[发明专利]具有导电且导光的通孔的半导体装置及相关联的系统及方法

说明书

本文中揭示具有填充有透明且导电的材料的一或多个通孔的半导体装置。在一个实施例中，半导体装置包含堆叠在第二半导体裸片上方的第一半导体裸片。所述第一半导体裸片可包含至少一个通孔，所述通孔与所述第二半导体裸片的对应通孔轴向对准。所述第一及第二半导体裸片的所述通孔可填充有透明且导电的材料，所述透明且导电的材料既电耦合又光耦合所述第一与第二半导体裸片。

技术领域

本发明技术通常涉及半导体装置，且更特定来说涉及具有其中安置有透明且导电的材料的一或多个通孔的半导体装置。

背景技术

例如存储器装置、微处理器及发光二极管等微电子装置通常包含安装到衬底且包装于保护性覆盖物中的一或多个半导体裸片。半导体裸片包含例如存储器单元、处理器电路、互连电路等功能特征。半导体裸片制造商正面临减小半导体裸片所占据的体积且仍增加所产生经封装组合件的容量及/或速度的不断增加的压力。为满足这些需求，半导体裸片制造商通常将多个半导体裸片彼此上下地垂直堆叠以增加在半导体裸片安装到的电路板或其它元件上在有限体积内的微电子装置的容量或性能。在一些半导体裸片堆叠中，半导体裸片使用穿硅通孔(TSV)来电互连。TSV使得半导体裸片能够彼此靠近地堆叠，使得邻近的半导体裸片仅彼此间隔开相对小的垂直距离。此实现更高的数据传送速率，且因裸片是垂直地堆叠，因此堆叠的总占用面积对应于堆叠中最大裸片的占用面积。

关于具有堆叠半导体裸片的微电子装置的一个问题是增加堆叠中每一半导体裸片的TSV计数通常需要增加半导体裸片的大小。然而，通常期望增加TSV计数以(举例来说)改进到堆叠裸片的电力输送及/或改进裸片之间的数据传送。因此，本技术领域仍然需要用于改进具有堆叠裸片的微电子装置中的TSV的密度或数目而不增加堆叠裸片的大小的方法及系统。

附图说明

可参考以下图式更好地理解本发明技术的许多方面。图式中的组件未必按比例。而是，重点在于清晰地图解说明本发明技术的原理。

图1A是横截面图，且图1B是根据本发明技术的实施例的半导体装置的放大横截面图。

图2A是横截面图，且图2B是根据本发明技术的实施例的半导体装置的放大横截面图。

图3是根据本发明技术的另一实施例的半导体装置的横截面图。

图4是包含根据本发明技术的实施例配置的半导体装置的系统的示意图。

具体实施方式

下文描述具有导光且导电的通孔的半导体装置的数个实施例的特定细节。所属领域的技术人员将认识到，可以晶片级或以裸片级执行本文中所描述的方法的适合步骤。因此，取决于其所用的上下文，术语“衬底”可指晶片级衬底或指经单个化裸片级衬底。此外，除非上下文另有指示，否则本文中所揭示的结构可使用常规半导体制造技术形成。可(举例来说)使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋涂及/或其它适合技术来沉积材料。类似地，可(举例来说)使用等离子体蚀刻、湿式蚀刻、化学机械平面化或其它适合技术来去除材料。所属领域的技术人员还将理解，本发明技术可具有额外实施例，且可在无下文参考图1A到4所描述的实施例的数个细节的情形下实践本发明技术。

在下文所描述的数个实施例中，半导体装置包含具有第一光学组件的第一半导体裸片及具有第二光学组件的第二半导体裸片。通孔至少延伸于第一与第二光学组件之间，并且通孔中安置有透明且导电的材料。在一些实施例中，第一与第二半导体裸片经由通孔中的透明且导电的材料电耦合及光耦合。举例来说，第一及第二光学组件可经配置以沿着第一与第二半导体裸片之间的通孔接收及/或发射光信号。同时，通孔可耦合到电源、接地或另一电信号源。因此，本发明技术可通过将通孔配置为发射电信号及光信号两者而有利地增加单个通孔能够载运的信号密度。因此，本发明技术可减小半导体裸片被(举例来说)穿硅通孔(TSV)所占据的面积，或维持相同的面积同时改进数据传送、电力输送及/或并入有半导体裸片的半导体装置的其它特性。