JP5087009B2 - Chip-level integrated high-frequency passive device, manufacturing method thereof, and system including the same - Google Patents
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Description
実施形態は、概して素子のチップレベルの集積化に関する。 Embodiments generally relate to chip level integration of devices.
ユーザに便利なより小型のパッケージを実現しなければならない状況下にあっては小型高周波(RF)素子が注目されている。RF素子は、RF素子の電力送受信に関連した高インダクタンス(high−Q)を必要とするインダクタを動作中に用いることができる。 Miniaturized high frequency (RF) devices are attracting attention in situations where a smaller package convenient for the user must be realized. The RF element can use an inductor that requires high inductance (high-Q) associated with power transmission and reception of the RF element during operation.
一般的に、このようなHigh−Qの素子は、能動回路を搭載した半導体チップのような集積回路(IC)ダイに近いボード上に配置される。ボード上へのHigh−Q素子の配置は、回路に集積される能動素子のための半導体チップの活性表面における占有面積のコストを考慮に入れる。 Generally, such High-Q elements are placed on a board close to an integrated circuit (IC) die, such as a semiconductor chip on which an active circuit is mounted. The placement of the High-Q element on the board takes into account the cost of the occupied area on the active surface of the semiconductor chip for the active elements integrated in the circuit.
以下、実施形態を得る方法を示すべく、先に簡単に述べた実施形態のより詳細な説明が添付の図面に示される例示的実施形態を参照してなされる。これらの図面は、典型的な実施形態に過ぎず、一定の比率で描かれているわけではない。したがって、実施形態の範囲を限定するものではないことを理解されたい。また、実施形態は、添付の図面を用いることにより、さらなる特定性および詳細を帯びて記載および説明されるであろう。 In the following, a more detailed description of the embodiments briefly described above will be given with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, in order to show how to obtain the embodiments. These drawings are merely exemplary embodiments and are not drawn to scale. Therefore, it should be understood that the scope of the embodiments is not limited. Embodiments will also be described and explained with additional specificity and detail through the use of the accompanying drawings in which:
本開示における実施形態は、ICダイの近くにチップレベルの大きさで展開される高周波(RF)受動素子層を含む装置に関する。実施形態は、RF受動素子層のオンダイおよび基板内両方での配置に関する。実施形態は、ICダイと共にRF受動素子層を組み立てる方法にも関する。実施形態は、また、ダイレベルのRF受動素子層を組み込んだコンピュータシステムにも関する。実施形態は、さらに、RF受動素子層を基板内に配置したコンピュータシステムにも関する。 Embodiments in this disclosure relate to an apparatus that includes a radio frequency (RF) passive component layer deployed in a chip level size near an IC die. Embodiments relate to placement of RF passive component layers both on-die and in the substrate. Embodiments also relate to a method of assembling an RF passive component layer with an IC die. Embodiments also relate to computer systems that incorporate a die level RF passive component layer. Embodiments further relate to a computer system in which an RF passive component layer is disposed in a substrate.
以下の説明は、上、下、第1、第2などの用語を含むが、これらの用語は、説明の目的にのみ使用され、限定として解釈されない。本願明細書中に記載される装置または物品は、数多くの位置または向きで製造され、使用され、あるいは、出荷され得る。用語「ダイ」および「チップ」は、概して、さまざまなプロセス動作により望ましい集積回路デバイスへと変形する基本的なワークピースである物体のことを指す。ダイは、通常、ウェーハから単離され、ウェーハは、半導体材料、非半導体材料、または、半導体および非半導体材料の組み合わせから形成され得る。ボードは、一般的に、ダイのための取付基板として機能する樹脂含浸処理されたファイバーグラス構造を有する。 The following description includes terms such as up, down, first, second, etc., which are used for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting. The devices or articles described herein can be manufactured, used, or shipped in a number of positions or orientations. The terms “die” and “chip” generally refer to an object that is a basic workpiece that is transformed into a desired integrated circuit device by various process operations. The dies are typically isolated from the wafer, which can be formed from a semiconductor material, a non-semiconductor material, or a combination of semiconductor and non-semiconductor materials. The board typically has a resin-impregnated fiberglass structure that functions as a mounting substrate for the die.
図を参照すると、末尾の数字を同じにした参照符号が付された同様の構造が示されている。さまざまな実施形態の構造を最も明確に示すべく、本願明細書中の図面は、集積回路構造を図示している。したがって、製造される構造の実際の外観は、例えば顕微鏡写真などでは異なって見える場合もあるが、図示される実施形態の本質的な構造は含まれている。さらに、図面は、図示された実施形態を理解するのに必要な構造を示す。図面の明確さを維持する目的から、従来技術で知られる付加構造は含まれていない。 Referring to the figure, a similar structure is shown with reference numerals with the same number at the end. In order to best illustrate the structure of the various embodiments, the drawings herein illustrate an integrated circuit structure. Thus, the actual appearance of the manufactured structure may appear different in, for example, micrographs, but includes the essential structure of the illustrated embodiment. Moreover, the drawings show the structures necessary to understand the illustrated embodiment. For the purpose of maintaining the clarity of the drawing, additional structures known in the prior art are not included.
図1Aは、一実施形態における処理中のウェーハ100の横断立面図である。ウェーハ100は、任意の半導体含有材料であり得る。処理中、ウェーハ100は、能動素子を保持するよう操作される。 FIG. 1A is a cross-sectional elevation view of a wafer 100 being processed in one embodiment. Wafer 100 can be any semiconductor-containing material. During processing, the wafer 100 is manipulated to hold active devices.
図1Bは、一実施形態におけるさらなる処理中の図1Aに示されたウェーハ100の横断立面図である。ウェーハ101は、未処理の半導体材料110(以下「半導体基板110」という)と、ウェーハ101とは別の構造として任意に示される能動素子回路112とを含むように処理されている。ウェーハ101との間の接続は、複数のダイボンドパッドによりなされ、ダイボンドパッドの1つは参照符号114により示される。このような処理の後、ウェーハ101は、活性表面116および裏側表面118を含む。
FIG. 1B is a cross-sectional elevation view of the wafer 100 shown in FIG. 1A during further processing in one embodiment. The
一実施形態では、能動素子回路112は、例えば、スタティックRAM(SRAM)、組み込みDRAM(eDRAM)、および、論理回路など、回路を形成する半導体内のトランジスタおよび他の能動素子を含む。
In one embodiment,
図1Cは、一実施形態における粘着テープ120適用後の図1Bに示されたウェーハ101の横断立面図である。ウェーハ102は、一実施形態におけるRF能動素子含有層を得るよう処理されるべく粘着テープ120に接着されている。一実施形態では、粘着テープ120は、回路およびダイボンドパッド114をそれほど変化させることなく活性表面116から剥がれるように、加熱後にかなりの粘着性が失われる熱剥離テープである。
FIG. 1C is a cross-sectional elevation view of the
図1Dは、一実施形態における誘電層122の形成後図1Cに示されるウェーハ102の横断立面図である。誘電層122は、チップレベルで設置されるべきRF能動素子含有層から能動素子回路112を電気的に絶縁するよう処理される。
FIG. 1D is a cross-sectional elevation view of the
一実施形態では、酸化膜122を誘電層122として成長させるべく熱プロセスが用いられる。一実施形態では、ウェーハ100(図1A)は、能動素子回路112を得るべくウェーハ100を操作する前に用いられる熱的条件下で酸化膜122を得るべく処理される。一実施形態では、誘電層122は、能動素子回路112を得るべくウェーハ100(図1A)を操作した後に成長する酸化膜である。一実施形態では、誘電層122として自然酸化物が用いられる。
In one embodiment, a thermal process is used to grow
一実施形態では、誘電層122は、テトラエトキシシラン(TEOS)の分解によって形成される酸化物のような堆積酸化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積オキシ窒化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積炭化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積硫化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積オキシ硫化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積ホウ化物である。一実施形態では、誘電層122は、堆積ボロナイトライドである。一実施形態では、誘電層122は、ダイの裏側表面118に接着される有機層である。一実施形態では、誘電層122は、上記材料のいずれかの組み合わせである。一実施形態では、誘電層122は、堆積誘電材料である。
In one embodiment, the
いずれにしても、誘電層122の形成後、ダイの裏側表面119は、本来のダイ裏側表面118を覆うように形成される。誘電層122がすでに形成されている所では、「ダイの裏側表面」は、元来のダイ裏側表面118と明確に述べていない限り、表面119のことを意味する。
In any case, after the formation of the
一実施形態では、誘電層122を得るための処理後、ウェーハ103は、全体の厚みが124になる能動素子回路112、半導体基板110、および、誘電層122を有する。一実施形態では、ダイの厚み126は、能動素子回路112および半導体基板110の厚みを含み、全体の厚み124は、ダイの厚み126、および、誘電層122の厚みを含む。一実施形態では、全体の厚み124に対するダイの厚み126の比率は、例えば、およそ1000:1001であり、この場合、誘電層122は、半導体基板110の裏側表面118における自然酸化膜である。一実施形態では、全体の厚み124に対するダイの厚み126の比率は、例えば、およそ0.5:1であり、この場合、誘電層は、ウェーハ100(図1A)上に予め作製された熱酸化物層である。一実施形態では、全体の厚み124に対するダイの厚み126の比率は、例えば、およそ3:1であり、この場合、誘電層122は、SiO2誘電層122の半導体基板の厚みのおよそ半分の誘電層と等しい電気絶縁品質を有する。一実施形態では、例えば、誘電層122がSiO2誘電層122である場合、全体の厚み124に対するダイの厚み126の比率は、例えば、およそ1:1である。
In one embodiment, after processing to obtain the
図1Eは、一実施形態におけるRF受動素子層128を形成した後の図1Dに示されるウェーハ103の横断立面図である。ウェーハ104は、RF受動素子層128をダイの裏側表面119に接着することにより処理されている。
FIG. 1E is a cross-sectional elevation view of the
図7は、一実施形態における図1Eから切り取った詳細部である。一実施形態では、RF受動素子層128は、積層材料である。ウェーハ104の左側の指し込み図は、RF受動素子層128を形成する積層材料の一実施形態を示す。この実施形態では、RF受動素子層128は、誘電層122に接触して配置されたベース誘電体130を含む。RF受動素子層128は、ベース誘電体130に接触して配置された第1の導電層132、中間誘電体134、導電相互接続136、第2の導電層138、および、外側誘電体140を含む。
FIG. 7 is a detail cut from FIG. 1E in one embodiment. In one embodiment, the RF
このような層状組織では、RF受動素子層128は、一実施形態におけるインダクタのような素子の構造を提供する。一実施形態では、図1Eに示される層状組織128は、既知の技術によるスパイラルインダクタを有する。一実施形態では、層状組織128は、既知の技術によるヘリカルインダクタを有する。一実施形態では、層状組織128は、既知の技術による二電極薄膜コンデンサ(TFC)を有する。一実施形態では、層状組織128は、既知の技術によるインターデジタルコンデンサ(IDC)を実現するための、図1Eに示される2つの導電層132および138以外にも導電層を含む。一実施形態では、RF受動素子層128は、既知の技術における金属抵抗器を形成する単一の導電層を含む。一実施形態では、RF受動素子層128は、既知の技術によるダイオード抵抗器を含む。
In such a layered structure, the RF
一実施形態では、導電層132および138は、導電相互接続136と同様に、既知の技術によりめっきされるか、積層されるか、あるいは、パターン化される銅のような金属である。一実施形態では、ベース誘電体130、中間誘電体134、および、外側誘電体140は、可撓性であり、エッチング技術またはステンシル技術を用いてパターン化されるHigh−K誘電材料である。
In one embodiment,
図1Fは、一実施形態における、ダイ貫通ビア142の形成後に図1Eに示されるウェーハ104の横断立面図を示す。ダイ貫通ビア142は、一実施形態における機械穿孔などのプロセスによって形成される。ダイ貫通ビア142は、一実施形態におけるレーザ穿孔などのプロセスによって形成される。ダイ貫通ビア142は、一実施形態における反応性イオンエッチング(RIE)などのプロセスによって形成される。
FIG. 1F illustrates a cross-sectional elevation view of the
一実施形態では、ダイ貫通ビア142は、図1Bで示される処理が実行される間にウェーハ101内に形成される。一実施形態では、ダイ貫通ビア142は、図1Cに示される処理が実行される間にウェーハ102内に形成される。一実施形態では、図1Dに示される処理が実行される間に、ウェーハ103内にダイ貫通ビア142が形成される。一実施形態では、図1Eに示される処理が実行される間に、ウェーハ104内にダイ貫通ビア142が形成される。
In one embodiment, the through-die via 142 is formed in the
図1Gは、一実施形態における、粘着テープ除去後の図1Fに示されたウェーハ105の横断立面図である。処理中ウェーハ104にダイ貫通ビア142が形成される場合、さらなる処理は、参照番号142でも示されるような相互接続を形成することと、その後、ウェーハの裏側表面119に基準マークを用いるなどの技術によりRF受動素子層128を位置合わせすることと、RF受動素子層128を堆積させて、RF受動素子層128と相互接続142との間に電気的続をもたらすこととを含む。
FIG. 1G is a cross-sectional elevation view of the wafer 105 shown in FIG. 1F after removal of the adhesive tape in one embodiment. If through-
図1Fに示された粘着テープ120は、ダイ活性表面116に堆積された構造が粘着テープ120より強い粘着力をもつ場合、ダイ活性表面116から単に剥がすだけで除去される。一実施形態では、粘着テープ120は、まず加熱され、その後ダイ活性表面116から剥がされる熱剥離材料である。
If the structure deposited on the die
図2は、一実施形態におけるチップパッケージ200内のダイレベルRF受動素子層228の横断立面図である。一実施形態では、ウェーハ106のようなウェーハは、ダイ201を得るべく単離される。ダイ201は、半導体基板210、活性表面216に接した能動素子回路212、誘電層222、RF受動素子層228、および、相互接続242を含む。一実施形態では、ダイ201は、取付基板248に接着される。一実施形態では、ダイ201は、既知のダイ接着剤などの接着剤244により取付基板248に接着される。一実施形態では、RF受動素子層228には何らかの既知のRF受動素子がとどまる。
FIG. 2 is a cross-sectional elevation view of die level RF
ダイ201と取付基板248との間では一連のボンドワイヤにより電気信号および電力通信がなされ、一実施形態におけるボンドワイヤの1つが参照番号250で示されている。ボンドワイヤ250は、ダイボンドパッド214および取付基板ボンドパッドを用いることによりダイ201と取付基板248との間を接続する。取付基板ボンドパッドの1つが参照番号252で示されている。
A series of bond wires provide electrical signal and power communication between the die 201 and the mounting substrate 248, and one of the bond wires in one embodiment is indicated by reference numeral 250. The bond wire 250 connects the
一実施形態では、RF受動素子層228内には少なくとも1つのRF受動素子が含まれ、ダイ活性表面216とRF受動素子層228との間のすべての電気通信は、一実施形態における相互接続242を介てなされる。したがって、ダイ活性表面216とRF受動素子との間の電気通信は、取付基板248上のダイの占有面積内に含まれるので、いかなる誘導ループ効果も最小限にとどめることができる。ちなみに、RF受動素子が古い技術によってダイに横に取り付けられなければならない場合、本開示に記載されたいくつかの実施形態に比べ、誘導ループ効果は顕著になる。
In one embodiment, at least one RF passive device is included in the RF
図3は、一実施形態におけるチップパッケージ300の取付基板348内にあるダイ占有面積が隠れたRF受動素子層328の横断立面図である。一実施形態では、ダイ301を得るべくウェーハ106のようなウェーハが単離される。ダイ301は、半導体基板310、活性表面316に接した能動素子回路312、裏側表面318に接した誘電層322、および、相互接続342を含む。
FIG. 3 is a cross-sectional elevation view of the RF
ダイ301は、一実施形態における取付基板348に接着される。一実施形態では、RF受動素子層328は、取付基板348内に配置される。したがって、取付基板348を作製する間、RF受動素子層328は、ワイヤボンド取付基板348内で一般的に必要とされ得るトレース、ボンドフィンガ、相互接続、および、他の構造と共に元々の位置で作製される。一実施形態では、RF受動素子層328内には何らかの既知のRF受動素子がとどまり得る。
The
一連のボンドワイヤにより、ダイ301と取付基板348との間で電気信号および電力通信がなされる。一実施形態では、ボンドワイヤの1つは、参照番号350で示される。ボンドワイヤ350は、ダイボンドパッド314および取付基板ボンドパッドを用いてダイ301と取付基板348との間を接続する。ダイボンドパッドの1つは、参照番号352により示される。一実施形態では、RF受動素子層328には少なくとも1つのRF受動素子が含まれ、ダイ活性表面316とRF受動素子層328との間のすべての電気通信は、一実施形態における相互接続ボンドパッド354を用いることにより相互接続342を介しなされる。したがって、ダイ活性表面316とRF受動素子との間の電気通信は、取付基板348上のダイの占有面積内に含まれるので、いかなる誘導ループ効果も最小限にとどめることができる。一実施形態では、取付基板の誘電コーティング347または349が存在することによって生じる電気的絶縁が十分な場合、誘電層322は、除去され得る。
A series of bond wires provides electrical signal and power communication between the die 301 and the mounting
図4は、一実施形態におけるチップパッケージ400の取付基板448内にあるダイ占有面積が部分的に隠れたRF受動素子層428の横断立面図である。一実施形態では、ダイ401を得るべくウェーハ106のようなウェーハが単離される。ダイ401は、半導体基板410、活性表面416における能動素子回路412、裏側表面418に接した誘電層422、および、相互接続442を含む。
FIG. 4 is a cross-sectional elevation view of the RF
ダイ401は、誘電層の裏側表面419において一実施形態における取付基板448に接着される。一実施形態では、RF受動素子層428は、取付基板内448に配置される。したがって、取付基板448を作製する間、RF受動素子層428は、ワイヤボンド取付基板448に一般的に必要とされ得るトレース、ボンドフィンガ、相互接続、および、他の構造と共に元々の場所で作製される。一実施形態では、RF受動素子層428内には任意の既知のRF受動素子がとどまり得る。
The
一連のボンドワイヤにより、ダイ401と取付基板448との間で電気信号および電力通信がなされる。一実施形態において、ボンドワイヤの1つは、参照番号450で示され、もう1つは参照番号456で示される。第1のボンドワイヤ450は、ダイボンドパッド414、および、取付基板の第1のボンドパッドを用いることにより、ダイ401と取付基板448との間を接続する。第1のボンドパッドの1つは、参照番号452で示される。第2のボンドワイヤ456は、図4の断面図に示される平面の外側にあり得るダイボンドパッド414、および、取付基板の第2のボンドパッドを用いてダイ401と取付基板448との間を接続する。第2のボンドパッドの1つは、参照番号460で示されている。
A series of bond wires provides electrical signal and power communication between the die 401 and the mounting
一実施形態では、RF受動素子層428内には少なくとも1つのRF受動素子が含まれ、相互接続442および相互接続ボンドパッド454を介しダイ活性表面416とRF受動素子層428との間で若干の電気通信がなされる。第2のボンドワイヤ456および第2の取付基板ボンドパッド460を介し、ダイ活性表面416とRF受動素子層428との間で若干の電気通信がなされる。したがって、ダイ活性表面416とRF受動素子との間の電気通信が取付基板448上のダイ401の占有面積内に含まれるので、誘導ループ効果はほとんど最小限にとどめられる。ループは、ダイ活性表面416から取付基板448上の第2の取付基板ボンドパッド460におけるダイ401の占有面積のちょうど手前を通り抜けるので、ダイ活性表面416とRF受動素子との間には若干の誘導ループ効果が感じられる。このような実施形態は、RF受動素子層428におけるRF受動素子へのアクセスがダイ占有面積の外側になるよう選択される場合におきる。一実施形態では、基板の第1のボンドパッド452および第2のボンドパッド460の位置は、図4から取った断面なので、それらの1つが図4では隠れるように一列に並ぶ。
In one embodiment, the RF
図5は、一実施形態における、チップパッケージ500の基板548内にあるカプセル化されたダイ占有面積が隠れたRF受動素子層528の横断立面図である。一実施形態では、ダイ501を得るべくウェーハ106のようなウェーハが単離される。ダイ501は、半導体基板510、活性表面516における能動素子回路512、裏側表面518における誘電層522、および、相互接続542を含む。
FIG. 5 is a cross-sectional elevation view of an RF
ダイ501は、取付基板548に接着され、一実施形態におけるカプセル機能562により保護される。一実施形態では、カプセル機能は、図2乃至9に示されるいずれの構造にも適用できる。
The
ダイ501と取付基板548との間では、一連のボンドワイヤにより電気信号および電力通信がなされる。一実施形態において、ボンドワイヤの1つは、参照番号550で示される。ボンドワイヤ550は、ダイボンドパッド514および取付基板ボンドパッドを用いてダイ501と取付基板548との間を接続する。ボンドパッドの1つは、参照番号552で示される。
Between the
図6は、一実施形態におけるチップパッケージ600内のフリップチップダイレベルのRF受動素子層628の横断立面図である。一実施形態では、ダイ601を得るべく、ウェーハ106のようなウェーハが単離される。ダイ601は、半導体基板610、活性表面616における能動素子回路612、半導体基板610の裏側表面618に配置された誘電層622を含む。ダイ601は、RF受動素子層628と、相互接続642も含む。RF受動素子層628は、一実施形態におけるダイの裏側表面619に接着される。一実施形態では、RF受動素子層628内には何らかの既知のRF受動素子がとどまり得る。
FIG. 6 is a cross-sectional elevation view of a flip chip die level RF
ダイ601と取付基板648との間では、一連のソルダーバンプにより電気信号および電力通信がなされる。一実施形態において、ソルダーバンプの1つは参照番号664で示される。ソルダーバンプ664は、ダイボンドパッド614、および、取付基板ボンドパッドを用いることにより、ダイ601と取付基板648との間を接続する。取付基板ボンドパッドの1つは、参照番号652で示される。ダイ601は、一実施形態における、ダイ活性表面616の回路を保護するアンダーフィル材料666を用いることにより取付基板648にさらに接着される。
Between the
図8は、一実施形態における中心に寄ったダイ貫通ビア842を含むチップパッケージ800におけるダイレベルのRF受動素子層828の横断立面図である。一実施形態では、ウェーハが単離されることによりダイ801が得られる。ダイ801は、半導体基板810、活性表面816における能動素子回路812、誘電層822、RF受動素子層828、および、相互接続842を含む。一実施形態では、ダイ801は、ダイ801を横に二等分する対称線870により空間的に定められる。対称線870は、ダイ端部874への第1の距離872、および、相互接続842への距離876を定める。一実施形態では、第2の距離876で分割した第1の距離872は、図1Gおよび2乃至7における空間的描写の距離とほぼ同じである。一実施形態では、第2の距離876で分割した第1の距離872は、図8および9における空間的描写の距離より大きい。第2の距離876で分割した第1の距離872の所定の比率を得るための相互接続842のそれぞれの所与の配置において、例えば、活性表面816、および、RF受動素子層828におけるRF受動素子の位置の所与のレイアウトに役立つループインダクタンスを実現するよう、所与の比率が選択され得る。
FIG. 8 is a cross-sectional elevation view of a die level RF
ダイ801は、一実施形態における取付基板848に接着される。一実施形態では、ダイ801は、既知のダイ接着剤844などの接着剤により取付基板848に接着される。一実施形態では、RF受動素子層828内には何らかの既知のRF受動素子がとどまり得る。
The
ダイ801と取付基板848との間では、一連のボンドワイヤにより電気信号および電力通信がなされる。一実施形態では、ボンドワイヤの1つは、参照番号850で示される。ボンドワイヤ850は、ダイボンドパッド814および取付基板ボンドパッドを用いてダイ801と取付基板848との間を接続する。取付基板ボンドパッドの1つは、参照番号852で示される。
Electrical signals and power are communicated between the die 801 and the mounting
一実施形態では、RF受動素子層828内には少なくとも1つのRF受動素子が含まれ、ダイの活性表面816とRF受動素子層828との間のすべての電気通信は、一実施形態における相互接続842を介しなされる。したがって、ダイ活性表面816と、RF受動素子との間の電気通信は、取付基板848上のダイ801の占有面積内に含まれるので、いかなる誘導ループ効果も最小限にとどめることができる。RF受動素子がダイの横に装着されなければならない場合、本開示に記載されるいくつかの実施形態と比べて誘導ループ効果が顕著になる。
In one embodiment, RF
図9は、一実施形態における中心に寄ったダイ貫通ビア942を含むチップパッケージ900におけるダイレベルの高周波受動素子層928の横断立面図である。一実施形態では、ダイ901は、ダイ901を横に二等分する対称線970により空間的に定められる。対称線970は、ダイ端部974への第1の距離972、および、相互接続942への第2の距離976を定める。一実施形態では、第2の距離976で分割された第1の距離972は、図1Gおよび2乃至7における空間的描写の距離とほぼ等しい。一実施形態では、第2の距離976で分割される第1の距離972は、図8および9における空間的描写より大きい。第2の距離976により分割される第1の距離972の所定の比率を実現するための相互接続942の各与えられた配置において、例えば、RF受動素子層928における活性表面916とRF受動素子の位置の所与のレイアウトに役立つループインダクタンスを実現するよう、所与の比率が選ばれ得る。
FIG. 9 is a cross-sectional elevation view of a die level high frequency
ダイ901は、一実施形態における取付基板948に接着される。一実施形態では、RF受動素子層928は、取付基板948内に配置される。したがって、取付基板948の作製の間、RF受動素子層928は、ワイヤボンド取付基板948で一般的に必要とされ得るトレース、ボンドフィンガ、相互接続、および、他の構造と共に元々の場所で作製される。一実施形態では、RF受動素子層928内には何らかの既知のRF受動素子がとどまり得る。
The
一連のボンドワイヤを用いることにより、ダイ901と取付基板948との間で電気信号および電力通信がなされる。一実施形態において、ボンドワイヤの1つは、参照番号950で示される。ボンドワイヤ950は、ダイボンドパッド914および取付基板ボンドパッドを用いてダイ901と取付基板948との間を接続する。取付基板ボンドパッドの1つは、参照番号952で示される。
By using a series of bond wires, electrical signals and power communication is made between the die 901 and the mounting
一実施形態では、RF受動素子層928には少なくとも1つのRF受動素子が含まれ、一実施形態において、ダイ活性表面916とRF受動素子層928との間のすべての電気通信は、相互接続ボンドパッド954を用い、相互接続942を介してなされる。したがって、ダイ活性表面916とRF受動素子との間の電気通信は、取付基板948上のダイの占有面積内に含まれるので、誘導ループ効果は最小限にとどめられる。一実施形態では、取付基板の誘電体947または949が存在することにより引き起こされる電気的絶縁が十分な場合、誘電層922は除去されてよい。
In one embodiment, the RF
図10は、方法の流れの実施形態を示すフローチャート1000である。1010において、方法は、ウェーハの裏側表面に誘電層を形成することを含む。一例示的実施形態において、誘電層122は、図1Aに示されるウェーハ100を熱加工することにより形成されるSiO2層である。
FIG. 10 is a
1020において、方法は、誘電層上にRF受動素子の積層体を形成することを含む。一例示的実施形態では、RF受動素子積層体128は、誘電層122と位置合わせされて熱加工により接着される(図1E)。一例示的実施形態では、誘電層322は、取付基板348と一体化されるRF受動素子積層体328の上に取り付けられる。一実施形態では、方法は、1020において終了する。
At 1020, the method includes forming a stack of RF passive elements on a dielectric layer. In one exemplary embodiment, the RF
1030において、方法は、ウェーハ、または、該ウェーハから取られたダイをRF受動素子積層体に電気的に接続することを含む。一例示的実施形態では、RF受動素子積層体128は、ダイの裏側表面219に取り付けられると即座にダイ201と電気的に接続する(図2)。一例示的実施形態では、RF受動素子積層体328は、RF受動素子積層体328を一体的に含む取付基板348の上にダイ301が取り付けられると即座にダイ301と電気的に接続する(図3)。一例示的実施形態では、RF受動素子積層体428は、ダイ401をRF受動素子積層体428に結合させる取付基板第2ボンドパッド460にワイヤボンディングすると即座に、ダイ401と電気的に接続する(図4)。
At 1030, the method includes electrically connecting a wafer or a die taken from the wafer to an RF passive device stack. In one exemplary embodiment, the RF
1040では、方法は、ウェーハを介し貫通ウェーハビアを形成することを含む。一例示的実施形態では、貫通ウェーハビア142は、その後1020へと続くさらなる処理の前に図1Dに示す構造で形成される。 At 1040, the method includes forming a through-wafer via through the wafer. In one exemplary embodiment, the through-wafer via 142 is formed with the structure shown in FIG. 1D prior to further processing subsequent to 1020.
1050では、方法は、ウェーハをダイシングすることを含む。一例示的実施形態では、貫通ウェーハビア142は、1040で形成され、その後ウェーハは、1050でダイシングされる。一実施形態では、方法は、1050で終了する。 At 1050, the method includes dicing the wafer. In one exemplary embodiment, the through-wafer via 142 is formed at 1040 and then the wafer is diced at 1050. In one embodiment, the method ends at 1050.
1060では、方法は、取付基板を配設することを含む。一例示的実施形態では、方法は、チップ201を上記取付基板248に嵌合することを含む。一例示的実施形態では、方法は、チップ201を上記取付基板248に嵌合することを含む。例示的実施形態では、方法は、取付基板にRF受動素子層が含まれる方法1062を含む。したがって、方法は、1010から1060へ、そして、1062へと流れる。一実施形態では、方法は、1062で終了する。
At 1060, the method includes disposing a mounting substrate. In one exemplary embodiment, the method includes fitting the
図11は、コンピュータシステム1100を示す一部を切り取った立面図ある。前述のRF受動素子層の実施形態の1つ以上は、図11のコンピュータシステム1100などのコンピュータシステムにおいて利用され得る。以降、RF受動素子層の実施形態が単独であるいは他の実施形態と組み合わせて説明されるが、一実施形態または複数の実施形態と称する。
FIG. 11 is an elevational view with a portion cut away showing the
コンピュータシステム1100は、例えば、ICチップパッケージ1110に封入された少なくとも1つのプロセッサ(図示せず)、データ記憶システム1112、キーボード1114などの少なくとも1つの入力デバイス、モニタ1116などの少なくとも1つの出力デバイスを含む。コンピュータシステム1100は、データ信号を処理するプロセッサを含み、また、例えば、インテル社から入手できるマイクロプロセッサを含み得る。キーボード1114に加え、コンピュータシステム1100は、例えば、マウス1118などの他のユーザ入力デバイスを含み得る。コンピュータシステム1100は、図1Gおよび2乃至9で示されるような処理の後、所与のRF受動素子層の実施形態を含み得る。
The
本開示の目的のために、請求項の内容に従う構成要素を組み込むコンピュータシステム1100は、例えば、ダイナミックRAM(DRAM)、高分子メモリ、フラッシュメモリ、および、位相変化メモリなどのデータ記憶に結合されるRF受動素子層の実施形態の少なくとも1つを含み得るマイクロ電子デバイスシステムを利用する任意のシステムを含み得る。この実施形態では、実施形態は、プロセッサに結合されることによりこれらの機能の任意の組み合わせに結合される。しかしながら、一実施形態では、本開示に記載される一実施形態/複数の実施形態の構成は、それらの機能のいずれかに結合される。例えば、一実施形態では、データ記憶は、ダイ上の組み込みDRAMを含む。また、一実施形態では、プロセッサ(図示せず)に結合される実施形態の構成は、DRAMキャッシュのデータ記憶に結合される実施形態の構成を有するシステムの一部である。さらに、一実施形態では、実施形態の構成は、データ記憶1112に結合される。
For purposes of this disclosure, a
一実施形態では、コンピュータシステム1100は、デジタル信号プロセッサ(DSP)、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、または、マイクロプロセッサを含むダイも有し得る。この実施形態では、実施形態の構成は、プロセッサに結合されることにより、それらの機能のいかなる組み合わせにも結合される。例えば、一実施形態では、DSPは、ボード1120上のチップセットの個別のパーツとしてスタンドアロンプロセッサ、および、DSPを含み得るチップセットの一部である。この実施形態では、実施形態の構成は、DSPに結合され、ICチップパッケージ1110内のプロセッサに結合される別の実施形態態の構成が存在する。また、一実施形態では、実施形態の構成は、ICチップパッケージ1110と同じボード1120に装着されるDSPに結合される。実施形態の構成は、本開示およびそれらの等価物の範囲内でRF受動素子層のさまざまな実施形態により記載された実施形態の構成と共に、コンピュータシステム1100に関して記載されたように組み合わせることができると理解されたい。
In one embodiment, the
本開示内で説明された実施形態は、従来のコンピュータ以外のデバイスおよび装置に適用できることを理解されたい。例えば、ダイは、実施形態の構成を伴い実装されることができ、無線通信機などの携帯端末、あるいは、PDAなどのハンドヘルドデバイスに設置され得る。他の例は、実施形態の構成と共に実装され、例えば、自動車、機関車、船、または、宇宙船などの車両に配置され得るダイである。 It should be understood that the embodiments described within this disclosure are applicable to devices and apparatuses other than conventional computers. For example, the die can be implemented with the configuration of the embodiment, and can be installed in a portable terminal such as a wireless communication device or a handheld device such as a PDA. Another example is a die that can be implemented with the configuration of the embodiment and placed in a vehicle such as, for example, an automobile, a locomotive, a ship, or a spacecraft.
図12は、一実施形態における電子システム1200の概略図である。図に示される電子システム1200は、図11に示されるコンピュータシステム1100を表してもよいが、より一般的に表現されている。電子システム1200は、図2乃至9に示されるICダイなどの少なくとも1つの電子アセンブリ1210を組み込む。一実施形態では、電子システム1200は、電子システム1200のさまざまな構成要素を電気的に結合するシステムバス1220を含む。システムバス1220は、単一のバス、または、さまざまな実施形態におけるバスの任意の組み合わせである。電子システム1200は、集積回路1210に電力を供給する電圧源1230を含む。いくつかの実施形態では、電圧源1230は、システムバス1220を介し集積回路1210に電流を供給する。
FIG. 12 is a schematic diagram of an
一実施形態において、集積回路1210は、システムバス1220に電気的に結合され、任意の回路、または、回路の組み合わせを含む。一実施形態では、集積回路1210は、任意のタイプのプロセッサ1212を含む。本願明細書中で用いられるように、プロセッサ1212は、例えば、これらに限定されないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィックプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または、他のプロセッサなどの任意のタイプの回路を意味する。集積回路1210に含まれ得る他のタイプの回路は、携帯電話、ポケベル、ポータブルコンピュータ、双方向ラジオ、および、同様の電子システムなどの無線デバイスで用いられる通信回路1214などのカスタム回路またはASICである。一実施形態では、プロセッサ1210は、SRAMなどのオンダイメモリ1216を含む。一実施形態では、プロセッサ1210は、DRAMなどのオンダイメモリ1216を含む。
In one embodiment, integrated circuit 1210 is electrically coupled to
一実施形態では、電子システム1200は、外部メモリ1240も含み、該外部メモリは、RAM形式のメインメモリ1242、1つ以上のハードドライブ1244、および/または、ディスケット、コンパクトディスク(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、フラッシュメモリキーなどの取り外し可能媒体1246、および、他の周知の取り外し可能媒体を扱う1つ以上のドライブなどの特定の用途に適した1つ以上のメモリ素子を含み得る。
In one embodiment, the
一実施形態では、電子システム1200は、ディスプレイ1250、および、音声出力1260も含む。一実施形態では、電子システム1200は、キーボード、マウス、トラックボール、ゲームコントローラ、マイクロホン、音声認識デバイス、または、電子システム1200に情報を入力する任意の他のデバイスなどのコントローラ1270を含む。
In one embodiment, the
本願明細書内で示すように、集積回路1210は、電子パッケージ、電子システム、コンピュータシステム、集積回路を製造する1つ以上の方法、また、集積回路、および、本願明細書中に記載されるさまざまな実施形態でのRF受動素子含有層、および、それらの技術的に認識できる等価物を含む電子アセンブリの1つ以上の製造方法を含む多数の異なる実施形態で実装され得る。要素、材料、幾何学的配列、寸法、および、動作の順序は、特定の実装用件にあわせてすべて変更することができる。 As shown herein, integrated circuit 1210 may be an electronic package, an electronic system, a computer system, one or more methods of manufacturing an integrated circuit, as well as an integrated circuit and the various described herein. Can be implemented in a number of different embodiments, including one or more methods of manufacturing electronic assemblies including RF passive component containing layers in these embodiments, and their technically recognized equivalents. The elements, materials, geometry, dimensions, and order of operations can all be changed to suit specific implementation requirements.
要約は、米国特許法規則1.72(b)に従い、読者が技術的開示の性質および趣旨を素早く確認できるようにしている。要約は、請求項の趣旨または意味を解釈あるいは制限するために用いられるものではないと理解されたい。 上記詳細な説明において、さまざまな特徴が開示を合理化する目的で1つの実施形態にまとめられている。この開示方法は、請求される実施形態が、各請求項にはっきり記載される特徴より多くの特徴を要求しているという意図を反映するものとして解釈されるべきでない。むしろ、添付の請求の範囲は、開示される単一の実施形態のすべての特徴より少ない発明の内容を反映している。したがって、添付の請求の範囲は、詳細な説明に組み込まれ、それぞれが個別の好適な実施形態として成り立つ。 The abstract follows U.S. 37 CFR 1.72 (b) so that the reader can quickly ascertain the nature and spirit of the technical disclosure. It should be understood that the summary is not intended to be used to interpret or limit the spirit or meaning of the claims. In the foregoing detailed description, various features are grouped together in a single embodiment for the purpose of streamlining the disclosure. This method of disclosure is not to be interpreted as reflecting an intention that the claimed embodiments require more features than are expressly recited in each claim. Rather, the appended claims reflect less subject matter than all features of a single disclosed embodiment. Thus, the following claims are hereby incorporated into the Detailed Description, each of which constitutes a separate preferred embodiment.
当業者であれば、本発明の本質を説明すべく説明されかつ例示されてきた詳細、材料、パーツの配置、および、方法段階は、添付の請求項に表される本発明の原理および範囲から逸脱せずにさまざまに変更し得ることが容易に理解できよう。 Those skilled in the art will recognize the details, materials, arrangement of parts, and method steps that have been described and illustrated to explain the nature of the invention from the principles and scope of the invention as expressed in the appended claims. It will be readily understood that various changes can be made without departing.
Claims (18)
前記裏側表面上に配置される誘電層と、
前記誘電層に隣接して配置された取付基板と、
前記取付基板内に配置される少なくとも1つの高周波受動素子(RF受動素子)と、
前記活性表面と前記少なくとも1つのRF受動素子との間の電気的接続と、
を備える装置。A die including an active surface and a backside surface;
A dielectric layer disposed on the backside surface;
A mounting substrate disposed adjacent to the dielectric layer;
At least one high-frequency passive element (RF passive element) disposed in the mounting substrate;
An electrical connection between the active surface and the at least one RF passive element;
A device comprising:
前記ウェーハをダイシングして少なくとも1つのダイを得ることと、
取付基板に前記ダイを結合すること
を含み、
前記取付基板は、前記活性表面と電気的に接続された高周波受動素子含有層(RF受動素子含有層)を含み、前記誘電層は、前記ダイの前記活性表面と前記RF受動素子含有層との間に配置される、
方法。Forming a dielectric layer on the backside surface of the wafer including an active surface and a backside surface;
Dicing the wafer to obtain at least one die;
Bonding the die to a mounting substrate,
The mounting substrate includes a high-frequency passive element-containing layer (RF passive element-containing layer) electrically connected to the active surface, and the dielectric layer includes the active surface of the die and the RF passive element-containing layer. Placed between,
Method.
前記ウェーハ内にダイ貫通ビアを形成することと、
前記ウェーハをダイシングして少なくとも1つのダイを得ることと、
高周波受動素子含有層(RF受動素子含有層)を含む取付基板に前記ダイを結合することと、
前記ダイ貫通ビアを介し、前記ウェーハの前記活性表面と前記RF受動素子含有層とを接続することと、
を含み、前記誘電層は、前記ダイの前記活性表面と前記RF受動素子含有層との間に配置される、方法。 Forming a dielectric layer on the backside surface of the wafer including an active surface and a backside surface;
Forming a through-die via in the wafer;
Dicing the wafer to obtain at least one die;
Bonding the die to a mounting substrate including a high frequency passive element containing layer (RF passive element containing layer);
And said through-die through-via will be connected to the active surface of the wafer and the RF passive-device-containing layer,
And the dielectric layer is disposed between the active surface of the die and the RF passive element containing layer .
をさらに含む、請求項11から請求項13のいずれか1つに記載の方法。Bonding the die to the RF passive element containing layer by a method selected from bonding through a die-through via using an interconnect, bonding by wire bonding, and a combination thereof To do
14. The method according to any one of claims 11 to 13, further comprising:
前記方法は、相互接続およびダイ貫通ビアを用いることにより、前記ダイを前記RF受動素子含有層に結合させることをさらに含み、
前記ダイ貫通ビアは、前記ダイ端部より前記ダイ中心部の近くに配置される、
請求項11から請求項13のいずれか1つに記載の方法。Obtaining at least one die by dicing the wafer results in the at least one die including a die end and a die center;
The method further includes coupling the die to the RF passive component containing layer by using interconnects and through-die vias;
The through-die via is disposed closer to the center of the die than the end of the die.
14. A method according to any one of claims 11 to 13.
前記裏側表面に配置される誘電層と、
前記誘電層に隣接して配置される取付基板と、
前記取付基板内に配置される少なくとも1つの高周波受動素子(RF受動素子)と、
前記活性表面と前記少なくとも1つのRF受動素子との間の電気的接続と、
前記ダイに結合されるダイナミックRAMと、
を備えるシステム。A die including an active surface and a backside surface;
A dielectric layer disposed on the backside surface;
A mounting substrate disposed adjacent to the dielectric layer;
At least one high-frequency passive element (RF passive element) disposed in the mounting substrate;
An electrical connection between the active surface and the at least one RF passive element;
Dynamic RAM coupled to the die;
A system comprising:
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