專利名稱：設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上并具有位于襯底相對側(cè)上用于驅(qū)動調(diào)制器的微處理器電路的空間光 ...的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及空間光調(diào)制器和微處理器。
對于用于很多種電子器件的相對緊湊的數(shù)字顯示器的需求不斷增長。例如，蜂窩式電話和各種其他設(shè)備需要相對緊湊的顯示器，并且有時整個器件可以足夠緊湊以便手持。這些器件具有用于運行各種應(yīng)用程序的基于處理器的系統(tǒng)和顯示器。通常，利用印刷電路板將多種集成電路芯片組織起來以實現(xiàn)用于空間光調(diào)制器的電路和處理器。這趨向于橫向展寬器件的尺寸，提高最小可能器件尺寸。
許多現(xiàn)今出現(xiàn)的顯示技術(shù)使提供相對緊湊的顯示器成為可能。例如，反射光閥可以以硅基液晶(LCOS)技術(shù)為基礎(chǔ)，將成熟的硅技術(shù)與液晶光學(xué)技術(shù)合并。微顯示器應(yīng)用于手持式移動電話，并且用于個人電腦和家庭娛樂的背投顯示器應(yīng)用了混合反射光調(diào)制器技術(shù)。此外，Silicon Light Machine的光柵光閥和Texas Instruments的數(shù)字微鏡器件(DMMD)也可以用于制作顯示器。
空間光調(diào)制器調(diào)節(jié)介質(zhì)的光學(xué)特性，以便當(dāng)該介質(zhì)暴露在光中時將圖像顯示出來?？臻g光調(diào)制器的特性實質(zhì)上與微處理器的特性不一致。微處理器是完全的硅器件，且可以形成在管芯上并與各種用于與外界連接的不同接觸封裝?？臻g光調(diào)制器包括使用限制在一對隔開的板之間的液晶層。通常，認(rèn)為對基于液晶的器件的封裝與微處理器的要求基本上是不同的。
因此，不斷需要更好地集成微處理器和空間光調(diào)制器的方法，以獲得具有更加緊湊顯示器排列的基于處理器的系統(tǒng)。
附圖簡要說明

圖1是已被蝕刻以在支座頂側(cè)上形成溝槽陣列的半導(dǎo)體支座的放大橫截面圖；圖2是將圖1中形成的溝槽氧化后的放大橫截面圖；圖3是將圖2所示的氧化溝槽進行金屬化并用層間電介質(zhì)和金屬化層覆蓋后的放大橫截面圖；
圖4是將支座穿透以形成多個完全貫穿該支座延伸的孔后，圖3中所示的支座的放大橫截面圖；圖5是將貫穿孔氧化后，圖4所示的實施例的放大橫截面圖；圖6是將孔金屬化后，圖5所示的實施例的放大橫截面圖；圖7是將金屬化孔表面金屬化并拋光后，圖6所示的實施例的放大橫截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的完成的集成電路的放大橫截面圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的計算機系統(tǒng)的示意圖。
詳細(xì)描述一種集成電路可以包括位于一個表面上的空間光調(diào)制器和位于相反表面上的微處理器。該空間光調(diào)制器和微處理器可以通過一個或更多完全貫穿該集成電路延伸的傳導(dǎo)互連來電耦合。
參考圖1，首先將支座10蝕刻形成多個位于支座10的頂側(cè)13上的分立的孔或溝槽12。在本發(fā)明的一個實施例中，支座10可以由P型硅半導(dǎo)體襯底形成?？蛇x擇地，支座可以包括藍寶石，例如在絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)技術(shù)中。
可以將溝槽12氧化形成氧化物14，如圖2所示?，F(xiàn)在已經(jīng)被氧化的溝槽12可以是延伸穿過支座10相當(dāng)大距離的相對較深的溝槽。例如，氧化后，溝槽12可以從頂側(cè)13到背側(cè)11延伸穿過大于支座10一半厚度的深度?？蛇x擇地，氧化物14可以是淀積的。作為另一可選擇的，可以使用諸如氮化硅的電介質(zhì)代替氧化物14。
由形成如圖3中16所表示的所謂金屬一金屬化(metal onemetallization)的金屬化層來覆蓋溝槽12。金屬一金屬化16可以由層間電介質(zhì)(ILD)和另外的金屬化層18覆蓋。該另外的金屬化層可以包括第二、第三和第四甚至更高的具有插入電介質(zhì)層的金屬化層。金屬化層可以實現(xiàn)用于常規(guī)微處理器的期望的結(jié)構(gòu)和功能。
此后，如圖4所示，由支座10的背側(cè)11中形成溝槽20以便與先前在頂側(cè)13中形成的溝槽12的陣列配對。結(jié)果，孔或溝槽20完全貫穿支座10延伸?？梢酝ㄟ^化學(xué)或激光燒蝕從背側(cè)11形成溝槽20。有利的是，它們不會對金屬一層(metal one layer)16產(chǎn)生不利影響。
此后，將溝槽20露出的表面氧化以形成溝槽氧化物14，該溝槽氧化物覆蓋溝槽20的內(nèi)表面，如圖5所示。氧化物14也可以是淀積的氧化物。此外，也可以淀積諸如氮化硅的其他電介質(zhì)材料而代替氧化物或附加在氧化物上。在本發(fā)明的一個實施例中，溝槽可以以圓形橫截面形狀形成。
接下來，如圖6所示，可以將溝槽20金屬化，如24所示，以便形成從頂側(cè)13延伸穿過到支座10的背側(cè)11的傳導(dǎo)通孔24。在頂側(cè)13，傳導(dǎo)通孔24與金屬一層16電接觸并且在底部該通孔與鏡面焊盤(mirror pad)26電接觸?？梢圆捎冒ㄤX、銅和金的多種常規(guī)材料形成通孔24。此外，還可能采用其他常規(guī)材料，例如硅化物。不采用通過涂覆工藝形成通孔24，可以由充分填充溝槽20的固體傳導(dǎo)栓塞形成通孔24。
此后，將背側(cè)11金屬化，并構(gòu)圖和確定多個金屬焊盤26，如圖7所示。金屬焊盤26形成用于空間光調(diào)制器的所謂的金屬零層(metalzero layer)或鏡面焊盤。可以采用硅基液晶(LCOS)技術(shù)形成金屬焊盤26。在鏡面焊盤26上可以形成對準(zhǔn)層28。對準(zhǔn)層28可以由例如氧化銦錫形成。液晶材料30夾在涂覆于透明頂板34上的對準(zhǔn)層32與層28之間。層32也可以由氧化銦錫形成?？梢栽趯?zhǔn)層28與頂板34之間提供間隔物(未示出)以保持期望的間隔。
可以將散熱器36外圍地固定在支座10以消除由微處理器和/或空間光調(diào)制器產(chǎn)生的熱量，而不妨礙圖8中由雙箭頭表示的到達調(diào)制器的光子通道?？梢蕴峁╇娊佑|38以電耦合至對準(zhǔn)層32和28?？梢蕴峁┟芊?0以便維持對準(zhǔn)層28和32之間的液晶材料30。
支座10可以由P型硅半導(dǎo)體材料制成，可以在金屬互連24之間形成N+型擴散50。擴散50可以形成晶體管，該晶體管控制空間光調(diào)制器的工作。
可以在微處理器頂部構(gòu)圖并確定多個金屬接觸42用于使輸入和輸出連接到微處理器。在本發(fā)明的一個實施例中，接觸42可以由金屬五金屬化層(metal five metallization layer)形成。在本發(fā)明的一個實施例中，可以采用焊料球或凸塊44實現(xiàn)將微處理器的輸入和輸出耦合到印刷電路板46的倒裝芯片型封裝。凸塊44還可以實現(xiàn)通過通孔24的用于空間光調(diào)制器的輸入/輸出連接。在另一實施例中，可以采用載帶自動鍵合(TAB)系統(tǒng)代替凸塊44。
鏡面焊盤26確定用于空間光調(diào)制器的鏡面。施加到液晶材料30上的電位調(diào)制進入的光以產(chǎn)生圖像。這些圖像可以直接被觀察或被投射到投影屏上。通常，金屬焊盤26可以是矩形或正方形，并一起形成鏡面矩形陣列。該鏡面陣列可以與設(shè)置在鏡面上的液晶材料一起確定像素元件的陣列?？梢酝ㄟ^在支座10中形成的LCOS有源元件控制液晶材料30的透射率。
由于可以利用管芯或支座10的兩側(cè)，因此一些實施例可以提高單個硅管芯的利用率。此外，微處理器和空間光調(diào)制器可以緊密地并列設(shè)置。由金屬通孔24和位于背側(cè)13上的氧化物14b上的鏡面焊盤26自然地形成像素存儲電容，該像素存儲電容通常在硅液晶器件背板顯示器中消耗大量面積。這會降低對大型電子器件的需求，并可以允許另外的像素平面工藝晶體管或集成其他功能，例如圖形顯示控制或處理器功能。通過在幀順序和多通道應(yīng)用中都使光學(xué)系統(tǒng)非常緊湊，一些實施例可以特別適于在微顯示器和背投顯示器中使用。
當(dāng)絕緣體用于形成支座10時，無需使用氧化物或其他絕緣層使傳導(dǎo)通孔24絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的計算機系統(tǒng)50包括支座10，其耦合至空間光調(diào)制器56和微處理器52。系統(tǒng)50可以包括通過接口54耦合至微處理器52的系統(tǒng)存儲器58。接口54可以耦合至總線60，該總線可以耦合至第二接口62，而第二接口62進而耦合至第二總線64。
總線64可以耦合至基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)存儲器72和串行輸入/輸出(SIO)設(shè)備66。例如，設(shè)備66可以耦合至鼠標(biāo)68和鍵盤70。當(dāng)然，圖9所示的結(jié)構(gòu)僅是可能結(jié)構(gòu)的示例，其可以包括具有支座10的集成電路，在其相反側(cè)上連接有空間光調(diào)制器56和微處理器52。
雖然已經(jīng)通過相關(guān)的有限數(shù)目的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解由此作出的許多更改和變化。所附權(quán)利要求覆蓋了所有落入本發(fā)明基本精神和范圍的這種更改和變化。
權(quán)利要求
1.一種計算機系統(tǒng)，包括包含存儲器的第一集成電路；以及耦合至該第一集成電路的第二集成電路，該第二集成電路包含具有相對側(cè)的半導(dǎo)體材料支座，所述支座包含安裝在所述支座一側(cè)上的空間光調(diào)制器和安裝在所述支座的相對側(cè)上的微處理器，所述微處理器由電導(dǎo)體穿過所述支座耦合至所述調(diào)制器。
2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二集成電路的所述空間光調(diào)制器采用硅基液晶技術(shù)形成。
3.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二集成電路包含多個形成為電介質(zhì)絕緣通孔的導(dǎo)體，其從所述支座的一個相對側(cè)延伸到另一個相對側(cè)。
4.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二集成電路包含延伸穿過所述支座的多個傳導(dǎo)通孔，在所述調(diào)制器中的多個鏡面焊盤以及在所述處理器中的多個傳導(dǎo)焊盤，每個所述通孔接觸位于所述支座一側(cè)上的所述調(diào)制器中的鏡面焊盤，以及位于所述支座另一側(cè)上的金屬焊盤。
5.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述支座包含透明傳導(dǎo)層和液晶層，穿過所述空間光調(diào)制器到所述傳導(dǎo)層形成電接觸。
6.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述支座包含完全穿過所述支座形成管狀壁的孔，形成在所述壁上的介電層以及形成在所述孔中的傳導(dǎo)層以使所述介電層夾在所述傳導(dǎo)層與所述支座之間，與所述傳導(dǎo)層形成電接觸的鏡面焊盤，所述鏡面焊盤形成所述空間光調(diào)制器的一部分。
7.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包含耦合至所述第二集成電路的接口。
8.權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，包含耦合至所述接口的總線。
全文摘要
一種集成電路，可以具有形成在半導(dǎo)體支座(10)的一側(cè)上的空間光調(diào)制器(30)和形成在相對側(cè)上的微處理器(18)。該微處理器(18)和該空間光調(diào)制器可以通過完全穿過該半導(dǎo)體支座(10)延伸的電連接(24)相互通信。微處理器(18)可以采用凸塊封裝技術(shù)(44)接觸。
文檔編號G02F1/1345GK1582409SQ02822050
公開日2005年2月16日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月7日
發(fā)明者K·拉, R·史密斯 申請人:英特爾公司