[发明专利]集成电路与其堆叠及其制法

说明书

本公开涉及三维集成电路堆叠，所述三维集成电路堆叠包含第一集成电路管芯，所述第一集成电路管芯具有第一衬底和在第一衬底前侧上方的第一内连线结构；第二集成电路管芯具有第二衬底和在第二衬底前侧上方的第二内连线结构；以及第三集成电路管芯竖直于第一集成电路管芯与第二集成电路管芯之间且具有第三衬底、在第三衬底前侧上方的第三内连线结构以及在第三衬底背侧上方的第三接合结构。散热路径从第三衬底延伸到至少第一衬底或第二衬底且包含背侧接点，所述背侧接点从第三接合结构延伸到第三衬底的背侧且热耦接到至少第一内连线结构或第二内连线结构。

技术领域

本发明的实施例是有关于一种集成电路与其堆叠及其制法，特别是有关于一种在多重芯片堆叠集成电路中用于热量位移的背侧接点及其制造方法。

背景技术

半导体产业持续改进不同电子部件(例如电晶体、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，通过例如减小最小特征大小，使更多部件集成于指定区域中。较小的封装结构，利用较少面积或更小高度，来发展封装半导体装置。举例来说，为了进一步增加单位面积的电路密度，已经研究了三维(three-dimensional，3D)积体电路(integrated circuits，IC)。

发明内容

在一些实施例中，一种三维集成电路堆叠包括：包括第一半导体衬底的第一IC管芯、布置于第一半导体衬底的前侧上的第一内连线结构以及布置于第一内连线结构上方的第一接合结构；第二IC管芯包括第二半导体衬底、布置于第二半导体衬底的前侧上的第二内连线结构以及布置于第二内连线结构上的接合结构，其中第二接合结构面对第一接合结构；第三IC管芯包括第三半导体衬底、布置于所述第三半导体衬底的前侧上的第三内连线结构以及布置于所述第三半导体衬底的背侧上的第三接合结构，其中第三IC管芯竖直布置在第一IC管芯与第二IC管芯之间；以及散热路径从第三半导体衬底延伸到第一半导体衬底或第二半导体衬底中的至少一个，散热路径包括从第三接合结构延伸的第一背侧接点，第一背侧接点延伸到第三半导体衬底的背侧，其中第一背侧接点热耦接到第一内连线结构或第二内连线结构中的至少一个。

在一些实施例中，一种集成电路管芯包括：半导体衬底；集成于半导体衬底的前侧上的半导体装置；布置于半导体衬底的前侧上的内连线结构，耦接到半导体装置，并且包括嵌入于介电层内的内连线穿孔以及内连线路；布置于内连线结构上方的第一接合结构；布置于半导体衬底的背侧上第二接合结构且包括在接合介电结构内的接合线和接合穿孔；以及布置在第二接合结构内的背侧接点，其中背侧接点的顶表面热耦接到半导体衬底的背侧，其中背侧接点的顶表面通过半导体衬底与半导体衬底的前侧间隔开，并且其中背侧接点热耦接且电耦接到第二接合结构。

在一些实施例中，一种形成集成电路的方法所述方法包括：在半导体衬底的前侧上形成半导体装置；在半导体装置上方形成内连线结构；在内连线结构上方形成第一接合结构；在半导体衬底的背侧上方沉积第二介电层；图案化第二介电层以在第二介电层中形成第一开口，其中第一开口暴露出半导体衬底的背侧的表面，其中当半导体衬底的背侧位于半导体衬底的前侧上方时，半导体衬底的背侧的表面位于半导体装置的上方；在第一开口上方沉积具有第一厚度的胶体层；用第一材料填充第一开口以形成背侧接点，所述背侧接点通过胶体层从半导体衬底分离；以及在第二介电层上方沉积更多介电层、接合接点以及接合线层以在半导体衬底的背侧上方形成第二接合结构，其中背侧接点耦接到接合接点和接合线层。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本公开的各方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各个构件未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可以任意增大或减小各种构件的尺寸。

图1A、图1B以及图1C示出包括在三维集成电路堆叠的管芯中背侧接点的三维(3D)集成电路(IC)堆叠的一些实施例的横截面图。

图2示出包括具有两个背侧接点的正面到背面接合第三IC管芯和第四IC管芯的3DIC堆叠的一些附加实施例的横截面图。