Многокристальный корпус и способ предоставления в нем взаимных соединений между кристаллами

Многокристальный корпус и способ предоставления в нем взаимных соединений между кристаллами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрытые варианты осуществления изобретения, в общем, относятся к многокристальным корпусам и, более конкретно, относятся к структурам взаимного соединения в таких корпусах.

Уровень техники

В области микроэлектроники постоянно уделяют внимание обеспечению возможностей получения компьютерных микросхем (также называемых кристаллами), с большей плотностью, более высокими рабочими характеристиками и пониженной стоимостью. В результате части таких попыток были разработаны микроэлектронные корпуса, содержащие множество кристаллов. Такие многокристальные корпуса (МСР) предлагают потенциал повышенной архитектурной гибкости при уменьшенных затратах, но в связи с эти должны обеспечивать соответствующую плотность взаимных соединений между кристаллами, выполненных эффективным по затратам способом. Плотность взаимных соединений представляет собой важный момент, поскольку недостаточное количество соединений между кристаллами ограничило бы возможности по полосе пропускания для соответствующего интерфейса кристалла, и, таким образом, пострадал бы обмен данными между логическими схемами и логическими схемами и/или между логическими схемами и запоминающими устройствами.

Краткое описание чертежей

Раскрытые варианты осуществления будут более понятны из чтения следующего подробного описания изобретения, совместно с рассмотрением приложенных чертежей, на которых:

на фиг.1А, 1B, и 1С показаны виды сверху многокристального корпуса в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения;

на фиг.2 показан вид в поперечном сечении многокристального корпуса по фиг.1С в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг.3 и 4 представлены блок-схемы последовательности. операций, иллюстрирующими способы обеспечения взаимных соединений от кристалла к кристаллу в многокристальном корпусе в соответствии с вариантами осуществления изобретения;

на фиг.5-8 показаны виды в поперечном сечении многокристальных корпусов в различных конкретных точках их производственных процессов в соответствии с вариантами осуществления изобретения;

на фиг.9 показан вид в поперечном сечении многокристальных корпусов в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг.10 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ обеспечения взаимных соединений от кристалла к кристаллу в многокристальном корпусе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг.11A показан вид сверху, и фиг.11B и 11C показаны виды в поперечном сечении многокристальных корпусов в соответствии с другими вариантами осуществления изобретения;

на фиг.12 показан вид сверху одного из активных кристаллов в много кристальном корпусе по фиг.11A-11C в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг.13 показан вид сверху активного кристалла в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг.14 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ предоставления взаимных соединений от кристалла к кристаллу в многокристальном корпусе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг.15 показан вид сверху многокристальных корпусов в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг.16 показаны некоторые примеры конфигураций многокристальных корпусов в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения; и

на фиг.17 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ обеспечения взаимных соединений от кристалла к кристаллу в многокристальном корпусе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Для простоты и ясности иллюстрации, фигуры на чертежах иллюстрируют общий подход построения, и описание и деталей известных свойств и технологий может быть исключено для исключения излишнего усложнения описания вариантов осуществления изобретения. Кроме того, элементы на фигурах на чертежах не обязательно вычерчены в масштабе. Например, размеры некоторых из элементов на чертежах могут быть преувеличены относительно других элементов, для того, чтобы способствовать лучшему пониманию вариантов осуществления настоящего изобретения. Одинаковыми номерами ссылочных позиций на разных чертежах обозначены одинаковые элементы, в то время как аналогичные номера ссылочных позиций могут, но не обязательно, обозначать аналогичные элементы.

Термины "первый", "второй", "третий", "четвертый" и т.п. в описании и в формуле изобретения, если таковые вообще имеются, используются для различия между аналогичными элементами и не обязательно для описания определенного последовательного или хронологического порядка. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах таким образом, что варианты осуществления изобретения, описанные здесь, например, обеспечивают работу в других последовательностях, чем те, которые представлены или по-другому описаны здесь. Аналогично, если способ, описан здесь, как содержащий последовательности этапов, порядок таких этапов, как представлено здесь, не обязательно представляет собой единственный порядок, в котором такие этапы могут быть выполнены, и определенные из указанных этапов, возможно, могут быть исключены, и/или определенные другие этапы, не описанные здесь, возможно, могут быть добавлены к способу. Кроме того, термины "содержать", "включать в себя", "иметь", и другие его варианты предназначены для охвата неисключительного включения, таким образом, что процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит список элементов, не обязательно ограничены этими элементами, но могут включать в себя другие элементы, которые явно не перечислены или являются неотъемлемыми для такого процесса, способа, изделия или устройства.

Термины "левый", "правый", "передний", "задний", "верхний", "нижний", "над", "под" и т.п. в описании и в формуле изобретения, если таковые вообще присутствуют, используются с целью описания и не обязательно для описания постоянных взаимных положений. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах таким образом, что варианты осуществления изобретения, описанные здесь, позволяют, например, обеспечить работу в других ориентациях, чем представлены или по-другому описаны здесь. Термин "соединенный", используемый здесь, определен, как непосредственно или опосредованно соединенный в электрическом или неэлектрическом смысле. Объекты, описанные здесь, как "соединенные" друг с другом, могут находиться в физическом контакте друг с другом, в непосредственной близости друг с другом, или в одной общей области или районе друг с другом, в соответствии с контекстом, в котором используется эта фраза. Возникновение фразы "в одном варианте осуществления" здесь не обязательно во всех случаях относится к одному и тому же варианту осуществления.

Подробное описание изобретения

В одном варианте осуществления изобретения многокристальный корпус содержит подложку, имеющую первую сторону, противоположную вторую сторону и третью сторона, которая продолжается от первой стороны до второй стороны, первый кристалл, закрепленный на первой стороне подложки, и второй кристалл, также закрепленный на первой стороне подложки, и мост, расположенный рядом с третьей стороной подложки и прикрепленный к первому кристаллу и ко второму кристаллу. Никакая часть подложки не находится под мостом. Мост формирует соединение между первым кристаллом и вторым кристаллом. В качестве альтернативы, мост может быть расположен в полости, в подложке или между подложкой и слоем кристалла. Мост может содержать активный кристалл и может быть закреплен на подложке, используя проволочные соединения.

Уменьшение размеров кристалла совместно с повышением требований к рабочим характеристикам кристалла диктует то, что плотность соответствующих взаимных соединений между кристаллами должна быть увеличена. Как можно ожидать, ряд производственных задач требуется решить, для того, чтобы достичь этой цели. Одна такая задача представляет собой трудность, неотъемлемо связанную с изготовлением взаимных соединений в органическом материале для подложки. Для преодоления этой проблемы был предложен кремниевый промежуточный элемент, расположенным между кристаллами и подложкой корпуса. Использование стандартного процесса формирования металлических медных межсоединений с использованием химико-механической полировки без травления обеспечивает возможность изготовления линий и промежутков субмикронных размеров. Однако, большие площади промежуточного кремниевого элемента и необходимость использования сквозных контактных отверстий в кремнии (TSV) делают этот подход дорогостоящим, что исключает ожидаемую экономию из-за применения МСР.

Варианты осуществления изобретения обеспечивают возможность масштабирования плотности структур взаимного соединения, что представляет собой значительное улучшение по сравнению с существующими семействами технологий, путем использования кремниевых мостов (или мостов, изготовленных из других материалов), которые встроены в или закреплены на подложке корпуса. Такие мосты должны поддерживать только плотное взаимное соединение между кристаллами от кромки кристалла до кромки кристалла и, следовательно, могут быть выполнены намного меньшими, чем кремниевый промежуточный элемент. Концепция кремниевого моста также устраняет необходимость технологии TSV. Кроме того, для значительно увеличенной полосы пропускания при передаче данных, из-за высокой плотности структур взаимного соединения, варианты осуществления изобретения также могут обеспечить улучшенные процессы сборки, благодаря (по меньшей мере, частично) хорошей проработке технологии обработки кремния.

Определенные варианты осуществления изобретения могут обеспечить производство МСР, имеющих беспрецедентную плотность взаимных соединений между кристаллами, что, в свою очередь, позволяет обеспечить экономию средств на уровне МСР, модульность и архитектурную гибкость. Примеры таких потенциальных преимуществ включают в себя улучшенную степень использования масштабной сетки и поверхности кристалла, благодаря оптимизации соотношения размеров кристалла, возможности комбинирования в пределах одного корпуса кристаллов, используя по-разному оптимизированный кремниевый (или другой) процессы, или кристаллов, содержащих различные или несовместимые методологии конструкции, потенциал сборки непрямоугольных или крупных "суперкристаллов", возможность комбинирования кристаллов или укладок кристаллов с разной высотой и другие.

Варианты осуществления изобретения также обеспечивают возможность точного выравнивания мостов, включая в себя кремниевые мосты, на подложке корпуса. Такое выравнивание может быть важным при формировании, в общем, хорошо определенного поля выводов для последующего закрепления кристаллов, в частности, с учетом высоких плотностей взаимных соединений, рассчитанных на кремниевые мосты. Кроме того, плотность как на кристалле может обеспечить возможность повторного использования существующих конструкций цепей с минимальными модификациями, и множество доступных штифтов на границе перехода кристалл - корпус могут обеспечить простые протоколы и хорошую эффективность мощности I/O (I/O).

В некоторых вариантах осуществления изобретения используется гибридный с перевернутым кристаллом/собранный с проволочными связями активный/"сателлитный" кристалл (или кристаллы), где кристалл соединен с переворачиваемым кристаллом, по меньшей мере, с одним кристаллом модуля обработки и также соединен с использованием проволочных соединений непосредственно с подложкой корпуса. Кристалл модуля обработки собран на подложке корпуса, с использованием взаимных соединений с перевернутым кристаллом. Взаимные соединения с перевернутым кристаллом между сателлитным кристаллом и кристаллом модуля обработки обеспечивают высокую плотность, высокую скорость передачи данных между сателлитным кристаллом и кристаллом модуля обработки, и также (в случае использования множества кристаллов модуля обработки), обеспечивают возможность для сателлитного кристалла играть роль высокоскоростного кремниевого моста, обеспечивающего высокую скорость, высокую плотность соединений между двумя или больше кристаллами модуля обработки, в дополнение к предоставлению активной функции сателлитного кристалла для одного или больше кристаллов модуля обработки. Соединения кристалла с помощью проволочных связей с сателлитом обеспечивают возможность подачи питания в этот кристалл и, кроме того, обеспечивают дополнительную возможность соединения дополнительных сигналов I/O или сигнала управления, помимо обеспечиваемой соединениями перевернутого кристалла с кристаллом (кристаллами) модуля обработки. Как и в вариантах осуществления, описанных выше, TSV здесь также в целом исключены.

Рассмотрим теперь чертежи, на фиг.1А, 1B и 1C показаны виды в плане многокристального корпуса 100 в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, и на фиг.2 показан вид в поперечном сечении вдоль линии 2-2, показанной на фиг.1С многокристального корпуса 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. (Виды соответствующих поперечных сечений на фиг.1А и 1B могут быть очень похожими или идентичными поперечному сечению, представленному на фиг.2.) Как показано на фиг.1А-1С и на фиг.2, многокристальный корпус 100 содержит подложку 110, имеющую сторону 111, противоположную сторону 112 и сторону 213, которая продолжается от стороны 111 до стороны 112. Многокристальный корпус 100 дополнительно содержит кристалл 120 и кристалл 130, оба из которых прикреплены к стороне 111 подложки 110, и мост 140, расположенный рядом со стороной 213 подложки 110 и закрепленный на кристалле 120 и на кристалле 130. Как показано, и как дополнительно описано ниже, ни один из участков подложки 110 не находится ниже моста 140 таким образом, что остается путь без препятствий к кристаллам 120 и 130 через или вдоль подложки 110 к мосту 140. Мост 140 формирует соединение (например, электрическое или оптическое соединение и т.п.) между кристаллом 120 и кристаллом 130 путем электрического согласования и/или с помощью оптических проводящих трасс, продолжающихся вдоль моста, с углублениями или другими структурами взаимного соединения на кристаллах.

В некоторых вариантах осуществления, как упомянуто выше, мост 140 содержит кремний. Кремниевые мосты используются, поскольку технология обработки кремния является относительно совершенной, и площадки для взаимного соединения и ширина линий, которые могут быть достигнуты, используя существующую технологию обработки кремния, являются существенно меньшими, чем было бы возможно при использовании, например, доступной в настоящее время технологии для медных линий в полимерных слоях. Таким образом, взаимные соединения между кристаллами могут быть построены с намного большей плотностью, когда используют кремниевые мосты, чем тогда, когда такие взаимные соединения изготовляют с использованием типичных материалов для органической подложки. Вообще говоря, в вариантах осуществления изобретения используются кремниевые мосты со столбиками для пайки с высокой плотностью и тонкими линиями, причем последние изготовлены с использованием традиционных процессов обработки кремния.

В некоторых вариантах осуществления мост 140 может представлять собой пассивный компонент, в том, что он имеет другие функции, кроме обеспечения высокоскоростного высокой плотности канала передачи сигналов между кристаллами 120 и 130. В других вариантах осуществления мост 140 содержит активный кристалл, имеющий свою собственную функцию, кроме функции соединения, который составляет третий кристалл (кристалл 120 и кристалл 130 представляют собой первые два) многокристального корпуса 100. В таких вариантах осуществления мост 140 мог бы иметь конструкцию, обеспечивающую возможность гибридной сборки, такую, которая имеет, как столбики для взаимных соединений с переворачиванием кристалла, так и площадки для соединения проводными соединениями, подготовленными на одной и той же стороне (поверхности) активного кристалла. Кроме того, такие варианты осуществления могут уменьшить затраты при производстве. Например, кристалл модуля обработки, в котором требуется внешнее запоминающее устройство на корпусе, в дополнение к возможности соединения с другим кристаллом модуля обработки, мог быть использоваться как кристалл с одним мостом, имеющим функцию быстрого локального запоминающего устройства, что, таким образом, устраняет необходимость в каких-либо дополнительных компонентах, поскольку такой мост мог бы обеспечить обе функции.

В качестве примера, активный кристалл может представлять собой активный кремниевый кристалл, или активный кристалл может содержать другие полупроводниковые материалы, такие как арсенид галлия (GaAs), сплав кремния и германия (SiGe), или любой другой соответствующий полупроводниковый материал или комбинацию из полупроводниковых материалов. Хотя данное описание время от времени будет ссылаться на "активный кремниевый кристалл", следует понимать, что активные кристаллы из любого соответствующего полупроводникового материала или комбинации материалов также рассматриваются. Следует также понимать, что, то, что называется здесь активными кристаллами, независимо от того, из какого материала или материалов они изготовлены, имеют свои собственные функции, помимо их способности действовать, как мост и обеспечивать соединения между другими кристаллами.

В представленных вариантах осуществления взаимные соединения стороны 111 и стороны 213 формируют кромку 117. На фиг.1А, кромка 117 представляет собой внутреннюю кромку подложки, поскольку она расположена вдоль внутреннего периметра подложки 110. В отличие от этого, кромка 117 на фиг.1B и на 1С представляет собой внешнюю кромку подложки, поскольку она расположена вдоль внешнего периметра подложки 110. В последнем варианте осуществления (фиг.1B и 1С), сторона 213 составляет участок внешнего периметра подложки 110, то есть, периметра, который окружает всю подложку 110, в то время как сторона 213 в предыдущем варианте осуществления (фиг.1А) составляет участок внутреннего периметра подложки 110, то есть, периметра, который окружает внутренний элемент подложки 110, такой как отверстие 119, но не окружает всю подложку 110.

Как представлено, кристаллы 120 и 130 расположены таким образом, что они нависают над внутренней или внешней кромкой подложки 110: участок 221 кристалла 120 нависает над кромкой 117 и, аналогично, участок 231 кристалла 130 нависает над кромкой 117. Как указано выше, нависание кристалла над внутренней кромкой подложки подразумевает наличие отверстия в подложке 110, такого как отверстие 119. По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления такое отверстие выполнено немного большим, чем мост 140. В случаях, когда требуется множество мостов, может быть обеспечено множество отверстий, или меньшие отверстия могут быть скомбинированы в большее отверстие, в котором размещено множество мостов, в зависимости от конструктивных требований. Нависание над внешней кромкой подложки подразумевает, что кристаллы 120 и 130 установлены рядом с внешней кромкой подложки корпуса, как описано выше, и как представлено на фиг.1B. В некоторых случаях, однако, величина нависания может быть большей, чем требуется, что может отрицательно повлиять на маршрутизацию элементов I/O, подачу питания, тепловое управление и т.п. Эти проблемы, возможно, могут быть преодолены, используя подложку корпуса с вырезом, такую, как показана на фиг.1С.

На фиг.2 можно видеть, что участки кристаллов 120 и 130, которые нависают над кромкой 117 (и которые соединены с мостом 140), то есть, участки 221 и 231, соответственно, содержат взаимно соединенные структуры, имеющие намного меньший шаг, чем у взаимно соединенных структур на участках, которые не нависают, кристаллов 120 и 130. Это соответствует тому, что было упомянуто выше в отношении шагов, которые могут быть достигнуты, как внутри, так и снаружи моста 140. В одном варианте осуществления интерфейсы с мелким шагом (то есть, такие, которые содержатся на участках 221 и 231), формируют отдельно от интерфейсов с большим шагом, на участках кристаллов 120 и 130, которые не нависают. Что касается этих структур взаимного соединения, следует упомянуть, что не все структуры, описанные здесь, как имеющие "мелкий шаг", обязательно имеют одинаковый шаг, так же, как и каждая из других взаимно соединенных структур с "мелким шагом", и не обязательно, чтобы все структуры взаимного соединения с "крупным шагом" обязательно имели одинаковый (более крупный) шаг, как и каждая из других взаимно соединенных структур с "крупным шагом". Скорее, каждая из структур взаимного соединения с "мелким шагом" имеет обычно шаг, который выполнен меньшим, чем у любой из взаимно соединенных структур с "крупным шагом", но отдельные вариации шага могут присутствовать в разных взаимно соединенных структурах. Анализ электрических сигналов для плотных взаимных соединений между кристаллами для кремниевых мостов показал, что передача сигналов без повторителей возможна при соответствующих плотностях и на требуемых длинах (например, вплоть до двух миллиметров). Кроме того, по меньшей мере, в одном варианте осуществления, некоторые или все из этих структур взаимного соединения могут содержать соединения типа перевернутого кристалла или типа управляемого сжатия (С4) соединения. (Обозначения "перевернутый кристалл" и "С4" используются здесь взаимозаменяемо.) Поскольку такие соединения хорошо известны в данной области техники, детали их структуры и изготовления не будут здесь описаны, за исключением упоминания того, что их изготовление является понятным для определенной используемой технологии (такой как пайка оплавлением припоя, соединение с горячей запрессовкой или некоторые другие процессы).

По причинам, описанным ниже, в некоторых вариантах осуществления (таких как, например, в случае, когда мост 140 представляет собой активный кремниевый кристалл), мост 140 закрепляют на подложке 110, используя проводные соединения 241. (Эти проводные соединения не показаны на фиг.1А-1С, для того, чтобы улучшить ясность представления на этих фигурах.) Только часть проводного соединения 241 показана на фиг.2, поскольку перспективы этого чертежа затрудняют полное представление проводных соединений. Следует однако понимать, что проводные соединения 241 продолжаются без разрыва от моста 140 до подложки 110 для формирования электрического соединения между мостом 140 и подложкой 110.

Как упомянуто выше, в мосте 140 или в других мостах/сателлитных кристаллах, описанных здесь, не требуется использовать TSV. Сателлитные кристаллы соединяют с кристаллами модуля обработки, используя соединения с перевернутым кристаллом (лицом к лицу), для обеспечения взаимодействия элементов I/O модуля обработки и сателлитного кристалла, и для получения интерфейса (в случае, когда это требуется) для функций моста между кристаллами. Все или некоторые из других (более медленных) элементов ввода/вывода сателлитного кристалла и их питание, и соединение с землей обеспечиваются в некоторых вариантах осуществления с помощью проводных соединений. Это представляет возможную экономию затрат. Преимущество использования проводного соединения для подачи сигнала I/O и электропитания, и соединения с землей, вместо обеспечения таких соединений через соединенный кристалл модуля обработки, состоит в том, что на кристаллах модуля обработки при этом не требуется обеспечивать инфраструктуру, необходимую для подачи питания, и дополнительные элементы I/O, которые не нужны для самого кристалла модуля обработки, так, что эта дополнительная инфраструктура и соответствующие дополнительные расходы, вероятно, могли бы привести к увеличению площади кристалла модуля обработки и существенному увеличению стоимости модуля обработки. Кроме того, при использовании без сателлитного кристалла, такая дополнительная инфраструктура в модуле обработки была бы бесполезной.

На фиг.3 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ 300 предоставления взаимных соединений между кристаллами в многокристальном корпусе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Например, способ 300 может представлять собой часть процесса изготовления, в результате чего формируют многокристальный корпус, который аналогичен много кристальному корпусу 100, как показано на фиг.1А, 1B, 1С и 2. Хотя на этих фигурах представлен один мост, соединяющий два кристалла, в других вариантах осуществления изобретения может использоваться больше, чем два кристалла и/или больше, чем один мост.

На этапе 310 способ 300 предназначен для получения подложки, имеющей первую сторону, противоположную вторую сторону и третью сторона, которая продолжается от первой стороны ко второй стороне. Например, подложка может быть аналогична подложке 110, и первая сторона, вторая сторона и третья сторона могут быть аналогичны, соответственно, стороне 111, стороне 112 и стороне 213 подложки 110. Стороны 111 и 112 вначале показаны на фиг.1А, и сторона 213 показана на фиг.2. В одном варианте осуществления этап 310 содержит: формируют отверстия через подложку таким образом, что третья сторона составляет участок внутреннего периметра подложки. Например, такой вариант осуществления может привести к получению МСР, такого, как показано на фиг.1А. В другом варианте осуществления этап 310 содержит, формируют прорезь в подложке так, что третья сторона составляет участок внешнего периметра подложки. Например, такой вариант осуществления может привести к получению такого МСР, как показан на фиг.1С. Ни один из этих вариантов осуществления не может быть охарактеризован меньшими затратами, что является желательным для моста, установленного в полость подложки, как описано везде здесь. Действительно, в случаях, когда требуется использовать подложки без сердцевины или другие тонкие подложки, такие варианты осуществления могут представлять собой единственный практически осуществимый вариант. Например, отверстия или прорези, такие, как описанные выше, могут быть сформированы с использованием механического или лазерного сверления, фрезерования, фасонного фрезерования, штамповки, вытравливания, гравировки и т.п.

На этапе 320 способа 300 требуется закрепить первый кристалл на первой стороне подложки таким образом, чтобы участок первого кристалла продолжался за пределы кромки первой стороны подложки. Например, первый кристалл может быть аналогичен кристаллу 120, который вначале показан на фиг.1А. В качестве другого примера, кромка первой стороны подложки может быть аналогична кромке 117, и участок первого кристалла, который продолжается за пределы кромки, может быть аналогичен участку 221 кристалла 120, этот участок первым показан на фиг.2.

На этапе 330 способа 300 требуется закрепить второй кристалл на первой стороне подложки таким образом, чтобы участок второго кристалла продолжался за пределы кромки первой стороны подложки. Например, второй кристалл может быть аналогичен кристаллу 130, который вначале показан на фиг.1А. В качестве другого примера, участок второго кристалла, который продолжается за пределы кромки, может быть аналогичен участку 231 кристалла 130, этот участок первым показан на фиг.2. В одном варианте осуществления этапы 320 и 330 могут быть скомбинированы в один этап. В том же или в другом варианте осуществления крепление кристалла на этапах 330 и 320 (или на одном этапе, в котором скомбинированы они два) содержит функцию выравнивания, выполнению которой способствует самовыравнивание припоя. Следует отметить, что в варианте осуществления такое самовыравнивание припоя возникает во время этапа крепления кристалла МСР с крупным шагом, или на этапах, когда кристаллы могут быть точно установлены по отношению друг к другу, благодаря использованию одной литографически определенной структуры маски для припоя на первой стороне подложки.

На этапе 340 способа 300 требуется обеспечить мост, содержащий множество электрических и/или оптических соединительных элементов. Например, мост может быть аналогичен мосту 140, который впервые показан на фиг.1А. В соответствии с этим, в некоторых вариантах осуществления мост может представлять собой активный кремниевый кристалл. В качестве другого примера, элементы электрической проводимости могут представлять собой металлические дорожки и т.п., как известно в данной области техники, которые выполнены с возможностью проводить электричество между одной областью и другой, или одним компонентом и другим компонентом МСР, в то время как элементы электрической проводимости могут, например, представлять собой оптически волноводы, такие как волноводы из нитрида кремния, волноводы в виде ребер и т.п., или оптические соединительные элементы, такие как решетки, микрозеркала и линзы.

На этапе 350 способа 300 требуется установить мост, рядом с третьей стороной подложки таким образом, чтобы ни один из участков подложки не находился ниже моста. Такая компоновка обеспечивает механическое разъединение моста и подложки -материалов, которые имеют существенное несоответствие коэффициентов теплового расширения (СТЕ). Кроме того, неограниченный мост может обеспечить возможность получения преимуществ, связанных с механическими напряжениями корпуса, поскольку он может двигаться, без создания изгибающей нагрузки в местах соединений с мелким шагом. Таким образом, способ 300 может не требовать использования заполнителя под подложкой или герметизирующего вещества для заполнения пространства вокруг моста внутри отверстия или выреза и т.п.Например, этап 350 может быть выполнен с использованием устройства захвата и размещения, как известно в данной области техники.

Этап 360 способа 300 направлен на прикрепление моста к первому кристаллу и ко второму кристаллу, формируя, таким образом, электрическое или оптическое соединение между первым кристаллом и вторым кристаллом. В соответствии с этим, этап 360 может составлять соединение с задней стороны корпуса, то есть, способ 300 может составлять поток обработки типа "мост последним". Следует отметить, что поскольку ни один из участков подложки не находится под мостом, такой поток обработки типа "мост последним" может обеспечить возможность использования моста полной толщины (если только термомеханические проблемы не покажут, что целесообразно выполнить мост более тонким для повышения надежности взаимного соединения с мелким шагом, или, если только утончение не потребуется для получения требуемого соотношения размеров или механических зазоров), в случае, когда другие потоки обработки потребовали бы использования более тонкого моста. Кроме того, поток обработки типа "мост последним" обеспечивает построение МСР с кристаллами или со стопками кристаллов различной высоты, без какой-либо модификации представленного вкратце потока сборки, обеспечивая также решение, пригодное для герметизации, что обеспечивает приемлемую сборку множества мостов в заданной конфигурации МСР.

В одном варианте осуществления этап 360 может быть выполнен с использованием процесса соединения путем горячей запрессовки. В другом варианте осуществления этап 360 содержит использование процесса заливки расплавом припоя. Как известно в данной области техники, при соединении путем горячей запрессовки температурой и давлением можно управлять; в процессе с заливкой расплавом припоя можно управлять только температурой. Как также известно, заливка припоем представляет собой процесс периодической обработки, выполняемой с высокой производительностью. Соединение путем горячей запрессовки обычно представляет собой последовательный процесс; однако, "объединенные" соединители позволяют обрабатывать несколько модулей одновременно. Соединение типа горячей запрессовки может в определенных вариантах осуществления потребоваться для достижения взаимного соединения с мелким шагом, благодаря гибкости этого процесса и его лучшего управления параметрами процесса.

На этапе 370 способа 300 требуется прикрепить мост к подложке, используя проводное соединение. Например, проводное соединение может быть аналогично проводным соединениям 241, которые показаны на фиг.2. Этап 370 может быть выполнен, например, в вариантах осуществления, где мост представляет собой активный кристалл. Следует, однако, понимать, что этап 370 не обязательно выполняют в каждом варианте осуществления способа 300.

На фиг.4 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ 400 предоставления взаимных соединений между кристаллами многокристального корпуса в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Способ 400 представляет собой процесс сборки, обеспечивающий возможность точного выравнивания мостов с кристаллами МСР вначале, после чего выполняют закрепление моста и кристаллов на подложке корпуса. Такое последовательное закрепление моста и кристаллов на подложке корпуса может быть более простым в первом процессе соединения моста с кристаллами, поскольку оно устраняет ряд проблем, обычно возникающих при использовании смешанных столбиковых выводов с мелким шагом. Способ 400 также можно использовать, например, когда подложка с вырезом не может быть предусмотрена и, когда нависание над внешней кромкой подложки не является вариантом выбора, с учетом конструктивных требований. Способ 400 и многокристальный корпус 500, относящийся к нему, дополнительно показаны на фиг.5-8, на которых представлены виды в поперечном сечении многокристального корпуса 500 в различных конкретных точках, в процессе его производства, в соответствии с вариантами осуществления изобретения.

Как более подробно поясняется ниже, способ 400, в общем, включает в себя прикрепление кристаллов к носителю, сборку с мелким шагом одного или больше мостов с кристаллами, сборку с крупным шагом носителя кристаллов и моста (мостов) с подложкой корпуса, и (в случае необходимости) отсоединение носителя. Потенциальные преимущества этого способа по сравнению с одним или больше других способов или вариантов осуществления, описанных здесь, состоят в том, что он устраняет подложку корпуса, как механическую опору, в потоке смешанной сборки с использованием контактных столбиков с разным шагом, и в том, что он формирует взаимные соединения с мелким шагом и более крупным шагом на отдельных этапах. Кроме того, способ 400 обеспечивает возможность точного выравнивания моста в трех измерениях. Как указано выше, точное выравнивание моста может быть важным для формирования общего, хорошо определенного поля столбиковых выводов для последующего прикрепления кристалла. Высокая плотность взаимного соединения усиливает это требование.

На этапе 410 способа 400 требуется закрепить первый кристалл и второй кристалл на носителе. При размещении этих кристаллов соответствующие проверочные точки по ранее установленным кристаллам или по другим компонентам подсборки, таким как носитель, можно использовать, в качестве опоры. Например, первый кристалл и второй кристалл могут быть аналогичными, соответственно, кристаллу 120 и кристаллу 130, которые впервые показаны на фиг.1А. В качестве другого примера, первый кристалл и второй кристалл могут быть аналогичными, соответственно, кристаллу 520 и кристаллу 530, которые впервые показаны на фиг.5. С кристаллом 520 соединены структуры 521 взаимного соединения с мелким шагом и структуры 522 взаимного соединения с крупным шагом. С кристаллом 530 соединены структуры 531 взаимного соединения с мелким шагом и структуры 532 взаимного соединения с крупным шагом. Более конкретно, и как показано на фиг.5 и на следующих фигурах, кристалл 520 имеет участок 526, содержащий структуры 521 взаимного соединения и участок 527, содержащий структуры 522 взаимного соединения. Аналогично, кристалл 530 имеет участок 536, содержащий структуры 531 взаимного соединения, и участок 537, содержащий структуры 532 взаимного соединения. Как упомянуто выше,