具有低輪廓觸點的集成電路堆疊的制作方法

具有低輪廓觸點的集成電路堆疊的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有低輪廓觸點的集成電路堆疊。一種集成電路系統包含第一及第二裝置晶片，每一裝置晶片具有橫向側，多個T形觸點沿著所述橫向側安置。所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起且所述第一及第二裝置晶片的所述橫向側對準，使得所述第一裝置晶片的所述多個T形觸點中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個T形觸點中的對應一者。多個焊料球附接到所述橫向側且耦合到所述多個T形觸點。電路板包含凹部，其中在所述凹部內沿著橫向側安置有多個觸點。所述第一及第二裝置晶片附接到所述電路板，使得所述多個焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片與所述電路板之間的橫向耦合。
【專利說明】具有低輪廓觸點的集成電路堆疊

【技術領域】
[0001] 本發明一般來說涉及半導體處理。更具體來說，本發明的實例涉及堆疊式集成電 路系統的半導體處理。

【背景技術】
[0002] 隨著集成電路技術不斷進步，一直不斷努力來增加性能及密度、改進形狀因子并 減少成本。堆疊式三維集成電路的實施方案一直是設計者有時用來實現這些益處的一種方 法。以極精確的對準進行晶片接合的進步使得可能在晶片級上制作堆疊式芯片。可能的應 用可包含邏輯芯片接合到存儲器、圖像傳感器以及其它。這提供了較小形狀因子、較高性能 及較低成本的優點。
[0003] 在實施不斷變得更小且更快的堆疊式三維互補金屬氧化物半導體（"CMOS"）圖像 傳感器時的關鍵挑戰涉及將總體封裝高度保持盡可能短，因為存在傾向更小輪廓裝置的持 續趨勢。舉例來說，隨著新型號的發布，智能電話及平板計算機不斷變得更薄且更輕，因此， 這需要圖像傳感器模塊更短以便裝配在較薄的智能電話及平板計算機中。另外，已導致不 斷努力來增加性能及密度并改進形狀因子的集成電路的堆疊已引入了處理因堆疊式集成 電路裸片而產生的熱的耗散方面的挑戰。


【發明內容】

[0004] 本發明的一個實施例提供一種集成電路系統，其包括：第一裝置晶片，其具有橫向 偵h所述第一裝置晶片進一步包含沿著所述第一裝置晶片的所述橫向側安置的多個T形觸 點；第二裝置晶片，其具有橫向側，所述第二裝置晶片進一步包含沿著所述第二裝置晶片的 所述橫向側安置的多個T形觸點，其中所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起，其中所述第 一裝置晶片的所述橫向側與所述第二裝置晶片的所述橫向側對準，使得所述第一裝置晶片 的所述多個T形觸點中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個T形觸點中的對應一 者；多個焊料球，其附接到所述第一及第二晶片的所述橫向側且耦合到所述第一及第二裝 置晶片的所述多個T形觸點；及電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿 著橫向側安置于所述凹部內的多個觸點，其中所述第一及第二裝置晶片在所述凹部內附接 到所述電路板，使得所述多個焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片的所述多個 T形觸點中的每一者與沿著橫向側安置于所述電路板的所述凹部內的所述多個觸點之間的 橫向f禹合。
[0005] 本發明的另一實施例提供一種成像系統，其包括：圖像傳感器晶片，其具有橫向 偵牝所述圖像傳感器晶片進一步包含沿著所述圖像傳感器晶片的所述橫向側安置的多個T 形觸點，其中所述圖像傳感器晶片包含具有多個圖像傳感器像素的像素陣列；圖像傳感器 處理器晶片，其具有橫向側，所述圖像傳感器處理器晶片進一步包含沿著所述圖像傳感器 處理器晶片的所述橫向側安置的多個T形觸點，其中所述圖像傳感器及所述圖像傳感器處 理器晶片堆疊在一起，其中所述圖像傳感器晶片的所述橫向側與所述圖像傳感器處理器晶 片的所述橫向側對準，使得所述圖像傳感器晶片的所述多個T形觸點中的每一者耦合到所 述圖像傳感器處理器晶片的所述多個Τ形觸點中的對應一者，其中所述圖像傳感器處理器 晶片包含耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作的控制電路及耦合到所述像素 陣列以從所述多個圖像傳感器像素讀出圖像數據的讀出電路；多個焊料球，其附接到所述 圖像處理器及圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側且耦合到所述圖像傳感器及圖像傳感 器處理器晶片的所述多個Τ形觸點；及電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板 包含沿著橫向側安置于所述凹部內的多個觸點，其中所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器 晶片在所述凹部內附接到所述電路板，使得所述多個焊料球中的每一者提供所述圖像傳感 器及圖像傳感器處理器晶片的所述多個Τ形觸點中的每一者與沿著所述橫向側安置于所 述電路板的所述凹部內的所述多個觸點之間的橫向耦合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 參考以下各圖描述本發明的非限制性及非窮盡實施例，其中除非另有規定，否則 在所有各個視圖中相似參考編號指代相似部件。
[0007] 圖1Α是圖解說明根據本發明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實例性成像系 統中的第一及第二裝置晶片的實例的橫截面圖。
[0008] 圖1Β是圖解說明根據本發明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實例性成像系 統中的第一及第二裝置晶片的實例的仰視圖。
[0009] 圖2Α是圖解說明根據本發明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實例性成像系 統中的第一及第二裝置晶片的另一實例的橫截面圖。
[0010] 圖2Β是圖解說明根據本發明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實例性成像系 統中的第一及第二裝置晶片的另一實例的仰視圖。
[0011] 圖3Α是圖解說明根據本發明的教示包含將附接在電路板中的實例性凹部內的集 成電路系統的實例性成像系統的實例的側視圖。
[0012] 圖3Β是圖解說明根據本發明的教示包含已附接在電路板中的實例性凹部內的集 成電路系統的實例性成像系統的實例的側視圖。
[0013] 圖4是圖解說明根據本發明的教示包含像素陣列的成像系統的一個實例的圖，所 述像素陣列具有包含于附接在電路板中的實例性凹部內的集成電路系統中的圖像傳感器 像素。
[0014] 在圖式的所有數個視圖中，對應參考字符指示對應組件。所屬領域的技術人員將 了解，圖中的元件是為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪制。舉例來說，為了 有助于改進對本發明的各種實施例的理解，圖中的元件中的一些元件的尺寸可能相對于其 它元件放大。此外，通常未描繪在商業上可行的實施例中有用或必需的常見而眾所周知的 元件以便促進對本發明的這各種實施例的較不受阻擋的觀察。

【具體實施方式】
[0015] 如將展示，如將展示，揭示針對具有低輪廓觸點的圖像感測集成電路堆疊的方法 及設備。在以下描述中，陳述眾多特定細節以便提供對本發明的透徹理解。在以下描述中， 陳述眾多特定細節以提供對實施例的透徹理解。然而，相關領域的技術人員將認識到，本文 中所描述的技術可在不具有所述特定細節中的一者或一者以上的情況下實踐或者可借助 其它方法、組件、材料等來實踐。在其它實例中，未詳細展示或描述眾所周知的結構、材料或 操作以避免使某些方面模糊。
[0016] 在本說明書通篇中對"一個實施例"、"一實施例"、"一個實例"或"一實例"的提及 意指結合所述實施例或實例所描述的特定特征、結構或特性包含于本發明的至少一個實施 例或實例中。因此，在本說明書通篇的各個位置中例如"在一個實施例中"或"在一個實例 中"等短語的出現未必全部指代同一實施例或實例。此外，所述特定特征、結構或特性可以 任何適合方式組合于一個或一個以上實施例或實例中。以下為通過參考附圖對在本發明的 實例的描述中所使用的術語及元件的詳細描述。
[0017] 如將展示，根據本發明的教示包含具有低輪廓觸點的集成電路堆疊的成像系統通 過將裸片電連接從集成電路堆疊的底部移動到集成電路堆疊的橫向側而減小相機模塊的 總體厚度。通過將裸片電連接移動到橫向側，減小相機模塊的厚度，因為焊料球在集成電路 堆疊的底部上所需的任何額外厚度被移動到集成電路堆疊的橫向側。另外，根據本發明的 教示，此允許集成電路堆疊的裝置晶片的底部上的芯片表面涂覆有熱傳導界面材料（例如 金屬涂層及/或熱傳導環氧樹脂）且鄰近于金屬散熱器放置，此可提供額外熱耗散。
[0018] 為了圖解說明，圖1A是圖解說明根據本發明的教示在制作期間于分離之前的集 成電路堆疊100A及集成電路堆疊100B的實例的橫截面圖。具體來說，在圖1A中所描繪的 實例中，兩個裝置晶片借助其連接在一起的頂部金屬互連件而面對面地堆疊。圖1A還展示 集成電路堆疊100A包含與第二裝置晶片104A堆疊在一起的透鏡堆疊106A，且集成電路堆 疊100B包含與第二裝置晶片104B堆疊在一起的透鏡堆疊106B。在所述實例中，集成電路 堆疊100A及100B包含于成像系統中使得第二裝置晶片104A及104B因此包含圖像傳感器 芯片。在所述實例中，第一裝置晶片102A及102B可包含存儲器芯片、處理器芯片、專用集 成電路（ASIC)芯片等。接著如所展示通過在裸片鋸割線120處進行鋸割而將經組合堆疊 式晶片分離成不同集成電路堆疊100A及100B。
[0019] 在其它實例中，應了解，堆疊式第一及第二裝置晶片可包含多種組合，例如但不 限于：堆疊于圖像傳感器的頂部上的存儲器芯片；堆疊于處理器芯片的頂部上的存儲器芯 片；堆疊于圖像傳感器的頂部上的處理器芯片；用不同制作工藝制作的芯片；其單獨的成 品率高于一個較大芯片的堆疊式較小芯片；或節省集成電路系統占用面積、增加速度及/ 或減少功率的堆疊式芯片。
[0020] 在圖1A中所描繪的特定實例中，集成堆疊100A包含與第二裝置晶片104A面對面 堆疊的第一裝置晶片102A，且集成堆疊100B包含與第二裝置晶片104B面對面堆疊的第一 裝置晶片102B。在所圖解說明的實例中，第一裝置晶片102A的前側126A與第二裝置晶片 104A的前側128A在第一裝置晶片102A與第二裝置晶片104A之間的接合界面處面對面堆 疊，使得經由透鏡堆疊106A通過第二裝置晶片104A的背側130A來照射第二裝置晶片104A 中所包含的圖像傳感器。第一裝置晶片102B的前側126B與第二裝置晶片104B的前側128B 在第一裝置晶片102B與第二裝置晶片104B之間的接合界面處面對面堆疊，使得經由透鏡 堆疊106B通過第二裝置晶片104B的背側130B來照射第二裝置晶片104B中所包含的圖像 傳感器。在其它實例（未展示）中，應了解，根據本發明的教示，在集成電路堆疊中裝置晶 片的背側可接合在一起，或在集成電路堆疊中裝置晶片中的一者的前側可接合到其它裝置 晶片的背側。
[0021] 如在所圖解說明的實例中所展示，第一裝置晶片102A及102B具有與第二裝置晶 片104A及104B實質上相同的劃線尺寸，使得第一裝置晶片102A的橫向側122A與第二裝 置晶片104A的橫向側123A對準且第一裝置晶片102B的橫向側122B與第二裝置晶片104B 的橫向側123B對準。因此，沿著第一裝置晶片102A的橫向側122A的T形觸點112A耦合 到沿著第二裝置晶片104B的橫向側123A的T形觸點114A，如所展示。類似地，沿著第一裝 置晶片102B的橫向側122B的T形觸點112B耦合到沿著第二裝置晶片104B的橫向側123B 的T形觸點114B，如所展示。另外，接近于第一裝置晶片102A的前側126A的金屬互連件 116A通過第一裝置晶片102A與第二裝置晶片104A之間的接合界面耦合到接近于第二裝 置晶片104A的前側128A的金屬互連件118A。類似地，接近于第一裝置晶片102B的前側 126B的金屬互連件116B通過第一裝置晶片102B與第二裝置晶片104B之間的接合界面耦 合到接近于第二裝置晶片104B的前側128B的金屬互連件118B。
[0022] 在圖1A中所描繪的實例中，展示在第一裝置晶片102A及102B的背側124A及124B 的部分上方沉積焊料掩模108A及108B，從而留下暴露集成堆疊100A與100B之間的"V" 形區132的開口，其暴露沿著第一裝置晶片102A、102B以及第二裝置晶片104A及104B的 橫向側122A、122B、123A及123B安置的多個T形觸點112A、112B、114A及114B。接著可在 "V"形區132中沉積展示為110A及110B的焊料球以提供到沿著第一裝置晶片102AU02B 以及第二裝置晶片104A及104B的橫向側122A、122B、123A及123B的多個T形觸點112A、 112BU14A及114B的電耦合，如所展示。在所述實例中，當如所展示通過沿著裸片鋸割線 120鋸割裸片而分離集成電路堆疊100A及100B時，接著將焊料球分離成兩個半部，如以焊 料球110A及焊料球110B所圖解說明。根據本發明的教示，在分離之后，應了解，可視需要 對焊料球110A及110B進行加熱及重新成形，且在一個實例，僅需要少量的焊料球110A及 110B使得焊料球110A及110B可為極大的。
[0023] 圖1B是圖解說明根據本發明的教示在鋸割開之前堆疊并一起接合于集成電路堆 疊100A、100B、100C及100D中的多個裝置晶片的實例的仰視圖。在一個實例中，根據本發 明的教示，圖1B中的集成電路堆疊100A、100B、100C及100D實質上類似于圖1A中的集成 電路堆疊100A及100B。在所描繪的圖解中，焊料球110耦合到沿著多個裝置晶片的橫向側 布置的在集成電路堆疊100A、100B、100C及100D之間的"V"形區中暴露的多個T形觸點。 圖1B還展示根據本發明的教示通過沿著穿過焊料球110的裸片鋸割線120A及120B進行 鋸割而將集成電路堆疊100A、100B、100C及100D分離成個別堆疊。在分離之后，應了解，可 視需要對焊料球110進行加熱及重新成形。
[0024] 圖2A是圖解說明根據本發明的教示在制作期間于分離之前堆疊并一起接合于集 成電路堆疊200A及200B中的第一及第二裝置晶片的另一實例的橫截面圖。應注意，圖2A 的集成電路堆疊200A及200B與圖1A的集成電路堆疊100A及100B共享許多相似性且下 文所提及的類似命名及編號的元件類似于如上文所描述而耦合及發揮作用。
[0025] 舉例來說，類似于圖1A，圖2A的集成堆疊200A包含與第二裝置晶片204A面對面 堆疊的第一裝置晶片202A，且集成堆疊200B包含與第二裝置晶片204B面對面堆疊的第一 裝置晶片202B。在所圖解說明的實例中，第一裝置晶片202A的前側226A與第二裝置晶片 204A的前側228A在第一裝置晶片202A與第二裝置晶片204A之間的接合界面處面對面堆 疊，使得經由透鏡堆疊206A通過第二裝置晶片204A的背側230A來照射第二裝置晶片204A 中所包含的圖像傳感器。第一裝置晶片202B的前側226B與第二裝置晶片204B的前側228B 在第一裝置晶片202B與第二裝置晶片204B之間的接合界面處面對面堆疊，使得經由透鏡 堆疊206B通過第二裝置晶片204B的背側230B來照射第二裝置晶片204B中所包含的圖像 傳感器。圖2A的集成電路堆疊200A及200B與圖1A的集成電路堆疊100A及100B之間的 一個差異為，在圖2A的集成電路堆疊200A及200B中，第一裝置晶片202A及202B為分別 安置于第二裝置晶片204A及204B與第二裸片234A及234B之間的中間載體或插置裸片， 如所展示。在所圖解說明的實例中，應了解，第二裸片234A及234B為單獨晶片且在不同平 面上，如所展示。
[0026] 如圖2A的實例中所展示，第一裝置晶片202A及202B具有與第二裝置晶片204A 及204B實質上相同的劃線尺寸，使得第一裝置晶片202A的橫向側222A與第二裝置晶片 204A的橫向側223A對準，且第一裝置晶片202B的橫向側222B與第二裝置晶片204B的橫 向側223B對準。因此，沿著第一裝置晶片202A的橫向側222A的T形觸點212A耦合到沿 著第二裝置晶片204B的橫向側223A的T形觸點214A，如所展示。類似地，沿著第一裝置晶 片202B的橫向側222B的T形觸點212B耦合到沿著第二裝置晶片204B的橫向側223B的T 形觸點214B，如所展示。另外，接近于第一裝置晶片202A的前側226A的金屬互連件216A 通過第一裝置晶片202A與第二裝置晶片204A之間的接合界面耦合到接近于第二裝置晶片 204A的前側228A的金屬互連件218A。
[0027] 在圖2A中所描繪的實例中，T形觸點212A沿著第一裝置晶片202A的橫向側222A 延伸到背側224A以提供到第二裸片234A的電耦合。在圖2A中所描繪的實例中，接近于第 一裝置晶片202B的背側224B的金屬互連件216B通過穿過第一裝置晶片202B與第二裝置 晶片204B之間的接合界面的穿硅通孔（TSV)250耦合到接近于第二裝置晶片204B的前側 228B的金屬互連件218B。另外，圖2A中所展示的實例展示金屬互連件216B通過焊料球 252進一步耦合到第二裸片234B以提供到第二裸片234B的電耦合。
[0028] 在另一實例中，應注意，從第一裸片234A及第二裸片234B兩者到其相應堆疊式晶 片的電耦合可全部由T形觸點（舉例來說，類似于T形觸點212A)而非如圖2A的實例中所 圖解說明的T形觸點及TSV與焊料球的組合提供。類似地，在又一實例中，應了解，從第一裸 片234A及第二裸片234B兩者到其相應堆疊式晶片的電耦合可全部借助TSV及焊料球（舉 例來說，類似于TSV250及焊料球252)而非如圖2A的實例中所圖解說明的T形觸點及TSV 與焊料球的組合提供。接著如所展示通過在裸片鋸割線220處進行鋸割而將經組合堆疊式 晶片及裸片分離成不同集成電路堆疊200A及200B。
[0029] 在圖2A中所描繪的實例中，展示在第一裝置晶片202A及202B的背側224A及224B 的部分上方沉積焊料掩模208A及208B，從而留下暴露集成堆疊200A與200B之間的"V" 形區232的開口，其暴露沿著第一裝置晶片202A、202B以及第二裝置晶片204A及204B的 橫向側222A、222B、223A及223B安置的多個T形觸點212A、212B、214A及214B。接著可在 "V"形區232中沉積展示為210A及210B的焊料球以提供到沿著第一裝置晶片202A、202B 以及第二裝置晶片204A及204B的橫向側222A、222B、223A及223B的多個T形觸點212A、 212B、214A及214B的電耦合，如所展示。在所述實例中，當如所展示通過沿著裸片鋸割線 220鋸割裸片而分離集成電路堆疊200A及200B時，接著將焊料球分離成兩個半部，如以焊 料球210A及焊料球210B所圖解說明。根據本發明的教示，在分離之后，應了解，可視需要 對焊料球210A及210B進行加熱及重新成形。
[0030] 圖2B是圖解說明根據本發明的教示在鋸割開之前堆疊并一起接合于集成電路堆 疊200A、200B、200C及200D中的多個裝置晶片的另一實例的仰視圖。應了解，根據本發明 的教示，圖2B中的集成電路堆疊200A、200B、200C及200D實質上類似于圖2A中的集成電 路堆疊200A及200B。圖2B還展示在一個實例中附接到集成電路堆疊200A、200B、200C及 200D的插置裸片的第二集成電路裸片234A、234B、234C及234D的底部。在所描繪的圖解 中，焊料球210耦合到沿著多個裝置晶片的橫向側布置的在集成電路堆疊200A、200B、200C 及200D之間的"V"形區中暴露的多個T形觸點。在圖2B的實例中，焊料球210還通過T 形觸點212耦合到集成電路堆疊200A的第二裸片234A，如所展示。在集成電路堆疊200B、 200C及200D中，應了解，第二裸片234B、234C及234D可分別通過焊料球及/或通過TSV 耦合到集成電路堆疊200B、200C及200D的其相應插置裸片，類似于如圖2A中所展示的集 成電路堆疊200B。圖2B還展示根據本發明的教示通過沿著穿過焊料球210的裸片鋸割線 220A及220B進行鋸割而將集成電路堆疊200A、200B、200C及200D分離成個別堆疊。在分 離之后，應了解，可視需要對焊料球210進行加熱及重新成形。
[0031] 圖3A是圖解說明根據本發明的教示包含具有將附接到電路板336的低輪廓觸點 的集成電路堆疊300的實例性成像系統350的實例的側視圖。在一個實例中，應了解，實例 性集成電路堆疊300與圖1A的實例性集成電路堆疊100A及100B共享許多相似性且下文 所提及的類似命名及編號的元件類似于如上文所描述而耦合及發揮作用。如所描繪的實例 中所展示，集成電路堆疊300包含堆疊在一起的第一裝置晶片302、第二裝置晶片304及透 鏡堆疊306,如所展示。根據本發明的教示，焊料球310附接到橫向側322且耦合到集成電 路堆疊300中所包含的沿著橫向側322布置的多個T形觸點。
[0032] 如圖3A中所展示，實例性電路板336包含界定于其表面上的凹部338。在所述實 例中，電路板336為銅包層電路板且包含沿著橫向側安置于在電路板336中界定的凹部338 內的多個觸點352。在所描繪的實例中，熱傳導界面材料340 (例如，金屬及/或熱傳導環 氧樹脂）涂覆于凹部338中集成電路堆疊300附接到其上的表面上，以提供集成電路堆疊 300與電路板336之間的高熱轉移。在另一實例中，應了解，熱傳導界面材料340可涂覆到 集成電路堆疊300的在凹部338內的與電路板336形成接觸的表面上。
[0033] 圖3B是圖解說明根據本發明的教示包含具有已附接到電路板336的低輪廓觸點 的集成電路堆疊300的實例性成像系統350的實例的側視圖。在所述實例中，應了解，圖 3B的集成電路堆疊300及電路板336實質上類似于上文關于圖3A所論述的集成電路堆疊 300及電路板336且下文所提及的類似命名及編號的元件類似于如上文所描述而耦合及發 揮作用。
[0034] 如在圖3B中所描繪的實例中所展示，根據本發明的教示，包含第一裝置晶片302、 第二裝置晶片304及透鏡堆疊306的集成電路堆疊300在凹部338內附接到電路板336,使 得多個焊料球310中的每一者提供第一裝置晶片302及第二裝置晶片304的多個T形觸點 中的每一者與沿著橫向側安置于電路板336的凹部338內的多個觸點之間的橫向耦合。另 夕卜，圖3B展示熱傳導界面材料340熱耦合于第一裝置晶片302及第二裝置晶片304與電路 板336的凹部338的集成電路所附接到的內側表面之間。在一個實例中，根據本發明的教 示，電路板336進一步包含熱耦合到電路板336的凹部338的內側表面以提供從集成電路 堆疊300通過電路板336的額外熱耗散的散熱器。
[0035] 應了解，在多個焊料球310中的每一者提供第一裝置晶片302及第二裝置晶片304 的多個T形觸點中的每一者與沿著橫向側安置于電路板336的凹部338內的多個觸點之間 的橫向耦合的情況下，包含成像系統350的相機模塊的總體厚度減小，因為裸片電連接被 從集成電路堆疊300的底部移動到橫向側322。因此，根據本發明的教示，包含成像系統350 的相機模塊的總體高度較短，此使得利用包含成像系統350的相機模塊的電子裝置能夠較 薄。此外，應了解，根據本發明的教示，在多個焊料球310被從集成電路堆疊300的底部移 動到橫向側322的情況下，熱傳導界面材料340現在可提供第一裝置晶片302及第二裝置 晶片304與電路板336之間的經改進熱耦合以提供經改進熱耗散。
[0036] 圖4是圖解說明根據本發明的教示包含實例性像素陣列442的成像系統400的一 個實例的圖，實例性像素陣列442具有包含在包含具有低輪廓觸點的集成電路堆疊的實例 性集成電路系統中的多個圖像傳感器像素。如在所描繪的實例中所展示，成像系統400包 含耦合到控制電路448及讀出電路444 (其耦合到功能邏輯446)的像素陣列442。
[0037] 在一個實例中，像素陣列442為圖像傳感器像素（例如，像素 P1、P2. . .、Pn)的二 維（2D)陣列。在一個實例中，像素陣列442包含在具有低輪廓觸點的集成電路堆疊（例如， 上文在圖1A、1B、2A、2B、3A及3B中所論述的集成電路堆疊實例）中所包含的集成電路系統 中。如所圖解說明，每一像素被布置到一行（例如，行R1到Ry)及一列（例如，列C1到Cx) 中以獲取人、地點、物體等的圖像數據，接著可使用所述圖像數據再現所述人、地點、物體等 的2D圖像。
[0038] 在一個實例中，在每一像素已獲取其圖像數據或圖像電荷之后，所述圖像數據由 讀出電路444讀出且接著傳送到功能邏輯446。在各種實例中，讀出電路444可包含放大電 路、模/數（ADC)轉換電路或其它。功能邏輯446可簡單地存儲所述圖像數據或甚至通過 應用后圖像效果（例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其它）來操縱所述 圖像數據。在一個實施例中，讀出電路444可沿著讀出列線一次讀出一行圖像數據（所圖 解說明）或可使用多種其它技術（未圖解說明）讀出所述圖像數據，例如串行讀出或同時 全并行讀出所有像素。
[0039] 在一個實例中，控制電路448耦合到像素陣列442以控制像素陣列442的操作特 性。舉例來說，控制電路448可產生用于控制圖像獲取的快門信號。在一個實例中，所述快 門信號為用于同時啟用像素陣列442內的所有像素以在單一獲取窗期間同時捕獲其相應 圖像數據的全局快門信號。在另一實例中，快門信號為滾動快門信號，使得在連續獲取窗期 間依序啟用每一像素行、每一像素列或每一像素群組。
[0040] 包含發明摘要中所描述內容的本發明的所圖解說明實例的以上描述并非打算為 窮盡性或限制于所揭示的精確形式。盡管出于說明性目的而在本文中描述本發明的特定實 施例及實例，但可在不背離本發明的較寬廣精神及范圍的情況下做出各種等效修改。確實， 應了解，特定實例性電壓、電流、頻率、功率范圍值、時間等是出于解釋目的而提供且根據本 發明的教示還可在其它實施例及實例中采用其它值。
[0041] 可根據以上詳細描述對本發明的實例做出這些修改。所附權利要求書中所使用的 術語不應理解為將本發明限制于說明書及權利要求書中所揭示的特定實施例。相反，范圍 將完全由所附權利要求書來確定，所述權利要求書將根據所創建的權利要求解釋原則來加 以理解。因此，應將本說明書及圖視為說明性而非限制性。
【權利要求】
1. 一種集成電路系統，其包括： 第一裝置晶片，其具有橫向側，所述第一裝置晶片進一步包含沿著所述第一裝置晶片 的所述橫向側安置的多個T形觸點； 第二裝置晶片，其具有橫向側，所述第二裝置晶片進一步包含沿著所述第二裝置晶片 的所述橫向側安置的多個T形觸點，其中所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起，其中所述 第一裝置晶片的所述橫向側與所述第二裝置晶片的所述橫向側對準，使得所述第一裝置晶 片的所述多個T形觸點中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個T形觸點中的對應 一者； 多個焊料球，其附接到所述第一及第二晶片的所述橫向側且耦合到所述第一及第二裝 置晶片的所述多個T形觸點；及 電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿著橫向側安置于所述凹部 內的多個觸點，其中所述第一及第二裝置晶片在所述凹部內附接到所述電路板，使得所述 多個焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片的所述多個T形觸點中的每一者與 沿著橫向側安置于所述電路板的所述凹部內的所述多個觸點之間的橫向耦合。
2. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片各自包含前側 及背側使得所述第一裝置晶片的所述前側及背側中的一者在所述第一與第二裝置晶片之 間的接合界面處附接到所述第二裝置晶片的所述前側及背側中的一者。
3. 根據權利要求2所述的集成電路系統，其中所述第一裝置晶片的所述前側附接到所 述第二裝置晶片的所述前側。
4. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片中的所述每一 者進一步包含金屬互連件，其中所述第一裝置晶片的所述金屬互連件通過所述第一與第二 裝置晶片之間的接合界面耦合到所述第二裝置晶片的所述金屬互連件。
5. 根據權利要求4所述的集成電路系統，其進一步包括一個或一個以上穿硅通孔TSV， 所述第一裝置晶片的所述金屬互連件經由所述一個或一個以上穿硅通孔通過所述第一與 第二裝置晶片之間的所述接合界面耦合到所述第二裝置晶片的所述金屬互連件。
6. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括存儲器芯片。
7. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括處理器芯片。
8. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括專用集成電路ASIC芯片。
9. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其進一步包括與所述電路板相對地附接到所 述第一及第二裝置晶片的透鏡堆疊。
10. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包 括存儲器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括處理器芯片。
11. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其進一步包括熱耦合于所述第一及第二裝 置晶片與所述電路板的所述凹部的所述第一及第二裝置晶片所附接到的內側表面之間的 熱傳導界面材料。
12. 根據權利要求11所述的集成電路系統，其中所述電路板進一步包含熱耦合到所述 電路板的所述凹部的所述第一及第二裝置晶片通過所述熱傳導界面材料所附接到的所述 內側表面的散熱器。
13. 根據權利要求1所述的集成電路系統，其中所述電路板包括銅包層電路板。
14. 一種成像系統，其包括： 圖像傳感器晶片，其具有橫向側，所述圖像傳感器晶片進一步包含沿著所述圖像傳感 器晶片的所述橫向側安置的多個T形觸點，其中所述圖像傳感器晶片包含具有多個圖像傳 感器像素的像素陣列； 圖像傳感器處理器晶片，其具有橫向側，所述圖像傳感器處理器晶片進一步包含沿著 所述圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側安置的多個T形觸點，其中所述圖像傳感器及圖 像傳感器處理器晶片堆疊在一起，其中所述圖像傳感器晶片的所述橫向側與所述圖像傳感 器處理器晶片的所述橫向側對準，使得所述圖像傳感器晶片的所述多個T形觸點中的每一 者耦合到所述圖像傳感器處理器晶片的所述多個T形觸點中的對應一者，其中所述圖像傳 感器處理器晶片包含耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作的控制電路及耦合 到所述像素陣列以從所述多個圖像傳感器像素讀出圖像數據的讀出電路； 多個焊料球，其附接到所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側且耦合 到所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所述多個T形觸點；及 電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿著橫向側安置于所述凹部 內的多個觸點，其中所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片在所述凹部內附接到所述電 路板，使得所述多個焊料球中的每一者提供所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所 述多個T形觸點中的每一者與沿著所述橫向側安置于所述電路板的所述凹部內的所述多 個觸點之間的橫向耦合。
15. 根據權利要求14所述的成像系統，其進一步包括包含在所述圖像傳感器處理器晶 片中且耦合到所述讀出電路以存儲從所述多個圖像傳感器像素讀出的所述圖像數據的功 能邏輯。
16. 根據權利要求14所述的成像系統，其中所述圖像傳感器晶片的前側在所述圖像傳 感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的接合界面處附接到所述圖像傳感器處理器 晶片的前側。
17. 根據權利要求14所述的成像系統，其中所述圖像傳感器晶片及所述圖像傳感器處 理器晶片中的每一者進一步包含金屬互連件，其中所述圖像傳感器晶片的所述金屬互連件 通過所述圖像傳感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的接合界面耦合到所述圖像 傳感器處理器晶片的所述金屬互連件。
18. 根據權利要求17所述的成像系統，其進一步包括一個或一個以上穿硅通孔TSV，所 述圖像傳感器晶片的所述金屬互連件經由所述一個或一個以上穿硅通孔通過所述圖像傳 感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的所述接合界面耦合到所述圖像傳感器處理 器晶片的所述金屬互連件。
19. 根據權利要求14所述的成像系統，其進一步包括附接到所述圖像傳感器晶片的背 側的透鏡堆疊，使得所述像素陣列適于通過所述透鏡堆疊且通過所述圖像傳感器晶片的所 述背側來照射，且其中所述圖像傳感器晶片的前側在所述圖像傳感器晶片與圖像傳感器處 理器晶片之間的接合界面處附接到所述圖像傳感器處理器晶片。
20. 根據權利要求14所述的成像系統，其進一步包括熱耦合于所述圖像傳感器處理器 晶片與所述電路板的所述凹部的所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片所附接到的內 側表面之間的熱傳導界面材料。
21. 根據權利要求20所述的成像系統，其中所述電路板進一步包含熱耦合到所述電路 板的所述凹部的所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片通過所述熱傳導界面材料熱所 附接到的所述內側表面的散熱器。
22. 根據權利要求14所述的成像系統，其中所述電路板包括銅包層電路板。
【文檔編號】H01L27/146GK104143557SQ201310724177
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年5月6日
【發明者】多米尼克·馬塞提 申請人:全視科技有限公司