(57)【要約】  本発明は、電子集積回路パッケージの製作、より具体的には３次元でパッケージされた集積回路を製造する際の静電放電ダメージの軽減に関する。一実施形態では、第２層ダイが第１層ダイと接触して配置されるとき、第２層ダイおよび第１層ダイ上の他の信号導電バンプおよびパワー導電バンプが電気的に接触する前に、第２層の基板と電気的に結合された第２層の周辺部付近の導電バンプが、第１層の基板と電気的に結合された第１層の対応する導電バンプと接触する。
2013520845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層ダイを反らせる段階であって、前記第１層ダイは、基板と、前記第１層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、前記第１層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットと、を有する、段階と、
前記第１層ダイと電気的に接触させて第２層ダイを配置する段階と、を含み、前記第２層ダイは、基板と、前記第２層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、前記第２層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットと、を有し、
前記第１層ダイと接触させて前記第２層ダイを配置するとき、前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットが前記第１層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと接触する前に、前記第２層ダイの基板導電バンプのセットが前記第１層ダイの基板導電バンプのセットと接触する、方法。
【請求項２】
前記第１層ダイは、前記第１層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプの第２セットを含み、前記第２層ダイは、前記第２層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプの第２セットを含み、前記第１層ダイと接触させて前記第２層ダイを配置するとき、前記第２層ダイの基板導電バンプの第２セットが前記第１層ダイの基板導電バンプの第２セットと接触する前に、前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットが前記第１層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと接触する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２層ダイは周辺部を伴う表面を有し、前記第２層ダイの基板導電バンプは前記第２層ダイ表面の外側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記周辺部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプは前記第２層ダイ表面の内側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記内側ゾーンを囲む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１層ダイの基板導電バンプのセットおよび前記第２層ダイの基板導電バンプのセットを用いて、前記第１層ダイの基板と前記第２層ダイの基板との間で電荷を共有する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２層ダイは周辺部を伴う表面を有し、前記第２層ダイの基板導電バンプは前記第２層ダイ表面の内側ゾーンに形成され、前記内側ゾーンは前記周辺部を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプは前記第２層ダイ表面の外側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記周辺部を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１基板と第１表面とを含む第１ダイであって、前記第１表面は周辺部を有し、以下：第１外側ゾーンの導電バンプであって、前記第１外側ゾーンは前記周辺部を含み、内側境界を有し、前記第１外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、前記第１基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、第１外側ゾーンの導電バンプ；連続的であり、前記第１外側ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有する第１中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有さず、内側境界を有する、第１中間ゾーン；第１内側ゾーンの導電バンプであって、前記第１内側ゾーンは連続的であり、前記第１中間ゾーンの内側境界と一致する境界を有する、第１内側ゾーンの導電バンプ；を含み、前記第１外側ゾーン、第１中間ゾーン、および第１内側ゾーンの結合体が前記第１表面を含む、第１ダイと、
第２基板と第２表面とを含む第２ダイであって、前記第２表面は、以下：前記第１外側ゾーンの導電バンプに対応する第２外側ゾーンの導電バンプであって、前記第２外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、前記第２基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、第２外側ゾーンの導電バンプ；前記第１中間ゾーンに対応する第２中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有しない、第２中間ゾーン；前記第１内側ゾーンの導電バンプに対応する第２内側ゾーンの導電バンプ；を含む、第２ダイと、を含み、
前記第１外側ゾーンにおける導電バンプは、前記第２外側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合され、前記第１内側ゾーンにおける導電バンプは、前記第２内側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合される、集積回路パッケージを含むシステム。
【請求項９】
前記第１および第２ダイが互いに接触して配置されるとき、前記第１および第２内側ゾーンの導電バンプが互いに接触する前に前記第１および第２外側ゾーンの導電バンプが互いに接触するように構成される、請求項８に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１０】
前記第１外側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプが前記第１基板と電気的に結合され、前記第２外側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプが前記第２基板と電気的に結合される、請求項８に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１１】
前記第１中間ゾーンが、前記第１ダイから電気的に絶縁された導電バンプを含む、請求項８に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１２】
セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、携帯情報端末（PDA）、固定位置データユニット、およびコンピュータからなる群から選択されるデバイスをさらに含み、前記集積回路パッケージは前記デバイスに組み込まれる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
第１基板と第１表面とを含む第１ダイであって、前記第１表面は周辺部を有し、以下：第１外側ゾーンの導電バンプであって、前記第１外側ゾーンは前記周辺部を含み、内側境界を有する、第１外側ゾーンの導電バンプ；連続的であり、前記第１外側ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有する第１中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有さず、内側境界を有する、第１中間ゾーン；連続的であり、前記第１中間ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有する第１内側ゾーンであって、前記第１内側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、前記第１基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、第１内側ゾーン；を含み、前記第１外側ゾーン、第１中間ゾーン、および第１内側ゾーンの結合体が前記第１表面を含む、第１ダイと、
第２基板と第２表面とを含む第２ダイであって、前記第２表面は、以下：前記第１外側ゾーンの導電バンプに対応する第２外側ゾーンの導電バンプ；前記第１中間ゾーンに対応する第２中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有しない、第２中間ゾーン；前記第１内側ゾーンの導電バンプに対応する第２内側ゾーンの導電バンプであって、前記第２内側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、前記第２基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、第２内側ゾーンの導電バンプ；を含む、第２ダイと、を含み、
前記第１外側ゾーンにおける導電バンプは、前記第２外側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合され、前記第１内側ゾーンにおける導電バンプは、前記第２内側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合される、集積回路パッケージを含むシステム。
【請求項１４】
前記第１内側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプが前記第１基板と電気的に結合され、前記第２内側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプが前記第２基板と電気的に結合される、請求項１３に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１５】
前記第１中間ゾーンが、前記第１ダイから電気的に絶縁された導電バンプを含む、請求項１３に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１６】
セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、携帯情報端末（PDA）、固定位置データユニット、およびコンピュータからなる群から選択されるデバイスをさらに含み、前記集積回路パッケージは前記デバイスに組み込まれる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
第１層ダイを反らせる手段であって、前記第１層ダイは、基板と、前記第１層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、前記第１層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットと、を有する、手段と、
前記第１層ダイと電気的に接触させて第２層ダイを配置する手段と、を含み、前記第２層ダイは、基板と、前記第２層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、前記第２層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットと、を有し、
前記第１層ダイと接触させて前記第２層ダイを配置するとき、前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットが前記第１層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと接触する前に、前記第２層ダイの基板導電バンプのセットが前記第１層ダイの基板導電バンプのセットと接触する、方法。
【請求項１８】
前記第１層ダイは、前記第１層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプの第２セットを含み、前記第２層ダイは、前記第２層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプの第２セットを含み、前記第１層ダイと接触させて前記第２層ダイを配置するとき、前記第２層ダイの基板導電バンプの第２セットが前記第１層ダイの基板導電バンプの第２セットと接触する前に、前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットが前記第１層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと接触する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２層ダイは周辺部を伴う表面を有し、前記第２層ダイの基板導電バンプは前記第２層ダイ表面の外側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記周辺部を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプは前記第２層ダイ表面の内側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記内側ゾーンを囲む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１層ダイの基板導電バンプのセットおよび前記第２層ダイの基板導電バンプのセットを用いて、前記第１層ダイの基板と前記第２層ダイの基板との間で電荷を共有する手段をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２層ダイは周辺部を伴う表面を有し、前記第２層ダイの基板導電バンプは前記第２層ダイ表面の内側ゾーンに形成され、前記内側ゾーンは前記周辺部を含まない、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプは前記第２層ダイ表面の外側ゾーンに形成され、前記外側ゾーンは前記周辺部を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第１基板と第１表面とを含む第１ダイであって、前記第１表面は周辺部を有し、以下：第１外側ゾーンの導電バンプであって、前記第１外側ゾーンは前記周辺部を含み、内側境界を有する、第１外側ゾーンの導電バンプ；前記第１外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかを前記第１基板に結合する手段であって、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、手段；連続的であり、前記第１外側ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有する第１中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有さず、内側境界を有する、第１中間ゾーン；第１内側ゾーンの導電バンプであって、前記第１内側ゾーンは連続的であり、前記第１中間ゾーンの内側境界と一致する境界を有する、第１内側ゾーンの導電バンプ；を含み、前記第１外側ゾーン、第１中間ゾーン、および第１内側ゾーンの結合体が前記第１表面を含む、第１ダイと、
第２基板と第２表面とを含む第２ダイであって、前記第２表面は、以下：前記第１外側ゾーンの導電バンプに対応する第２外側ゾーンの導電バンプ；前記第２外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかを前記第２基板に電気的に結合する手段であって、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない、手段；前記第１中間ゾーンに対応する第２中間ゾーンであって、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有しない、第２中間ゾーン；前記第１内側ゾーンの導電バンプに対応する第２内側ゾーンの導電バンプ；を含む、第２ダイと、
前記第１外側ゾーンにおける導電バンプを前記第２外側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合する手段と、
前記第１内側ゾーンにおける導電バンプを前記第２内側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合する手段と、
を含む、集積回路パッケージを含むシステム。
【請求項２５】
前記第１および第２ダイが互いに接触して配置されるとき、前記第１および第２内側ゾーンの導電バンプが互いに接触する前に前記第１および第２外側ゾーンの導電バンプが互いに接触するように構成される、請求項２４に記載の集積回路パッケージ。
【請求項２６】
前記第１外側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプを前記第１基板に電気的に結合する手段；および、前記第２外側ゾーンにおけるそれぞれの導電バンプを前記第２基板に電気的に結合する手段；をさらに含む、請求項２４に記載の集積回路パッケージ。
【請求項２７】
前記第１中間ゾーンが、前記第１ダイから電気的に絶縁された導電バンプを含む、請求項２４に記載の集積回路パッケージ。
【請求項２８】
セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、携帯情報端末（PDA）、固定位置データユニット、およびコンピュータからなる群から選択されるデバイスをさらに含み、前記集積回路パッケージは前記デバイスに組み込まれる、請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子集積回路パッケージの製作、より具体的には３次元でパッケージされた集積回路の製作の間の静電放電ダメージの軽減に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元またはTSS（貫通シリコン積層（Through Silicon Stacking））集積回路パッケージングなどの、幾つかの集積回路が集積されたダイパッケージングでは、２つ以上のダイ（チップ）が互いの上に積層される。例えば、第１層ダイはパッケージ基板に結合されることができ、第２層ダイは第１層ダイの上部に結合されることができる。第２層ダイの底部の導電バンプは、第１層ダイの上部の導電バンプに電気的に結合される。この電気的結合は、はんだ付けによって実現され得る。第１層および第２層ダイは、それらの活性面が互いに面するように、互いに関連して配置され得る。別の例として、第２層ダイの活性面は最上部にあり得、そこでは貫通シリコンビアが、第２層ダイの活性面と導電バンプを有する底部面との間の電気接続を提供する。追加のダイが、第２層ダイの上部に積層され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
あるダイを別のダイに結合するとき、あるダイは初めに他のダイと電気的に接触するため、静電放電（ESD）が生じることがあり、それはその場所に配置された集積回路にダメージを与えることがある。多くの用途では、ESD保護が回路レベルで提供されることがあるが、TSSパッケージ集積回路の場合、寄生容量を導入しないように、異なる集積回路層間の回路レベルのESD保護の量を低減するか、または削除することが望ましい。また、ダイの接地または周囲空気のイオン化など、ESD発生の可能性を低減する現在の方法は、TSSパッケージング技術において、単一ダイの集積回路パッケージングほど効果的でないことがある。従って、追加のESD回路を導入することなく、TSSパッケージ集積回路を製造するときのESDダメージのリスクを低減することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１実施形態では、第１層ダイは反っており、そこで第１層ダイは、基板と、第１層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、第１層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットとを含む。第２層ダイは、第１層ダイと電気的に接触して配置される。第２層ダイは、基板と、第２層ダイの基板に電気的に接続していない信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと、第２層ダイの基板にそれぞれ電気的に接続している基板導電バンプのセットとを含む。第１層ダイと接触させて第２層ダイを配置するとき、第２層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットが第１層ダイの信号導電バンプおよびパワー導電バンプのセットと接触する前に、第２層ダイの基板導電バンプのセットは第１層ダイの基板導電バンプのセットと接触する。
【０００５】
第２実施形態では、集積回路パッケージは第１ダイを有する。第１ダイは、第１基板と第１表面とを有し、そこで第１表面は、周辺部と、第１外側ゾーンと、第１中間ゾーンと、第１外側ゾーンとを有する。第１外側ゾーンは導電バンプを有し、そこで第１外側ゾーンは周辺部を含み、内側境界を有し、第１外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、第１基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない。第１中間ゾーンは連続的であり、第１外側ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有し、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有さず、内側境界を有する。第１内側ゾーンは導電バンプを有し、連続的であり、第１中間ゾーンの内側境界と一致する境界を有する。第１外側ゾーン、第１中間ゾーン、および第１内側ゾーンの結合体は、第１表面を含む。
【０００６】
第２実施形態では、集積回路はまた、第２ダイを有する。第２ダイは、第２基板と第２表面とを有する。第２表面は、第２外側ゾーンと、中間ゾーンと、外側ゾーンとを有する。第２外側ゾーンは、第１外側ゾーンの導電バンプに対応する導電バンプを有し、第２外側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、第２基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない。第２中間ゾーンの導電バンプは、第１中間ゾーンに対応し、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有しない。第２内側ゾーンは、第１内側ゾーンの導電バンプに対応する導電バンプを有する。
【０００７】
第２実施形態では、第１外側ゾーンにおける導電バンプは、第２外側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合され、第１内側ゾーンにおける導電バンプは、第２内側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプに電気的に結合される。
【０００８】
第３実施形態では、集積回路パッケージは第１ダイを有する。第１ダイは、第１基板と第１表面とを有する。第１表面は、周辺部と、第１外側ゾーンと、第１中間ゾーンと、第１外側ゾーンとを有する。第１外側ゾーンは導電バンプを有する。第１外側ゾーンは周辺部を含み、内側境界を有する。第１中間ゾーンは連続的であり、第１外側ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有し、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有さず、内側境界を有する。第１内側ゾーンは導電バンプを有し、連続的であり、第１中間ゾーンの内側境界と一致する外側境界を有し、第１内側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは第１基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない。第１外側ゾーン、第１中間ゾーン、および第１内側ゾーンの結合体が、第１表面を含む。
【０００９】
第３実施形態では、集積回路パッケージはまた、第２ダイを有する。第２ダイは、第２基板と第２表面とを有する。第２表面は、第２外側ゾーンと、第２中間ゾーンと、第２外側ゾーンとを有する。第２外側ゾーンは、第１外側ゾーンの導電バンプに対応する導電バンプを有する。第２中間ゾーンは、第１中間ゾーンに対応し、信号導電バンプまたはパワー導電バンプを有しない。第２内側ゾーンは、第１内側ゾーンの導電バンプに対応する導電バンプを有し、第２内側ゾーンの導電バンプの少なくとも幾つかは、第２基板に電気的に結合され、１つも信号導電バンプまたはパワー導電バンプではない。
【００１０】
第３実施形態では、第１外側ゾーンにおける導電バンプは、第２外側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプと電気的に結合され、第１内側ゾーンにおける導電バンプは、第２内側ゾーンにおけるそれらの対応する導電バンプと電気的に結合される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】接触する前の、第２層ダイおよび反った第１層ダイの断面図である。
【図２】第２層ダイの底部側の平面図である。
【図３】第２層ダイの底部側の平面図である。
【図４】接触する前の、第２層ダイおよび反った第１層ダイの断面図である。
【図５】フローチャートを示す図面である。
【図６】一実施形態を採用する１つまたは複数の通信システムを示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明では、“幾つかの実施形態”との用語の範囲は、１つを超える実施形態を意味するように制限されるべきではなく、むしろその範囲は、１つの実施形態、１つを超える実施形態、あるいは全ての実施形態を含むことができる。
【００１３】
図１は、取り付けおよび結合前の、第２層ダイおよび第１層ダイの（縮尺通りではない）断面図である。図１には、パッケージ基板106に取り付けられた導電バンプ104のセットを有する第１層ダイ102が示されている。説明しやすくするために、導電バンプ104に対するアンダーバンプ金属層は図示されていない。第２層ダイ108は、第１層ダイ102上の導電バンプ110のセットに取り付けられる。導電バンプ110は、第１層ダイ102の背面に形成され得る。ダイの取り付けは、パッケージ基板106およびダイ102の反りを引き起こし得る温度で実施される。この反りは、図１において誇張され得る。
【００１４】
図１は、第２層ダイ108の底部側112上の導電バンプのセットを示す。図２は、底部側112上に形成された導電バンプのセットを示す第２層ダイ108の底部側112の平面図であり、そこで導電バンプのセットは、円のセットとして示される。しかしながら、説明しやすくするために、図２に示されるこれらの導電バンプの数および位置は、図１に示されるものと同一ではない。
【００１５】
実施形態を説明する目的で、ダイ上の導電バンプは、基板導電バンプ、信号導電バンプ、パワー導電バンプ、または機械的導電バンプとして分類され得る。基板導電バンプは、基板に電気的に結合された導電バンプであり、またVSS導電バンプと呼ばれることがあり、ここでVSSはダイ基板電圧を示す。信号導電バンプは、ダイ上の受動または能動デバイスに電気的に結合された導電バンプであり、信号を伝えるのに使用される。パワー導電バンプは、ダイに電源電圧を提供する。機械的導電バンプは、それが上に形成されるダイに対して電気的に絶縁されており、最小バンプ密度の要件に満たすために導入され得る。
【００１６】
図２には、第２層ダイ108の底部上の３つのゾーン：外側ゾーン202、内側ゾーン204、および中間ゾーン206が示されている。図１および２において114とラベル付けされた各導電バンプは、内側ゾーン204に位置している。図１において116とラベル付けされた２つの導電バンプは、外側ゾーン202に位置しており、ここで図２においてこのような導電バンプの例は、116とラベル付けされている。第２層ダイ108に対する全ての信号およびパワー導電バンプは、内側ゾーン204に位置している。基板および機械的導電バンプは、内側ゾーン204に存在することがある。基板および機械的導電バンプはまた、中間ゾーン206に存在することがあるが、図１および２に示される特定の実施形態では、導電バンプは中間ゾーン206に存在しない。外側ゾーン202は、基板導電バンプを含む。幾つかの実施形態では、外側ゾーン202はまた、機械的導電バンプを含むことがある。
【００１７】
図２に示される特定の実施形態では、ゾーンは、直角に交わる直線を含む周辺部を有するとして示され、内側、中間、および外側ゾーンは、隣接する領域として示される。しかしながら、ゾーンに対して特定の形状は必要なく、これらのゾーンの一部は隣接している必要はない。例えば、中間ゾーン206は、外側ゾーン202を４つのサブゾーンに分けるように広がることがあり、ここで各サブゾーンは隣接する領域である。このような例は図３に示され、ここで中間ゾーン306の形状により、外側ゾーン302は、それぞれが隣接する領域である４つのサブゾーンを含む。
【００１８】
外側ゾーン202は、ダイ108の表面の周辺部を含む。外側ゾーン302は４つのサブゾーンを含むが、外側ゾーン302はそれにもかかわらず、外側ゾーン202と同様に、ダイ108の表面の周辺部を含んでいると見なされることがあり、ここで外側ゾーン302の一部はゼロ領域を有していると見なされることがある。これらの部分ゼロ領域は、外側ゾーンの内側および外側の境界が一体となっている場所である。図２および３の両方の実施形態では、中間ゾーンおよび外側ゾーンが境界を共有しているように見える。つまり、実施形態では、外側ゾーンの内側の境界は、中間ゾーンの外側の境界と一致している。同様に、各実施形態における内側ゾーンおよび中間ゾーンは、境界を共有する。実施形態では、内側ゾーンおよび中間ゾーンはそれぞれ隣接する領域である。内側、中間、および外側ゾーンの結合体が、全表面を作り上げる。
【００１９】
第２層ダイ108の底部側112の導電バンプに対し、第１層ダイ102の上部側に、対応する導電バンプが存在する。つまり、第２層ダイ108の底部側上の幾つかの特定の導電バンプに対し、その特定の導電バンプに対応する第１層ダイ102上の導電バンプは、取り付けおよび結合のために２つのダイが接合されるとき、それと接触するものである。結果として、第１層ダイ102の上部側は、第２層ダイ108のゾーンに対応するゾーンを有すると見なされることがある。
【００２０】
しかしながら、外側ゾーン202は、必ずしも第１層ダイ102の外側の寸法に対応するわけではないことがある。例えば、第１層ダイ102は、第２層ダイ108よりも大きい表面積を有することがある。別の例として、第１層ダイ102は、それの上に積層される２つ以上の第２層ダイを有するように設計されることがあり、故に第１層ダイ102は、第２層ダイ108の導電バンプに対応するよりもかなり多くの数の導電バンプを含むことがある。第１層ダイ102の上部側上の導電バンプの幾つかは、図２に示されるゾーンに対応する何れのゾーンにも位置しないことがある。それにもかかわらず、外側ゾーン202に対応する第１層ダイ102上のゾーンを“外側ゾーン”と呼ぶことは、依然として有益なことがある。同様に、中間ゾーン206および内側ゾーン204に対応する第１層ダイ102上のゾーンもまた、それぞれ“中間ゾーン”および“内側ゾーン”と呼ぶことができる。第１層ダイ102の外側ゾーンをそのように規定するとともに、第１層ダイ102の外側ゾーン上の導電バンプは第１層ダイ102の基板に電気的に結合され、故にそれらはまたVSS導電バンプと呼ばれることがある。
【００２１】
図４は、402および404とラベル付けされた２つの第２層ダイが存在する実施形態を示す。図４において第１層ダイ102の中心に面する第２層ダイ上のVSS導電バンプが、116’とラベル付けされていることを除いて、図１で使用された導電バンプ、第１層ダイ、およびパッケージ基板をラベル付けする同一の符号がまた、図２においても使用される。VSS導電バンプ116は、VSS導電バンプ116’の前に、それらの対応するVSS導電バンプ110と接触する；反りの度合およびバンプのサイズに応じて、内側ゾーンの導電バンプ114の幾つかは、VSS導電バンプ116’の前に、第１層ダイ102上のそれらの対応するバンプと接触することがある。
【００２２】
第１層ダイ102の反りにより、ゾーンの位置および形状は、２つのダイが取り付けおよび結合のために接合するとき、内側ゾーン204に形成された導電バンプの何れかがそれらの対応する導電バンプと接触する前に外側ゾーン202に形成された導電バンプの全てまたは少なくとも幾つかが第１層ダイ102の上部側にあるそれらの対応する導電バンプと接触するように、設計され得る。もしあれば、中間ゾーン206に形成された導電バンプの幾つかはまた、外側ゾーン206のVSS導電バンプの全てがそれらの対応する導電バンプと接触する前に、それらの対応する導電バンプの幾つかと接触することができる可能性がある。この関連で、中間ゾーン206は、外側ゾーン202の導電バンプの幾つかがそれらの対応する導電バンプと少なくとも接触するまで、内側ゾーン204の導電バンプがそれらの対応する導電バンプと接触しないことを確保する安全マージンとしての機能を果たす。
【００２３】
中間ゾーン206によって導入される安全マージンの例として、仮にχが第２層ダイ108の中心からその端部までの距離を示すとし、第１層ダイ102の反りが側方向の距離χにわたって20μmの高さの差異を導入すると推定する。この例示のために、ゾーンの形状が図２に示すように四角形であり、χが取り込まれる方向が図示された四角形の１つの側面に平行であると推定する。（つまり、χが取り込まれる方向は、図２の図面に対して水平または垂直であり得る。）また、中間ゾーン206の内側側面に対応する内側ゾーン204の側面がダイ108の中心に対して垂直距離χ／４まで広がり、中間ゾーン206の外側側面がダイ108の中心に対して垂直距離３χ／４まで広がると推定する。そして、反りが直線である場合には、内側と外側ゾーンとの間の最小の高さの差異は10μmである。実際には、反りは直線ではなく、より大きな高さの差異を導入するため、10μmは下限であり、中間ゾーン206によって導入される安全マージンを計算するときの控えめな見積もりとしての機能を果たす。
【００２４】
２つのリソグラフィーマスクを用いることによってバンプに高さの差異を導入することもあり、故に外側ゾーン202におけるバンプは、内側ゾーン204におけるバンプよりも大きな高さを有する。例えば、5μmのバンプ高さの差異が導入されることがある。プロセスの変動により20%の範囲のバンプ高さを仮定すると、（ダイ108が反っていないと仮定する場合の）外側ゾーン202におけるバンプの距離と内側ゾーン204におけるバンプの距離の差異は、4.5μm＋10μm＝14.5μmによって控えめに与えられる。従って、この特定の例では、ピックアンドプレースツールが第２層ダイ108を第１層ダイ102に移動する場合、第２層ダイ108の外側ゾーン202におけるバンプが初めに第１層ダイ102におけるそれらの対応するバンプまたはパッドと接触するとき、第２層ダイ108の内側ゾーン204におけるバンプと第１層ダイ102におけるそれらの対応するバンプまたはパッドとの間に略14.5μmの距離が存在する。
【００２５】
図１の特定の実施形態では、第１層ダイ102および基板106の反りは、それらが第２層ダイ108に対してくぼむようになっている。反りは、基板106およびダイ102の熱膨張係数によって決まり得る。幾つかの実施形態では、ダイ102および基板106の反りは、それらがダイ108に対して出っ張るようにすることができる可能性がある。このような実施形態では、内側ゾーン204の導電バンプは、外側ゾーン202の導電バンプがそれらの対応する導電バンプと接触する前に第１層ダイ102上のそれらの対応する導電バンプと接触するため、内側ゾーン204と外側ゾーン202の役割は逆である。従って、このような実施形態では、第２層ダイ108に対する全ての信号およびパワー導電バンプは外側ゾーン202に位置している。外側ゾーン202には基板および機械的導電バンプが存在することがある。内側ゾーン204は基板導電バンプを含む。幾つかの実施形態では、内側ゾーン204はまた、機械的導電バンプを含むことがある。
【００２６】
外側ゾーン202におけるVSS導電バンプの全てまたは幾つかは、２つのダイが接合するとき、第２層ダイ108上のパワーおよび信号導電バンプが第１層ダイ102上のそれらの対応するパワーおよび信号導電バンプと接触する前に、第１層ダイ102上のそれらの対応するVSS導電バンプと接触するため、第１層および第２層ダイの基板間で共有する電荷に対する優先路が存在する。この優先路は１つの基板から他の基板まで存在するため、実施形態はESDダメージを軽減することができると予期される。
【００２７】
一旦第１層および第２層ダイが互いに接触し、圧縮後に結合が完了すると、貫通シリコン積層集積回路パッケージングの通常の製造に対して予期できるように、図１に示される反りは温度が下がるにつれて本質的に消えると予期される。
【００２８】
図５は、上記の記載によるフローチャートであり、ボックス502では第１層ダイが高温によって反られ、ボックス504では第２層ダイが第１層に接触して配置され、故に２つのダイ上のVSS導電バンプは、信号導電バンプが接触する前に接触し、ボックス506では電荷が２つのダイの基板間で共有される。もちろん、２つのダイが接合する前に２つの基板間の電位差がゼロまたは僅かである場合は、電荷はほとんどまたは全く共有されず、故にボックス306におけるアクティビティはごくわずかな時間であり得る。
【００２９】
図６は、無線通信システムを示す略図である。幾つかの実施形態では、システム600は、多数の遠隔ユニット620−624および多数の基地局650−652を含む。典型的な無線通信システムは、より多くの遠隔ユニットおよび基地局を有することができることが認識され得る。遠隔ユニット620−624は、これらの特許証に記載されるように、第１および第２層ダイを含む集積回路パッケージを有する多数の半導体デバイス630−634を含む。図６は、基地局650−652および遠隔ユニット620−624からの上りリンク信号680および遠隔ユニット620−624から基地局650−652への下りリンク信号690を示す。
【００３０】
他の実施形態では、図６において、遠隔ユニット620は携帯電話として示され、遠隔ユニット622はポータブルコンピュータとして示され、遠隔ユニット624は無線ローカルループシステム内の固定位置遠隔ユニットとして示される。例えば、遠隔ユニットは、携帯電話、携帯用パーソナル通信システム（PCS）ユニット、携帯データ端末などの携帯型データユニット、ナビゲーションデバイス（例えばGPS可能デバイスなど）、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、メータ読み出し装置などの固定位置データユニット、またはデータまたはコンピュータ命令を記憶するか、または読み出す任意の他のデバイス、あるいはそれらの任意の組合せであり得る。図６は本開示の教示による遠隔ユニットを示すが、本開示はこれらの示されたユニットに制限されない。
【００３１】
以下の特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱することなく、開示された実施形態に対して様々な修正がなされ得る。
【符号の説明】
【００３２】
１０２  第１層ダイ
１０４、１１０、１１４、１１６、１１６’  導電バンプ
１０６  パッケージ基板
１０８  第２層ダイ
１１２  底部側
２０２、３０２  外側ゾーン
２０４  内側ゾーン
２０６、３０６  中間ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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