[发明专利]多芯片集成电路

说明书

技术领域

本发明概括关于集成电路，且更特别关于由多个晶粒(die)来制造大的集成电路。

背景技术

针对于已知的节点技术，增大集成电路(IC,integrated circuit)尺寸典型提高可在芯片(chip)所纳入的功能性。不幸的是，缺陷经常随着芯片面积而按比例增减。大的芯片是相较于较小芯片者而更有可能纳入缺陷。缺陷影响良率，且良率损失经常随着增大芯片尺寸而提高。已经开发种种技术以提供大IC至期望良率程度。

提供大IC的一种方式是从在硅置入件上的多个较小IC(晶粒)来构成大IC。硅置入件是本质为基板，在硅置入件已经处理以提供金属接线与接点之后，晶粒是覆晶式接合到硅置入件。举例来说，如通称为“后端处理”，硅晶圆是经制造以形成一或多个硅置入件，其具有连接到通孔的数个图型化金属层与中间绝缘层。习知之导电通孔通过绝缘层而与图型化金属层连接在一起，且晶粒是以微凸块阵列而物性地且电性地连接到置入件。

这些图型化金属层提供对IC晶粒的高密度互连图型(pattern)。硅置入件是将细间距的晶粒连接到置入件相对面上的较粗的凸块阵列，且提供在晶粒之间的互连。导电贯穿硅通孔(TSV，through-silicon via)延伸通过硅置入件以将晶粒电气连接到硅置入件相对面上的凸块阵列。此凸块阵列是被用以将大IC电气且机械连接到图型化电路板或封装基板。

不幸的是，要制造导电TSV是相当昂贵的且诸如电镀TSV之对于TSV的一些技术引入显著的处理延迟。举例来说，贯穿电镀TSV的使用可能对大IC的处理流程增加二到三个小时。

避免先前技术的缺点来提供大IC是期望的。

发明内容

一种复合或多芯片集成电路(IC)具有：第一IC晶粒(芯片)，其被安装在重建晶圆底座上且具有第一晶上(on-chip)互连结构；及第二IC晶粒，其被安装在重建晶圆底座上且具有第二晶上互连结构。第二IC晶粒是以氧化物对氧化物(oxide-to-oxide)边缘接合而被边缘接合到第一IC晶粒。被配置在第一IC晶粒上且在第二IC晶粒上的芯片对芯片(chip-to-chip)互连结构将第一晶上互连结构电气耦合到第二晶上互连结构。在又一个实施例中，所述IC具有在芯片对芯片互连结构上的接触阵列，诸如：球栅阵列或凸块阵列。在一个特定实施例中，重建晶圆底座包含造模化合物。在一个特定实施例中，氧化物对氧化物边缘接合包含二氧化硅。

在又一个实施例中，所述IC包括其安装在重建晶圆底座上且具有第三晶上互连结构的第三IC芯片，第三晶上互连结构是通过芯片对芯片互连结构而被耦合到第一晶上互连结构或第二晶上互连结构的至少一个。

在一个特定实施例中，芯片对芯片互连结构包括第一图型化金属层、在第一晶上互连结构与第二晶上互连结构与第一图型化金属层之间的第一介电层、第二图型化金属层以及在第一图型化金属层与第二图型化金属层之间的第二介电层。在再一个实施例中，第一导电通孔是从第一图型化金属层延伸通过第一介电层到第一晶上互连结构，且第二导电通孔是从第二图型化金属层延伸通过第二介电层到第一图型化金属层。

在另一个实施例中，一种复合IC是藉由生产IC晶粒所制造，各个IC晶粒具有晶上互连结构。IC晶粒的边缘是被抛光，且氧化物层是被沉积来涂覆IC晶粒的边缘以形成边缘氧化物层。在一些实施例中，即将成为复合IC周边边缘的晶粒之边缘系为未抛光。

边缘氧化物层是诸如藉由以氨溶液或氧电浆处理而被活化，且IC晶粒是以一或多个复合IC图型而配置在边缘接合载件上。IC晶粒为边缘接合在一起，例如：使用低温接合方法，其在特定方法中包括：将IC晶粒加热到不大于摄氏250度的温度。力量是被选用式施加在边缘接合过程期间以使IC晶粒保持为彼此接触。

重建晶圆底座是形成在IC晶粒上以形成重建晶圆。在一个特定实施例中，重建晶圆底座是由造模化合物所作成。在重建晶圆上的芯片对芯片互连结构电气耦合载晶互连结构。若重建晶圆具有超过一个复合IC，所述复合IC是从重建晶圆经单一化。

在一个特定实施例中，氧化物层包含沉积的二氧化硅且为以不大于摄氏450度的温度而沉积。在一个特定实施例中，制造芯片对芯片互连结构包括：在重建晶圆上形成至少二个图型化金属层具有中间介电层。在一个特定实施例中，中间介电层包含沉积的二氧化硅层，且二个图型化金属层中的第一个包含金属镶嵌(damascene)或双金属镶嵌图型化金属层。