JP4222929B2 - チップ・キャリア - Google Patents
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Description
(1)
半導体素子群を相互接続するキャリアであって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースと、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースと、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に設けられた基板であって、前記基板中に構築され前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板と、
前記基板に構築された少なくとも1つの受動素子と、
前記少なくとも1つの受動素子と前記半導体素子および/または前記一のレベルのパッケージングとを接続する、前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子と
を備えた、
半導体素子群を相互接続するキャリア。
(2)
前記1組の導電素子が、前記少なくとも1つの受動素子と前記半導体素子および前記一のレベルのパッケージングとを、高速充放電を行って高速応答時間を実現する経路を形成する電気的近接接続状態で接続する少なくとも1つのコンタクト・パッド、相互接続ビア、および/または相互接続配線を備えている、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(3)
前記少なくとも1つのビアが低誘電率の絶縁体で被覆され導電材料で充填されて導電素子を形成している、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(4)
前記低誘電率の絶縁体が、酸化シリコン、非晶質水素添加窒化シリコン、炭化シリコン、Si、C、O、およびHを含む非晶質膜、ならびにこれらの組み合わせから成る群から選択した材料から成る、
上記(3)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(5)
前記基板がシリコンから成る、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(6)
前記半導体素子が微細接合入出力コンタクトによって前記第1のインタフェースに接続されている、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(7)
前記第2のインタフェースがC4ボールによって前記一のレベルのパッケージングに接続されている、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(8)
前記少なくとも1つの受動素子がデカップリング・キャパシタから成る、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(9)
前記デカップリング・キャパシタがトレンチ・キャパシタから成る、
上記(8)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(10)
前記トレンチ・キャパシタが、
前記基板の表面から前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイ
を備え、
前記トレンチが、第1の導電材料、高誘電率の絶縁体、および第2の導電材料で下敷きされてトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(9)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(11)
前記トレンチの幅が100nm〜1000nmであり、深さ対幅の比が2〜50である、
上記(10)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(12)
前記第1の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、およびこれらの組み合わせ、ならびにCu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(10)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(13)
前記高誘電率の絶縁体が、窒化シリコン、シリコン・オキシナイトライド、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸バリウム・ジルコニウム、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(10)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(14)
前記第2の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、ならびに、Cu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせ、ならびに多結晶シリコンから成る群から選択されている、
上記(10)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(15)
前記深いトレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタから成る、
上記(9)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(16)
前記深いトレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタから成る、
上記(9)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(17)
前記金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記トレンチの表面に金属被覆を堆積することにより形成した下部導電層と
を備え、
前記金属被覆したトレンチが高誘電率の絶縁体および第3の導電材料によって下敷きされてトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(15)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(18)
前記金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記基板をドープすることにより形成した下部導電層と
を備え、
前記ドープしたトレンチが高誘電率の絶縁体および第3の導電材料によって下敷きされてトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(16)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(19)
前記デカップリング・キャパシタが、さらに、
ビアの内壁に金属被膜を堆積することにより形成した下部導電層と、
前記ビアの前記金属被覆した壁に下敷きを形成する、高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体下敷きと、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記金属被膜とで形成されている、
ビアを基にしたキャパシタである、
上記(8)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(20)
前記デカップリング・キャパシタが、さらに、
ビアの内壁上に存在する高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と、
前記ビアに隣接する前記基板から成る高濃度ドープ領域と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記高濃度ドープ領域とで形成されている、
ビアを基にしたキャパシタである、
上記(8)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(21) さらに、
少なくとも1つの、ビアを基にしたキャパシタであって、
ビアの内壁上に存在する高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と、
前記ビアに隣接する前記基板から成る高濃度ドープ領域と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記高濃度ドープ領域とで形成されている、
キャパシタを備えた、
上記(9)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(22)
前記少なくとも1つの受動素子が、さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えている、
上記(1)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(23) さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えている、
上記(9)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(24)
前記抵抗素子が抵抗率を傾斜させて構築されている、
上記(22)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(25)
前記傾斜させた抵抗率が前記第2のインタフェースへ向かうにつれて大きくなっている、
上記(24)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(26) さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
上記(8)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(27) さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
上記(21)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(28)
半導体素子群を相互接続するキャリアであって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースと、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースと、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に設けられた基板であって、前記基板中に構築され前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板と、
前記基板の表面から前記基板内に伸び素子として機能するように適合しているトレンチから成るアレイと、
前記トレンチ素子を相互接続するとともに前記トレンチ素子と前記半導体素子とを接続する、前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子と
を備えた、
半導体素子群を相互接続するキャリア。
(29)
半導体素子群を相互接続するキャリアであって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースと、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースと、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に設けられた基板であって、前記基板中に構築され前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板と、
前記基板の表面から前記基板内に伸び素子として機能するように適合しているトレンチから成るアレイと、
前記基板に形成された少なくとも1つのメモリ・セルと、
前記メモリ・セルと前記半導体素子とを接続する、前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子と
を備えた、
半導体素子群を相互接続するキャリア。
(30) さらに、
前記少なくとも1つのメモリ・セルと前記一のレベルのパッケージングとを直接に接続しうるように前記少なくとも1つのメモリ・セルに接続された少なくとも1つの副ビア
を備えた、
上記(29)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(31)
半導体素子群を相互接続するキャリアであって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースと、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースと、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に設けられた基板であって、前記基板中に構築され前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板と、
前記基板に設けられた少なくとも1つの光電子工学構造体と、
前記光電子工学構造体と前記半導体素子とを接続する、前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子と
を備えた、
半導体素子群を相互接続するキャリア。
(32) さらに、
前記少なくとも1つの光電子工学構造体と前記一のレベルのパッケージングとを直接に接続しうるように前記少なくとも1つの光電子工学構造体に接続された少なくとも1つの副ビア
を備えた、
上記(31)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(33)
前記1組の導電素子が、少なくとも1つのコンタクト・パッド、相互接続ビア、および/または相互接続配線を備えている、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(34)
前記基板がシリコンから成る、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(35)
前記半導体素子が微細接合入出力コンタクトによって前記第1のインタフェースに接続されている、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(36)
前記第2のインタフェースがC4ボールによって前記一のレベルのパッケージングに接続されている、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(37) さらに、
前記トレンチ素子と前記一のレベルのパッケージングとを直接に接続しうるようにトレンチから成る前記アレイに接続された少なくとも1つの副ビア
を備えた、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(38)
トレンチから成る前記アレイが第1の導電材料、高誘電率の絶縁体、および第1の導電材料で下敷きされて深いトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(39)
前記トレンチの幅が100nm〜1000nmであり、深さ対幅の比が2〜50である、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(40)
前記第1の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、およびこれらの組み合わせ、ならびにCu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(38)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(41)
前記高誘電率の絶縁体が、窒化シリコン、シリコン・オキシナイトライド、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸バリウム・ジルコニウム、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(38)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(42)
前記第2の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、ならびに、Cu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせ、ならびに多結晶シリコンから成る群から選択されている、
上記(38)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(43)
前記深いトレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタから成る、
上記(38)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(44)
前記金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記トレンチの表面に金属被覆を堆積することにより形成した下部導電層と
を備え、
前記金属被覆したトレンチが高誘電率の絶縁体および第3の導電材料によって下敷きされてトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(43)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(45)
前記深いトレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタから成る、
上記(38)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(46)
前記金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記基板をドープすることにより形成した下部導電層と
を備え、
前記ドープしたトレンチが高誘電率の絶縁体および第3の導電材料によって下敷きされてトレンチ・キャパシタを形成している、
上記(45)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(47) さらに、
ビアの内壁上に存在する高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と、
前記ビアに隣接する前記基板から成る高濃度ドープ領域と
を備えた、
少なくとも1つのビアを基にしたキャパシタを備え、
前記デカップリング・キャパシタがキャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記高濃度ドープ領域とで形成されている、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(48) さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
上記(28)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(49)
前記抵抗素子が抵抗率を傾斜させて構築されている、
上記(48)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(50)
前記傾斜させた抵抗率が前記第2のインタフェースへ向かうにつれて大きくなっている、
上記(49)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(51) さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
上記(47)に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
(52)
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法であって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースを構築する工程と、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースを構築する工程と、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に、前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板を構築する工程と、
前記基板に少なくとも1つの受動素子を形成する工程であって、前記受動素子は前記第1のインタフェースおよび前記第2のインタフェースに接続されており、前記第2のインタフェースへの前記接続部が前記少なくとも1つのビアを通じるものである、工程と
を備えた、
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(53)
前記基板がシリコンから成る、
上記(52)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(54)
前記少なくとも1つの受動素子がデカップリング・キャパシタから成る、
上記(52)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(55)
前記受動素子を形成する前記工程が、
前記基板にトレンチから成るアレイをエッチングして形成する工程と、
前記トレンチを第1の導電材料,高誘電率の絶縁体、および第2の導電材料で下敷きしてトレンチ・キャパシタを形成する工程と
を備えている、
上記(52)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(56)
前記第1の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、およびこれらの組み合わせ、ならびにCu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(55)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(57)
前記高誘電率の絶縁体が、窒化シリコン、シリコン・オキシナイトライド、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸バリウム・ジルコニウム、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
上記(55)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(58)
前記第2の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、ならびに、Cu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせ、ならびに多結晶シリコンから成る群から選択されている、
上記(55)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(59)
前記受動素子を形成する前記工程が、
前記基板にトレンチから成るアレイをエッチングして形成する工程と、
前記基板をドーパントでドープして下部導電層を形成する工程と、
前記トレンチを高誘電率の絶縁体および第2の導電材料で下敷きして金属−絶縁体−基板構造のトレンチ・キャパシタを形成する工程と
を備えている、
上記(52)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(60)
前記基板をドープする前記工程が、
前記トレンチの表面、前記トレンチの表面下の少し深い部分、およびトレンチ上部において前記基板をドープする工程
を備えている、
上記(59)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(61)
前記基板をドープする前記工程が、
前記キャリアのボディとして高濃度にドープしたシリコン・ウェーハを使用する工程
を備えている、
上記(59)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(62)
前記基板をドープする前記工程が、
前記トレンチの回りに高濃度にドープしたシリコンから成るスキン領域を形成する工程
を備えている、
上記(59)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(63)
前記トレンチを幅が100nm〜1000nmであり、深さ対幅の比が2〜50であるように形成する、
上記(59)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(64)
前記下部導電層の前記ドーパントをAs、P、B、およびこれらの組み合わせから成る群から選択する、
上記(59)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(65)
前記ドーピング濃度を1018〜1021原子/cm3 に選定して低抵抗率(<0.01オーム・cm)を達成する、
上記(64)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(66)
前記シリコン下部導電層における前記少し深い部分の深さが50nm〜500nmである、
上記(60)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(67)
前記少なくとも1つの受動素子を形成する工程が、さらに、
前記基板をドープしてノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させる抵抗率を実現する工程と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを絶縁する工程と、
前記絶縁被膜にビアを構築して前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する工程と、
前記第2のインタフェースに絶縁パッドを配置して前記基板と前記第2のインタフェースを分離する工程であって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、工程と
を備えている、
上記(54)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(68)
前記ドープする工程を実行して傾斜させた抵抗率を構築する、
上記(66)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(69)
前記傾斜させた抵抗率が前記第2のインタフェースへ向かうにつれて大きくなっている、
上記(66)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(70) さらに、
前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子を構築して前記少なくとも1つの受動素子と前記少なくとも1つの半導体素子および前記一のレベルのパッケージングとを、高速充放電を行って高速応答時間を実現する経路を形成する電気的近接接続状態で接続する、
上記(52)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(71) さらに、
前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子を構築して前記アレイを相互接続するとともに前記アレイと前記少なくとも1つの半導体素子および前記一のレベルのパッケージングとを、高速充放電を行って高速応答時間を実現する経路を形成する電気的近接接続状態で接続する、
上記(55)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(72)
デカップリング・キャパシタを形成する前記工程が、
ビアの内壁に金属被膜を堆積して前記ビア内壁に下部導電層を形成する工程と、
前記金属被覆した内壁を高誘電率の絶縁体で被覆して前記ビアの前記金属被覆した内壁に下敷きを形成する工程と、
前記ビアの内部に導電性充填物を挿入する工程と、
キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体下敷き、一のプレートとして機能する前記内部導電性充填物、および別のプレートとして機能する前記金属被膜を接続することによりビアを基にしたデカップリング・キャパシタを形成する工程と
を備えている、
上記(54)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(73)
デカップリング・キャパシタを形成する前記工程が、
ビアの内壁を高誘電率の絶縁体で被覆する工程と、
前記ビアの内部に導電性充填物を挿入する工程と、
前記ビアに隣接する前記基板に高濃度にドープした領域を形成する工程と、
キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜、一のプレートとして機能する前記内部導電性充填物、および別のプレートとして機能する前記基板領域を接続することによりビアを基にしたデカップリング・キャパシタを形成する工程と
を備えている、
上記(54)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(74)
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法であって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースを構築する工程と、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースを構築する工程と、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に、前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板を構築する工程と、
前記基板の表面から前記基板内に伸び素子として機能するように適合しているトレンチから成るアレイを形成する工程と、
前記トレンチ素子を相互接続するとともに前記トレンチ素子と前記少なくとも1つの半導体素子とを接続する、前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子を形成する工程と
を備えた、
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(75)
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法であって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースを構築する工程と、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースを構築する工程と、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に、前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板を構築する工程と、
前記基板に少なくとも1つのメモリ・セルを形成する工程と、
前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子を形成して前記メモリ・セルと前記少なくとも1つの半導体素子とを接続する工程と
を備えた、
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(76)
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法であって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースを構築する工程と、
一のレベルのパッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースを構築する工程と、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に、前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板を構築する工程と、
前記基板に少なくとも1つの光電子工学構造体を形成する工程と、
前記第1のインタフェースに関連付けられた1組の導電素子を形成して前記光電子工学構造体と前記少なくとも1つの半導体素子とを接続する工程と
を備えた、
半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(77)
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースとの間に基板を構築する前記工程が、さらに、
前記少なくとも1つのビアを低誘電率の絶縁体で被覆し、前記ビアを導電材料で充填して導電素子を形成する工程
を備えている、
上記(54)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(78)
前記少なくとも1つのビアを低誘電率の絶縁体で被覆する前記工程において、前記低誘電率の絶縁体が、酸化シリコン、非晶質水素添加窒化シリコン、炭化シリコン、Si、C、O、およびHを含む非晶質膜、ならびにこれらの組み合わせから成る群から選択した材料である、
上記(77)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(79) さらに、
前記少なくとも1つのメモリ・セルに接続された少なくとも1つの副ビアを形成して前記少なくとも1つのメモリ・セルが前記一のレベルのパッケージングに直接に接続しうるようにする工程
を備えた、
上記(75)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(80) さらに、
前記少なくとも1つの光電子工学構造体に接続された少なくとも1つの副ビアを形成して前記少なくとも1つの光電子工学構造体が前記一のレベルのパッケージングに直接に接続しうるようにする工程
を備えた、
上記(76)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
(81)
前記基板が、サファイア、石英、ガリウム・ヒ素、インジウム・リン、および有機材料から成る群から選択した材料から成る、
上記(31)に記載の、半導体素子群を相互接続する高密度チップ・キャリアを構築する方法。
101 パッケージ
102 チップ
200 シリコン基板
210 スルー・ビア・ホール
220 絶縁材料
230 導電材料
240 C4ボール
250 相互接続配線
260 ビア
270 微細接合パッド
3010 深いトレンチ・デカップリング・キャパシタ構造体
3020 高誘電率膜
3030 上部導電性電極
3080 下部電極
3090 コンタクト
410’ スルー・ビア
430’ 導電性充填物
4080’ 高濃度にドープしたシリコン基板領域
500 特別にドープしたシリコン基板
5020’ 絶縁体
540’ C4はんだボール
5090”’コンタクト
610” ビア
620” 誘電体層
630” 導電層
660” ビア
670 ビア
6010 付加した素子
6090”’下部電極
Claims (26)
- 半導体素子群を相互接続するキャリアであって、
少なくとも1つの半導体素子への接続部を備えた第1のインタフェースと、
パッケージングへの接続部を備えた第2のインタフェースと、
前記第1のインタフェースと前記第2のインタフェースの間に設けられた基板であって、前記基板中に構築され前記第1のインタフェースの前記接続部と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続する少なくとも1つのビアを備えた基板と、
前記基板に構築されたデカップリング・キャパシタと、
前記デカップリング・キャパシタと前記半導体素子および/または前記パッケージングとを接続するための、前記第1のインタフェースへの導電経路とを備え、
前記デカップリング・キャパシタは、前記基板の前記ビアで占領されていない領域に構築され、前記基板の表面から前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイを備えるトレンチ・キャパシタを含む、
半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記導電経路が、前記デカップリング・キャパシタと前記半導体素子および前記パッケージングとを接続する、少なくとも1つのコンタクト・パッド、相互接続ビア、および/または相互接続配線を備えている、請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
- 前記導電経路が、前記トレンチ・キャパシタを相互接続するとともに前記トレンチ・キャパシタと前記半導体素子とを接続する、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記少なくとも1つのビアが絶縁体で被覆され導電材料で充填されて導電経路を形成している、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記低誘電率の絶縁体が、酸化シリコン、非晶質水素添加窒化シリコン、炭化シリコン、ならびにSi、C、O、およびHを含む非晶質膜、ならびにこれらの組み合わせから成る群から選択した材料から成る、
請求項4に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記基板がシリコンから成る、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記第2のインタフェースがはんだボールによって前記パッケージングに接続されている、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記トレンチが、第1の導電材料、高誘電率の絶縁体、および第2の導電材料が堆積されてトレンチ・キャパシタを形成している、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記トレンチの幅が100nm〜1000nmであり、深さ対幅の比が2〜50である、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記第1の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、およびこれらの組み合わせ、ならびにCu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
請求項8に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記高誘電率の絶縁体が、窒化シリコン、シリコン・オキシナイトライド、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸バリウム・ジルコニウム、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、
請求項8に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記第2の導電材料が、W、Ti、Ta、Co、Zr、Hf、これらの導電性窒化物、これらのシリサイド、これらの導電性シリコン・ナイトライド、ならびに、Cu、Ni、Pt、Zr、Nb、Mo、V、Ir、Re、Rt、およびこれらの組み合わせ、ならびに多結晶シリコンから成る群から選択されている、
請求項8に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記トレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタから成る、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記トレンチ・キャパシタが金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタから成る、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記金属−絶縁体−金属構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記トレンチの表面に金属被覆を堆積することにより形成した下部導電層と
を備え、
前記金属被覆したトレンチに高誘電率の絶縁体および第3の導電材料が堆積されてトレンチ・キャパシタを形成している、
請求項13に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記金属−絶縁体−シリコン構造のトレンチ・キャパシタが、
前記基板中に伸びるトレンチから成るアレイと、
前記基板をドープすることにより形成した下部導電層と
を備え、
前記ドープしたトレンチに高誘電率の絶縁体および第3の導電材料が堆積されてトレンチ・キャパシタを形成している、
請求項14に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記デカップリング・キャパシタが、さらに、
ビアの内壁に金属被膜を堆積することにより形成した下部導電層と、
前記ビアの前記金属被覆した壁に堆積された高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記高誘電率の絶縁体から成る被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記金属被膜とで形成されている、
ビアを基にしたキャパシタである、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記デカップリング・キャパシタが、さらに、
ビアの内壁上に存在する高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と、
前記ビアに隣接する前記基板から成る高濃度ドープ領域と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記高濃度ドープ領域とで形成されている、
ビアを基にしたキャパシタである、
請求項6に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
少なくとも1つの、ビアを基にしたキャパシタであって、
ビアの内壁上に存在する高誘電率の絶縁体から成る被膜と、
前記ビアの内部に存在する導電性充填物と、
前記ビアに隣接する前記基板から成る高濃度ドープ領域と
を備え、
前記デカップリング・キャパシタが、キャパシタ誘電体として機能する前記誘電体被膜と、一のプレートとして機能する前記内部充填物と、別のプレートとして機能する前記高濃度ドープ領域とで形成されている、
キャパシタを備えた、
請求項6に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えている、
請求項6に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えている、
請求項6に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記抵抗素子が抵抗率を傾斜させて構築されている、
請求項20に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - 前記傾斜させた抵抗率が前記第2のインタフェースへ向かうにつれて大きくなっている、
請求項22に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
請求項6に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
ノイズに起因する電圧ゆらぎを減衰させるために抵抗率を有するドープした基板と、
前記基板と前記第1のインタフェースとを分離する絶縁被膜と、
前記第1のインタフェースの前記接続部への導電経路を実現する、前記絶縁被膜に設けられたビアと、
前記基板と前記第2のインタフェースとを分離する絶縁パッドであって、前記絶縁パッドはその中に構築された導電経路を有し、前記基板と前記第2のインタフェースの前記接続部とを接続している、絶縁パッドと
を備えた
抵抗素子を備えた、
請求項19に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。 - さらに、
前記トレンチ・キャパシタと前記パッケージングとを直接に接続しうるようにトレンチから成る前記アレイに接続された少なくとも1つの副ビアを備えた、
請求項1に記載の、半導体素子群を相互接続するキャリア。
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