[发明专利]三维集成电路连接结构和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年10月31日提交的第61/553,539号美国临时专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

一般而言，本发明涉及半导体集成电路(IC)，更具体而言，涉及包括堆叠管芯的封装件，也被称为3D IC。

背景技术

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。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种集成电路管芯，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。

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一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单元包含逻辑件，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/或算术运算，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口、一个输出端口、和一个开关控制件。

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。

根据本发明的另一方面，提供了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一个都包括：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一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一个都还包括：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一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一个中的所述可编程阵列控制单元都包含逻辑件，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/或算术运算，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一个都至少包括一个输入端口、一个输出端口、和一个开关控制件。

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一个都进一步包括：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1至N的值k标记，其中N＞1；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1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＝1至N。

在该集成电路管芯堆叠件中，进一步包括：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单元，用从1至M的值j标记，其中M＞1；以及所述多个第二接触件的M个输出接触件，连接至所述可编程阵列控制单元，用从1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＝1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。