三维集成电路连接结构和方法技术

所描述的实施例提供了用于集成电路管芯堆叠件中的管芯的连接结构。管芯堆叠件中的每一个管芯都包括功能电路、可编程阵列和可编程阵列控制单元。通过触发可编程阵列控制单元对管芯堆叠件中的每一个管芯中的相应可编程阵列进行编程，协调信号通路以连接至管芯堆叠件的每个管芯中的相应功能电路，从而使整个器件堆叠件能够满足功能目标。此外，可以通过将控制命令传送至可编程阵列控制单元来绕开管芯堆叠件中的特定管芯。可以绕开管芯，从而满足功能目标并提高合格率和可靠性。本发明专利技术还提供了一种三维集成电路连接结构和方法。

【技术实现步骤摘要】

一般而言，本专利技术涉及半导体集成电路(1C)，更具体而言，涉及包括堆叠管芯的封装件，也被称为3D 1C。
技术介绍
随着管芯制造和封装技术的发展，已开发出了三维集成电路(3DIC)，其中在单个封装件中纵向和横向集成两个或更多个对称或不对称的管芯。为了在3DIC堆叠封装件中将来自下层管芯的相应信号传输至上层管芯，应当提供信号通路结构，用于在堆叠的多管芯封装件中进行正确的信号传输。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种集成电路管芯，包括:功能电路；多个第一接触件，位于所述集成电路管芯的第一表面上；多个第ニ接触件，位于所述集成电路管芯的第二表面上；以及可编程阵列，连接至所述功能电路、所述多个第一接触件和所述多个第二接触件，其中，所述可编程阵列包括多个可编程连接元件，并且其中，所述可编程连接元件被编程为在所述多个第一接触件中的ー个和所述功能电路之间形成连接，并且在所述多个第一接触件中的另ー个和所述多个第二接触件之一之间形成连接。在该集成电路管芯中，还包括:可编程阵列控制单元，连接至所述可编程阵列，通过启动或者禁用所述多个可编程连接元件中的每ー个来控制所述可编程阵列。在该集成电路管芯中，所述可编程阵列控制単元包含逻辑件，所述逻辑件对来自所述第一表面上的输入接触件的信号执行逻辑运算和/或算木运算，并将运算结果输出至所述第二表面上的输出接触件。在该集成电路管芯中，所述多个可编程连接元件至少包括一个输入端ロ、ー个输出端ロ、和ー个开关控制件。在该集成电路管芯中，所述多个第一接触件的数量与所述多个第二接触件的数量相同。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种集成电路管芯堆叠件，包括:第一管芯和第ニ管芯，相互连接，所述第一管芯和所述第二管芯每ー个都包括:功能电路；多个第一接触件，位于相应管芯的第一表面上；多个第二接触件，位于相应管芯的第二表面上；以及可编程阵列，连接至所述功能电路、所述多个第一接触件和所述多个第二接触件，其中，所述可编程阵列包括多个可编程连接元件，其中，所述第一管芯和所述第二管芯中的所述可编程阵列的所述多个可编程连接元件被编程，使所述第一管芯中的所述多个第一接触件中的一个与所述第一管芯中的所述功能电路相连接，并且使所述第一管芯中的所述多个第一接触件的另ー个与所述第二管芯中的所述功能电路相连接。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯每ー个都还包括:可编程阵列控制单元，连接至相应的可编程阵列，通过启动或者禁用所述多个可编程连接元件中的每ー个来控制所述可编程阵列。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯每ー个中的所述可编程阵列控制単元都包含逻辑件，所述逻辑件用于对来自所述第一管芯的第一表面上的输入接触件和所述第二管芯的第一表面上的输入接触件的信号执行逻辑运算和/或算木运算，并且将运算结果输出至所述第一管芯的第二表面上的输出接触件和所述第二管芯的第二表面上的输出接触件。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯的所述可编程阵列中的所述多个可编程连接元件中的每ー个都至少包括一个输入端ロ、ー个输出端ロ、和ー个开关控制件。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯中的每ー个都进ー步包括:所述多个第一接触件的N个输入接触件，连接至所述可编程阵列，用从I至N的值k标记，其中N> I ;以及所述多个第二接触件的N个输出接触件，连接至所述可编程阵列，用从I至N的值k标记；并且其中，所述第二管芯上标记k的所述输入接触件连接至所述第一管芯上标记k的所述输出接触件，其中k = I至N。在该集成电路管芯堆叠件中，进ー步包括:所述多个第一接触件的M个输入接触件，连接至所述可编程阵列控制単元，用从I至M的值j标记，其中M > I ;以及所述多个第ニ接触件的M个输出接触件，连接至所述可编程阵列控制単元，用从I至M的值j标记；并且其中，所述第二管芯上标记j的所述输入接触件连接至所述第一管芯上标记j的所述输出接触件，其中j = I至M。在该集成电路管芯堆叠件中，所述多个第一接触件的数量与所述多个第二接触件的数量相同。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯具有相同的接触件映射。在该集成电路管芯堆叠件中，所述第一管芯和所述第二管芯中的所述功能电路之一包含容量较小的存储器，并且其中，对所述第一管芯和所述第二管芯中的所述可编程阵列的所述多个可编程连接元件进行编程，从而基于功能要求、速度要求和功率消耗要求绕开所述第一管芯和所述第二管芯之一。根据本专利技术的又一方面，提供了一种绕开集成电路管芯堆叠件中的至少ー个管芯的方法，包括:在所述集成电路管芯堆叠件中设置至少ー个冗余管芯；接收至少一个管芯绕开信号；触发可编程阵列控制単元，以对每个管芯中的相应可编程阵列进行编程；以及将最初连接至至少ー个被绕开的管芯的信号通路重新连接至其他相邻的管芯。在该方法中，所述至少ー个管芯绕开信号通过由软件命令触发的管芯上内建自测试(BIST)或特定逻辑件生成，所述管芯上内建自测试或特定逻辑件电连接至相应管芯中的功能电路。在该方法中，基于功能要求、速度要求和功率消耗要求生成所述至少ー个管芯绕开信号。在该方法中，每ー个所述堆叠管芯中的所述可编程阵列控制単元都包括逻辑件，所述逻辑件用于对来自相应的一个所述堆叠管芯中的输入接触件的信号执行逻辑运算和/或算木运算，并将运算结果输出至相应的ー个所述堆叠管芯中的输出接触件。在该方法中，全部所述堆叠管芯都具有相同的接触件映射。在该方法中，除了功能电路之外，所述冗余管芯与其他堆叠管芯相似。附图说明图1A示出了根据ー些实施例的管芯的示意图。图1B示出了根据ー些实施例的堆叠管芯结构中的相应功能电路的信号通路。图2A是根据一些实施例的集成电路管芯的示意图。图2B是根据一些实施例的可编程连接元件的示意图。图3是根据一些实施例的集成电路管芯堆叠件的示意图。图4是根据一些实施例的可编程连接元件的另ー示意图。图5是根据一些实施例的集成电路管芯的简化示意图。图6示出了根据ー些实施例的集成电路管芯中的可编程阵列控制单元的示意图。图7示出了根据ー些实施例的用于绕开(bypass)管芯的堆叠管芯结构中的相应功能电路的信号通路。图8示出了根据ー些实施例的绕开管芯堆叠件中的管芯的方法的流程图。具体实施例方式在下面详细讨论本专利技术实施例的制造和使用。然而，应该理解，实施例提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所论述的具体实施例仅仅是说明性的，而不用于限制本专利技术的范围。旨在结合附图一起阅读示例性实施例的这种描述，所述附图被视为整个书面说明书的一部分。在说明书中，相对位置术语，比如“下方”、“上方”、“水平”、“垂直”、“在...之上”、“在...之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”以及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应被解释为是指如随后描述的或者如论述中的附图中所示出的方位。这些相对位置术语用于简化描述，并且不需要在特定方位中构造或操作装置。除非另有明确说明，关于接合、和连接等术语，比如“连接”和“互连”是指其中结构彼此直接或通过中介结构间接固定或接合的关系。參考图1A，管芯100示出了根据本专利技术的示例实施例的管芯的示意图。管芯1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路管芯，包括：功能电路；多个第一接触件，位于所述集成电路管芯的第一表面上；多个第二接触件，位于所述集成电路管芯的第二表面上；以及可编程阵列，连接至所述功能电路、所述多个第一接触件和所述多个第二接触件，其中，所述可编程阵列包括多个可编程连接元件，并且其中，所述可编程连接元件被编程为在所述多个第一接触件中的一个和所述功能电路之间形成连接，并且在所述多个第一接触件中的另一个和所述多个第二接触件之一之间形成连接。

【技术特征摘要】
2011.10.31 US 61/553,539;2011.11.15 US 13/296,9961.一种集成电路管芯，包括: 功能电路； 多个第一接触件，位于所述集成电路管芯的第一表面上； 多个第二接触件，位于所述集成电路管芯的第二表面上；以及可编程阵列，连接至所述功能电路、所述多个第一接触件和所述多个第二接触件，其中，所述可编程阵列包括多个可编程连接元件，并且其中，所述可编程连接元件被编程为在所述多个第一接触件中的ー个和所述功能电路之间形成连接，并且在所述多个第一接触件中的另ー个和所述多个第二接触件之一之间形成连接。2.根据权利要求1所述的集成电路管芯，还包括:可编程阵列控制单元，连接至所述可编程阵列，通过启动或者禁用所述多个可编程连接元件中的每ー个来控制所述可编程阵列。3.根据权利要求2所述的集成电路管芯，其中，所述可编程阵列控制単元包含逻辑件，所述逻辑件对来自所述第一 表面上的输入接触件的信号执行逻辑运算和/或算木运算，并将运算结果输出至所述第二表面上的输出接触件。4.根据权利要求1所述的集成电路管芯，其中，所述多个可编程连接元件至少包括一个输入端ロ、ー个输出端ロ、和ー个开关控制件。5.根据权利要求1所述的集成电路管芯，其中，所述多个第一接触件的数量与所述多个第二接触件的数量相同。6.一种集成电路管芯堆叠件，包括: 第一管芯和第二管芯，相互连接，所述第一管芯和所述第二管芯每ー个都包括: 功能电路； 多个第一接触件，位于相应管芯的第一表面上； 多个第二接触件，位于相应管芯的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：汲世安，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：