[发明专利]静电放电二极管

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求共同拥有的于2013年5月6日提交的美国非临时专利申请No.13/887,723的优先权，该非临时专利申请的内容通过援引全部明确纳入于此。

领域

本公开一般涉及静电放电二极管。

相关技术描述

技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括显著的计算能力。

在无线通信设备中使用的半导体器件可使用穿硅通孔(TSV)技术来形成以提供硅芯片之间的电连接。例如，硅芯片可包括使用在硅晶片内制造的用于垂直连接的TSV来互连的集成电路。集成电路的垂直连接可被用于形成三维集成电路。因为使用多个硅晶片来形成三维集成电路，因此用于将这些硅芯片(或每个硅芯片内的电路)彼此互连或将其互连至封装基板的的组装工艺可使高压静电通过TSV传递至每个芯片上的电路，从而导致对这些电路的损害。

耦合至硅芯片前侧(即，有效层)的静电放电二极管可被用于沉降源自静电或噪声的电荷。例如，耦合至硅芯片前侧的静电放电二极管可以将电荷沉降到硅晶片的基板中。然而，在硅晶片前侧放置静电放电二极管可消耗原本可用于有效电路(即，有效集成电路)的较大管芯面积。

概述

本公开给出了使用穿硅通孔(TSV)技术来与其他硅芯片互连的硅芯片的特定实施例。静电放电二极管可形成在硅芯片的背侧以将静电电荷沉降到硅芯片的硅基板中。例如，金属重分布层在与芯片的硅基板接触时可以形成肖特基势垒二极管。肖特基势垒二极管可响应于负电压(例如，具有负极性的静电电荷)而激活并且可以将静电电荷沉降到硅基板中。另外，可通过使金属重分布层与硅晶片背侧上的n型半导体材料(诸如，氧化铟或氧化铟锡)接触来形成具有相反极性的二极管。该二极管可响应于正电压(例如，具有正极性的静电电荷)而激活并且可以将静电电荷沉降到硅基板中。

在特定实施例中，一种方法包括使基板的背侧变薄以暴露在该基板中形成的第一通孔的一部分。该方法还包括在该基板的背侧形成第一二极管。第一二极管被耦合至第一通孔。

在另一特定实施例中，一种器件包括基板和从该基板的背侧延伸的第一通孔。该器件还包括在该基板的背侧的第一二极管。第一二极管被耦合至第一通孔并将静电电荷沉降到基板中。

在另一特定实施例中，一种设备包括用于将具有负极性的静电电荷沉降到穿硅通孔(TSV)晶片的基板中的装置。该用于沉降具有负极性的静电电荷的装置位于基板的背侧。该设备还包括用于将具有正极性的静电电荷沉降到基板中的装置。该用于沉降具有正极性的静电电荷的装置位于基板的背侧。

由至少一个所公开的实施例提供的一种特定优势在于通过在基板背侧形成二极管以将静电电荷沉降到基板中，该基板前侧的附加管芯面积可潜在地被用于有效电路。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求。

附图简述

图1是在基板背侧包括静电放电二极管的穿硅通孔(TSV)晶片的特定解说性实施例的示图；

图2是解说形成图1的TSV晶片的特定阶段的示图；

图3是解说形成图1的TSV晶片的另一特定阶段的示图；

图4是解说形成图1的TSV晶片的另一特定阶段的示图；

图5是解说形成图1的TSV晶片的另一特定阶段的示图；

图6是解说形成图1的TSV晶片的另一特定阶段的示图；

图7是解说形成图1的TSV晶片的另一特定阶段的示图；

图8是图1的TSV晶片的另一特定解说性实施例的示图；

图9是图1的TSV晶片的另一特定解说性实施例的示图；