本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及芯片上系統(tǒng)的組件劃分的方法及其器件。

背景技術(shù)：

集成度的改進(jìn)來自最小部件尺寸的不斷減小，這允許更多的組件集成到給定區(qū)域內(nèi)。在嘗試增加電路密度的過程中，已經(jīng)對(duì)三維(3d)集成電路(ic)進(jìn)行了研究。在3dic的典型形成工藝中，兩個(gè)管芯接合在一起，且在襯底上的每一個(gè)管芯和接觸焊盤之間形成電連接。內(nèi)插件(interposer)堆疊是3dic技術(shù)的部分，其中，硅通孔(tsv)嵌入式內(nèi)插件連接至具有微凸塊的器件硅。3dic制造工藝流程可以被分成兩種類型。在襯底上芯片上芯片(cocos)工藝流程中，硅內(nèi)插件芯片首先附接至封裝襯底上，且然后不同的器件硅芯片附接至內(nèi)插件上。在襯底上晶圓上芯片(cowos)工藝流程中，首先器件硅芯片附接至硅內(nèi)插件晶圓上，然后被切割。然后，所得到的堆疊的硅附接至襯底上。

然而，當(dāng)多個(gè)器件放至一個(gè)芯片中時(shí)，需要更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。芯片上系統(tǒng)(soc)具有多個(gè)金屬層，不是soc上所有的組件都需要先進(jìn)的工藝。對(duì)所有金屬層的處理取決于多個(gè)因素，例如，間距。對(duì)不同金屬層的無辨識(shí)的處理可能導(dǎo)致較高的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種劃分芯片上系統(tǒng)(soc)的多個(gè)組件的方法，包括：根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)將所述多個(gè)組件分類至多個(gè)分區(qū)中；以及根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)分區(qū)的所述多個(gè)組件分類為第一堆疊件和第二堆疊件，其中，所述第一堆疊件包括多個(gè)更高間距的金屬層且所述第二堆疊件包括多個(gè)更低間距的金屬層。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種制造具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)(soc)的方法，包括：根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)和一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將所述組件分類為多個(gè)第一堆疊件和多個(gè)第二堆疊件；形成內(nèi)插件以用于電連接所述第一堆疊件；在所述內(nèi)插件中形成再分布層；在所述第二堆疊件和所述內(nèi)插件之間形成導(dǎo)電方式；以及在所述內(nèi)插件上沉積襯底。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)，包括：多個(gè)分區(qū)，每個(gè)所述分區(qū)都包括根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)分類的多個(gè)組件，其中，每個(gè)所述分區(qū)都根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)被分類為第一堆疊件和第二堆疊件；內(nèi)插件，設(shè)置在所述第二堆疊件上且電連接在所述第一堆疊件的組件之間；以及至少一個(gè)導(dǎo)電元件，設(shè)置在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件之間。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對(duì)各種部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)上的組件劃分的方法的框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)上的組件劃分的方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖；以及

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的示出了芯片上系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ旅婷枋隽私M件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

芯片封裝件結(jié)構(gòu)可以用于3d集成電路(ic)制造中的組件且可以位于襯底、板、晶圓、或其它芯片或芯片封裝件上。例如，芯片封裝件可具有存儲(chǔ)器件或相關(guān)的組件、處理器、其它芯片邏輯、或它們的組合。芯片封裝件可以具有使用cowos類似工藝流程的在第一芯片或管芯上定位的第二芯片或管芯。工藝流程提供具有專門組件劃分的晶圓級(jí)封裝。

隨著3dic集成技術(shù)繼續(xù)演進(jìn)，金屬的多層堆疊在單一芯片上。該多層的架構(gòu)包括具有所有不同尺寸的金屬層。與更低層級(jí)的金屬層相比，找到具有較大的寬度和間距的更高層級(jí)的金屬層并不少見。更高層級(jí)的金屬層占據(jù)芯片上的更大的面積，且更高層級(jí)的和更低層級(jí)的金屬層由于它們起初的不同的尺寸而不以相同的速率成比例減小。soc可以包括一個(gè)或多個(gè)堆疊的芯片或芯片邏輯，其可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)堆疊的介電層、導(dǎo)電層和/或半導(dǎo)體層。例如，堆疊的芯片或芯片邏輯可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)疊加的存儲(chǔ)器件(例如，閃速存儲(chǔ)器和dram存儲(chǔ)器)、一個(gè)或多個(gè)處理器或處理器核心(例如，cpu核心)、其它數(shù)字邏輯、或它們的組合。然而，不是soc的所有的組件都需要先進(jìn)的處理。多工藝節(jié)點(diǎn)具有后段制程(beol)的相同的定義。從先進(jìn)的工藝芯片去除較高的金屬層(例如，金屬層5至7)以及通過更老的工藝節(jié)點(diǎn)制造這些金屬層導(dǎo)致相當(dāng)大的生產(chǎn)成本。

關(guān)于具體的上下文在本文中描述實(shí)施例，即，涉及芯片上系統(tǒng)(soc)組件劃分和更高層級(jí)的金屬層的電連接建立的使用cowos類似的工藝流程建立的芯片封裝件。然而，本發(fā)明還可以應(yīng)用于其它集成電路、電子結(jié)構(gòu)等。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，示出了劃分soc的多個(gè)組件的方法100的實(shí)施例。圖1中示出的方法100的實(shí)施例進(jìn)一步示出在圖2的示意圖中，且當(dāng)在下面的文本中出現(xiàn)時(shí)應(yīng)該參考這些圖。

如在圖1的操作110中闡述的，根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)，soc的多個(gè)組件被分類至多個(gè)分區(qū)(partition)內(nèi)。這在示出了劃分工藝的示意性的流程圖的圖2中顯示。soc包括在例如cpu、gpu、存儲(chǔ)器件等的不同區(qū)塊(block)中的許多組件。首先，這些組件被分在圖2中示出的不同的分區(qū)a、b和c中。根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些組件進(jìn)行分類。劃分標(biāo)準(zhǔn)包括但不限制于工藝節(jié)點(diǎn)(區(qū)塊的尺寸)、功率消耗、處理速度、區(qū)塊的類型、區(qū)塊的成本等。更具體地，部件尺寸確定分區(qū)的面積，且具有相似區(qū)塊尺寸的組件可以放在一起。例如，分區(qū)a可以具有10nm的部件尺寸、分區(qū)b具有16nm的部件尺寸、以及分區(qū)c具有28nm的部件尺寸。然而，本發(fā)明不限制于此。功率功耗是指有源功率，其中泄露電流應(yīng)該考慮在內(nèi)。處理速度是有助于組件劃分的另一因素。例如，較高處理速度組件可以分在分區(qū)a下，而較低處理速度組件可以分在分區(qū)b下，以及在分區(qū)c中的組件可以具有低處理速度。區(qū)塊的類型是次要(lessdominant)劃分標(biāo)準(zhǔn)，其有時(shí)取決于由第三方供貨商提供的材料的特征。當(dāng)然，不得不考慮生產(chǎn)成本。也就是說，根據(jù)需要的最小工藝劃分soc的組件，最終導(dǎo)致最小生產(chǎn)成本。在根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)的第一階段分類之后，可以獲得器件的邏輯。應(yīng)該理解，圖2中顯示的分區(qū)a、b和c是方法的實(shí)施例，且分區(qū)的數(shù)量可以取決于實(shí)際的需求而更多或更少。

如圖1中示出的操作120中闡釋的，在根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)劃分組件之后，在分區(qū)a、b和c的每個(gè)中，根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)，具有類似特性的組件被分類至不同的堆疊件。以分區(qū)a為例。根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)組件進(jìn)行進(jìn)一步分類。更具體地，具有較大的寬度和間距布線的更高層級(jí)的金屬層被分類至第一堆疊件a1。更低層級(jí)的金屬層分類至第二堆疊件a2。例如，寬度/間距大于80μm的更高層級(jí)的金屬層my/mz(beol)分組在第一堆疊件a1下，而間距小于80μm的更低層級(jí)的金屬層mx和前端(frontend，fe)分組在第二堆疊件a2下。該第二階段分類工藝確定分區(qū)a中的布局。相似地，在剩余分區(qū)的每個(gè)中，即，分區(qū)b和c，應(yīng)用相同的工藝。更高層級(jí)的金屬層，例如，m5-7，分類至第一區(qū)塊b1和c1。更低層級(jí)的金屬層，例如，m1-4，分類至第二區(qū)塊b2和c2。

通過成最大本效益工藝節(jié)點(diǎn)，第一堆疊件包括寬度和間距具有相似的尺寸且可以通過內(nèi)插件電連接的更高層級(jí)的金屬層。這在圖2中示意性地示出，其中，為共用的布線，在相同層級(jí)處布置第一堆疊件a1、b1和c1。可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)具有更高層級(jí)的金屬層的第一堆疊件和第二堆疊件之間的導(dǎo)電方式(means)。具體的器件架構(gòu)將在下文中詳細(xì)的闡述。

在操作130中，根據(jù)第一和第二堆疊件的相關(guān)金屬層，建立電連接。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出的是根據(jù)論述的劃分方法建立的soc架構(gòu)的實(shí)施例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)和堆疊標(biāo)準(zhǔn)布置soc300的組件。第一堆疊件中的組件具有更高層級(jí)的金屬層，即，至少第二金屬層331和至少第三金屬層333。這些更高間距的金屬層通過內(nèi)插件330電連接。換言之，第一堆疊件中的不同組件的更高間距的金屬層共用同一布線。為了清楚，未示出內(nèi)插件330的外連接件和通孔。在該實(shí)施例中，內(nèi)插件330在第二金屬層331和第三金屬層333之間提供電通信，并且至(前側(cè))再分布層(rdl)335。由內(nèi)插件330形成第一堆疊件中的水平連接。多個(gè)封裝件引腳370設(shè)置在內(nèi)插件上，其中，通過引腳370建立封裝件連接，且內(nèi)插件的該側(cè)定義為背側(cè)。第一堆疊件可以共同地稱為內(nèi)插件330。

襯底320設(shè)置在內(nèi)插件330的前側(cè)處，與前側(cè)處的封裝件引腳370相對(duì)。第二堆疊件(或管芯)311、313和315具有更低層級(jí)的金屬層，即，分別在第二堆疊件的每個(gè)中的至少第一金屬層317a、317b和317c。管芯311、313和315設(shè)置在位于內(nèi)插件330的前側(cè)處的襯底320上。通過襯底貫通孔(tsv)340實(shí)現(xiàn)第一堆疊件/內(nèi)插件330和第二堆疊件/管芯311、313和315之間的導(dǎo)電方式。在第一金屬層317a和第二金屬層331之間設(shè)置并且對(duì)準(zhǔn)tsv中的一個(gè)。通過相似的配置，剩余的tsv連接在第一金屬層317b和317c之間。tsv340跨越襯底320的長度且將管芯311、313和315連接至內(nèi)插件330的第二金屬層。為在內(nèi)插件330與管芯311、313和315之間建立電路徑，采用晶圓上芯片技術(shù)，以及由tsv340連接導(dǎo)電路徑。導(dǎo)電路徑從第一金屬層317a、317b和317c相繼通過tsv、第二金屬層331和第三金屬層333行進(jìn)(travel)至再分布層335，并且第二金屬層和第三金屬層由內(nèi)插件330連接。

封裝工業(yè)有時(shí)將內(nèi)插件分類為“有源”、“無源”或“有源-簡化(active-lite)”。無源內(nèi)插件可以指能夠主要使用無源引線建立電連接，而同時(shí)具有例如零的最小數(shù)量的有源器件元件(例如，二極管、晶體管等)的內(nèi)插件。“有源-簡化”內(nèi)插件可以是指介于真無源內(nèi)插件和有源管芯之間的一些。例如，它可以含有引線和有限數(shù)量的電子元件?！坝性?簡化”內(nèi)插件可以具有無源內(nèi)插件的較低成本的益處且僅投入極少以具有一些額外的益處而沒有達(dá)到全有源管芯的價(jià)格。內(nèi)插件330是有源-簡化內(nèi)插件，其指的是具有有限功能的有源內(nèi)插件。內(nèi)插件330包括緩沖件350和引線360。引線360可以是系統(tǒng)級(jí)靜電放電(esd)保護(hù)電路。

應(yīng)該理解，根據(jù)實(shí)際要求，管芯、金屬層和tsv的數(shù)量可以大于或小于圖3中示出的那些。

提供和之前討論的劃分方法結(jié)合的具體實(shí)例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)，將soc的組件分類至三個(gè)分區(qū)，即分區(qū)a(部件尺寸：10nm)、分區(qū)b(部件尺寸：16nm)以及分區(qū)c(部件尺寸：28nm)。根據(jù)堆疊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分區(qū)a的組件進(jìn)行進(jìn)一步分類，其中，具有小于80μm的間距的beol金屬層(例如，第一金屬層317a)和fe放置在一起作為第二堆疊件a2。分區(qū)a的剩余beol金屬層(例如，第二金屬層331和第三金屬層333)具有大于80μm的間距并且布置為第一堆疊件a1。相同的分類工藝應(yīng)用于分區(qū)b和c，且所得到的組是第一堆疊件a1、b1和c1以及第二堆疊件a2、b2和c2(例如，第二堆疊件311、313和315)。通過使用最大成本效益工藝節(jié)點(diǎn)(例如，部件尺寸：65nm)的內(nèi)插件(例如，內(nèi)插件330)實(shí)現(xiàn)第一堆疊件a1、b1和c1之間的水平電通信。通過在金屬層之間連接的導(dǎo)電方式(例如，tsv340)實(shí)現(xiàn)內(nèi)插件和第二堆疊件(管芯)之間的垂直電通信。

現(xiàn)在關(guān)注圖4。討論根據(jù)劃分方法建立的soc架構(gòu)的又一實(shí)施例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)和堆疊標(biāo)準(zhǔn)布置soc400的組件。在第一堆疊件的每個(gè)中的組件都是更高層級(jí)的金屬層，即，至少第二金屬層431和至少第三金屬層433。這些更高間距的金屬層通過內(nèi)插件430電連接。內(nèi)插件430使用最大成本效益工藝節(jié)點(diǎn)在第二金屬層431和第三金屬層433之間提供電通信，并且至第一(前側(cè))再分布層(rdl)435。換言之，由內(nèi)插件430形成第一堆疊件中的共用的電連接。

襯底420設(shè)置在內(nèi)插件430的背側(cè)上，且第二(背側(cè))再分布層425形成在襯底420中。多個(gè)封裝件引腳470設(shè)置在襯底420上。第一再分布層435和第二再分布層425之間的電通信由襯底貫通孔(tsv)423形成。從內(nèi)插件430的前側(cè)至背側(cè)的信號(hào)傳輸經(jīng)過第一再分布層435、襯底貫通孔423、第二再分布層425和封裝件引腳470。

第二堆疊件(或管芯)411、413和415具有更低層級(jí)的金屬層，即，分別在第二堆疊件的每個(gè)中的至少第一金屬層417a、417b和417c。管芯411、413和415與襯底相對(duì)設(shè)置在內(nèi)插件430的背側(cè)處。通過層間通孔440實(shí)現(xiàn)第一堆疊件/內(nèi)插件430和第二堆疊件/管芯411、413和415之間的導(dǎo)電方式。在第一金屬層417a和第二金屬層431之間設(shè)置并且對(duì)準(zhǔn)層間通孔440中的一個(gè)。剩余的層間通孔440通過相似的布線連接在第一金屬層417b和417c之間。因?yàn)閷娱g通孔行進(jìn)更短距離，所以層間通孔440小于襯底貫通孔，通過內(nèi)插件430的厚度或可選地在第一金屬層417a和第二金屬層431之間近似測量該更短的距離。層間通孔還可以指管芯和內(nèi)插件之間使用的微凸塊(μ凸塊)，以在層之間傳輸信號(hào)且提供更短的路徑。與內(nèi)插件內(nèi)的金屬線相比，微凸塊具有更低的電阻且減小引線密度，以及從而由于更少的干擾和串?dāng)_而提高信號(hào)完整性。導(dǎo)電路徑通過層間通孔423從第一金屬層417a、417b和417c跨越至第二金屬層431。信號(hào)還沿著路徑從在前側(cè)處的第一再分布層435通過襯底貫通孔423承載至第二再分布層425。內(nèi)插件430是有源-簡化內(nèi)插件，其指的是具有有限功能的有源內(nèi)插件。內(nèi)插件430包括緩沖件450和引線460。引線460可以是系統(tǒng)級(jí)靜電放電(esd)。

現(xiàn)在關(guān)注圖5。討論根據(jù)劃分方法建立的soc架構(gòu)的又一實(shí)施例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)和堆疊標(biāo)準(zhǔn)布置soc500的組件。第一堆疊件的每個(gè)中的組件是更高層級(jí)的金屬層，即，至少第二金屬層531和至少第三金屬層533。這些更高間距的金屬層通過內(nèi)插件530電連接。內(nèi)插件530在來自不同組件的第二金屬層531和第三金屬層533之間提供共用的平臺(tái)，并且至第一(前側(cè))再分布層(rdl)535。

襯底520設(shè)置在內(nèi)插件530的背側(cè)上，且第二(背側(cè))再分布層525形成在襯底520中。多個(gè)封裝件引腳570設(shè)置在襯底520上。由襯底貫通孔(tsv)523形成第一再分布層535和第二再分布層525之間的電通信。從內(nèi)插件530的前側(cè)至背側(cè)的信號(hào)傳輸經(jīng)過第一再分布層535、襯底貫通孔523、第二再分布層525和封裝件引腳570。

第二堆疊件(或管芯)511、513和515具有更低層級(jí)的金屬層，即，分別在第二堆疊件511、513和515的每個(gè)中的至少第一金屬層517a、517b和517c。管芯511、513和515與襯底520相對(duì)設(shè)置，該襯底位于內(nèi)插件530的背側(cè)處。通過金屬/氧化物接合實(shí)現(xiàn)第一堆疊件/內(nèi)插件530和第二堆疊件/管芯511、513和515之間的導(dǎo)電方式。更具體地，在soc500中使用晶圓上晶圓技術(shù)。如圖5所示，在第一再分布層535和第一金屬層517a之間設(shè)置金屬接合540。換言之，管芯和內(nèi)插件之間的導(dǎo)電路徑通過金屬接合540從第一金屬層517a至第一再分布層535。接合可以是金屬接合、高溫氧化物接合或金屬氧化物混合接合。第一再分布層535通過襯底貫通孔523電連接至襯底520中的第二再分布層525。內(nèi)插件530是有源-簡化內(nèi)插件且包括緩沖件550和引線560。引線560可以是系統(tǒng)級(jí)靜電放電(esd)保護(hù)電路。

現(xiàn)在關(guān)注圖6。討論根據(jù)劃分方法建立的soc架構(gòu)的又一實(shí)施例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)和堆疊標(biāo)準(zhǔn)布置soc600的組件。第一堆疊件的每個(gè)中的組件是更高層級(jí)的金屬層，包括至少第二金屬層631和至少第三金屬層633。不同組件的這些更高間距的金屬層通過內(nèi)插件630電連接。內(nèi)插件630在第二金屬層631和第三金屬層633之間提供電通信，并且至第一(前側(cè))再分布層(rdl)635。

襯底620設(shè)置在內(nèi)插件630的背側(cè)上，且多個(gè)封裝件引腳670與襯底620相對(duì)地設(shè)置在內(nèi)插件630的前側(cè)上。當(dāng)?shù)诙询B件/管芯是低引腳數(shù)器件時(shí)，該布置是可行的，其中，該低引腳數(shù)器件占據(jù)更少空間并且因此更多的空間用于內(nèi)插件630的前側(cè)處的封裝件引腳。

第二堆疊件(或管芯)611、613和615具有更低層級(jí)的金屬層，即，分別為至少第一金屬層617a、617b和617c。通過金屬/氧化物接合實(shí)現(xiàn)第一堆疊件/內(nèi)插件630和第二堆疊件/管芯611、613和615之間的導(dǎo)電方式。如圖6所示，在第一再分布層635和第一金屬層617a之間設(shè)置金屬接合640。來自管芯611、613和615的信號(hào)通過公用的內(nèi)插件630經(jīng)過第一金屬層617a和金屬接合640至第一再分布層635、第二金屬層631和第三金屬層633。封裝件連接在前側(cè)具有從第一再分布層635至封裝件引腳670的布線。在該實(shí)施例中，沒有襯底貫通孔。內(nèi)插件630是有源-簡化內(nèi)插件且包括緩沖件650和引線660。引線660可以是系統(tǒng)級(jí)靜電放電(esd)保護(hù)電路。

現(xiàn)在關(guān)注圖7。討論根據(jù)劃分方法建立的soc架構(gòu)的又一實(shí)施例。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)和堆疊標(biāo)準(zhǔn)布置soc700的組件。第一堆疊件的每個(gè)中的組件是更高層級(jí)的金屬層，包括至少第二金屬層731和至少第三金屬層733。不同組件的這些更高間距的金屬層通過內(nèi)插件730電連接。內(nèi)插件730在第二金屬層731和第三金屬層733之間提供電通信，并且至第一(前側(cè))再分布層(rdl)735。

襯底720設(shè)置在內(nèi)插件730的背側(cè)上，且多個(gè)封裝件引腳770與襯底720相對(duì)地設(shè)置在內(nèi)插件730的前側(cè)上。第二堆疊件(或管芯)711、713和715具有更低層級(jí)的金屬層，即，分別為至少第一金屬層717a、717b和717c。通過層間通孔740形式的微凸塊實(shí)現(xiàn)第一金屬層717a、717b和717c與第二金屬層731之間的導(dǎo)電方式。層間通孔740通過內(nèi)插件760的厚度且可以建立電通信。來自711、713和715的信號(hào)分別通過第一金屬層717a、717b和717c以及層間通孔740至第二金屬層731。第二金屬層731和第三金屬層733通過內(nèi)插件730共用電通信，且封裝件連接具有從第一再分布層735至內(nèi)插件730的前側(cè)處的封裝件引腳770的布線。內(nèi)插件730是有源-簡化內(nèi)插件且包括緩沖件750和引線760。引線760可以是系統(tǒng)級(jí)靜電放電(esd)保護(hù)電路。

劃分方法在先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)中向芯片提供成本效益可選方式。具有更大的間距、不按比例縮放、且占據(jù)更大面積的更高層級(jí)的金屬層分類在一起。它們?cè)谕还に嚬?jié)點(diǎn)下共用內(nèi)插件。來自每個(gè)分區(qū)的更高層級(jí)的金屬層的暫時(shí)取消(withdrawal)減輕路線的擁擠。此外，相似尺寸的金屬層被分組在一起，從而使得面積設(shè)計(jì)可以緊密地適合組件。芯片的產(chǎn)量、性能和使用可以被改善。此外，由于來自不同分區(qū)的更高層級(jí)的金屬層被分組且通過內(nèi)插件連接，所以需要的掩模的數(shù)量減小，并且因此整體成本減小。在包括例如處理器核心、高速接口和存儲(chǔ)器的過時(shí)的工藝進(jìn)程中認(rèn)證的擴(kuò)散的智力成果區(qū)塊(又稱為ip或宏功能區(qū)塊)可以通過金屬層配置和重新使用。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，一種劃分方法包括根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)將多個(gè)組件分類至多個(gè)分區(qū)內(nèi)，并且根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)分區(qū)中的多個(gè)組件分類為第一堆疊件和第二堆疊件，并且第一堆疊件包括多個(gè)更高間距的金屬層。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種制造具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)(soc)的方法包括：根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)和一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將組件分類為第一堆疊件和第二堆疊件。形成內(nèi)插件以用于電連接第一堆疊件。在內(nèi)插件中形成再分布層。在第二堆疊件和內(nèi)插件之間形成導(dǎo)電方式。在內(nèi)插件上沉積襯底。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供了具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)。芯片上系統(tǒng)包括多個(gè)分區(qū)。每個(gè)分區(qū)都包括根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)分類的多個(gè)組件，并且每個(gè)分區(qū)都根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)被分類為第一堆疊件和第二堆疊件。內(nèi)插件設(shè)置在第二堆疊件上且電連接在第一堆疊件的組件之間。至少一個(gè)導(dǎo)電元件設(shè)置在內(nèi)插件和第二堆疊件之間。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種劃分芯片上系統(tǒng)(soc)的多個(gè)組件的方法，包括：根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)將所述多個(gè)組件分類至多個(gè)分區(qū)中；以及根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)分區(qū)的所述多個(gè)組件分類為第一堆疊件和第二堆疊件，其中，所述第一堆疊件包括多個(gè)更高間距的金屬層且所述第二堆疊件包括多個(gè)更低間距的金屬層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述劃分標(biāo)準(zhǔn)包括所述組件的尺寸、功率和速度，并且所述堆疊標(biāo)準(zhǔn)包括金屬層的間距。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：通過內(nèi)插件在所述第一堆疊件的每個(gè)的所述組件之間形成導(dǎo)電方式；以及在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件的所述組件之間形成導(dǎo)電方式。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述第二堆疊件上形成襯底；在所述第一堆疊件中形成多個(gè)金屬層和至少一個(gè)再分布層；通過所述內(nèi)插件在所述第一堆疊件中對(duì)所述金屬層和所述再分布層進(jìn)行布線；以及在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件之間形成襯底貫通孔(tsv)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，通過所述內(nèi)插件在所述第一堆疊件的每個(gè)中形成電連接還包括：在所述第一堆疊件中形成多個(gè)金屬層和至少一個(gè)第一再分布層；通過所述內(nèi)插件對(duì)所述金屬層和所述第一再分布層進(jìn)行布線；以及在所述內(nèi)插件上形成襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述襯底中形成第二再分布層；形成連接所述內(nèi)插件中的所述第一再分布層和所述襯底中的所述第二再分布層的至少一個(gè)襯底貫通孔；形成電連接在所述第一堆疊件和所述第二堆疊件之間的多個(gè)層間通孔；以及在所述襯底上形成封裝件引腳。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述襯底中形成再分布層；形成連接所述內(nèi)插件中的和所述襯底中的所述再分布層的至少一個(gè)襯底貫通孔；形成電連接在所述第一堆疊件和所述第二堆疊件之間的多個(gè)金屬接合件；以及在所述襯底上形成封裝件引腳。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述第二堆疊件和所述內(nèi)插件中的所述第一再分布層之間形成金屬接合件；以及在所述內(nèi)插件上形成封裝件引腳。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述第二堆疊件和所述第一堆疊件中的所述金屬層之間形成襯底貫通孔；以及在所述內(nèi)插件上形成封裝件引腳。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種制造具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)(soc)的方法，包括：根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)和一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將所述組件分類為多個(gè)第一堆疊件和多個(gè)第二堆疊件；形成內(nèi)插件以用于電連接所述第一堆疊件；在所述內(nèi)插件中形成再分布層；在所述第二堆疊件和所述內(nèi)插件之間形成導(dǎo)電方式；以及在所述內(nèi)插件上沉積襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述劃分標(biāo)準(zhǔn)包括所述組件的尺寸、功率和速度，并且所述堆疊標(biāo)準(zhǔn)包括金屬層的間距。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)和一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所述組件進(jìn)行分類還包括：根據(jù)所述一組劃分標(biāo)準(zhǔn)將所述多個(gè)組件分類至多個(gè)分區(qū)中；以及根據(jù)所述一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)分區(qū)的所述多個(gè)組件分類為第一堆疊件和第二堆疊件，其中，所述第一堆疊件包括多個(gè)更高間距的金屬層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件之間設(shè)置所述襯底，并且所述導(dǎo)電方式為襯底貫通孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述襯底與所述第二堆疊件相對(duì)地設(shè)置在所述內(nèi)插件上，并且所述導(dǎo)電方式為層間通孔或金屬接合或氧化物接合。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種具有多個(gè)組件的芯片上系統(tǒng)，包括：多個(gè)分區(qū)，每個(gè)所述分區(qū)都包括根據(jù)一組劃分標(biāo)準(zhǔn)分類的多個(gè)組件，其中，每個(gè)所述分區(qū)都根據(jù)一組堆疊標(biāo)準(zhǔn)被分類為第一堆疊件和第二堆疊件；內(nèi)插件，設(shè)置在所述第二堆疊件上且電連接在所述第一堆疊件的組件之間；以及至少一個(gè)導(dǎo)電元件，設(shè)置在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述劃分標(biāo)準(zhǔn)包括尺寸、功率消耗和速度，并且所述堆疊標(biāo)準(zhǔn)包括金屬層的間距。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述內(nèi)插件包括設(shè)置在所述內(nèi)插件和所述第二堆疊件之間的襯底，以及所述導(dǎo)電元件為通過所述襯底的襯底貫通孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯片上系統(tǒng)還包括：襯底，設(shè)置在所述內(nèi)插件上；第一再分布層，設(shè)置在所述內(nèi)插件中；以及第二再分布層，設(shè)置在所述襯底中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述導(dǎo)電元件為層間通孔或金屬接合或氧化物接合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯片上系統(tǒng)還包括：襯底，設(shè)置在所述內(nèi)插件上；以及至少一個(gè)封裝件引腳，與所述襯底相對(duì)地設(shè)置在所述內(nèi)插件上；其中，所述導(dǎo)電元件包括層間通孔或金屬接合或氧化物接合。

上面概述了若干實(shí)施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍、并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。