垂直集成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及垂直集成系統(tǒng)。本發(fā)明的實施方式提供了一種集成電路系統(tǒng)，包括：襯底；在所述襯底上的第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括制造在前側(cè)的有源層和在背側(cè)的部件層，其中所述部件層包括分立的無源部件；在所述襯底上的第二半導(dǎo)體管芯，具有與所述第一半導(dǎo)體管芯不同的操作電壓；隔離阻擋物，配置為將所述第一和第二半導(dǎo)體管芯彼此電隔離；以及通信電路，配置為在所述第一和第二半導(dǎo)體管芯之間傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】垂直集成系統(tǒng)
[0001]本申請是2011年12月22日提交的題為“垂直集成系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請201110433902.0的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及集成電路系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及多層垂直集成系統(tǒng)，其中部件位于半導(dǎo)體管芯的背側(cè)，遠(yuǎn)離該管芯的有源部件。

【背景技術(shù)】
[0003]例如蜂窩電話、PDA和游戲裝置的移動電子裝置近來廣泛地流行。如今，這些裝置已經(jīng)更多地變成了必需品，而不是奢侈品。因此，電子裝置的尺寸越來越小，以滿足消費者對小型易攜帶裝置的需求。此外，裝置變得更加復(fù)雜并且向消費者提供多種功能性。但是，不同的功能性需要電子裝置中更多的部件并且增加了裝置的尺寸(在Z軸以及X和Y軸)。因此，工程師通常必須對更多功能性相對于更小裝置尺寸的選擇進(jìn)行權(quán)衡。因此，工程師一直在尋找最小化構(gòu)成電子裝置的電氣部件尺寸的途徑。
[0004]電子裝置通常包括在電路板上耦合到一起的各種集成電路。每個集成電路與電子裝置中的其它集成電路聯(lián)合起來執(zhí)行功能。材料科學(xué)的進(jìn)展導(dǎo)致集成電路中晶體管尺寸的減小，這導(dǎo)致更小且更復(fù)雜的電子裝置進(jìn)入市場。對于電子裝置來說，在集成電路芯片中提供所有的電路系統(tǒng)以最小化空間是理想的。遺憾的是，現(xiàn)在的制造技術(shù)并沒有提供這種能力。相應(yīng)地，電子裝置常常包括多個芯片和附加的“分立”裝置。分立裝置是與半導(dǎo)體管芯分開制造的部件，例如電阻器、電容器、電感器等。分立部件常常在芯片的外面提供，但電連接到芯片中的某個電路。分立部件常常安裝到與芯片相鄰的印制電路板(PCB)上，這增加了電子裝置的尺寸。
[0005]相應(yīng)地，在本領(lǐng)域中需要在電氣部件中結(jié)合分立的無源部件但該分立的無源部件不占用寶貴的空間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖4(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的部件層。
[0010]圖4(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電阻器調(diào)整。
[0011]圖4(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電阻器調(diào)整。
[0012]圖4(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電阻器調(diào)整。
[0013]圖4(e)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電容器調(diào)整。
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0016]圖7(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖7(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖8(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖8(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0020]圖8(c)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0021]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0022]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0023]圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0024]圖12(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖12(b)_(d)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、包括電感器的集成系統(tǒng)的框圖。
[0026]圖12(e)_(f)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、包括變壓器的集成系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0028]圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0029]圖15(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0030]圖15(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0031]圖15(c)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0032]圖16是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0033]圖17(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0034]圖17(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0035]圖17(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0036]圖17(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0037]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的邊緣的截面圖。
[0038]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0039]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的劃線道(scribe street)。
[0040]圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0041]圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的鎖定機制。
[0042]圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的鎖定機制。
[0043]圖24是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0044]圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的有源側(cè)的平面圖。
[0045]圖26(a)_(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的硅穿越通路。
[0046]圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0047]圖28是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0048]圖29是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0049]圖30(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0050]圖30(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻層。
[0051]圖31(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻層。
[0052]圖31(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的熱電發(fā)電層。
[0053]圖32示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的平面圖和截面圖。
[0054]圖33(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0055]圖33(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻層。
[0056]圖34(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0057]圖34(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的冷卻層。
[0058]圖35(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0059]圖35(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的測量層。
[0060]圖36是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)、冷卻層和測量層的框圖。
[0061]圖37是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0062]圖38是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0063]圖39是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0064]圖40(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0065]圖40(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0066]圖41是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0067]圖42是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0068]圖43是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0069]圖44是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的框圖。
[0070]圖45是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電子裝置的框圖。

【具體實施方式】
[0071]本發(fā)明的實施方式提供了集成電路系統(tǒng)，包括在半導(dǎo)體管芯的前側(cè)上制造的第一有源層和在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且具有包含在其中的電氣部件的第二預(yù)制層，其中所述電氣部件包括至少一個分立的無源部件。該集成電路系統(tǒng)還包括至少一條耦合所述第一有源層和所述第二預(yù)制層的電氣路徑。
[0072]本發(fā)明的實施方式提供了包括電路板和垂直集成電路的電子裝置。所述垂直集成電路位于所述電路板上并且包括在半導(dǎo)體管芯的前側(cè)上制造的第一有源層；在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且具有包含在其中的電氣部件的第二預(yù)制層，其中所述電氣部件包括至少一個分立的無源部件；以及耦合所述第一有源層和第二預(yù)制層的至少一條電氣路徑。
[0073]本發(fā)明的實施方式提供了垂直集成電路，包括具有有源電路的有源層和位于該有源層的背側(cè)上并且具有多個分立的無源部件與鏈路的部件層，其中所述分立的無源部件電連接到所述有源電路。
[0074]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)100的簡化框圖。集成系統(tǒng)100可以包括具有兩個相對的側(cè)(有源側(cè)120和背側(cè)130)的半導(dǎo)體管芯110。該集成系統(tǒng)還可以包括位于背側(cè)130上的無源部件140.1,140.2，所述無源部件通過例如硅穿越通路(TSV) 150的電連接器耦合到有源側(cè)120。TSV150可以通過端接器160耦合到有源側(cè)120。
[0075]半導(dǎo)體管芯110可以是硅晶片或者其它已知的半導(dǎo)體管芯材料。有源側(cè)120可以位于半導(dǎo)體管芯的前側(cè)，并且可以包括在制造處理中在其上面制造的有源電路。有源電路可以利用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)蝕刻到硅載體上。有源電路可以包括可以定義集成系統(tǒng)100的功能的、例如晶體管的半導(dǎo)體裝置。
[0076]背側(cè)130可以位于與半導(dǎo)體管芯110的有源側(cè)120相對的一側(cè)。無源部件140.1、140.2可以直接安裝到背側(cè)130上。無源部件140.1、140.2可以是能夠與半導(dǎo)體管芯110的制造處理分開預(yù)先制造的分立部件。無源部件140.1、140.2可以是太大以至于不能由集成電路技術(shù)制造的部件。無源部件140.1,140.2可以是不需要操作電源因而無源的部件，例如電阻器、電容器和電感器。無源部件140.1、140.2可以由陶瓷、硅或者其它合適的材料組成。僅僅是為了說明，圖1示出了兩個無源部件140.1,140.2，但本發(fā)明的實施方式可以包括少于或多于兩個的不同個數(shù)的無源部件。例如，根據(jù)本發(fā)明的集成電路可以包括一個無源部件或者可以包括四個無源部件。
[0077]依賴于所涉及的具體材料，無源部件140.1、140.2可以利用導(dǎo)電附接劑或者糊、各向異性導(dǎo)電膜或者任何其它合適的方法附著到或者電耦合到半導(dǎo)體管芯110的背側(cè)130。無源部件140.1、140.2還可以利用與半導(dǎo)體管芯110不同的制造處理制造。與半導(dǎo)體管芯制造處理相比，無源部件制造處理可以是較低成本類型的制造處理，其使得相比于可用于更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的更精細(xì)的幾何制造處理可以制造具有更好性能特性的無源分立部件。制造好的襯底、管芯襯底和無源部件襯底可以利用多種不同的處理(例如金接合、玻璃接合、陽極接合或者任何其它合適的接合方法)接合。
[0078]TSV150可以是蝕刻或者激光鉆孔通過半導(dǎo)體管芯110的通路。在通路被蝕刻或者激光鉆孔之后，該通路可以用導(dǎo)電材料電鍍或者填充，以便在有源側(cè)120和背側(cè)130之間提供電連接。可以提供例如bumping (bumping)或構(gòu)圖的后續(xù)處理步驟，以便在TVS150和無源部件140.1、140.2之間進(jìn)行電連接。無源部件還可以在硅的背側(cè)的內(nèi)部或者頂部上制造(作為TSV制造處理的一部分)。例如，可以制造電感器線圈或者電阻器并鏈接到TSV。而且，因為不同的無源部件可能需要不同的TSV形狀、開口、深度、構(gòu)圖等等，所以TSV的幾何形狀與開口可以修改，以便于實現(xiàn)所耦合的無源部件的最優(yōu)電氣特性。例如，電感螺線或者線圈可以在TSV中制造。此外，可能需要特定的縱橫比，以在電容器中保持或存儲電荷。因此，例如，與TSV同時制造的硅的背側(cè)中的凹部可以修改，以增強所需的電氣特性。此外，端接器160可以完成TSV150與有源側(cè)120上的有源電路之間的電連接。例如，端接器160可以是焊料塊，并且可以提供到下一個封裝級的電連接。
[0079]在操作中，有源側(cè)120上的有源電路可以控制背側(cè)上的無源部件。所述有源電路可以在必要時訪問背側(cè)130上的無源部件。因此，有源電路可以作為集成系統(tǒng)100的“大腦”來操作。
[0080]集成系統(tǒng)100可以垂直方式在背側(cè)130上結(jié)合無源部件140.1、140.2 ;因此，先前安裝在電路板上的無源部件現(xiàn)在可以置于半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上，由此節(jié)省了電路板上寶貴的空間。在半導(dǎo)體管芯內(nèi)安裝無源部件還可以減小被垂直集成系統(tǒng)占用的垂直高度(Z高度)。此外，預(yù)制部件的使用使得不同的技術(shù)可以混合。例如，允許使能例如電容器的無源部件的薄膜陶瓷襯底可以結(jié)合到硅基管芯中，由此產(chǎn)生單一集成的解決方案。
[0081]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)200的簡化框圖。集成系統(tǒng)200可以包括具有兩個相對側(cè)(有源側(cè)220和背側(cè)230)的半導(dǎo)體管芯210。該集成系統(tǒng)還可以包括位于背側(cè)230上的無源部件240.1,240.2，所述無源部件通過例如導(dǎo)電跡線250的電連接器耦合到有源側(cè)220。導(dǎo)電跡線250可以利用端接器260耦合到有源側(cè)220。此外，導(dǎo)電跡線250可以沿半導(dǎo)體管芯210的側(cè)邊緣延伸。因為跡線250可以沿半導(dǎo)體管芯的邊緣耦合兩個相對的側(cè)，所以集成系統(tǒng)200可能不需要鉆通硅半導(dǎo)體管芯210的通路，同時仍然以垂直方式在背側(cè)230上結(jié)合無源部件240.1、240.2。
[0082]集成系統(tǒng)200的其它部分類似于圖1的集成系統(tǒng)100中所示出的實施方式中的那些部分。因此，對其的具體描述這里將不再重復(fù)。此外，為了清晰和簡短，在以下的實施方式中，與以上實施方式公共的一些部分將不再示出和描述。例如，到有源側(cè)的端接器將不再示出或者描述，因為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易理解那些部分在以下的實施方式中是存在的。
[0083]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)300的簡化框圖。集成系統(tǒng)300可以包括耦合無源部件340.1,340.2和TSV350的引線接合360。當(dāng)無源部件340.1,340.2和半導(dǎo)體管芯是由具有不同膨脹系數(shù)的不同材料制成的時候，引線接合可能是期望的，這將使它們進(jìn)行如用于多芯片模塊的標(biāo)準(zhǔn)組裝處理(其中芯片電容器可以利用標(biāo)準(zhǔn)的引線接合技術(shù)電連接)。如果這樣的話，半導(dǎo)體管芯和無源部件可能在不同的溫度以不同的速率膨脹和收縮，在兩個部分之間的連接處造成裂縫。通過利用環(huán)氧樹脂(或者其它合適的材料)封裝的所安裝部件與引線接合，這種情況可以緩解，其中環(huán)氧樹脂(或者其它合適的材料)將保護(hù)有關(guān)接點/接口并使得由于熱膨脹系數(shù)/材料不匹配造成的應(yīng)力最小化，并防止通過機械損壞造成的電氣連接斷開。
[0084]把無源部件安裝在芯片的背側(cè)還可以允許芯片設(shè)計的更多定制。垂直集成設(shè)計可以提供可以容易地調(diào)整并校準(zhǔn)以適合不同應(yīng)用的芯片。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，可以提供在所有垂直集成的層組裝好之后可調(diào)的集成系統(tǒng)。圖4(a)示出了可以安裝到半導(dǎo)體裝置背側(cè)的部件層400，該部件層400具有例如電阻器410、電容器420和電感器430的無源部件、鏈路440及TSV450。部件層400可以是預(yù)制的襯底，例如薄硅晶片、陶瓷或者玻璃襯底。例如，部件層可以是材料為六、八或者12英寸厚的薄硅晶片。部件層400可以是硅襯底、陶瓷襯底或者印制電路板(PCB)類型的襯底，并且可以在與有源硅載體不同的地點預(yù)制。此外，預(yù)制的襯底可以通過把結(jié)構(gòu)濺射、電鍍或者淀積到基體硅上來制造。如果部件層400是單獨預(yù)制的層，那么它就可以利用例如陽極接合、金接合、各向異性導(dǎo)電膜或者其它合適的方法接合到有源層(載體娃)。
[0085]例如，部件層400可以利用比載體硅所使用的處理不復(fù)雜的處理在硅上制造。不同的硅襯底可以使某些無源部件性能特性的制造更簡單。例如，與載體硅管芯相比，部件層400可以具有更薄的幾何結(jié)構(gòu)。依賴于所需的性能特性，無源部件到部件層400上或者其中的結(jié)合還可以進(jìn)一步優(yōu)化。例如，如果制造電容器，那么兩個平行極板的深度與表面積給出較好的存儲電荷的能力。這可能在用于最大化平行極板面積的不同形狀/組合中反映出來，如以下在圖8(b)和8(c)的描述中所描述的。
[0086]不同的制造處理可以混合到一起，來最大化特定無源部件期望的性能特性。部件層400可以電連接到載體硅，且部件層400可以包括到結(jié)合到其中的無源部件的鏈路。所述鏈路可能能夠被打斷或者修改，使得可以修改結(jié)合到其中的無源部件的性能特性。因而，集成系統(tǒng)在單分(singulat1n)之后是可調(diào)的。
[0087]如在圖4(a)的提出(blow out)部分中進(jìn)一步示出的，部件層400可以包括無源部件的基本構(gòu)建塊陣列。部件層400可以包括例如電阻器410、電容器420和電感器430的無源部件。為了說明，圖4(a)把無源部件示為其各自的電路示意符號。部件層400中無源部件的陣列可以修改，使得(例如，通過電吹熔鏈路(electrically blowing fused link)或者激光修整)電連接到下面的載體硅的無源部件的具體數(shù)量與類型是在整個系統(tǒng)電連接的時候(單分之前)設(shè)置的。因此，整個垂直集成系統(tǒng)可以調(diào)整或者校準(zhǔn)。
[0088]無源部件可以為具體應(yīng)用修改或者調(diào)整。圖4(b)_(e)示出了可以用于調(diào)整無源部件的不同技術(shù)。圖4(b)以示意符號形式示出了可以具有總電阻值R3的電阻器部件。在這個例子中，電阻可以直接依賴于電阻器的長度。因而，電阻可以被激光修整，來產(chǎn)生更小的電阻值。例如，如圖所示，電阻器可以修整到產(chǎn)生較小的電阻R2和R1。作為選擇，可以在長度保持恒定的情況下修改無源部件的寬度，使得電阻可以直接依賴于無源部件的寬度。修改可以通過激光修整、有關(guān)鏈路或結(jié)構(gòu)的物理修改或者其它合適的技術(shù)來執(zhí)行。
[0089]圖4(c)示出了調(diào)整電阻值的另一種方法。在這個例子中，三個電阻器R1、R2和R3可以串聯(lián)耦合。不同的鏈路，L1、L2、L3和L4，也可以在電阻器的連接之間提供。依賴于哪個電阻值是優(yōu)選的，鏈路可以選擇性地熔合或者斷開。例如，如果R2的電阻值是優(yōu)選的，則鏈路L1和L4可以斷開，因此只留下耦合到電阻R2每一端的鏈路L2和L3。在另一個例子中，如果R1+R2的電阻值是優(yōu)選的，則鏈路L2和L4可以斷開，因此只留下提供R1和R2串聯(lián)的鏈路L1和L3。此外，利用相應(yīng)布置的鏈路，電阻器可以并聯(lián)方式布置。作為選擇，不同的鏈路，L1、L2、L3和L4，可以在公共跡線上連接到一起，該公共跡線隨后可以修改，以根據(jù)設(shè)計斷開或者修改連接。
[0090]圖4(d)示出了調(diào)整電阻值的另一種方法。在這個例子中，可以提供三個電阻器，使得每個電阻器都可以耦合到TSV。依賴于哪個電阻值是優(yōu)選的，電阻器可以選擇性地通過引線接合耦合到TSV。在另一種實施方式中，所有電阻器都可以耦合到TSV而且隨后接合，只留下一個電阻器可以斷開。此外，垂直集成系統(tǒng)的層中的電氣結(jié)構(gòu)可以通過熔合鏈路連接，為了調(diào)整系統(tǒng)，該熔合鏈路可以被電吹熔。
[0091]圖4(e)示出了調(diào)整電容值的一種方法。圖4(e)示出了無源分立電容器的截面圖與頂視圖。電容器可以具有存儲電荷的兩個平行的側(cè)，A和B，并且這兩個平行的側(cè)可以被電介質(zhì)分開。電容器的一側(cè)可以包括可修改的電氣鏈路。例如，該鏈路可以斷開，以便減小電容器極板的尺寸并且由此減小電容。
[0092]在電感器的情況下，特性會受電感器線圈的匝數(shù)的影響。包含不同匝數(shù)的層之間的鏈路可以通過吹熔連接每一層上的匝的熔絲來修改。多個匝和鏈路可以在每一層上連接，而且這些鏈路可以熔合(然后電吹熔)或者物理修改。
[0093]此外，部件層400還可以包括無源部件與TSV450之間、電連接到其下面有源層的鏈路440。因此，鏈路440可以斷開或者更改，以同樣調(diào)整或者修改集成系統(tǒng)。因此，集成系統(tǒng)可以作為完整的堆疊進(jìn)行電測試，并且背側(cè)上部件層中的部件可以隨后調(diào)整、修改或者校準(zhǔn)。由于垂直集成系統(tǒng)允許在所有層組裝好之后以晶片夾層形式進(jìn)行調(diào)整、修改或者校準(zhǔn)，因此垂直集成系統(tǒng)很容易為不同的應(yīng)用定制。而且，不同的單獨系統(tǒng)可以在完整的堆疊組裝、電測試和調(diào)整之后單分，從而容易結(jié)合到電路板上(或者其中)的下一個封裝級中。
[0094]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的集成系統(tǒng)500的簡化框圖。集成系統(tǒng)500可以包括具有有源側(cè)520和背側(cè)530的半導(dǎo)體管芯，其中背側(cè)530結(jié)合了無源部件540.1和540.2。TSV550可以把無源部件540.1和540.2耦合到有源側(cè)520上的有源電路。該集成系統(tǒng)可以包括背側(cè)530上的腔體560，在其中安裝無源部件540.1和540.2。此外，集成系統(tǒng)500可以包括保護(hù)層570。
[0095]腔體560可以是蝕刻到背側(cè)中或者在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)中形成的凹部。通過把無源部件540.1和540.2安裝到腔體中，垂直集成系統(tǒng)的整體系統(tǒng)高度大大減小了，這導(dǎo)致部件尺寸的進(jìn)一步減小。
[0096]保護(hù)層570可以通過通路耦合到下面的層(例如有源層520)，并且可以對無源部件540.1和540.2提供保護(hù)性覆蓋。保護(hù)層570可以是電磁場(EMF)屏蔽。此外，保護(hù)層570可以包括用于集成系統(tǒng)500的接地面或者電源面。由于該保護(hù)層570在其它層的上面，因此保護(hù)層570可以耗散由下面的層產(chǎn)生的熱量。保護(hù)層570還可以包含無源部件。因此，保護(hù)層570可以提供EMF屏蔽并且同時提供附加的部件層。此外，保護(hù)層570可以是可修改的，以例如在單分之前在將所有層組裝到一起的時候調(diào)整或者校準(zhǔn)集成系統(tǒng)500。保護(hù)層570可以通過激光修整、吹熔熔絲或者其它已知的技術(shù)電氣修改。
[0097]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的集成系統(tǒng)600的簡化框圖，其中集成系統(tǒng)600類似于圖5的集成系統(tǒng)500。集成系統(tǒng)600可以包括填充腔體的密封劑610。當(dāng)硬化時，密封劑610可以圍繞無源部件成型，把它們鎖定到合適的位置。
[0098]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，集成系統(tǒng)可以包括多個腔體。圖7(a)中的集成系統(tǒng)700可以包括兩個腔體760.1,760.2，其中無源部件740.1,740.2可以分別安裝在每個腔體中。此外，每個腔體可以具有多于一個安裝在其中的無源部件。圖7(b)示出了可以包括具有分別填充腔體的密封劑790.K790.2的多個腔體的集成系統(tǒng)780。當(dāng)硬化時，密封劑790.1,790.2可以圍繞無源部件成型，把它們鎖定到合適的位置。
[0099]依賴于無源部件的尺寸和無源部件的電氣特性，無源部件可以以不同的方式安裝或嵌入到半導(dǎo)體管芯中。圖8(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式、以不同方式安裝在半導(dǎo)體管芯背側(cè)上的三個無源部件裝置。無源部件810.1可以直接安裝在背側(cè)上，沒有腔體并且具有垂直高度Zp另一方面，無源部件810.2可以完全安裝在腔體中，其中填充腔體的深度與寬度可以改進(jìn)無源部件810.2的電氣特性。例如，增加腔體的深度可以允許更具電阻性的材料結(jié)合到腔體中，由此增加總的電阻特性。
[0100]因為無源部件810.2不增加其本身的z高度，所以無源部件810.2完全嵌入到腔體中減小了集成系統(tǒng)的垂直高度。無源部件810.3可以安裝在背側(cè)上，使得其填充腔體并且還與腔體重疊。通過填充腔體深度與寬度及附加重疊所獲得的總體積可以改進(jìn)無源部件810.3的電氣特性。例如，圍繞腔體重疊材料可以增加電阻性材料的總體積,并且因此可以增加總的電阻特性。此外，Z2,即無源部件810.3的z高度，小于Z1，其中Z1是直接安裝到背側(cè)上的無源部件810.1的垂直高度。因此，通過采用本文所述的不同安裝技術(shù)，系統(tǒng)的垂直高度可以減小。
[0101]無源部件安裝到其中的腔體或者凹部可以成形或者修改成優(yōu)化所需的性能。例如，圖8(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有電容器830.1的集成系統(tǒng)820.1，其中電容器830.1作為無源部件在背側(cè)完全安裝在腔體中。腔體和TSV成形為使得電容器830.1的頂板840.1和底板850.1適合腔體。此外，腔體還可以進(jìn)一步修改，以便允許使用更高值的電容器。圖8 (c)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有電容器830.2的集成系統(tǒng)820.2，其中電容器830.2作為無源部件在背側(cè)安裝在腔體中。這種實施方式中的腔體可以呈階梯狀，以便最大化平行極板(電容器830.2的頂板840.2和底板850.2)的表面積。由于電容與平行極板的表面積直接關(guān)聯(lián)，因此電容增加，從而所存儲電荷的量增加。
[0102]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的集成系統(tǒng)900的簡化框圖。集成系統(tǒng)900可以包括一個疊置到一個上面的多個無源部件，其中每個無源部件安裝在各自的凹部中。第一個凹部910.1可以具有安裝在其中的無源部件940.1 ;第二個凹部910.2可以具有安裝在其中的無源部件940.2 ;而第三個凹部910.3可以具有安裝在其中的無源部件940.3。每個無源部件可以通過TSV電連接到有源側(cè)上的有源電路，如圖9所示。無源部件940.1可以通過TSV對950.1連接到有源電路，無源部件940.2可以通過TSV對950.2連接到有源電路，而無源部件940.3可以通過TSV對950.3連接到有源電路。每個凹部可以蝕刻到背側(cè)中或者在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)中形成，具有階梯狀外形。半導(dǎo)體管芯背側(cè)中的凹部或者腔體的“階梯”可以使許多不同的無源部件能夠結(jié)合到集成系統(tǒng)900中，同時最小化集成系統(tǒng)900的水平長度與垂直高度。
[0103]無源部件940.1,940.2,940.3可以在襯底上一起預(yù)制，但仍然與半導(dǎo)體管芯分開。然后，預(yù)制好的襯底可以插入到半導(dǎo)體管芯的階梯狀凹部中，用于組裝。
[0104]圖10是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)1000的簡化框圖，其中集成系統(tǒng)1000類似于圖9的集成系統(tǒng)900。集成系統(tǒng)1000可以包括填充腔體的密封劑1010。當(dāng)硬化時，密封劑1010可以在每一個凹部中圍繞無源部件成型，把它們鎖定到適合的位置。
[0105]此外，圖11中所示的保護(hù)層1110可以置于無源部件的上面。該保護(hù)層1110可以通過通路耦合到下面的層(例如有源側(cè))，并且可以對無源部件提供保護(hù)性覆蓋。保護(hù)層Il1可以是電磁場(EMF)屏蔽。此外，保護(hù)層1110可以包括用于集成系統(tǒng)1100的接地面或者電源面。由于該保護(hù)層1110在其它層的上面，因此保護(hù)層1110可以耗散由下面的層產(chǎn)生的熱量。保護(hù)層1110還可以包含無源部件。因此，保護(hù)層1110可以提供EMF屏蔽并且同時提供附加的部件層。此外，保護(hù)層1110可以是可修改的，從而例如在單分之前在所有層都組裝到一起的時候調(diào)整或者校準(zhǔn)集成系統(tǒng)1100。保護(hù)層1110可以通過激光修整、吹熔熔絲或者其它已知的技術(shù)電氣修改。
[0106]圖12(a)是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)1200的簡化框圖。集成系統(tǒng)1200可以使用設(shè)置在背側(cè)上的電感器線圈來隔離和耦合來自管芯的不同電壓域的電信號。集成系統(tǒng)1200可以包括由隔離阻擋物1230隔離的低電壓管芯1210和高電壓管芯1220。該集成系統(tǒng)還可以包括無源部件1240.1、1240.2及一對電感器線圈1250.1、1250.2。
[0107]低電壓管芯1210和高電壓管芯1220在電氣隔離的不同電壓域上工作。隔離阻擋物1230可以電氣隔離兩個管芯，并且可以由非導(dǎo)電材料制成。無源部件1240.1,1240.2可以結(jié)合到背側(cè)中(或者淀積到其上面)，并且可以直接耦合到低電壓管芯1210的有源電路。無源部件1240.1、1240.2還可以耦合到電感器線圈1250.1,1250.2中的一個，而另一個線圈可以耦合到高電壓管芯1220的有源電路。因此，集成系統(tǒng)1200可以使用電感器線圈1250.1、1250.2來通過包括無源部件1240.1、1240.2的預(yù)制襯底隔離并磁耦合兩個管芯(低電壓管芯1210和高電壓管芯1220)之間的電信號。預(yù)制襯底層還可以包含如上所述的保護(hù)層。
[0108]鐵磁材料也可以包括在線圈中。圖12(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、結(jié)合到集成系統(tǒng)中的電感器的簡化框圖。該電感器可以具有鐵磁芯1260.1和圍繞鐵磁芯1260.1纏繞的線圈1270.1。該電感器可以預(yù)制好并安裝到半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上。此外，該電感器可以利用例如TSV的導(dǎo)電路徑連接到有源側(cè)。
[0109]圖12(c)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、結(jié)合到集成系統(tǒng)中的電感器的簡化框圖。該電感器可以具有鐵磁芯1260.2和圍繞鐵磁芯1260.2纏繞的線圈1270.2。在這種實施方式中，該電感器可以預(yù)制并插入到半導(dǎo)體管芯背側(cè)上的腔體中。此外，該電感器可以利用例如TSV的導(dǎo)電路徑連接到有源側(cè)。
[0110]圖12(d)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、結(jié)合到集成系統(tǒng)中的電感器的簡化框圖。該電感器可以具有鐵磁芯1260.3和圍繞鐵磁芯1260.3纏繞的線圈1270.3。在這種實施方式中，該電感器可以在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)中制造。此外，該電感器可以利用例如TSV的導(dǎo)電路徑連接到有源側(cè)。
[0111]鐵磁材料可以用于形成集成系統(tǒng)的層中的變壓器。變壓器可以是升壓變壓器或者降壓變壓器。例如，在層中形成的變壓器可以用作RF變壓器。圖12(e)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的變壓器形成方法。預(yù)制的層A 1280.1可以包括圍繞鐵磁芯1281纏繞的線圈1282。層A1280.1可以是制造好的PCB、陶瓷或者其它合適的襯底。層A 1280.1還可以包含其它無源部件、屏蔽、電源面和接地面。層A 1280.1還可以包含到其它層的連接。另一個層B 1290.1可以是半導(dǎo)體管芯的背側(cè)。層B 1290.1可以包含圍繞鐵磁芯1291纏繞的線圈1292，其中鐵磁芯1291安裝在半導(dǎo)體管芯背側(cè)中的腔體中。這兩個層(層A 1280.1和層B 1290.1)可以結(jié)合，并且每個相應(yīng)層的鐵磁芯1281、1291可以連接，從而形成具有作為變壓器頂部線圈的線圈1281和作為底部線圈的線圈1282的變壓器。此外，密封劑可以填充腔體。作為選擇，變壓器可以直接安裝到半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上。
[0112]圖12(f)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的變壓器形成方法。如圖所示，圖12(f)中的變壓器可以包含圍繞鐵磁芯纏繞的一對線圈。該變壓器可以在襯底上形成，其中襯底利用厚電介質(zhì)安裝在管芯的背側(cè)上。該電介質(zhì)可能通過熱量與壓力變形，留出可以安裝在管芯背側(cè)上的芯末梢暴露。
[0113]圖13是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)1300的簡化框圖。類似于圖12(a)的集成系統(tǒng)1200，集成系統(tǒng)1300可以使用置于背側(cè)上的電感器線圈來隔離和耦合在不能直接耦合的不同電壓管芯之間來往的電信號；但是，在集成系統(tǒng)1300中，包括無源部件的襯底還用作在不同電壓管芯之間的隔離電路。集成系統(tǒng)1300可以包括低電壓管芯1310、高電壓管芯1320、隔離阻擋物1330、無源部件1340.1及一對電感器線圈1350.1,1350.2。在這種實施方式中，高電壓管芯1320可以堆疊在低電壓管芯1310的上面，隔離阻擋物1330在這兩個管芯之間，從而電氣隔離這兩個管芯。如本發(fā)明中所描述的，隔離電路可以是包括無源部件的預(yù)制襯底。
[0114]在集成系統(tǒng)1300的另一方面，低電壓管芯1310中的有源電路可以控制包括無源部件1340.1和高電壓管芯1320電路的其它層的操作。低電壓管芯1310可以訪問其它層。
[0115]圖14是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)1400的簡化框圖，其中集成系統(tǒng)1400類似于圖13的集成系統(tǒng)1300。集成系統(tǒng)1400還可以進(jìn)一步包括高電壓管芯1420上的微機電系統(tǒng)(MEMS) 1460.1、1460.2。例如，低電壓管芯1410可以包含存儲用于MEMS1460.1、1460.2的機械位置(例如針對陀螺儀的初始位置)的存儲器部分。當(dāng)集成系統(tǒng)1400在工作時，MEMS的靈敏度與輸出可以標(biāo)準(zhǔn)化到初始機械位置。其它應(yīng)用例子可以包括用于在不同頻率帶中的天線調(diào)整的、串行或并行布置的RF MEMS開關(guān)。
[0116]隔離阻擋物1430還可以包含位于線圈之間的鐵磁材料。該鐵磁材料可以在需要時在集成系統(tǒng)中產(chǎn)生升壓或者降壓變壓器。
[0117]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，光學(xué)系統(tǒng)可以隔離和耦合來自在不同的隔離域中工作的不同管芯的電信號。圖15(a)是包括光學(xué)系統(tǒng)的集成系統(tǒng)1500的簡化框圖。集成系統(tǒng)1500可以包括低電壓管芯1510、高電壓管芯1520、隔離阻擋物1530和無源部件1540.1。集成系統(tǒng)1500還可以包括具有光電晶體管1550、LED 1560.1和波導(dǎo)1570的光學(xué)系統(tǒng)。在這種實施方式中，高電壓管芯1520可以堆疊到低電壓管芯1510的上面，隔離阻擋物1530在兩個管芯之間，以便電隔離這兩個管芯。如上所述，隔離電路可以是包括無源部件的預(yù)制襯底。
[0118]在這種實施方式中，光學(xué)系統(tǒng)可以隔離和光耦合兩個不同工作電壓管芯1510和1520之間的電信號。光電晶體管1550.1可以設(shè)置到一個管芯上,例如高電壓管芯上，而且對應(yīng)的LED 1560.1可以設(shè)置到另一個管芯上。波導(dǎo)1570.1也可以設(shè)置在光電晶體管1550.1和LED1560.1之間，以便光波能夠行進(jìn)。波導(dǎo)1570可以在隔離阻擋物1530中形成。在操作中，低電壓管芯1510上的有源電路可以在波導(dǎo)1570.1的一端開啟LED 1560.1，作為通信信號。在波導(dǎo)1570.1的另一端，光電晶體管1550.1將感測何時LED 1560.1被“開啟”，并且把信息發(fā)送到高電壓管芯1520電路上的電路。因此，低電壓管芯1510中的有源電路可以控制包括無源部件1540.1和高電壓管芯1520電路的其它層的操作。低電壓管芯1510可以在必要時訪問其它層。
[0119]作為選擇，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，光學(xué)系統(tǒng)可以是如圖15(b)中所示的層之間的雙向通信系統(tǒng)。在雙向通信系統(tǒng)中，每個管芯都可以包括光電晶體管1550.1U550.2和LED 1560.1、1560.2，以便允許在兩個方向中的通信。
[0120]此外，光學(xué)系統(tǒng)還可以在兩個管芯在一個層上并排設(shè)置的時候使用。圖15(c)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)1503的簡化框圖。低電壓管芯1510.3和高電壓管芯1520.3可以在同一層上，并且可以由隔離阻擋物1530.3隔離。光學(xué)系統(tǒng)可以安裝在兩個管芯上。光學(xué)系統(tǒng)可以包括光電晶體管1550.3、LED 1560.3和波導(dǎo)1570.3。
[0121]圖16中的集成系統(tǒng)1600示出了根據(jù)本發(fā)明、有源側(cè)上的有源電路如何可以訪問不同的無源部件的實施方式。集成系統(tǒng)1600可以包括無源部件1610.1、1610.2和設(shè)置在頂部襯底中的電感器線圈1630-1650，其中該頂部襯底耦合到無源部件和有源電路。電感器線圈1630-1650可以接通/斷開，以便激活/停用無源部件1610.1、1610.2。例如，當(dāng)有源電路需要訪問無源部件1610.1時，它可以向電感器線圈1630.1、1630.2發(fā)送電壓。一對電感器線圈還可以控制對無源部件塊而不僅僅是一個無源部件的訪問。
[0122]半導(dǎo)體管芯背側(cè)上的不同層/材料的集成可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。對于保持結(jié)構(gòu)的完整性而言(在垂直集成系統(tǒng)的工作/壽命中，以及還有在單個垂直集成系統(tǒng)的單分處理中)，不同層之間的附接可能是關(guān)鍵的。多層系統(tǒng)中的不同材料層之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)產(chǎn)生集中到邊緣上的應(yīng)力。換句話說，可能導(dǎo)致層之間的接合剪斷和剝落的應(yīng)力在邊緣最強，當(dāng)多層系統(tǒng)包含許多薄的不同材料的層時，這種情況會惡化。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了以下所述的、在嵌入式部件邊緣最大化附接并因此改進(jìn)垂直集成系統(tǒng)機械堅固性的不同實施方式。
[0123]圖17(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)1700。集成系統(tǒng)1700可以包括在半導(dǎo)體管芯周界中的跡線。圖17(a)的頂部截面示出了具有兩條跡線的管芯的平面圖，而底部截面示出了具有這兩條跡線的截面圖。跡線可以在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)利用激光切割或者通過蝕刻或者能夠提供所需變形的某種其它處理來形成。跡線形成用于密封劑嵌入的隆起，由此將多個層更牢固地彼此附著起來。
[0124]圖17(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)1710。集成系統(tǒng)1710可以包括在半導(dǎo)體管芯周界中的方塊。圖17(b)的頂部截面示出了具有方塊的管芯的平面圖，而底部截面示出了具有所述方塊的截面圖。方塊可以在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)利用激光切割或者通過蝕刻或者能夠提供所需變形的某種其它處理來形成。方塊形成用于密封劑嵌入的隆起，由此將多個層更牢固地彼此附著起來。
[0125]圖17(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)1720。集成系統(tǒng)1720可以包括在半導(dǎo)體管芯周界中的同心圓。圖17(c)的頂部截面示出了具有兩個同心圓的管芯的平面圖，而底部截面示出了具有這兩個同心圓的截面圖。同心圓可以在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)利用激光切割或者通過蝕刻或者能夠提供所需變形的某種其它處理來形成。同心圓形成用于密封劑嵌入的隆起，由此將多個層更牢固地彼此附著起來。
[0126]圖17(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)1730。集成系統(tǒng)1730可以包括在半導(dǎo)體管芯周界中交錯的階梯。圖17(d)的頂部截面示出了具有交錯階梯的管芯的平面圖，而底部截面示出了具有所述交錯階梯的截面圖。階梯可以在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)利用激光切割或者通過蝕刻或者能夠提供所需變形的某種其它處理來形成。階梯形成用于密封劑嵌入的隆起，由此將多個層更牢固地彼此附著起來。
[0127]所采用的圖樣與形狀可以在必要時進(jìn)行優(yōu)化，以便改進(jìn)層之間的附接與鎖定。這可以通過增加表面積而且還可以通過(依賴于所使用的圖樣或形狀)提供凹部/槽/區(qū)域來實現(xiàn)，其中要結(jié)合的材料的一部分填充/固化/硬化到所述凹部/槽/區(qū)域中，使得其被機械鎖定。所使用的圖樣與形狀可以優(yōu)化，以便最大化完成的垂直集成結(jié)構(gòu)(在單分處理中及在系統(tǒng)工作壽命中)的堅固性。
[0128]根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)可以嵌入到PCB類型的結(jié)構(gòu)中。相應(yīng)地，集成系統(tǒng)可以進(jìn)一步結(jié)合鎖定特征，以便確保集成系統(tǒng)可以牢固地嵌入到PCB類型的結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)中。圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)的邊緣。半導(dǎo)體管芯1810和部件層1820都可以具有如圖所示的鋸齒邊緣或者另一種形狀外形，以便改進(jìn)附接性，并且由此允許更牢固地嵌入到最終的襯底中。邊緣終止部(edge finish)可以在單分處理中形成，如以下進(jìn)一步描述的。
[0129]圖19進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的實施方式以平面圖和截面圖示出了集成系統(tǒng)1900中的邊緣終止部。集成系統(tǒng)1900可以包括半導(dǎo)體管芯1910、有源區(qū)域中的金屬焊盤1920及劃線道1930。金屬焊盤1920可以用于連接到另一個層。劃線道1930可以包括例如鋸齒邊緣的邊緣終止部，其中鋸齒邊緣產(chǎn)生可以隨后被密封劑填滿的間隙。
[0130]圖20示出了如何可以形成邊緣終止部。劃線道2010可以制造成具有開口 2020。開口 2020可以通過激光切割或者其它已知的技術(shù)形成，并且開口 2020可以是如圖所示的圓形或者其它形狀。用于集成系統(tǒng)單分的最終切口 2030可以在開口 2020中制造，以便產(chǎn)生如圖19中所示的鋸齒邊緣終止部。最終的切口 2030可以通過激光器、切割鋸或者其它已知的裝置制造。
[0131]圖21是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)2100的簡化框圖。根據(jù)本發(fā)明，集成系統(tǒng)2100示出了兩個層之間利用鎖定特征部的內(nèi)部連接，其中鎖定特征部改進(jìn)了兩個層之間的附接。集成系統(tǒng)2100可以包括鎖定槽2110.1、2110.2、鎖定階梯2120和密封劑2130。
[0132]類似于圖17中所示的實施方式，鎖定槽2110.1、2110.2可以位于管芯的邊緣上。鎖定階梯2120可以是從安裝無源部件的表面升高的階梯。鎖定槽2110.1,2110.2可以改進(jìn)集成系統(tǒng)構(gòu)造的堅固性，因為它們更穩(wěn)固地固定受保護(hù)的背側(cè)涂層。因此，邊緣層被剝離或分離的可能性大大減小了。由于背側(cè)層更牢固地附接到管芯，因此這還轉(zhuǎn)化為將結(jié)合到背側(cè)上的無源裝置更牢固地附接。
[0133]鎖定槽2110.1、2110.2可以通過在管芯的背側(cè)上蝕刻來形成。此外，密封劑可以填充到槽中，并且密封劑可以填充開口，然后硬化，以便機械地鎖定到管芯中。與平的表面相比，鎖定槽2110增加了更多的接觸表面積，由此改進(jìn)了附接。相同的概念對于鎖定階梯2120也是適用的。
[0134]為了示出鎖定槽如何改進(jìn)附接，圖22示出了鎖定槽2220的放大視圖。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以通過蝕刻如圖22中所示的凹部來進(jìn)一步改進(jìn)附接，其中槽的最寬部分“b”大于表面上的開口 “a”。由于b>a，因此接觸表面積更進(jìn)一步增加了，實現(xiàn)了改進(jìn)的附接。
[0135]圖23是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式改進(jìn)附接的集成系統(tǒng)2300的簡圖。集成系統(tǒng)2300可以包括鎖定槽2320、密封劑2330和鎖定層2340。在組裝中，鎖定層2340可以添加到第一組槽。然后，密封劑2330可以添加到第二組槽而且還添加到鎖定層2340中。當(dāng)位于層之間界面的材料通過熱、壓力等變形并且填充槽時，材料將硬化，這可以機械地鎖定并固定整個集成系統(tǒng)及增加將最大化附接的表面積。開口特征部與表面圖樣可以被修改，例如更改凹部/開口的形狀并在不同層中交錯位置，從而進(jìn)行優(yōu)化，以便使整個集成系統(tǒng)更堅固。
[0136]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，修改也可以在半導(dǎo)體管芯的有源側(cè)上進(jìn)行，以便改進(jìn)附接。圖24的集成系統(tǒng)2400示出了這種修改。集成系統(tǒng)2400可以包括半導(dǎo)體管芯2410、電介質(zhì)層2430、金屬焊盤2440.2、2440.2和鎖定切口 2450。金屬焊盤2440.2、2440.2可以是暴露的金屬觸點，所述金屬觸點用于連接到例如PCB的下一個封裝級。在金屬焊盤2440.2、2440.2之間，電介質(zhì)層2430可以包括鎖定切口 2450，其中鎖定切口 2450增加接觸表面積，由此改進(jìn)附接。鎖定切口 2450可以作為碰撞(bumping)/晶片處理的一部分來制造。
[0137]圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式、包括鎖定切口或者槽的有源側(cè)的平面圖，其中所述鎖定切口或者槽能夠留存或者鎖定密封劑。集成系統(tǒng)2500可以包括鎖定切口2550.1、2550.2和金屬焊盤2540。如圖所示，鎖定切口 2550.1、2550.2可以是在頂部層電介質(zhì)中蝕刻的同心圓。金屬焊盤2540可以是暴露的金屬觸點，用于連接到例如PCB的下一個封裝級。
[0138]在本發(fā)明的另一種實施方式中，TSV的形狀可以修改，以便改進(jìn)其中所包含的導(dǎo)電材料的附接性。例如，半導(dǎo)體管芯背側(cè)上的TSV開口可以修改，使得無源部件的端子可以更牢固地嵌到管芯中，使整個集成系統(tǒng)更堅固。圖26 (a)示出了具有圓形開口的TSV 2610的平面圖，而圖26(b)示出了具有不規(guī)則形狀開口的TSV 2620的平面圖。TSV2610和2620可以具有相同的半徑r。在電鍍處理步驟中，與具有圓形開口的TSV 2610相比，具有不規(guī)則形狀開口的TSV 2620在通路中具有較小的被導(dǎo)電材料填充的體積。TSV 2620開口具有小于TSV 2610表面積的表面積，其中，對于圓形開口，表面積是3i*r2。因此，TSV開口的形狀可以修改，以便為通路中的導(dǎo)電材料產(chǎn)生最優(yōu)的附接效果，使集成系統(tǒng)更堅固。
[0139]此外，通路中導(dǎo)電層的分離與剝離會對集成系統(tǒng)造成嚴(yán)重的問題。但是，根據(jù)在此所述本發(fā)明的實施方式的通路構(gòu)造可以更牢固地保持導(dǎo)電材料，并且因此，使集成系統(tǒng)更堅固。
[0140]如以下更具體討論的，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)還可以用于流體、氣體等的分析，并且通路可以用作在層之間運動的管道。依賴于具體應(yīng)用，通路可以構(gòu)造成把通過開口的材料流優(yōu)化到最優(yōu)速率。圖26(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的TSV 2630的截面圖。TSV2630可以包括不同階梯狀的同心圓開口，使得通過層的物理流可以被控制到具體的速率。例如，因為TSV 2630的窄的外形，從層的頂部到層的底部的材料流可以減少。圖26(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的TSV 2640的截面圖。TSV 2640可以包括不同斜率的同心圓開口，使得通過層的物理流可以被控制到具體的期望速率。作為選擇，通路可以修改，以產(chǎn)生螺旋形的其它最優(yōu)形狀，以便于實現(xiàn)級之間流體運動的期望速率。例如，通路可以修改，作為流體速率過濾或者減小處理的一部分，使得例如在通過垂直集成系統(tǒng)中的特定層或區(qū)域的流體顯示出可辨別測量的電氣值的情況下，及在層被物理地構(gòu)造成產(chǎn)生期望的流速率使得流體的pH可以被持續(xù)監(jiān)視的情況下，pH水平可以被監(jiān)視。
[0141]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，TSV可以設(shè)置在半導(dǎo)體管芯的非有源區(qū)域中，因為，對于直接在有源電路上方的TSV，某些電路系統(tǒng)可能有問題。例如，在某些類型的電路系統(tǒng)上方的通路的結(jié)合可能造成會影響系統(tǒng)性能的機械應(yīng)力而且造成參數(shù)化偏移問題。圖27示出了具有有源電路2710和TSV陣列2720的集成系統(tǒng)2700有源側(cè)的平面圖和截面圖。TSV陣列2720可以位于有源電路2710的周界上，由此在半導(dǎo)體管芯的非有源區(qū)域上。為了最小化兩個部分之間的干擾，區(qū)域“d”是有源電路2710與最近的TSV 2720.1之間的最小距離。
[0142]此外，在另一種實施方式中，依賴于其應(yīng)用，TSV可以不用導(dǎo)電材料填充。例如，光學(xué)系統(tǒng)或者冷卻系統(tǒng)可以采用不需要填充到其中的導(dǎo)電材料的TSV。因此，不導(dǎo)電的TSV仍然可以連接垂直集成系統(tǒng)的不同的層。
[0143]發(fā)熱問題可能會隨垂直集成系統(tǒng)出現(xiàn)。有源電路及無源部件在工作的時候可能產(chǎn)生熱量。過多的熱量會損害電氣部件并惡化集成系統(tǒng)的整體性能。圖28是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)2800的簡圖。集成系統(tǒng)2800可以包括熱沉2810和熱TSV 2820。熱沉2810可以是散熱片或者一塊高導(dǎo)熱材料。圖28中的熱沉2810示為附接到鎖定階梯；但是，熱沉2810可以附接到冷卻板或者其它接口。熱TSV2820可以把熱量從有源側(cè)傳導(dǎo)到管芯的背側(cè)。因此，熱沉2810和熱TSV 2820聯(lián)合起來分散來自有源側(cè)的熱量，防止過熱，由此改進(jìn)集成系統(tǒng)的整體性能。作為選擇，由系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量可以用于改進(jìn)集成系統(tǒng)的整體效率(即，通過使用熱電發(fā)電層)，如以下所描述的。而且，用于傳輸熱量的熱TSV 2820可以修改(例如，放大)，以便優(yōu)化熱效率。
[0144]圖29是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)2900的簡圖。集成系統(tǒng)2900可以包括熱沉2910和熱TSV 2920。熱沉2910可以是散熱片或者一塊高導(dǎo)熱材料。圖29中的熱沉2910示為附接到鎖定階梯；但是，熱沉2910可以附接到冷卻板或者其它接口。熱TSV2920可以把熱量從有源側(cè)傳導(dǎo)到管芯的背側(cè)。熱沉2910可以整個覆蓋有源側(cè)上的有源電路，并且可以比部分覆蓋有源電路的熱沉在分散熱量方面熱效率更高。當(dāng)熱沉的尺寸增加時，熱沉的熱效率也增加，因為熱效率與熱沉的尺寸成正比。
[0145]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，還可以采用冷卻層來分散垂直集成系統(tǒng)中所產(chǎn)生的熱量。圖30(a)是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)3000的簡圖。集成系統(tǒng)3000可以包括半導(dǎo)體管芯3010、TSV3020、冷卻層3030和具有無源部件3050.1,3050.2的部件層3040。部件層3040可以通過TSV 3020電耦合到半導(dǎo)體管芯3010的有源側(cè)上的有源電路。冷卻層3030還可以包括通路，以便支持部件層3040與有源電路之間的電連接。依賴于冷卻層的材料，冷卻層3030中的通路可以是或者可以不是硅穿越通路。冷卻層3030可以是優(yōu)化散熱的冷卻板或者微流體系統(tǒng)。
[0146]圖30(b)是冷卻層3030的一種實施方式的簡圖。冷卻層3030可以包括冷卻劑材料可以通過其的微通道。冷卻層3030還可以容納循環(huán)冷卻劑從而消除熱量的微流體泵系統(tǒng)。冷卻劑可以在一端插入并泵吸到另一端。因此，冷卻劑循環(huán)可以降低集成系統(tǒng)中的溫度。
[0147]圖31(a)是冷卻層3100的另一種實施方式的簡圖。冷卻層3100可以包括玻耳貼或熱電型冷卻系統(tǒng)。冷卻層3100可以包括熱側(cè)3020、冷側(cè)3030和通道3040.1-3040.η。冷卻層3100還可以通過通路3010耦合到下面的層。通路3010可以是熱通路，并且通路3010可以把冷卻層3100耦合到例如熱沉或者PCB。通道3040.1-3040.η可以選擇性地用于把熱量分散到熱側(cè)3020中的特定區(qū)域及耦合到該特定區(qū)域中的熱側(cè)的通路3010。然后，熱量可以通過通路3020分散，防止過熱。在這種實施方式中，可以優(yōu)化對特定區(qū)域的目標(biāo)散熱。通過把熱量通過這些通路弓丨向熱電層，系統(tǒng)可以得到進(jìn)一步優(yōu)化。這個層還可以配置成對垂直集成系統(tǒng)中的特定區(qū)域施行冷卻。
[0148]除了散熱，冷卻層還可以用作熱電發(fā)電層，其中(例如，從垂直集成系統(tǒng)中的其它部件或者層產(chǎn)生的)熱量被轉(zhuǎn)換成電荷。圖31 (b)是熱電發(fā)電層3100.1的實施方式的簡圖。熱電發(fā)電層3100.1可以包括熱側(cè)3020、冷側(cè)3030和通道3040.1-3040.η。熱電發(fā)電層3100.1還可以耦合到下面的熱量產(chǎn)生層3050，該層可以包含無源部件或者其它的高功率部件。熱電發(fā)電層3100.1可以使用從系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量來生成電流，然后該電流可以被存儲或者重新分配到系統(tǒng)中?？梢越Y(jié)合熱電層來最大化所產(chǎn)生的電荷的量。例如，熱側(cè)3020可以熱連接到來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱點，而冷側(cè)3030也可以連接到冷卻層或者其它結(jié)構(gòu)，使得熱側(cè)3020和冷側(cè)3030之間的溫度差可以相應(yīng)地最大化并由此可以產(chǎn)生最大化的電流。因此，集成系統(tǒng)可以收集作為熱量分散的能量并重復(fù)利用其來給集成系統(tǒng)供電，由此節(jié)省電力。
[0149]此外，出于散熱的需求，可以采用側(cè)面通道。側(cè)面通道也可以最大化熱電層的熱面和冷面之間的溫度差，并由此最大化所產(chǎn)生的電荷。圖32是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)3200的簡圖。圖32示出了有源側(cè)的平面圖和集成系統(tǒng)3200的截面圖。集成系統(tǒng)3200可以包括有源電路2710、TSV陣列3220和側(cè)面通道3230。側(cè)面通道3230可以位于半導(dǎo)體管芯中有源電路3210之上并與前后側(cè)平行地延伸。側(cè)面通道3230還可以用于結(jié)合微流體冷卻、光傳輸系統(tǒng)，等等。由側(cè)面通道下面的有源電路產(chǎn)生的熱量可以通過該側(cè)面通道來分散。
[0150]側(cè)面通道還可以位于垂直集成系統(tǒng)的不同的層中，例如冷卻層中。圖33(a)是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)3300的簡圖。集成系統(tǒng)3300可以包括半導(dǎo)體管芯3310,TSV 3320、具有側(cè)面通道3335的冷卻層3330和具有無源部件3350.1,3350.2的部件層3340。部件層3340可以通過TSV 3320電耦合到半導(dǎo)體管芯3310的有源側(cè)上的有源電路。冷卻層3330還可以包括用導(dǎo)電材料填充的通路3337，以便支持部件層3340與有源電路之間的電連接。依賴于冷卻層的材料，通路3337可以是或者可以不是硅穿越通路。
[0151]圖33(b)是結(jié)合了微流體冷卻系統(tǒng)的冷卻層3330的一種實施方式的簡圖。冷卻層3330可以包括冷卻劑材料可以通過其的側(cè)面通道3335。冷卻層3330還可以容納微流體泵系統(tǒng)，來循環(huán)冷卻劑，由此消除熱量。
[0152]此外，側(cè)面通道可以用于除冷卻系統(tǒng)之外的其它目的。例如，光傳輸線路可以位于側(cè)面通道中，以便提供通信鏈路。圖34(a)是根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的集成系統(tǒng)3400的簡圖，其中集成系統(tǒng)3400類似于圖33(a)的集成系統(tǒng)3300。集成系統(tǒng)3400可以包括具有側(cè)面通道的冷卻層3340，其中側(cè)面通道作為光通道3415工作，如圖34(b)中所示。光通道3415可以包括光管、光纖，等等。光隔離也可以用在能量收集應(yīng)用中。例如，當(dāng)能量可以循環(huán)利用到電池供應(yīng)時，升高的電壓電平(超過對裝置施加的電源電壓)可以通過光隔離鏈路轉(zhuǎn)移到電源，以避免任何電流或者電壓浪涌令電池超載的任何可能的負(fù)面影響。利用光源和升高到期望電壓電平的光電二極管，還可以采用光通道來真正地升高電壓并產(chǎn)生次級電源。
[0153]對于一些應(yīng)用(例如，觸覺或者觸摸屏技術(shù))，可以通過對屏幕的觸摸產(chǎn)生大電壓，來訪問屏幕上的功能。當(dāng)選擇不同的選項時，電荷生成而且必須“傾泄”。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)可以提供包含可以存儲這種“傾泄”的電荷然后重新循環(huán)其通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(例如，電容器)的層。因此，根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)可以收集由系統(tǒng)的不同方面所產(chǎn)生的能量，來改進(jìn)整體功率效率。
[0154]一些集成電路應(yīng)用可能需要對例如流體、氣體等材料的分析。傳統(tǒng)上，通常需要在集成電路外部的單獨部分，用于對需要分析的材料進(jìn)行保持和測量。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，測量層可以結(jié)合在半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上，由此減少給定應(yīng)用所需的獨立部分的數(shù)量。
[0155]圖35(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)3500的簡圖。集成系統(tǒng)3500可以包括半導(dǎo)體管芯3510、TSV 3520、測量層3530和具有無源部件3550.1,3550.2的部件層3540。測量層3530可以包括可以操作或分析通過其的流體或其它材料的通道，如圖34(b)中所示。例如，測量層可以監(jiān)視流體的pH水平、監(jiān)視液體的流速、監(jiān)視氣體濃度，等等。
[0156]測量層3530可以包括用于耦合到上面和下面的層的電連接。該電連接可以是用導(dǎo)電材料填充的通路。測量層3530還可以包括其它的電子電路系統(tǒng)，以便提供代表所監(jiān)視的量的電信號并且把所述信號提供給集成系統(tǒng)3500中的其它層。例如，測量層3530可以包括產(chǎn)生代表所分析液體的pH水平的模擬信號的電子電路系統(tǒng)。此外，測量層還可以包括提供過濾、分離與分析能力的電子電路系統(tǒng)。例如，MEMS裝置可以結(jié)合到測量層中。測量層還可以結(jié)合優(yōu)化流體、氣體等的操作的機械特征與結(jié)構(gòu)。
[0157]圖36是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)3600的簡圖。集成系統(tǒng)3600可以包括冷卻層3610和測量層3620。冷卻層3610可以類似于以上所述的冷卻層，而測量層3620可以類似于以上所述的測量層。由于層之間的相互作用，冷卻層3610和測量層3620可以聯(lián)合起來工作，以便在冷卻集成系統(tǒng)3600的同時測量材料。例如，冷卻層3610可以包括從有源電路吸收熱量的加熱元件。
[0158]所述加熱元件還可以加速對通過測量層3620的材料的處理。因此，集成系統(tǒng)3600使用由一層產(chǎn)生的、通常對系統(tǒng)有害的熱量來更好地操作另一個層(例如測量層)。例如，測量層3620可以包括用于要被分析的液體的通道。從冷卻層3620輸送的熱量可以加速通過測量層中通道的液體的運動，導(dǎo)致更快的操作。例如分離、過濾等的其它分析操作也可以通過熱量來加速。此外，冷卻層3610和測量層3620都可以包括可以與集成系統(tǒng)3600中的其它層通信的其它電子電路系統(tǒng)。
[0159]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，通過垂直集成系統(tǒng)的不同層的通路可以用作用于分析的通道。圖37是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)3700的簡圖。通路3710.1,3710.2可以通過集成系統(tǒng)3700的一些層或者所有的層。通路3710.U3710.2可以操作或者分析通過該通路的流體或者例如氣體的其它材料。集成系統(tǒng)3700中的一層可以包括提供例如分離、過濾等分析操作的電子電路系統(tǒng)，例如MEMS。
[0160]通路設(shè)計的一個好處是節(jié)省電力。重力可以在集成系統(tǒng)中的通路中輸送材料。因此，集成系統(tǒng)需要較少的電力。圖38示出了材料如何可以通過通路3810.1、3810.2。箭頭顯示重力可以如何從頂層向底層移動材料通過集成系統(tǒng)3800。這些通路的具體設(shè)計可以在需要時修改，以便適合具體的應(yīng)用。
[0161]根據(jù)本發(fā)明，在垂直集成系統(tǒng)中可以采用其它的電力節(jié)約技術(shù)。圖39是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)3900的簡圖。集成系統(tǒng)3900可以包括具有有源側(cè)3920和背側(cè)3930的半導(dǎo)體管芯3910、光伏層3940和TSV 3950。光伏層3940可以在背側(cè)3930上形成或者安裝，并且可以利用激光修整來修改。光伏層3940可以包括把太陽光線轉(zhuǎn)變成電能的有機光伏電池。所述電池可以包括透明導(dǎo)電電極，所述電極允許光耦合到活性材料，由此產(chǎn)生電能。然后，電能可以給集成系統(tǒng)3900供電，由此提供自供電的系統(tǒng)。
[0162]圖40(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4000的簡圖。該集成系統(tǒng)可以包括光伏層4010.1、具有開口 4030.1的阻光層4020.1及電存儲部件4040.1。阻光層4020.1可以位于光伏層的上面，并且可以包括戰(zhàn)略性地設(shè)置的開口 4030.1。阻光層4020.1可以用于幾個目的。阻光層可以保護(hù)集成系統(tǒng)4000中可能受暴露于光損害的其它電子部分。通過開口 4030.1的阻光層4020.1還可以構(gòu)圖成控制光流和電流。開口 4030.1可以優(yōu)化，以便最大化從光伏層4010.1到下面的其它層的電流流動。此外，電存儲部件4040.1可以位于開口 4030.1下面的區(qū)域中，以便存儲并操作由光伏層4010.1產(chǎn)生的電荷。有源電路可以控制電存儲部件4040.1的操作。例如，當(dāng)應(yīng)用需要使用某些部件時，有源電路可以訪問某些電存儲部件。因此，電力使用可以被有源電路有效地控制。作為選擇，阻光層可以結(jié)合戰(zhàn)略性地設(shè)置的光伏電池，以在特定的區(qū)域中產(chǎn)生電荷。此外，光管及其它光傳送裝置也可以用于把來自外部源的光轉(zhuǎn)移、引導(dǎo)和集中到集成系統(tǒng)中的特定光伏電池，并由此最大化所產(chǎn)生的電荷。
[0163]光伏層與阻光層可以調(diào)換成光伏層在阻光層的上面。圖40(b)是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4001的簡圖。集成系統(tǒng)4001可以包括光伏層4010.2、具有開口 4030.2的阻光層4020.2和電存儲部件4040.2。在這種實施方式中，光伏層4010.2可以在阻光層4020.2的上面，并且可以是最上面的層。由光伏層4010.2產(chǎn)生的電荷與暴露給光的面積成比例。因此，將光伏層4010.2定位在最上面可以最大化所產(chǎn)生的電荷量。此外，阻光層4020.2的選擇性構(gòu)圖可以保護(hù)集成電路的一些區(qū)域不暴露于光。
[0164]依賴于其應(yīng)用，垂直集成系統(tǒng)可以以不同的方式布置。圖41是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4100的簡圖。集成系統(tǒng)4100可以包括光伏層4110、具有開口 4125的阻光層4120、部件層4130和電存儲部件4140。部件層4130可以包括無源部件。阻光層4120可以在部件層4130的下面，并且光伏層4110可以在阻光層4120的下面。由于光伏層4110在一些層的下面，因此開口 4125可以戰(zhàn)略性地構(gòu)圖成最大化從光伏層4110到下面的其它層的電流流動。此外，在這種實施方式中，部件層4130也可以戰(zhàn)略性地設(shè)置成不覆蓋開口。此外，電存儲部件4140可以位于開口 4125下面的區(qū)域中，以便存儲并操作由光伏層4110產(chǎn)生的電荷。有源電路可以控制電存儲部件4140的操作。
[0165]在其它實施方式中，光伏層可以作為垂直集成系統(tǒng)中最上面的層設(shè)置。圖42是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4200的簡圖。在集成系統(tǒng)4200中，具有無源部件的部件層4230可以在光伏層4210的下面。由于光伏層4210是最上面的層，因此它增加了暴露于光的表面積。由此，增加了所產(chǎn)生電能的量。
[0166]在其它實施方式中，光伏層可以與熱電層聯(lián)合工作。圖43是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4300的簡圖。在集成系統(tǒng)4300中，光伏層4310可以在熱電層4320和具有無源部件的部件層4330的上面提供。熱電發(fā)電層4320可以包括熱側(cè)、冷側(cè)和通道。熱電發(fā)電層4320可以使用從系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量來生成電流(收集電荷)，然后該電流可以存儲在系統(tǒng)中或者在其中重新分配。此外，熱電發(fā)電層4320還可以從光伏層4310收集電荷。集成系統(tǒng)4300可以包括例如電容器的部件，以存儲所收集的電荷。此外，攜帶電荷的層之間的鏈路可以修改，以便改進(jìn)電流運動的速率。通過收集系統(tǒng)中所產(chǎn)生的熱量還有從例如光伏層的其它源產(chǎn)生的電荷，集成系統(tǒng)的能量效率可以大大提高。所收集的電荷可以在整個系統(tǒng)中存儲并重新分配，例如，給電池充電。
[0167]在根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)的一種應(yīng)用中，集成系統(tǒng)可以在例如報警系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)中采用。圖44是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的集成系統(tǒng)4400的簡圖。集成系統(tǒng)4400可以包括信號傳送層4410和部件層4440。集成系統(tǒng)4400還可以包括本文其它實施方式中所描述的其它部件。信號傳送層4410可以包括例如電感器線圈的線圈4420和可以連接到集成系統(tǒng)中的其它層的通路4430。一旦測量到某種條件，線圈4420就可以生成結(jié)果信號。然后，該結(jié)果信號可以從集成系統(tǒng)發(fā)送到另一個遠(yuǎn)端位置，例如報警命令中心。例如，該集成系統(tǒng)可以監(jiān)視流體的pH水平而且，如果所監(jiān)視的pH水平超過預(yù)定的水平，則該集成系統(tǒng)可以發(fā)送所述結(jié)果信號。
[0168]在另一種實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)可以包括在一層中能夠接收遠(yuǎn)端信號的電感器。遠(yuǎn)端信號的接收可以激活集成系統(tǒng)或者其一部分。電感器線圈可以在整個集成系統(tǒng)中戰(zhàn)略性地定位，以便激活/停用集成系統(tǒng)的不同部分和功能。
[0169]此外，根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)可以結(jié)合例如熱電偶或者光纖鏈路的遠(yuǎn)端感測管道。該遠(yuǎn)端感測管道可以允許遠(yuǎn)端輸入饋送到集成系統(tǒng)中的層。例如，具有感測元件的熱電偶可以設(shè)置到例如高溫環(huán)境的苛刻環(huán)境中。然后，熱電偶可以與集成系統(tǒng)中的層通信，并且提供以別的方式難以獲得的重要信息。
[0170]根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)可以用在多種電子裝置與應(yīng)用中。圖45是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電子裝置4500的簡化框圖。電子裝置4500可以包括電路板4510，該電路板4510可以具有安裝在該電路板4510上或者其中的集成系統(tǒng)4520。集成系統(tǒng)4520可以包括本文其它實施方式中所描述的部件。電路板4510可以耦合到電子裝置4500的其它部件，例如處理器4530、用戶接口 4540和其它合適的電氣部件。
[0171]處理器4530可以控制電子裝置4500及其部件的操作。處理器4530可以是傳統(tǒng)處理系統(tǒng)中的任何一種或者其組合，其中的傳統(tǒng)處理系統(tǒng)包括微處理器、數(shù)字信號處理器和現(xiàn)場可編程邏輯陣列。
[0172]用戶接口 4540可以包括顯示器，例如IXD屏幕、CRT、等離子屏幕、LED屏幕等。用戶接口 4540可以是鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏傳感器或者將允許用戶與電子裝置4500交互的其它任何用戶輸入裝置。用戶接口 4540可以包括硬鍵和/或軟鍵。例如，用戶接口 4540可以與觸摸屏顯示器形式的顯示器集成。依賴于電子裝置應(yīng)用，電子裝置4500可以包括其它部件。電子裝置4500可以是可受益于結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)的便攜式電子裝置，例如數(shù)碼相機、蜂窩電話、報警系統(tǒng)、游戲裝置等。根據(jù)本發(fā)明的集成系統(tǒng)的結(jié)合可以減小電子裝置的尺寸，同時最大化性能。
[0173]在此具體說明和描述了本發(fā)明的幾種實施方式。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明主旨與預(yù)期范圍的情況下，本發(fā)明的修改與變體是被以上教導(dǎo)所覆蓋的而且在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明主旨與預(yù)期范圍的情況下，來自不同實施方式的不同部件可以組合使用。在其它情況下，對眾所周知的操作、部件和電路沒有具體描述，使得不至于模糊所述實施方式?？梢哉J(rèn)識到，這里所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)可以是具有代表性的，但是不一定限制所述實施方式的范圍。
[0174]各種實施方式可以利用硬件元件、軟件元件或者二者的組合來實現(xiàn)。硬件元件的例子可以包括處理器、微處理器、電路、電路元件(例如，晶體管、電阻器、電容器、電感器等)、集成電路、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯裝置(PLD)、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、邏輯門、寄存器、半導(dǎo)體裝置、芯片、微芯片、芯片組，等等。軟件元件的例子可以包括軟件部件、程序、應(yīng)用、計算機程序、應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序、機器程序、操作系統(tǒng)軟件、中間件、固件、軟件模塊、例程、子例程、函數(shù)、方法、處理、軟件接口、應(yīng)用程序接口(API)、指令集、計算代碼、計算機代碼、代碼片段、計算機代碼片段、詞、值、符號或者其任意組合。確定實施方式是否是利用硬件元件和/或軟件元件實現(xiàn)的可以根據(jù)任意數(shù)量的因素而變化，例所述因素如所期望的計算速率、功率級、熱容限、處理循環(huán)預(yù)算、輸入數(shù)據(jù)速率、輸出數(shù)據(jù)速率、存儲器資源、數(shù)據(jù)總線速度及其它設(shè)計或者性能約束。
[0175]一些實施方式可以例如利用計算機可讀介質(zhì)或者可以存儲指令或指令集的物品來實現(xiàn)，如果所述指令或指令集被機器執(zhí)行，可以使機器執(zhí)行根據(jù)所述實施方式的方法和/或操作。這種機器可以包括例如任何合適的處理平臺、計算平臺、計算裝置、處理裝置、計算系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、計算機、處理器等，而且可以利用硬件和/或軟件的任何合適的組合來實現(xiàn)。計算機可讀介質(zhì)或者物品可以包括例如任何合適類型的存儲器單元、存儲器裝置、存儲器物品、存儲器介質(zhì)、存儲裝置、存儲物品、存儲介質(zhì)和/或存儲單元，例如存儲器、可拆卸或不可拆卸介質(zhì)、可擦除或不可擦除介質(zhì)、可寫或可重寫介質(zhì)、數(shù)字或模擬介質(zhì)、硬盤、軟盤、壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)、可讀壓縮盤存儲器(CD-R)、可重寫壓縮盤(CD-RW)、光盤、磁介質(zhì)、磁光介質(zhì)、可拆卸存儲卡或盤、各種類型的數(shù)字萬用盤(DVD)、帶、盒等。指令可以包括利用任何合適的高級、低級、面向?qū)ο?、虛擬、編譯和/或解釋編程語言實現(xiàn)的任何合適類型的代碼，例如源代碼、編譯的代碼，解釋的代碼、可執(zhí)行代碼、靜態(tài)代碼、動態(tài)代碼、加密的代碼等。
[0176]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種集成電路系統(tǒng)，包括:在半導(dǎo)體管芯的前側(cè)上制造的第一有源層；第二預(yù)制層，在所述半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且具有包含在其中的電氣部件，其中所述電氣部件包括至少一個分立的無源部件；以及至少一條電氣路徑，耦合所述第一有源層與所述第二預(yù)制層。
[0177]優(yōu)選地，所述至少一條電氣路徑是硅穿越通路(TSV)。
[0178]優(yōu)選地，所述至少一條電氣路徑是所述半導(dǎo)體管芯的側(cè)邊緣上的導(dǎo)電跡線。
[0179]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件通過引線接合連接耦合到所述第一有源層。
[0180]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)在所述第一有源測與所述第二預(yù)制層的隨后晶片夾層形式的組裝中是可調(diào)的。
[0181]優(yōu)選地，所述集成系統(tǒng)可操作成作為完整的系統(tǒng)被訪問與供電，而且可操作成隨后被修改。
[0182]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件配置成被激光修整，以便調(diào)整所述集成電路系統(tǒng)。
[0183]優(yōu)選地，所述第二預(yù)制層包括到所述至少一個分立的無源部件的鏈路，其中所述鏈路是可調(diào)整的。
[0184]優(yōu)選地，所述鏈路是熔絲，并且所述鏈路是可以通過吹熔(blow out)該熔絲來調(diào)整的。
[0185]優(yōu)選地，所述第二預(yù)制層位于所述半導(dǎo)體管芯的腔體中。
[0186]優(yōu)選地，所述分立的無源部件完全在所述腔體中提供。
[0187]優(yōu)選地，所述分立的無源部件部分地在所述腔體中提供。
[0188]優(yōu)選地，所述腔體的形狀基于所述分立的無源部件的電氣特性。
[0189]優(yōu)選地，所述分立的無源部件是電容器，并且所述腔體的形狀遵循該電容器的極板的形狀。
[0190]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括填充所述腔體的密封劑。
[0191]優(yōu)選地，所述密封劑覆蓋所述至少一個無源分立部件。
[0192]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且覆蓋所述至少一個無源分立部件的保護(hù)層。
[0193]優(yōu)選地，所述保護(hù)層是電磁場(EMF)屏蔽。
[0194]優(yōu)選地，所述保護(hù)層包括另一個分立的無源部件。
[0195]優(yōu)選地，所述保護(hù)層是接地面。
[0196]優(yōu)選地，所述至少一個分立元件位于所述腔體的第一凹部中，并且第二無源分立元件位于所述腔體的第二凹部中，所述第二凹部在所述第一凹部之上。
[0197]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括把所述第二無源分立元件耦合到所述第一有源層的第二電氣連接路徑。
[0198]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括填充所述腔體的密封劑。
[0199]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且覆蓋所述至少一個無源分立部件和所述第二無源分立部件的保護(hù)層。
[0200]優(yōu)選地，所述保護(hù)層是電磁場(EMF)屏蔽。
[0201 ] 優(yōu)選地，所述保護(hù)層是接地面。
[0202]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括:第二半導(dǎo)體管芯，在與所述半導(dǎo)體管芯不同的電壓工作，位于與所述半導(dǎo)體管芯相同的襯底上；隔離電路，耦合到所述半導(dǎo)體管芯和第二半導(dǎo)體管芯；以及一對電感器線圈，磁耦合所述半導(dǎo)體管芯和第二半導(dǎo)體管芯之間的電路。
[0203]優(yōu)選地，所述第二半導(dǎo)體管芯包括微機電(MEMS)開關(guān)。
[0204]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括具有鐵磁芯的電感器。
[0205]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括具有鐵磁芯的變壓器，其中所述變壓器的線圈在兩個不同的層上。
[0206]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括:第二半導(dǎo)體管芯，在與所述半導(dǎo)體管芯不同的電壓工作，位于與所述半導(dǎo)體管芯相同的襯底上；隔離電路，耦合到所述半導(dǎo)體管芯和所述第二半導(dǎo)體管芯；以及光學(xué)系統(tǒng)，光耦合所述半導(dǎo)體管芯和所述第二半導(dǎo)體管芯之間的電路。
[0207]優(yōu)選地，所述光學(xué)系統(tǒng)包括光電晶體管和LED。
[0208]優(yōu)選地，所述光學(xué)系統(tǒng)支持在所述第一半導(dǎo)體管芯和所述第二半導(dǎo)體管芯之間的雙向通信，并且每個管芯都包括光電晶體管和LED。
[0209]優(yōu)選地，所述第一和第二半導(dǎo)體管芯是并排設(shè)置的。
[0210]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括耦合到所述無源分立元件的電感器線圈，該電感器線圈激活和停用所述無源分立元件。
[0211]優(yōu)選地，所述背側(cè)包括附接特征部。
[0212]優(yōu)選地，所述附接特征部位于所述半導(dǎo)體管芯的邊緣上。
[0213]優(yōu)選地，所述附接特征部位于所述管芯的周界上。
[0214]優(yōu)選地，所述附接特征部是跡線形狀。
[0215]優(yōu)選地，所述附接特征部是方塊形狀。
[0216]優(yōu)選地，所述附接特征部是圓形形狀。
[0217]優(yōu)選地，所述附接特征部是階梯形狀。
[0218]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括填充所述附接特征部的密封劑。
[0219]優(yōu)選地，所述附接特征部在所述第二預(yù)制層的表面具有比在相對側(cè)的開口窄的開□。
[0220]優(yōu)選地，所述背側(cè)包括鎖定階梯，該鎖定階梯具有比所述至少一個分立部件大的垂直高度。
[0221]優(yōu)選地，所述前側(cè)包括附接特征部。
[0222]優(yōu)選地，所述附接特征部蝕刻在頂部的聚酰亞胺層上。
[0223]優(yōu)選地，所述附接特征部位于有源側(cè)上暴露的導(dǎo)電材料附近。
[0224]優(yōu)選地，所述附接特征部是圍繞所述暴露的導(dǎo)電材料的一對同心圓。
[0225]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括具有半徑r的TSV開口，其面積小于π *r2。
[0226]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括耦合所述前側(cè)與背側(cè)的TSV陣列，所述TSV陣列定位成與所述前側(cè)上的有源部分相距預(yù)定的距離。
[0227]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括電耦合到所述第一有源層的熱沉。
[0228]優(yōu)選地，所述熱沉部分地覆蓋所述有源層。
[0229]優(yōu)選地，所述熱沉完全地覆蓋所述有源層。
[0230]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述背側(cè)上的冷卻層。
[0231]優(yōu)選地，所述冷卻層位于所述第二預(yù)制層的下面。
[0232]優(yōu)選地，所述冷卻層包括用于讓冷卻劑材料通過其的微通道。
[0233]優(yōu)選地，所述冷卻層將由所述集成電路系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量傳遞到所述冷卻層下面指定的區(qū)域。
[0234]優(yōu)選地，所述冷卻層包括熱電類型的冷卻系統(tǒng)。
[0235]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體管芯還包括與所述前側(cè)和背側(cè)平行的側(cè)面通道。
[0236]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述背側(cè)上的冷卻層，該冷卻層包括與所述前側(cè)和背側(cè)平行的側(cè)面通道。
[0237]優(yōu)選地，所述側(cè)面通道可操作成允許冷卻劑材料通過其。
[0238]優(yōu)選地，所述側(cè)面通道是光傳輸線路。
[0239]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述背側(cè)上的熱電發(fā)電層，該熱電發(fā)電層把在所述集成電路系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換成電荷。
[0240]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括至少一個電荷存儲部件，該電荷存儲部件存儲來自所述熱電發(fā)電層的電荷。
[0241]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括至少一個重新分配所述電荷的重新分配部件。
[0242]優(yōu)選地，所述電荷重新分配到電源。
[0243]優(yōu)選地，所述電荷重新分配到供應(yīng)電源。
[0244]優(yōu)選地，重新分配路徑包括光鏈路，以防止電涌。
[0245]優(yōu)選地，重新分配路徑利用光源和光電二極管陣列產(chǎn)生次級電源。
[0246]優(yōu)選地，所述重新分配部件是光隔離的鏈路。
[0247]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述背側(cè)上的測量層，該測量層可操作成分析通過其的流體并電耦合到所述第一有源層。
[0248]優(yōu)選地，所述測量層包括過濾部件。
[0249]優(yōu)選地，所述過濾部件是MEMS部件。
[0250]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括用于流體的管道，其中該管道控制流體通過層的流速。
[0251 ] 優(yōu)選地，所述管道是同心圓形狀的。
[0252]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括:位于所述背側(cè)上的冷卻層；以及位于所述背側(cè)上的測量層，該測量層可操作成分析通過其的流體并電耦合到所述第一有源層。
[0253]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括:位于所述背側(cè)上的第三層，其包括讓流體通過的熱電部件；以及與所述前側(cè)和背側(cè)垂直的通路，用于流體運輸。
[0254]優(yōu)選地，所述熱電部件是MEMS部件。
[0255]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于背側(cè)上的光伏層。
[0256]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括把光轉(zhuǎn)換成用于所述集成電路系統(tǒng)的電力的有機光伏電池。
[0257]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述光伏層之上的阻光層，其部分地阻擋太陽光線到達(dá)所述光伏層。
[0258]優(yōu)選地，所述阻光層包括暴露指定區(qū)域的開口，以便允許光到達(dá)所述光伏層，該指定區(qū)域包括電荷存儲部件。
[0259]優(yōu)選地，所述光伏層在所述第二預(yù)制層下面。
[0260]優(yōu)選地，所述光伏層在所述第二預(yù)制層之上。
[0261]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括位于所述背側(cè)上的熱電發(fā)電層，該熱電發(fā)電層把在集成電路系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換成電荷。
[0262]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括至少一個電荷存儲部件，該電荷存儲部件存儲來自熱電發(fā)電層的電荷和由所述光伏層產(chǎn)生的能量。
[0263]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括至少一個重新分配所述電荷的重新分配部件。
[0264]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括從外部源接收遠(yuǎn)端信號的遠(yuǎn)端信號部件。
[0265]優(yōu)選地，所述集成電路系統(tǒng)還包括把遠(yuǎn)端信號發(fā)送到外部源的遠(yuǎn)端信號部件。
[0266]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電子裝置，其包括:電路板；以及位于該電路板上的垂直集成電路，包括:在半導(dǎo)體管芯的前側(cè)上制造的第一有源層；第二預(yù)制層，在所述半導(dǎo)體管芯的背側(cè)上并且具有包含在其中的電氣部件，其中所述電氣部件包括至少一個分立的無源部件；以及至少一條電氣路徑，耦合所述第一有源層與所述第二預(yù)制層。
[0267]優(yōu)選地，所述電子裝置還包括耦合到所述電路板的處理器。
[0268]優(yōu)選地，所述電子裝置還包括耦合到所述電路板的用戶接口。
[0269]優(yōu)選地，所述電子裝置是便攜式的。
[0270]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種垂直集成電路，其包括:具有有源電路的有源層；以及部件層，位于所述有源層的背側(cè)上，并且具有多個分立的無源部件與鏈路，其中所述分立的無源部件電連接到所述有源電路。
[0271 ] 優(yōu)選地，所述至少一條鏈路被熔合。
[0272]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件被激光修整。
[0273]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件是電阻器。
[0274]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件是電容器。
[0275]優(yōu)選地，所述至少一個分立的無源部件是電感器。
[0276]優(yōu)選地，所述部件層是硅晶片材料的。
[0277]優(yōu)選地，所述部件層是陶瓷材料的。
[0278]優(yōu)選地，所述部件層是玻璃材料的。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路系統(tǒng)，包括: 襯底； 在所述襯底上的第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括制造在前側(cè)的有源層和在背側(cè)的部件層，其中所述部件層包括分立的無源部件； 在所述襯底上的第二半導(dǎo)體管芯，具有與所述第一半導(dǎo)體管芯不同的操作電壓； 隔離阻擋物，配置為將所述第一和第二半導(dǎo)體管芯彼此電隔離；以及 通信電路，配置為在所述第一和第二半導(dǎo)體管芯之間傳輸數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述通信電路是配置為維持兩個半導(dǎo)體管芯之間的電隔離的磁路。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述磁路包括配置為磁耦合兩個半導(dǎo)體管芯之間的電路的一對電感線圈。
4.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述通信電路是配置為維持兩個半導(dǎo)體管芯之間的電隔離的光路。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述光路包括光電晶體管和LED。
6.如權(quán)利要求4所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述光路支持兩個半導(dǎo)體管芯之間的雙向通信。
7.如權(quán)利要求6所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述光路包括兩對光電晶體管和LED，在每個半導(dǎo)體管芯上有一對。
8.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，半導(dǎo)體管芯并排設(shè)置，隔離阻擋物在半導(dǎo)體管芯之間。
9.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，半導(dǎo)體管芯被疊置，隔離阻擋物在半導(dǎo)體管芯之間。
10.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，半導(dǎo)體管芯是利用兩種不同的技術(shù)制造的。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，還包括波導(dǎo)層。
12.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，還包括變壓器。
13.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，還包括控制所述無源部件對所述有源電路的訪問的電感器。
14.如權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中，所述第二半導(dǎo)體管芯包括微機電(MEMS)開關(guān)。
15.一種方法，包括: 以第一操作電壓操作襯底上的第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括制造在前側(cè)的有源層和在背側(cè)的部件層，其中所述部件層包括分立的無源部件； 以第二操作電壓操作在所述襯底上的第二半導(dǎo)體管芯，所述第二操作電壓不同于所述第一操作電壓，所述第二半導(dǎo)體管芯與所述第一半導(dǎo)體管芯電隔離；以及 在兩個半導(dǎo)體管芯之間傳輸信號。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，傳輸信號包括從一個半導(dǎo)體管芯向另一個半導(dǎo)體管芯發(fā)送磁信號。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，傳輸信號包括從一個半導(dǎo)體管芯向另一個半導(dǎo)體管芯發(fā)送光信號。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括激活和停用所述無源部件。
19.一種裝置,包括: 電路板； 在所述電路板上的垂直集成電路，包括: 襯底； 在所述襯底上的第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括制造在前側(cè)的有源層和在背側(cè)的部件層，其中部件包括分立的無源部件； 在所述襯底上的第二半導(dǎo)體管芯，具有與所述第一半導(dǎo)體管芯不同的操作電壓； 隔離阻擋物，配置為將所述第一和第二半導(dǎo)體管芯彼此電隔離；以及 通信電路，配置為在所述第一和第二半導(dǎo)體管芯之間傳輸信號；以及處理器。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括用戶界面。
【文檔編號】H01L51/44GK104362143SQ201410454358
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月22日
【發(fā)明者】A·奧都奈爾, S·艾瑞阿爾特, M·J·姆菲, C·萊登, G·卡塞, E·E·恩格利什 申請人:美國亞德諾半導(dǎo)體公司