[发明专利]利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置

说明书

本申请公开了一种利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置，涉及半导体技术，该半导体装置内部设置有源的硅连接层以集成裸片，裸片内部的裸片功能模块的电源端通过硅堆叠连接点连接到连接点引出端，硅连接层内布设电源门控电路，利用硅连接层内的电源门控电路的电源输出端连接裸片相应的连接点引出端从而连接至裸片功能模块的电源端，电源门控电路可以根据获取到的休眠控制信号控制给裸片功能模块的供电，从而使不工作的裸片功能模块进入休眠状态以达到节约功耗的目的；且电源门控电路布设在硅连接层、制作难度低，也可以避免布设在裸片内会存在的加工难度大和占用较大芯片面积的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置。

背景技术

半导体芯片被广泛应用于各种领域，尤其是移动通信、数据中心、导航制导和自动驾驶等新型领域，随着集成电路制造工艺的飞速发展和半导体装置工作频率的提高，半导体装置的功能迅速增加，而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置，本发明的技术方案如下：

一种利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置，该半导体装置包括基板、层叠设置在基板上的硅连接层以及层叠设置在硅连接层上的裸片；

裸片内包括裸片功能模块和硅堆叠连接模块，硅堆叠连接模块内包括若干个硅堆叠连接点，裸片上还设置有连接点引出端，裸片功能模块的电源端与相应的硅堆叠连接点相连，硅堆叠连接点通过重布线层内的顶层金属线与相应的连接点引出端相连；裸片的输入输出端口通过硅连接层上的硅通孔连接至基板；

硅连接层内布设有电源门控电路，电源门控电路包括电源输入端、电源输出端和休眠控制端，裸片上与内部裸片功能模块的电源端相连通的连接点引出端通过硅连接层内的金属连线连接至电源门控电路的电源输出端，电源门控电路的电源输入端连接供电电源、休眠控制端获取裸片内部的裸片功能模块对应的休眠控制信号，电源门控电路根据休眠控制信号控制裸片功能模块的供电使裸片功能模块在未工作时进入休眠模式。

其进一步技术方案为，半导体装置内部包括若干个裸片功能模块，各个裸片功能模块的电源端分别连通至相应的连接点引出端，则与各个裸片功能模块的电源端相连通的连接点引出端分别通过硅连接层内的金属连线连接至电源门控电路的电源输出端。

其进一步技术方案为，硅连接层内布设有若干个电源门控电路，各个电源门控电路的电源输入端均相连并连接至供电电源，各个电源门控电路的休眠控制端均相连并获取休眠控制信号，各个电源门控电路的电源输出端均相连并与裸片功能模块的电源端连通，各个电源门控电路并联控制裸片功能模块的供电。

其进一步技术方案为，半导体装置内部包括若干个裸片功能模块，各个裸片功能模块的电源端分别连通至相应的连接点引出端，硅连接层内布设有若干个电源门控电路；每个电源门控电路对应一个或多个裸片功能模块且电源门控电路的电源输出端与对应的裸片功能模块的电源端连通，电源门控电路获取对应的裸片功能模块的休眠控制信号并控制裸片功能模块的供电。

其进一步技术方案为，半导体装置包括一个裸片，裸片内部包括若干个裸片功能模块，则半导体装置内部的若干个裸片功能模块在同一个裸片内；

或者，半导体装置包括若干个裸片，若干个裸片均层叠设置在硅连接层上且硅连接层覆盖所有的裸片，各个裸片内部包括裸片功能模块；则半导体装置内部的若干个裸片功能模块包括同一个裸片内的若干个裸片功能模块和/或若干个裸片内的若干个裸片功能模块。

其进一步技术方案为，硅连接层内还布设有硅连接层功能模块，硅连接层功能模块的电源端通过硅连接层内的金属连线连接至相应的电源门控电路的电源输出端，电源门控电路控制硅连接层功能模块的供电。