[发明专利]多芯片堆叠设备

说明书

本文描述的示例一般涉及具有堆叠芯片的多芯片设备。在一个示例中，多芯片设备包括包含芯片的芯片堆叠。相邻的芯片相互连接。芯片中的多个芯片共同包括中断过孔柱的列和桥。多个芯片中的每个芯片在每个列中具有中断过孔柱。中断过孔柱具有在垂直于相应芯片的半导体衬底的一侧的方向上对齐的第一和第二连续过孔柱部分。第一连续过孔柱部分在中断过孔柱内未连接到第二连续过孔柱部分。多个芯片中的每个芯片具有桥中的一个或多个桥。在相应的芯片内，每个桥连接一列中的第一连续过孔柱部分和另一列中的第二连续过孔柱部分。

技术领域

本公开的示例总体上涉及包含堆叠芯片的多芯片堆叠设备。

背景技术

已经开发了包括多个集成电路芯片的装置，该装置包括模块和/或封装。这种装置的形式多种多样。通过形成这种装置，电子设备可以集成多个芯片以形成设备，其中每个芯片可以使用标准半导体工艺被制造，然后被组装和封装以形成更大的多功能设备。在一些情况下，通过具有不同的芯片，难以集成的半导体工艺可以被分离，诸如当一个芯片的部分需要与另一个芯片不同的工艺时。

另一个方面是能够将具有不同功能的芯片(例如，一些是现场可编程门阵列(FPGA)芯片，一些是存储器芯片)的设备构建到具有较小设备尺寸和更多功能和较低功率的相同装置中。用于芯片的半导体工艺可以更加专注于在诸如增加芯片性能、降低成本和提高制造产量的领域给予设备更大的优势。可以通过这种装置实现其他好处。

发明内容

本文描述的示例一般涉及具有垂直堆叠芯片的多芯片设备。更具体地，芯片堆叠的各种芯片可以包括在跨多个芯片的列中对齐的中断过孔柱，其中列之间的桥可以形成交错的过孔柱。交错的过孔柱可以形成例如芯片堆叠的基础芯片和另一个芯片之间的通信路径，在基础芯片和另一个芯片之间插入有任何数目的芯片。这种示例可以将非可编程、非易失性结构和通信路径实现为交错的过孔柱。对结构和通信路径的编程可以被避免。该些结构可以被用在高压操作中，并且可以被用在上电序列中。可以对芯片堆叠中的中间芯片和/或远端芯片实现相同的硬件布局，这可以减少实现芯片堆叠的流片(tape-outs)的数目，并且可以降低开发芯片堆叠的成本。

本文描述的示例是多芯片设备。多芯片设备包括芯片堆叠。芯片堆叠包括芯片。芯片中的相邻芯片相互连接。多个芯片共同包括中断过孔柱的列和桥。多个芯片中的每个芯片在列中的每个列中具有中断过孔柱。中断过孔柱具有在垂直于相应芯片的半导体衬底的一侧的方向上对齐的第一连续过孔柱部分和第二连续过孔柱部分。第一连续过孔柱部分在中断过孔柱内未连接到第二连续过孔柱部分。多个芯片中的每个芯片具有桥中的一个或多个桥。在相应芯片内，桥中的每个桥将列中的一列中的第一连续过孔柱部分和列中的另一列中的第二连续过孔柱部分连接。

本文描述的另一示例是操作多芯片设备的方法。信号在第一芯片和第二芯片之间通信。第一芯片和第二芯片在芯片堆叠中。一个或多个中间芯片被布置在第一芯片和第二芯片之间的芯片堆叠中。在一个或多个中间芯片中的每个中间芯片处，通信信号包括将信号从一个中断过孔柱列通信到另一个中断过孔柱列。中断过孔柱列中的每个中断过孔柱列穿过一个或多个中间芯片延伸。在一个或多个中间芯片中的每个中间芯片处的中断过孔柱列中的每个中断过孔柱列包括布置在相应芯片中的第一连续过孔柱部分和第二连续过孔柱部分。在相应的中断过孔柱列内，第一连续过孔柱部分未连接到第二连续过孔柱部分。

本文描述的另一个示例是多芯片设备。多芯片设备包括芯片堆叠。芯片堆叠包括芯片。芯片堆叠的第一芯片包括第一连续过孔柱部分、第二连续过孔柱部分、第三连续过孔柱部分和桥。第一连续过孔柱部分具有在第一芯片和芯片堆叠的下层芯片之间的接口处的第一焊盘。第一连续过孔柱部分通过互连件来连接到第一芯片的有源电路。第二连续过孔柱部分具有在第一芯片和芯片堆叠的上覆芯片之间的接口处的第二焊盘。第二焊盘与第一焊盘对齐。第二连续过孔柱部分未连接到第一连续过孔柱部分。第三连续过孔柱部分具有在第一芯片和下层芯片之间的接口处的第三焊盘。桥连接第三连续过孔柱部分和第二连续过孔柱部分。

这些和其他方面可以参考以下详细描述来理解。

附图说明