具有石墨烯屏蔽体的三维(3d)集成电路(3dic)以及相关的制造方法_3

文档序号:9264806阅读:来源:国知局
对新的硅层48进行掺杂(例如,P-掺杂,η-掺杂)。其它公知的准备步骤仍然可以包括在离子切割工艺中。
[0039]参照图6,在构造中的3DIC 30上,并且尤其是在硅层48上生长第二层级电子部件52。可以相对于孔隙42来设置个体部件53以实现过孔(如下面将参照图7和图8进行解释的)。应当指出,为了使石墨烯层38成为有效的EMI屏蔽体,石墨烯层38不与第二层级电子部件52内的任何部件53电连接。也就是说,将石墨烯层38与第二层级电子部件52内的部件53电隔离。
[0040]参照图7,示出了完成的3DIC 54。完成的3DIC 54包括位于边缘44邻近处的热过孔56。石墨烯层38是极好的热导体,并且连同热过孔56,热量可以从3DIC 54的中心传递到边缘44并散发。在示例性实施例中,热过孔直接连接到石墨烯层38,使得热量可以从石墨烯层38传递到热过孔56。邻近边缘44布置热过孔56允许热量从完成的3DIC 54的边缘散发。这种散热有效地将热量从完成的3DIC 54的中心部分移除,并且保护完成的3DIC54免于过热。另外,层级间连接过孔58可以被设置为相对于边缘44内部有间隔的,以便连接第一层级电子部件34中的个体部件和第二电子部件层级52中的个体部件。层级间连接过孔58延伸通过孔隙42。在示例性实施例中,石墨烯层38连接到地(未示出)。通过将石墨稀层38接地,创建了有效的EM屏蔽体。
[0041]在图8中示出了完整的3DIC 54的横截面视图。如所示出的,完整的3DIC 54可以包括内部的热过孔56 (示出了一个)以及内部设置的层级间连接过孔58。如在图7和图8两者中所示出的,将层级间连接过孔58与孔隙42的边缘隔开,以便在石墨烯层38和层级间连接过孔58之间不存在电连接。在层级间连接过孔58与石墨烯层38之间保持电气隔尚有助于保持石墨稀层38的EM屏蔽功能。
[0042]虽然没有示出,但应当意识到,可以在第二电子部件层级52的顶部上生长另外的层级。这些另外的层级还可以具有如本文所讨论的设置在它们之间的屏蔽体。作为进一步的备注,虽然在本文的示例性实施例中描述了石墨烯,但是其它物质也可以用作屏蔽体。然而,由于石墨烯组合了导热性和电子迀移率,因此,它很好地适合于本文所概述的目的。相应地,其它适当的材料可以包括具有大于铜至少五倍的导热性以及大于硅至少五十倍的电子迀移率的那些材料。
[0043]参照图9对形成完整的3DIC 54的工艺70进行了总结。工艺70从准备衬底32 (框72)开始。如公知的,这种准备可以包括掺杂、创建隔离槽等等。工艺70以生长第一层级电子部件34(框74)而继续进行。如公知的,这种生长可以通过外延生长、气相淀积、蚀刻,诸如此类来完成。
[0044]继续参照图9,工艺70通过在第一层级电子部件34上设置石墨烯层38 (框76)而继续进行。如之前所描述的,石墨烯层38可以通过使用PMMA保持衬底40进行转移。工艺70以通过预定义的图案在石墨烯层38中创建孔隙42(框78)来继续。如所期望的,孔隙42可以通过蚀刻等工艺来创建。
[0045]继续参照图9,工艺通过将第二硅层48转移到石墨烯层38上方(框80)而继续进行。如所公知的,第二硅层48可以通过离子切割工艺来进行转移。可以对第二硅层48进行处理(框82)以移除离子、平整表面,并且针对第二电子部件层级52另外准备第二硅层48。也就是说,在对第二硅层48进行处理之后,定义了第二电子部件层级52 (框84)。如已充分理解的,可以通过外延生长、气相淀积、蚀刻,诸如此类来定义第二电子部件层级52。随后形成过孔56和过孔58 (框86),并且完成了图7的完成的3DIC 54。如果期望的话,可以提供具有另外的屏蔽层的另外的电子部件层级。
[0046]可以在任何基于处理器的设备中提供根据本文所公开的实施例的具有石墨烯屏蔽体的3DIC,或者将它集成到任何基于处理器的设备中。例如,并非限制,包括机顶盒、娱乐单元、导航设备、通信设备、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动电话、蜂窝电话、计算机、便携式计算机、台式计算机、个人数字助理(PDA)、监控器、计算机监控器、电视机、调谐器、收音机、卫星收音机、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频光盘(DVD)播放器以及便携式数字视频播放器。
[0047]就这点而言,图10示出了可以采用3DIC的基于处理器的系统110的示例。在该示例中,基于处理器的系统110包括一个或多个中央处理单元(CPU) 112,每个CPU包括一个或多个处理器114。CPU 112可以具有高速缓冲存储器116,该高速缓冲存储器116耦合到处理器114用于对暂时存储的数据进行快速存取。CPU 112耦合到系统总线118,并且可以交互耦合在基于处理器的系统110中所包括的主设备和从设备。如所公知的,CPU112通过在系统总线118上交换地址、控制和数据信息来与这些其它设备进行通信。例如,CPU 112可以向存储控制器120传输总线事务请求。尽管没有在图10中示出,但是可以提供多系统总线118,其中每条系统总线118构成不同的结构。
[0048]其它设备可以连接到系统总线118。如在图10中所示出的,作为示例,这些设备可以包括存储系统122、一个或多个输入设备124、一个或多个输出设备126、一个或多个网络接口设备128以及一个或多个显示控制器130。输入设备124可以包括任何类型的输入设备,包括但不限于输入键盘、开关、声音处理器等等。输出设备126可以包括任何类型的输出设备,包括但不限于音频、视频、其它可视指示器等等。网络接口设备128可以是被配置为允许数据到/从网络132进行交换的任何设备。网络132可以是任何类型的网络,包括但不限于有线或无线网络、专用或公用网络、局域网(LAN)、广域局域网(WLAN)和互联网。网络接口设备128可以被配置为支持所期望的任何类型的通信协议。存储系统122可以包括一个或多个存储单元124 (O-N)。
[0049]CPU 112还可以被配置为通过系统总线118访问显示控制器130,以便控制发送到一个或多个显示器136的信息。显示控制器130经由一个或多个视频处理器138向显示器136发送信息以进行显示,视频处理器138将要显示的信息处理成适合于显示器136的格式。显示器136可以包括任何类型的显示器,包括但不限于阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)、等离子体显示器等等。
[0050]本领域技术人员还将意识到,结合本文所公开的实施例所描述的各种示例性逻辑框、模块、电路以及算法可以被实现为电子硬件、存储在存储器或在另一种计算机可读介质中,并且由处理器或其它处理设备执行的指令,或者两者的组合。作为示例,本文所描述的仲裁器、主设备和从设备可以在任何电路、硬件部件、集成电路(IC)或IC芯片中采用。本文所公开的存储器可以是任何类型和大小的存储器,并且可以被配置为存储所期望的任何类型的信息。为了清楚地示出这种可互换性,各个示例性的部件、框、模块、电路和步骤已经从其功能性的角度作出以上普遍性描述。如何实现这种功能性取决于具体应用、设计选择和/或施加在整体系统上的设计约束。技术人员可以针对各种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性,但是这样的实现决策不应当被解释为引起脱离本公开内容的范围。
[0051]结合本文所公开的实施例所描述的各示例性逻辑框、模块和电路可以使用处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件部件、或被设计为执行本文中描述的功能的它们的任意组合来实现或执行。处
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