[发明专利]硅裸片的笔直导线接合

说明书

本发明公开了一种方法，其包含堆叠数个硅裸片，使得所述裸片的一个或多个边缘竖直对齐，其中所述一个或多个边缘包含数个连接垫。所述方法还包含在大体上垂直于所述一个或多个边缘的轴线上定位连接导线。所述连接导线包含在其上形成的数个焊料块。所述焊料块以与所述裸片上的第一组经对齐连接垫之间的距离相关联的间隔隔开。所述连接导线定位成使得所述焊料块与所述第一组经对齐连接垫接触。所述方法还包含施加热以使所述焊料块回流并将所述连接导线物理地和电气地耦合到所述连接垫。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年9月11提交的第63/077,069号美国临时专利申请的优先权和权益，此申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

本申请大体上涉及在硅裸片之间提供电气连接，且更确切地说，涉及沿着竖直边缘电气地连接硅裸片。

在某些硅裸片结构中，连接垫放在裸片的顶部或底部。这占用了用于形成晶体管的宝贵空间，并且当裸片堆叠时，它们之间所需的连接要求裸片以阶梯形交错排列，从而导致形成完整或封装的集成装置需要更多空间。

发明内容

本文中所描述的工艺、装置和系统描述了沿着硅裸片的竖直边缘电气地连接裸片，从而降低所需要的横向空间要求。确切地说，通过将连接垫放在裸片的竖直边缘上，裸片可以竖直堆叠，而不需要使裸片交错排列来实现经由位于顶部或底部的连接垫形成的连接。实际上，可以沿着竖直对齐、在边缘安装的连接垫来进行线性连接，由此使硅裸片以完全竖直布置的方式堆叠。这减小了硅裸片的横向覆盖区，由此实现更小的总体外观尺寸。此外，晶体管大体上是在硅裸片的顶部和/或底部上而不是在竖直边缘上形成的。通过将连接垫放在边缘上，硅裸片上先前未使用的空间可以用于互连，从而为硅裸片顶部和/或底部上的晶体管形成腾出空间。

本文中所描述的方法和系统提供一种新颖且有利的连接技术，用于利用在边缘形成的连接垫将硅裸片互连，且具体来说，用于竖直堆叠的硅裸片。

本公开还提供一种设备，其包含衬底和两个或更多个硅裸片，其中第一裸片设置在所述衬底上，且第二裸片设置或堆叠在所述第一裸片上。所述硅裸片包含与所述衬底平行的上部平坦表面、与所述上部平坦表面平行且与所述第一平坦表面间隔第一距离的下部平坦表面、设置在所述上部平坦表面和所述下部平坦表面之间且垂直于所述上部平坦表面和所述下部平坦表面的第一边缘部分，及设置在所述第一边缘部分上且竖直对齐的第一组连接垫。所述设备进一步包含配置成耦合到所述一个或多个连接垫的导电元件，和数个焊料块。所述焊料块耦合到所述导电元件且以与所述第一组连接垫之间的距离相关联的间隔隔开。在一些实施例中，所述焊料块包含第一凹槽，所述第一凹槽具有量度为与所述第一边缘部分的宽度大致相同的宽度，且配置成将所述硅裸片的边缘接受在所述第一凹槽内。

本公开提供一种方法，其包含：堆叠数个硅裸片，使得所述硅裸片的一个或多个边缘竖直对齐，其中一个或多个边缘包含数个连接垫。所述方法还包含在大体上垂直于所述一个或多个边缘的轴线上定位大体上线性导体，其中所述线性导体与所述连接垫中的一个或多个接触。所述方法进一步包含向所述一个或多个连接垫及与所述一个或多个连接垫接触的所述线性导体的一个或多个部分施加导电焊料。所述方法还包含施加热以使所述焊料回流，以使所述焊料将所述线性导体的所述一个或多个部分物理地和电气地耦合到与其接触的所述一个或多个连接垫。

本公开还提供一种方法，其包含堆叠数个硅裸片，使得所述数个硅裸片的一个或多个边缘竖直对齐，其中所述一个或多个边缘包含数个连接垫。所述方法还包含在大体上垂直于所述一个或多个边缘的轴线上定位连接导线。所述连接导线包含数个焊料块。所述焊料块以与所述硅裸片上的第一组经对齐连接垫之间的距离相关联的间隔隔开。所述连接导线定位成使得所述焊料块与所述第一组经对齐连接垫接触。所述方法还包含施加热以使所述焊料块回流，以使所述焊料块将所述连接导线物理地耦合到所述经对齐连接垫。