[发明专利]使用背面接近的集成电路芯片定制

说明书

技术领域

本文所述的各个实施例一般来说涉及半导体制作工艺、产品和装置的改善，且更特定来说，涉及用于制造可编程半导体集成电路的方法、用于对所述可编程半导体集成电路进行编程的方法，以及由此制成的集成电路产品。

背景技术

由于半导体集成电路产品变得越来越复杂，因此制造商要继续寻找一些方法来增加特定电路设计的可用性，而不必不断地重新设计具有共同元件的电路。举例来说，电路常常在单个芯片上具有可通过激活可编程元件来启用的不同电路元件，所述可编程元件例如熔丝、反熔丝、可编程只读存储器(PROM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)等。

同时，制造商正在寻求一些方法来在较小或更紧凑的封装中建构经封装的集成电路产品。已实现此目标的一种方法是将集成电路芯片或裸片彼此堆叠，其中信号在芯片间是通过每一芯片中的通孔以接触相邻芯片的导体来传导。(术语“通孔”在本文中用来表示在衬底穿孔中形成有导体的一种结构，其中导体部分在衬底的每一侧上露出，由此在衬底中形成贯通连接器)。通常，通孔采用预定样式，使得一个芯片的通孔样式与相邻芯片的通孔样式对准，这样当芯片堆叠时，芯片之间的电连接就得以建立。

这已导致三维方法的形成，包含多个芯片或裸片堆叠以及晶圆堆叠。包含穿硅通孔或TSV的多个衬底可以彼此堆叠以实现此种三维集成。明确地说，不同衬底的TSV可将信号从一个衬底传导到另一衬底，而不需使用(例如)导线或其它导体。

不过，通常，有数百或数千的集成电路建构在(例如)直径为12英寸的大半导体晶圆上。集成电路被图案化成芯片，这些芯片将从晶圆裂成多个单独的芯片或裸片。晶圆上的芯片中的每一者具有许多结合衬垫，最后会进行所述结合衬垫与所述集成电路的电连接。结合衬垫通常形成在芯片的正面(即，芯片中的上面形成有集成电路的晶体管的那一侧)。在许多情况下，芯片被制成比本来要大，以便容纳大量的结合衬垫。

结合衬垫还在制作期间用于对芯片上的集成电路进行测试，以及用于实现对可包含在芯片上的可编程元件的编程。在此期间，例如，如果发现特定电路不起作用，那么可从正面的结合衬垫来激活可编程元件，例如通过熔断熔丝或激活反熔丝，以移除非功能性电路或在其周围为信号重新选路。通常，编程是在制作和测试期间、在芯片组装到经堆叠、经安装或经封装的产品中之前完成的。

一旦芯片堆叠制作好，所述芯片堆叠会变成不可对芯片上的可编程元件进行寻址。例如，在相同芯片的堆叠中，熔断一个芯片上的特定层级处的熔丝将会导致所述堆叠中的其它芯片上的相同位置处的熔丝也被熔断。这个问题可以使用更复杂的金属化图案来解决，但是可以看出，整个结构的复杂性也明显增加，并且这个方法是不会进行的，因为制作中所使用的掩模组很昂贵。

此外，使用标准编程技术，可施加给编程信号的电压或电流的量受到限制，这是因为编程是从正面上的衬垫来进行，所述衬垫不一定会紧靠待编程的元件，并且编程信号可能是通过很长的信号路径导体来传导到可编程元件。这通常会导致不完全或无效的编程，因为施加指定的编程电压或电流可能不足以使对应的可编程元件改变状态。

系统芯片(SOC)产品使用熔丝和PROM来对功能性编程，实现冗余，或用于产品标识和序列化。预期三维(3D)产品对产品定制和/或冗余/修复方案的需求将会增加，这在I/O需求方面将会伴随着高价格。

因此，需要一种可用来实现装置编程的结构以及方法，其可容易地对芯片上的可编程元件进行编程并且允许使用较少的结合衬垫空间。

发明内容

揭示具有衬底的一种集成电路实施例的实例，所述衬底有正面和背面。至少一个可编程元件例如熔丝、反熔丝、PROM、RRAM、MRAM等位于正面上，且贯穿所述衬底的通孔使得可以从背面接近正面上的可编程元件，其中所述可编程元件可通过从背面选择性地施加到导体上的电压、电流或编程刺激来编程。衬底可为(例如)硅，且通孔可为(例如)TSV。

一种用于定制集成电路的方法的实施例的实例包含提供具有正面和背面的衬底。贯穿衬底来形成通孔以使得可以从背面接近正面上的可编程元件，例如熔丝、反熔丝、PROM、RRAM、MRAM等，且从背面对导体施加编程刺激以对可编程元件进行编程以建立集成电路的功能性，例如配置或修复。衬底可为硅，且通孔可为TSV。