绍
[0001]微电子行业不断努力寻求在用于各种电子产品中的更小微电子封装中产生更高的计算性能，所述电子产品例如是计算机服务器、便携式计算机、平板电脑、台式计算机和移动通信手机。现在，高性能计算产品往往包括一个或多个微电子封装，微电子封装包含被集成到一个功能单元中的半导体瓦片、芯片、小芯片(chiplet)和管芯的各种组合。这些复合或者异构集成电路(IC)装置结构可以包括使用多样的技术和材料建立的瓦片、芯片、小芯片或管芯。瓦片、芯片、小芯片或管芯可以垂直堆叠、水平放置或兼具两者。不同装置之间的连接可以采用各种各样的技术，包括混合接合。
[0002]复合IC装置结构可能带来很多热挑战。作为一个示例，在诸如瓦片、芯片、小芯片或管芯的装置被垂直堆叠时，装置的产生显著量的热量的部分可能被置于另一装置的热敏感的部分附近。在这种情况下，来自一个装置的热量可能对另一装置的热敏感电路系统或逻辑单元的操作造成损害。尽管通常在封装和混合接合中使用的电介质材料是绝热的，但是这些材料提供的热传递可能不足以在热敏感电路系统或逻辑单元的操作期间避免热点。
附图说明
[0003]在附图中通过示例的方式而非通过限制方式对本文描述的素材给出了举例说明。为了例示的简单和清晰起见，图中所示元件未必是按比例绘制的。例如，为了清晰起见，一些元件的尺度可能相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的地方，在各附图之间重复附图标记以指示对应的或类似的元件。在附图中：
[0004]图1A和图1B分别示出了根据一些实施例的包括多个部件的复合IC装置结构和该复合IC结构的部分的截面图；
[0005]图2A和图2B示出了根据一些实施例的复合IC结构的部件的绝热互连特征的截面图；
[0006]图3A和图3B示出了根据一些实施例的包括多个部件的复合IC装置结构的部分的截面图；
[0007]图4A、图4B、图4C和图4D示出了根据一些实施例的在制作工艺期间的复合IC装置结构的部件的绝热互连特征的截面图；
[0008]图5A、图5B、图5C、图5D和图5E示出了根据一些实施例的在制作工艺期间的复合IC装置的部件的绝热互连特征的截面图；
[0009]图6是根据一些实施例的用于组装具有包括至少一个绝热互连特征的部件的复合IC结构的方法的流程图；
[0010]图7是根据一些实施例的采用包括一个或多个具有绝热互连特征的部件的复合IC装置结构的电子计算装置的功能框图；并且
[0011]图8示出了根据一些实施例的采用包括一个或多个具有绝热互连特征的部件的复合IC装置结构的移动计算平台和数据服务器机器。
具体实施方式
[0012]将参考附图来描述实施例。虽然详细描绘并讨论了具体构造和布置，但应当理解，这只是出于例示目的而做出的。相关领域技术人员将认识到，其他构造和布置也是可能的而不脱离本说明书的实质和范围。对于相关领域技术人员而言显而易见的是，可以将本文描述的技术和/或布置用于除了本文详细描述的那些之外的各种各样的其他系统和应用中。
[0013]在下文的详细描述中将参考附图，附图构成了详细描述的部分并且例示了示例性实施例。此外，应当理解，可以利用其他实施例并且可以做出结构和/或功能上的改变，而不脱离所要求保护的主题的范围。应当指出，可以使用方向和参照(例如，上、下、顶部、底部等)，其仅用于方便对附图中的特征以及特征之间的关系的描述。因此，不应从限定的意义上理解下文的详细描述，并且所要求保护的主题的范围仅由所附权利要求及其等价方案限定。
[0014]在下文的描述中阐述了很多细节。但是，对本领域技术人员将显而易见的是，可以在无需这些具体细节的情况下实践实施例。在一些情况下，公知的方法和装置被以框图的形式而非详尽的方式示出，以避免使实施例难以理解。整个说明书中所提到的“实施例”或“一个实施例”或“一些实施例”意味着结合所述实施例所描述的特定特征、结构、功能或特性包含在至少一个实施例中。因而，在本说明书中各处出现的短语“在实施例中”或“在一个实施例中”或“一些实施例”未必是指相同实施例。此外，可以在一个或多个实施例中按照适当方式将所述特定特征、结构、功能或特性相结合。例如，第一实施例可以与第二实施例组合，只要与这两个实施例中的每者相关联的特定特征、结构、功能或特性不相互排斥。
[0015]如说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另外做出明确指示。还将理解的是，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。
[0016]术语“耦合”和“连接”连同它们的派生词在本文中可以用于描述部件之间的功能关系或结构关系。应当理解，这些术语并非意在彼此同义。相反，在具体的实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多元件相互直接物理接触、光学接触或电接触。“耦合”可以用于指示两个或更多元件相互直接或者间接(其间具有其他居间元件)物理、光学或电接触，和/或两个或更多元件相互协同操作或交互(例如，就像处于因果关系中)。
[0017]文中使用的术语“在
……
之上”、“在
……
之下”、“在
……
之间”和“在
……
上”是指一个(种)部件或材料相对于其他部件或材料的相对位置(在这样的地方，这种物理关系是值得注意的)。例如，在材料语境下，设置在另一材料或结构之上或者之下的一种材料或结构可以直接接触，或者可以具有一种或多种居间材料。此外，设置在两种材料之间的一种材料可以与所述的两种材料直接接触，或者可以具有一种或多种居间材料。作为对照，位于第二材料或结构“上”的第一材料或结构与该第二材料/结构直接接触。在第一部件可以位于第二部件“上”或“之上”的部件组件的语境下可以做出类似的区分。
[0018]如本申请和权利要求中通篇使用的，通过术语
“……
中的至少一者”或
“……
中的一者或多者”联结的项的列举可以指所列举项的任何组合。例如，短语“A、B或C中的至少一者”是指A、B、C、A和B、A和C、B和C、或者A、B和C。
[0019]术语“BEOL”是指当在前段制程(FEOL)处理期间在装置层内形成有源和无源装置
之后执行的晶片级单片制作操作。BEOL处理一般需要一系列操作，其中在电介质材料层内限定金属特征(金属化部)，以在有源装置之间对连接进行布线。与将IC芯片耦合至某一主部件(例如，内插器或封装衬底)的互连的特征间距相比，BEOL处理一般具有小得多的特征间距。
[0020]当半导体装置被堆叠在复合或者异构的IC芯片中时，来自一个装置的热串扰可能对相邻装置的热敏感电路系统或逻辑单元的操作造成损害。尽管在封装和混合接合中通常使用的电介质材料是绝热的，但是这些电介质材料可能无法提供与互连和接合焊盘(通常由铜构成)提供的显著导热性相协调的足够绝缘。这在混合接合界面处可能尤其成问题，因为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微电子装置结构，包括：第一集成电路(IC)管芯，其包括第一装置层以及互连至所述第一装置层的晶体管并且终止于第一特征处的一个或多个第一金属化层，其中，所述第一特征主要具有第一成分，所述第一成分具有第一微结构；与所述第一IC管芯堆叠的第二IC管芯，所述第二IC管芯包括第二装置层以及互连至所述第二装置层的晶体管并且终止于第二特征处的一个或多个第二金属化层，其中：所述第二特征主要具有第二成分或第二微结构，所述第二成分或所述第二微结构具有的热导率比所述第一成分和所述第一微结构的热导率低至少一个数量级；并且所述第二特征中的第一个与所述第一特征中的一个直接接触。2.根据权利要求1所述的装置结构，其中，具有所述第一微结构的所述第一成分具有的热导率是所述第二成分或所述第二微结构的热导率的至少40倍。3.根据权利要求1所述的装置结构，其中，所述第二微结构比所述第一微结构更为多孔。4.根据权利要求3所述的装置结构，其中，所述第一成分和所述第二成分两者主要具有相同金属。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置结构，其中，所述第一成分包括Cu；并且所述第二成分包括除了Cu以外的金属或聚合物。6.根据权利要求5所述的装置结构，其中，所述金属是Bi、Te或Mn。7.根据权利要求5所述的装置结构，其中，所述第二成分包括所述金属和氧。8.根据权利要求7所述的装置结构，其中，所述金属是In、Sn、Zn或Ga。9.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置结构，其中，所述第二特征还包括与所述第一互连特征直接接触的表面终饰层，所述表面终饰层具有不同于所述第二成分的成分。10.根据权利要求9所述的装置结构，其中，所述表面终饰层包括Cu或Ni。11.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置结构，还包括与所述第一IC管芯堆叠并且与所述第二IC管芯相邻的第三IC管芯，所述第三IC管芯包括第三装置层以及互连至所述第三装置层的晶体管并且终止于第三特征处的一个或多个第三金属化层，其中：所述第三特征主要具有所述第一成分；并且所述第三特征中的第二个与所述第一特征中的一个直接接触。12.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置结构，还包括与所述第一IC管芯堆叠并且与所述第二IC管芯相邻的第三IC管芯，所述第三IC管芯包括第三装置层以及互连至所述第三装置层的晶体管并且终止于第三特征处的一个或多个第三金属化层，其中：所述第三特征主要具有所述第二成分；并...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：
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