相關申請的交叉引用

本申請要求共同擁有的于2015年1月30日提交的美國非臨時專利申請no.14/611,035的優(yōu)先權，該專利申請的內容通過援引全部明確納入于此。

領域

本公開一般涉及三維集成電路堆疊。

相關技術描述

技術進步已產生越來越小且越來越強大的計算設備。例如，當前存在各種各樣的便攜式個人計算設備，包括較小、輕量且易于由用戶攜帶的無線電話，諸如移動和智能電話、平板以及膝上型計算機。這些設備可在無線網絡上傳達語音和數據分組。另外，許多此類設備納入附加功能性，諸如數碼相機、數碼攝像機、數字記錄器以及音頻文件播放器。同樣，此類設備可以處理可執(zhí)行指令，包括可被用于訪問因特網的軟件應用，諸如web瀏覽器應用。如此，這些設備可包括顯著的計算能力。

另外，技術進步已實現了對更小的集成電路和電子器件的制造。除了減小的尺寸之外，這些集成電路中的許多集成電路已被優(yōu)化以提供更低的功率和更高速的操作。隨著集成電路和電子器件尺寸已減小并且低功率/高速操作已變得越來越重要，一些電路特性已變得越來越受限。例如，用于集成電路中的線寬的減小已減小了用于路由信號的導線的橫截面積。減小的橫截面積引起增加的導線電阻。然而，由于每個集成電路中的電子器件的數量已持續(xù)增加，還沒有導線長度的對應減小來抵消橫截面積的減小。因此，導線電阻已變成對許多集成電路的性能的越來越重要的限制。

概述

為了克服導線電阻對集成電路性能的影響，可以縮短用于在集成電路的電子器件之間路由信號(例如，電流或電壓)的導線的總長度?？s短電子器件之間的導線跡線可以通過將電子器件在集成電路中間隔得更加靠近在一起來完成；然而，制造和設計約束會限制通過調節(jié)間隔能夠達到的益處。

還可以通過使用修改導線布線來減小導線長度。然而，傳統的配線方案會限制通過經修改的導線布線能夠獲得的益處。例如，由于制造約束，超大規(guī)模集成電路通常使用曼哈頓(manhattan)配線方案(也被稱為“出租車布線”)來互連各電路器件。曼哈頓配線方案指代其中以模擬城市街區(qū)的方式來布置導線的配線方案。例如，導線的每一部分在兩個正交方向中的一個方向上取向，例如，在平行于笛卡爾坐標系的x軸(按照慣例被稱為“水平”)的方向上或者在平行于笛卡爾坐標系的y軸(按照慣例被稱為“垂直”)的方向上。曼哈頓配線方案中的導線通常被布置在由導電通孔互連的多個金屬層中。在該布置中，每一層包括在單個方向上(例如，水平或垂直)取向的導線，并且交替的層包括在不同方向上取向的導線(例如，如果第一層包括水平導線，則下一層包括垂直導線)。由此，在曼哈頓配線方案中，用于互連兩個電子器件的導線長度可具有器件之間的水平距離(即，距離的x方向分量)加上器件之間的垂直距離(即，距離的y方向分量)的下限。

為了克服曼哈頓配線方案的導線長度限制，可添加對角導線跡線。然而，對于非常小的導線寬度，添加具有對角(相對于曼哈頓配線方案)導線的金屬層會引起相當大的制造困難，諸如對準以及多次圖案化和/或多次曝光復雜性。

根據本文所描述的特定示例的各器件減小了導線長度，同時還使用曼哈頓配線方案。例如，兩個或更多個集成電路管芯可被組裝以形成三維(3d)集成電路(ic)堆疊。3dic堆疊中的每個管芯可包括根據曼哈頓配線方案來布置的配線。當各管芯被堆疊時，曼哈頓配線方案彼此成角度地偏移。例如，第一管芯可包括根據第一曼哈頓布線方案來布置的第一配線，并且第二管芯可包括根據第二曼哈頓布線方案來布置的第二配線。當第一管芯的接合接口電連接到第二管芯的接合接口以形成3dic堆疊時，第一曼哈頓布線方案相對于第二曼哈頓布線方案可以是非曼哈頓的(例如，可包括不水平且不垂直的導線)。例如，第一配線可包括基本上平行于0°參考軸來取向的第一水平導線，以及基本上平行于90°參考軸來取向的第一垂直導線。在該示例中，第二配線可包括基本上平行于45°參考軸來取向的第二水平導線，以及基本上平行于-45°參考軸來取向的第二垂直導線。替換地，在該示例中，第二配線可與第一配線偏移以形成另一角度差。為了解說，第二配線可與第一配線偏移(例如，具有角度差)5°至85°之間。

3dic堆疊的各電子器件可經由管芯中的任一或兩者上的配線來連接。例如，可使用第一管芯和第二管芯兩者的配線將第一管芯上的電子器件耦合到第二管芯上的電子器件。因此，相對于曼哈頓配線方案中的一者呈對角的配線可以用于互連各電子器件，以便縮短兩個電子器件之間的總連接長度。類似地，可使用第二管芯上的配線將第一管芯上的第一電子器件耦合到第一管芯上的第二電子器件。因此，相對于第一管芯的曼哈頓配線方案的對角配線可用于連接第一管芯的兩個電子器件，以便縮短這兩個電子器件之間的總互連長度。由于每個管芯包括曼哈頓配線方案，避免了與制造非曼哈頓配線(例如，對角導線)相關聯的困難。然而，3dic堆疊使對角導線可用以縮短總導線長度。

在一特定方面，公開了一種3dic堆疊。所述3dic堆疊包括第一管芯。所述第一管芯包括具有第一布局取向的第一組配線以及耦合到所述第一組配線的第一接合接口。所述3dic堆疊還包括第二管芯。所述第二管芯包括具有第二布局取向的第二組配線以及耦合到所述第二組配線的第二接合接口。所述第一管芯和所述第二管芯在所述第一接合接口耦合到所述第二接合接口的情況下被堆疊，以使得所述第一布局取向與所述第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。

在另一特定方面，一種3dic堆疊包括第一管芯，所述第一管芯包括第一接合接口以及根據第一曼哈頓配線方案來布置的第一多個互連層。所述3dic堆疊還包括第二管芯，所述第二管芯包括第二接合接口以及根據第二曼哈頓配線方案來布置的第二多個互連層。所述第一管芯和所述第二管芯在所述第一接合接口耦合到所述第二接合接口的情況下被堆疊，以使得所述第一曼哈頓配線方案和所述第二曼哈頓配線方案相對于彼此是非曼哈頓的。

在另一特定方面，一種3dic堆疊包括第一管芯，所述第一管芯包括第一電子器件、第二電子器件和第一組導線，所述第一組導線根據第一曼哈頓配線方案來布置并且耦合到第一接合接口。所述3dic堆疊還包括第二管芯，所述第二管芯包括耦合到第二接合接口的第二組導線。所述第一管芯和所述第二管芯被堆疊成使得所述第一接合接口耦合到所述第二接合接口，以使用所述第二組導線中的導線在所述第一電子器件與所述第二電子器件之間形成導電路徑，其中，所述導電路徑比基于所述第一曼哈頓配線方案在所述第一電子器件與所述第二電子器件之間的常規(guī)路徑更短。

在另一特定方面，一種制造3dic堆疊的方法包括：對準第一管芯的第一接合接口和第二管芯的第二接合接口。所述第一管芯包括耦合到所述第一接合接口、具有第一布局取向的第一組配線，并且所述第二管芯包括耦合到所述第二接合接口、具有第二布局取向的第二組配線。當所述第一接合接口和所述第二接合接口對準時，所述第一布局取向與所述第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。所述方法還包括：電連接所述第一接合接口和所述第二接合接口。

在另一特定方面，一種路由信號(例如，電流或電壓)的方法包括：使用第一組導線中的第一導線在第一管芯中路由信號，所述第一組導線根據第一布局取向來布置。所述方法還包括：將所述信號從所述第一管芯的第一接合接口路由到第二管芯的第二接合接口。所述方法進一步包括：使用第二組導線中的第二導線在所述第二管芯中路由所述信號，所述第二組導線根據第二布局取向來布置。所述第一管芯和所述第二管芯被堆疊成使得所述第一布局取向與所述第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。

在另一特定方面，一種路由信號的方法包括：使用第一組導線在第一管芯中路由信號，所述第一組導線根據第一曼哈頓配線方案被布置在第一多個互連層中。所述方法還包括：將所述信號從所述第一管芯的第一接合接口路由到第二管芯的第二接合接口。所述方法進一步包括：使用第二組導線在所述第二管芯中路由所述信號，所述第二組導線根據第二曼哈頓配線方案被布置在第二多個互連層中。所述第一管芯和所述第二管芯被堆疊成使得所述第一曼哈頓配線方案和所述第二曼哈頓配線方案相對于彼此是非曼哈頓的。

在另一特定方面，一種路由信號的方法包括：使用第一組導線中的第一導線將信號從第一管芯的第一電子器件路由到所述第一管芯的第一接合焊盤。所述方法還包括：將所述信號從第一接合焊盤路由到第二管芯的第二接合焊盤。所述方法進一步包括：使用第二組導線中的第二導線在所述第二管芯中將所述信號從所述第二接合焊盤路由到所述第二管芯的第三接合焊盤。所述第二組導線根據曼哈頓配線方案來布置。所述方法還包括：將所述信號從第三接合焊盤路由到第一管芯的第四接合焊盤。所述方法進一步包括：使用所述第一組導線中的第三導線將所述信號從所述第四接合焊盤路由到所述第一管芯的第二電子器件。

由所公開的各實施例中的至少一個實施例提供的一個特定優(yōu)點在于，用于形成曼哈頓配線方案的制造過程可以用于提供電子器件之間的對角(例如，非曼哈頓)互連。對角互連可以用于減小電子器件之間的導線長度，從而減小與互連相關聯的電阻。本公開的其他方面、優(yōu)點和特征將在閱讀了整個申請后變得明了，整個申請包括以下章節(jié)：附圖簡述、詳細描述、以及權利要求書。

附圖簡述

圖1是解說了三維集成電路堆疊的特定解說性實施例的立體視圖的圖；

圖2是圖1的三維集成電路堆疊的特定解說性實施例的俯視圖的圖；

圖3是圖1的三維集成電路堆疊的特定解說性實施例的橫截面視圖的圖；

圖4是三維集成電路堆疊中的兩個管芯的特定解說性實施例的圖；

圖5是三維集成電路堆疊的特定解說性實施例的框圖；

圖6是形成三維集成電路堆疊的方法的特定解說性實施例的流程圖；

圖7是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法的第一特定解說性實施例的流程圖；

圖8是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法的第二特定解說性實施例的流程圖；

圖9是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法的第三特定解說性實施例的流程圖；

圖10是包括三維集成電路堆疊的設備的框圖；以及

圖11是用于制造包括三維集成電路堆疊的電子設備的制造過程的特定解說性實施例的數據流圖。

詳細描述

圖1、2和3解說了包括第一管芯106和第二管芯108的三維(3d)集成電路(ic)堆疊100的特定實施例。圖1解說了第一管芯106與第二管芯108分開的立體視圖。圖2解說了第一管芯106的配線和第二管芯108的配線的俯視圖。圖3解說了第一管芯106和第二管芯108相接觸以形成3dic堆疊100的橫截面視圖。

在圖1-3中，某些組件已被省略以突出管芯106、108的導線的布置。例如，使管芯106、108的導線分開的電介質已被省略。另外，僅解說了一些代表性的電子器件和一些代表性的通孔。在特定實施例中配線層、通孔和電子器件的具體布置和數量將取決于具體電路和設計目標。例如，在一特定實施例中，第一管芯106包括一個或多個處理元件，并且第二管芯108包括一個或多個存儲器元件。為了解說，第一管芯106可包括或對應于處理管芯，該處理管芯包括數字信號處理器(dsp)、圖形處理器單元(gpu)、中央處理單元(cpu)、或者其一個或多個處理核。在該示例中，第二管芯108可包括存儲器管芯，該存儲器管芯包括第一管芯106的一個或多個處理器可訪問的存儲器(例如，高速緩存)。因此，圖1-3中所示出的3dic堆疊是非限制性的并且應當被認為解說本文所公開的原理和實施例。

在圖1-3中，第一管芯106包括第一基板102和第一配線103，并且第二管芯108包括第二基板104和第二配線105。第一配線103包括在第一方向152上取向的一組導線110、111，以及在第二方向153上取向的一組導線112、113、114。第一方向152垂直于第二方向153，如由圖2的角度154所解說的。因此，第一配線103包括按第一曼哈頓配線方案來布置的多條導線。第一配線103耦合到包括接合焊盤116、117和118的第一接合接口。

第二配線105包括在第三方向150上取向的一組導線120、121、122和123，以及在第四方向151上取向的一組配線124、125、126、127、128和129。第三方向150基本上垂直于第四方向151，如由圖2的角度156所解說的。因此，第二配線105根據第二曼哈頓配線方案來布置。第二曼哈頓配線方案可以不同于第一曼哈頓配線方案。例如，第一方向152可與第三方向150分開呈銳角(諸如在5°至85°之間)的角度158。為了解說，角度158可以是大約45°(例如，在40°至50°之間)。由此，雖然第一配線103根據第一曼哈頓配線方案來布置并且第二配線105根據第二曼哈頓配線方案來布置，但是第一曼哈頓配線方案相對于第二曼哈頓配線方案是非曼哈頓的。

第二配線105可耦合到第二接合接口，諸如接合焊盤130、131、132。第二接合接口可被布置成對應于第一接合接口。例如，當第一管芯106耦合到第二管芯108時，接合焊盤116-118可與對應接合焊盤130-132基本上對準(例如，充分對準以實現與對應接合焊盤130-132的電互連)并且可被電連接(例如，通過焊球或者其他導電連接)。當接合焊盤116-118與對應的接合焊盤130-132基本上對準時，管芯106、108的側面也可基本上對準(例如，與3dic堆疊100的封裝充分對準)。

管芯106、108中的每一者可包括一個或多個電子器件。例如，第一管芯106可包括電子器件160、162，并且第二管芯108可包括電子器件140、142。另外，管芯106、108中的一者或兩者可包括在與接合接口相對的表面上的外部接口。例如，外部接口可包括一個或多個穿硅通孔144，其使得第一管芯106能夠耦合到附加管芯(諸如圖5中)。第一配線103和第二配線105中的各個配線層可通過通孔(諸如通孔164和165)彼此耦合并耦合到對應的接合焊盤。

可使用第一配線103的一部分、第二配線105的一部分、或者第一配線103和第二配線105兩者的一部分來互連3dic堆疊100的電子器件140、142、160和162。在該布置中，根據曼哈頓配線方案來布置的配線可以用于提供對角互連，以減小某些器件互連信號路徑的導線長度，如參照圖4進一步描述的。

例如，可使用第二配線105中的一條或多條導線以及第一導線103中的一條或多條導線將第二管芯108的第一電子器件140耦合到第二管芯108的第二電子器件142。由于第一導線103相對于第二管芯108的曼哈頓配線方案呈對角，因此第一電子器件140與第二電子器件142之間的總連接距離相對于僅使用第二配線105的曼哈頓配線方案來連接第一電子器件140和第二電子器件142可被縮短。類似地，可使用第一配線103中的一條或多條導線、第二配線105中的一條或多條導線、或兩者來互連第一管芯106的第三電子器件160和第四電子器件162。另外，可使用第一配線103中的導線和第二配線105中的導線將第一管芯106的電子器件(諸如第三電子器件160)耦合到第二管芯108的電子器件(諸如第一電子器件140)。由此，包括兩個不同曼哈頓配線方案的3dic堆疊實現了使用在傳統曼哈頓配線方案中不可用的對角布線布置。另外，由于管芯106、108中的兩者均可以使用曼哈頓配線方案制造過程來制造，因此可以避免與形成對角導線或者非曼哈頓配線方案相關聯的困難。

圖4是3dic堆疊中的兩個管芯的特定解說性實施例的圖。例如，圖4的管芯402和404可分別對應于圖1-3的第一管芯106和第二管芯108。

在圖4中，第一管芯402具有第一曼哈頓配線方案(圖4中由“加號”形狀的符號414來標示)，并且第二管芯404具有第二曼哈頓配線方案(圖4中由“x”形狀的符號416來標示)。第一曼哈頓配線方案414不同于第二曼哈頓配線方案416。例如，第二曼哈頓配線方案416可相對于第一曼哈頓配線方案414旋轉。在一特定實施例中，第二曼哈頓配線方案416相對于第一曼哈頓配線方案414具有40度至50度之間(例如，大約45度)的角度差。在其他實施例中，第二曼哈頓配線方案416相對于第一曼哈頓配線方案414具有大于5度并且小于85度的角度差。由此，當第一管芯402和第二管芯404用于形成3dic堆疊時，如以下進一步描述的，第一曼哈頓配線方案414提供相對于第二曼哈頓配線方案416的對角導電路徑，反之亦然。

每個管芯402和404包括接合接口，該接合接口包括一組接合焊盤。當被堆疊以形成3dic堆疊時，接合接口面向彼此。在圖4中，用基準標記406、408、410、412來示出管芯402、404，以指示管芯402、404在3dic堆疊中如何布置。為了解說，當第二管芯404與第一管芯402對準并且電耦合到第一管芯402時，第一管芯402的第一“a”基準標記406可與第二管芯404的第二“a”基準標記408對準。類似地，第一管芯402的第一“b”基準標記410可與第二管芯404的第二“b”基準標記412對準。

如圖4中所解說的，管芯402、404中的每一者可包括多個電子器件。例如，第一管芯402包括代表性的電子器件420、421、422、423和424。類似地，第二管芯404包括代表性的電子器件430、431、432和433?？梢园词沟弥辽僖恍┗ミB的總長度減小的方式，使用兩個曼哈頓配線方案414、416的配線來互連各電子器件。例如，在圖4中，使用第一管芯402的配線將電子器件424耦合到第一管芯402的電子器件420。在另一示例中，第一管芯402的電子器件424可經由第一管芯402的配線452、第一管芯402的接合焊盤451以及第二管芯404的對應接合焊盤450耦合到第二管芯404的電子器件431。由此，在該示例中，主要使用第一管芯402的配線將電子器件424耦合到電子器件431。

在另一示例中，將第一管芯402的電子器件423耦合到第一管芯402的電子器件421的導電路徑的至少一部分可包括第二管芯404的一條或多條導線。例如，第一電子器件423可耦合到第一管芯402的接合焊盤445。接合焊盤445可耦合到第二管芯404的對應接合焊盤444。第二管芯404的接合焊盤444可耦合到第二管芯404的導線443。導線443可耦合到第二管芯404的接合焊盤442。第二管芯404的接合焊盤442可耦合到第一管芯402的對應接合焊盤441。第一管芯402的接合焊盤441可耦合到第一管芯402的導線440。導線440可耦合到第二電子器件421。由此，第一管芯402的兩個電子器件423和421可經由導電路徑耦合在一起。該導電路徑的第一部分可包括第一管芯402的配線(例如，導線440)，并且該導電路徑的第二部分可包括第二管芯404的配線(例如，導線443)。由導線443和440形成的導電路徑可比使用第一管芯402的第一曼哈頓配線方案414可在電子器件423、421之間形成的常規(guī)導電路徑446更短。由此，使用第一管芯402和第二管芯404形成的3dic堆疊可以使用在常規(guī)曼哈頓配線方案中不可用的對角布線布置。另外，由于管芯402和404中的兩者均可以使用曼哈頓配線方案制造過程來制造，因此可以避免與形成對角導線或者非曼哈頓配線方案相關聯的困難。

圖5是3dic堆疊500的特定解說性實施例的框圖。在圖5中，使用參照圖4引入的符號來表示第一曼哈頓配線方案414和第二曼哈頓配線方案416。在圖5中，3dic堆疊500包括第一管芯502，該第一管芯502包括根據第一曼哈頓配線方案來布置的配線。第一管芯502耦合到第二管芯504，該第二管芯504包括根據第二曼哈頓配線方案來布置的配線。在圖5中，3dic堆疊500還包括第三管芯506。第三管芯506可包括根據第一曼哈頓配線方案來布置的配線、根據第二曼哈頓配線方案來布置的配線、或者根據另一(曼哈頓或者非曼哈頓)配線方案來布置的配線。3dic堆疊500還可包括一個或多個附加管芯508。該一個或多個附加管芯508中的每一者可包括根據第一曼哈頓配線方案來布置的配線、根據第二曼哈頓配線方案來布置的配線、或者根據另一(曼哈頓或者非曼哈頓)配線方案來布置的配線。因此，3dic堆疊500中的管芯502-508可以使用在常規(guī)曼哈頓配線方案中不可用的對角導電路徑，同時避免與制造具有非曼哈頓配線方案的器件相關聯的困難。

3dic堆疊500中的管芯502-508中的一者或多者可包括在兩個相對側面上的接合接口。例如，第二管芯504可包括在毗鄰于第一管芯502的側面上的、包含多個接合焊盤的第一接合接口，并且第二管芯504可包括在毗鄰于第三管芯506的側面上的、包含多個接合焊盤的第二接合接口。在一特定實施例中，第二管芯504包括在第一接合接口與第二接合接口之間的一個或多個貫通孔(例如，穿硅通孔(tsv))。在該實施例中，第一管芯502和第三管芯506可電連接而無需使用第二管芯504的配線。替換地，第二管芯504的配線可用于提供第一管芯502與第三管芯506之間的信號路徑的至少一部分。另外，管芯502-508中的一者或多者可包括外部接口。例如，第一管芯502可包括在與第二管芯504相對的側面上的外部接口。在該示例中，外部接口可用于將3dic堆疊500與該3dic堆疊外部的器件電連接。為了解說，外部接口可用于提供引腳輸出連接以用于封裝3dic堆疊。

圖6是形成三維集成電路堆疊的方法600的特定解說性實施例的流程圖。例如，方法600可用于形成圖1-3的三維集成電路(ic)堆疊、或者圖5的三維ic堆疊500。

方法600包括：在602處，對準第一管芯的第一接合接口和第二管芯的第二接合接口。例如，第一接合接口可包括第一管芯的多個接合焊盤，并且第二接合接口可包括第二管芯的多個接合焊盤。為了解說，第一接合接口可包括圖1-3的接合焊盤116-118，并且第二接合接口可包括圖1-3的接合焊盤130-132。作為另一示例，第一接合接口可包括圖4的第一管芯402的接合焊盤，并且第二接合接口可包括圖4的第二管芯404的接合焊盤。

在方法600中，第一管芯包括耦合到第一接合接口、具有第一布局取向的第一組配線，并且第二管芯包括耦合到第二接合接口、具有第二布局取向的第二組配線。例如，第一管芯106可包括圖1的第一配線103，并且第二管芯108可包括圖1的第二配線105。在該示例中，第一配線103可根據與第一方向152和第二方向153相關聯的布局取向來布置，并且第二配線105可根據與第三方向150和第四方向151相關聯的布局取向來布置。為了解說，第一配線103可根據第一曼哈頓布線方案來布置，并且第二配線105可根據第二曼哈頓布線方案來布置。當第一接合接口和第二接合接口對準時，第一布局取向與第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。例如，角度差可在40度至50度之間(例如，大約45度)。

方法600還包括：在604處，電連接第一接合接口和第二接合接口。例如，可向接合接口中的一者或兩者施加焊料?？杉訜?例如，使用回流工藝)焊料以電連接(并且物理地連接)各接合接口。由此，方法600實現了形成三維集成電路堆疊以使得該三維集成電路堆疊包括根據兩個或更多個不同曼哈頓配線方案來布置的配線。這兩個或更多個不同曼哈頓配線方案可使得電路器件能夠經由比使用單個曼哈頓布線方案可達到的導電路徑更短的導電路徑彼此耦合。

方法600可被擴展成形成具有兩個以上管芯的3dic堆疊。例如，方法600可用于形成圖5的3dic堆疊500。

圖7是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法700的第一特定解說性實施例的流程圖。例如，圖1-3的三維集成電路(ic)堆疊、或者圖5的三維ic堆疊500可根據方法700來路由信號。

方法700包括：在702處，使用第一組導線中的第一導線在第一管芯中路由信號。第一組導線根據第一布局取向來布置。例如，第一組導線可對應于圖1-3的第一配線103，該第一配線103根據第一曼哈頓配線方案來布置。

方法700還包括：在704處，將信號從第一管芯的第一接合接口路由到第二管芯的第二接合接口。例如，信號可從圖1-3的第一配線103中的導線被路由到圖1-3的第一管芯106的接合焊盤116。接合焊盤116可電耦合到第二管芯108的接合焊盤130。因此，信號可被路由到第二管芯108的接合焊盤130。

方法700還包括：在706處，使用第二組導線中的第二導線在第二管芯中路由信號。第二組導線可根據第二布局取向來布置。例如，在圖1-3的第二管芯108的接合焊盤130處接收到的信號可通過第二配線105中的一條或多條導線被路由。如上面解釋的，第二配線105可根據與第一配線103不同的布局取向來布置。例如，第一管芯和第二管芯可被堆疊成使得第一布局取向與第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。由此，方法700實現了在三維集成電路堆疊中的兩個或更多個管芯內路由信號。這兩個或更多個管芯可具有不同的曼哈頓配線方案，以使得各電路器件能夠經由比使用單個曼哈頓布線方案可達到的導電路徑更短的導電路徑彼此耦合。

盡管方法700解說了在3dic堆疊中的兩個管芯中路由信號，但方法700可被擴展成在3dic堆疊中的兩個以上管芯中路由信號。例如，方法700可被擴展成將信號從圖5的3dic堆疊500中的第一管芯502路由到第三管芯506。在該示例中，各管芯中的一個或多個管芯(例如，第二管芯504)可包括穿硅通孔，這些穿硅通孔連接到第一管芯502的接合焊盤和第三管芯506的接合焊盤。替換地，第二管芯504的配線可用于提供第一管芯502與第三管芯506之間的信號路徑的至少一部分。

圖8是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法800的第二特定解說性實施例的流程圖。例如，圖1-3的三維集成電路(ic)堆疊、或者圖5的三維ic堆疊500可根據方法800來路由信號。

方法800包括：在802處，使用第一組導線中的第一導線將信號從第一管芯的第一電子器件路由到第一管芯的第一接合焊盤。例如，信號可經由第一配線103中的一條或多條導線從圖1-3的第一管芯106的第三電子器件160被路由到接合焊盤116。

方法800包括：在804處，將信號從第一接合焊盤路由到第二管芯的第二接合焊盤。例如，圖1-3的第一管芯106的接合焊盤116可電耦合到第二管芯108的接合焊盤130。因此，信號可從接合焊盤116被路由到接合焊盤130。

方法800包括：在806處，使用第二組導線中的第二導線在第二管芯中將信號從第二接合焊盤路由到第二管芯的第三接合焊盤。第二組導線根據曼哈頓配線方案來布置。例如，信號可經由第二配線105中的一條或多條導線從圖1-3的第二管芯108的接合焊盤130被路由到接合焊盤132。

方法800包括：在808處，將信號從第三接合焊盤路由到第一管芯的第四接合焊盤。例如，圖1-3的第二管芯108的接合焊盤132可電耦合到第一管芯106的接合焊盤118。因此，信號可從接合焊盤132被路由到接合焊盤118。

方法800包括：在810處，使用第一組導線中的第三導線將信號從第四接合焊盤路由到第一管芯的第二電子器件。例如，信號可經由第一配線103中的一條或多條導線從接合焊盤132被路由到圖1-3的第一管芯106的第四電子器件162。由此，方法800實現了使用三維集成電路堆疊中的兩個或更多個管芯的配線在單個管芯的兩個電子器件之間路由信號。這兩個或更多個管芯可具有不同的配線取向(例如，不同的曼哈頓配線方案)，以使得各電路器件能夠經由比使用單個曼哈頓布線方案可達到的導電路徑更短的導電路徑彼此耦合。

盡管方法800解說了使用3dic堆疊中的第二管芯的配線在單個管芯的兩個電子器件之間路由信號，但方法800可被擴展成使用3dic堆疊中的兩個或更多個管芯的配線來路由信號。例如，方法800可被擴展成：使用圖5的3dic堆疊中的第二管芯504的配線和第三管芯506的配線，將信號從第一管芯502的第一電子器件路由到第一管芯502的第二電子器件。

圖9是使用三維集成電路堆疊來路由信號的方法900的第三特定解說性實施例的流程圖。例如，圖1-3的三維集成電路(ic)堆疊、或者圖5的三維ic堆疊500可根據方法900來路由信號。

方法900包括：在902處，使用第一組導線在第一管芯中路由信號，該第一組導線根據第一曼哈頓配線方案被布置在第一多個互連層中。例如，第一組導線可對應于圖1-3的第一配線103，該第一配線103根據第一曼哈頓配線方案被布置在多個互連層中。

方法900包括：在904處，將信號從第一管芯的第一接合接口路由到第二管芯的第二接合接口。例如，信號可從圖1-3的第一配線103中的導線被路由到圖1-3的第一管芯106的接合焊盤116。接合焊盤116可電耦合到第二管芯108的接合焊盤130。因此，信號可被路由到第二管芯108的接合焊盤130。

方法900包括：在906處，使用第二組導線在第二管芯中路由信號，該第二組導線根據第二曼哈頓配線方案被布置在第二多個互連層中。第一管芯和第二管芯被堆疊成使得第一曼哈頓配線方案和第二曼哈頓配線方案相對于彼此是非曼哈頓的。例如，第二組導線可對應于圖1-3的第二布線105，該第二配線105根據第二曼哈頓配線方案被布置在多個互連層中。在圖1-3的第二管芯108的接合焊盤130處接收到的信號可通過第二配線105中的一條或多條導線被路由。如上面解釋的，第一管芯和第二管芯可被堆疊成使得第一曼哈頓配線方案和第二曼哈頓配線方案相對于彼此是非曼哈頓的。為了解說，第一管芯和第二管芯可被堆疊成使得在第一布局取向與第二布局取向之間存在非90度角。由此，方法900實現了在三維集成電路堆疊中的兩個或更多個管芯內路由信號。這兩個或更多個管芯可具有不同的曼哈頓配線方案，以使得各電路器件能夠經由比使用單個曼哈頓布線方案可達到的導電路徑更短的導電路徑彼此耦合。

盡管方法900解說了使用一個或兩個管芯的配線在兩個管芯的電子器件之間路由信號，但方法900可被擴展成在3dic堆疊中的兩個以上管芯的電子器件之間路由信號。例如，方法900可被擴展成：使用圖5的第二管芯504的配線、第一管芯502的配線、和/或第三管芯506的配線，將信號從第一管芯502的第一電子器件路由到第三管芯506的第二電子器件。作為另一示例，方法900可被擴展成：使用圖5的第二管芯504的配線、第一管芯502的配線、和/或第三管芯506的配線，將信號從第一管芯502的第一電子器件路由到第二管芯504的第二電子器件和第三管芯506的第三電子器件。

參照圖10，描繪了一設備的特定解說性實施例的框圖并將其一般性地標示為1000。設備1000包括耦合到存儲器1032的處理器，諸如數字信號處理器(dsp)1012。在一特定實施例中，dsp1012是3dic堆疊1010的一部分。3dic堆疊1010可包括dsp1012可訪問的高速緩存1018。3dic堆疊還可包括其他存儲器或處理組件，諸如gpu1014、cpu1016、或兩者。3dic堆疊1010可由多個管芯形成。3dic堆疊1010中的每個管芯可包括根據曼哈頓配線方案來布置的配線；然而，當被堆疊時，曼哈頓配線方案彼此成角度地偏移。例如，3dic堆疊1010可包括或對應于圖1-3的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，或者圖5的3dic堆疊500。

圖10還示出了顯示控制器1026，該顯示控制器1026耦合到dsp1012、gpu1014、cpu1016、或者其組合、以及顯示器1028。編碼器/解碼器(codec)1034也可耦合到dsp1012、gpu1014、cpu1016、或者其組合。揚聲器1036和話筒1038可以耦合到codec1034。

圖10還指示無線控制器1040可以耦合到dsp1012、gpu1014、cpu1016、或者其組合、以及天線1042。在一特定實施例中，3dic堆疊1010、顯示控制器1026、存儲器1032、codec1034、以及無線控制器1040被包括在系統級封裝或片上系統設備1022中。在一特定實施例中，輸入設備1030和電源1044耦合到片上系統設備1022。此外，在一特定實施例中，如圖10中所解說的，顯示器1028、輸入設備1030、揚聲器1036、話筒1038、天線1042和電源1044在片上系統設備1022外部。然而，顯示器1028、輸入設備1030、揚聲器1036、話筒1038、天線1042和電源1044中的每一者可以耦合到片上系統設備1022的組件，諸如接口或控制器。

結合所描述的各實施例，公開了一種器件，該器件可包括用于在第一管芯中路由信號的第一組裝置，其中該用于路由信號的第一組裝置根據第一布局取向來布置并且耦合到用于對接的第一裝置。例如，用于路由信號的第一組裝置可對應于或包括圖1-3的第一配線103、根據圖4和5的第一曼哈頓配線方案414來布置的配線、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。用于對接的第一裝置可包括或對應于圖1-3的接合焊盤116-118、圖4的接合接口、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。該器件還可包括用于在第二管芯中路由信號的第二組裝置，其中，用于路由信號的第二組裝置根據第二布局取向來布置并且耦合到用于對接的第二裝置。例如，用于路由信號的第二組裝置可對應于或包括圖1-3的第二配線105、根據圖4和5的第二曼哈頓配線方案416來布置的配線、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。用于對接的第二裝置可包括或對應于圖1-3的接合焊盤130-132、圖4的接合接口、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。在該器件中，用于對接的第一裝置耦合到用于對接的第二裝置，以使得第一布局取向與第二布局取向之間的角度差大于或等于5度并且小于或等于85度。

結合所描述的各實施例，公開了一種器件，該器件可包括用于在第一管芯中路由信號的第一組裝置，其中該用于路由信號的第一組裝置根據第一曼哈頓配線方案被布置在第一多個互連層中。例如，用于路由信號的第一組裝置可對應于或包括圖1-3的第一配線103、根據圖4和5的第一曼哈頓配線方案414來布置的配線、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。該器件還可包括用于在第二管芯中路由信號的第二組裝置，其中，用于路由信號的第二組裝置根據第二曼哈頓配線方案被布置在第二多個互連層中。例如，用于路由信號的第二組裝置可對應于或包括圖1-3的第二配線105、根據圖4和5的第二曼哈頓配線方案416來布置的配線、一個或多個其他器件或電路、或者其任何組合。在該器件中，第一多個互連層可電連接到第二多個互連層，并且第一管芯和第二管芯可被堆疊成使得第一曼哈頓配線方案和第二曼哈頓配線方案相對于彼此是非曼哈頓的。

前述公開的器件和功能性可被設計和配置在存儲于計算機可讀介質上的計算機文件(例如，rtl、gdsii、gerber等)中。一些或全部此類文件可被提供給基于此類文件來制造器件的制造處理人員。結果得到的產品包括半導體晶片，其隨后被切割成半導體管芯并被封裝成半導體芯片。這些芯片隨后可被用在上述設備中。圖11描繪了電子設備制造過程1100的特定解說性實施例。

在制造過程1100處(諸如在研究計算機1106處)接收物理器件信息1102。物理器件信息1102可包括表示某一器件(諸如包括具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合))的至少一個物理性質的設計信息。例如，物理器件信息1102可包括經由耦合到研究計算機1106的用戶接口1104輸入的物理參數、材料特性、以及結構信息。研究計算機1106包括耦合到計算機可讀介質(諸如存儲器1110)的處理器1108，諸如一個或多個處理核。存儲器1110可存儲計算機可讀指令，其可被執(zhí)行以使處理器1108變換物理器件信息1102以遵循某一文件格式并生成庫文件1112。

在一特定實施例中，庫文件1112包括至少一個包括經變換的設計信息的數據文件。例如，庫文件1112可包括被提供以供與電子設計自動化(eda)工具1120一起使用的包括某一器件(該器件包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合))的半導體器件的庫。

庫文件1112可在設計計算機1114處與eda工具1120協同使用，設計計算機1114包括耦合到存儲器1118的處理器1116，諸如一個或多個處理核。eda工具1120可被存儲為存儲器1118處的處理器可執(zhí)行指令，以使得設計計算機1114的用戶能夠設計庫文件1112的電路，該電路包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)。例如，設計計算機1114的用戶可經由耦合到設計計算機1114的用戶接口1124來輸入電路設計信息1122。電路設計信息1122可包括表示半導體器件(諸如包括具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)中的一個或多個管芯)的至少一個物理性質的設計信息。為了解說，電路設計性質可包括特定電路的標識以及與電路設計中其他元件的關系、定位信息、特征尺寸信息、互連信息、或表示半導體器件的物理性質的其他信息。

設計計算機1114可被配置成變換設計信息(包括電路設計信息1122)以遵循某一文件格式。為了解說，文件形成可包括以分層格式表示關于電路布局的平面幾何形狀、文本標記、以及其他信息的數據庫二進制文件格式，諸如圖形數據系統(gdsii)文件格式。設計計算機1114可被配置成生成包括經變換的設計信息的數據文件，諸如包括描述包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)的信息以及其它電路或信息的gdsii文件1126。為了解說，數據文件可包括與片上系統(soc)相對應的信息，該soc包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)，并且還包括該soc內的附加電子電路和組件。

可在制造過程1128處接收gdsii文件1126，以根據gdsii文件1126中的經變換的信息來制造包括具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)。例如，器件制造過程可包括將gdsii文件1126提供給掩模制造商1130以創(chuàng)建一個或多個掩模，諸如用于與光刻處理聯用的掩模，其被解說為代表性掩模1132。掩模1132可在制造過程期間被用于生成一個或多個晶片1134，晶片1134可被測試并被分成管芯，諸如代表性管芯1136。管芯1136中的兩個或更多個管芯可被堆疊以形成包括具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)。

3dic堆疊可被提供給封裝過程1138，其中3dic堆疊被納入到代表性封裝1140中。例如，封裝1140可包括系統級封裝(sip)布置中的多個管芯。封裝1140可被配置成遵循一個或多個標準或規(guī)范，諸如電子器件工程聯合委員會(jedec)標準。

關于封裝1140的信息可被分發(fā)給各產品設計者(諸如經由存儲在計算機1146處的組件庫)。計算機1146可包括耦合到存儲器1150的處理器1148，諸如一個或多個處理核。印刷電路板(pcb)工具可作為處理器可執(zhí)行指令被存儲在存儲器1150處，以處理經由用戶接口1144從計算機1146的用戶接收的pcb設計信息1142。pcb設計信息1142可包括經封裝半導體器件在電路板上的物理定位信息，該經封裝半導體器件對應于包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)的封裝1140。

計算機1146可被配置成變換pcb設計信息1142以生成數據文件，諸如具有包括經封裝的半導體器件在電路板上的物理定位信息、以及電連接(諸如跡線和通孔)的布局的數據的gerber文件1152，其中經封裝半導體器件對應于包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)的封裝1140。在其他實施例中，由經變換的pcb設計信息生成的數據文件可具有除gerber格式以外的格式。

可在板組裝過程1154處接收gerber文件1152并且該gerber文件1152被用于創(chuàng)建pcb，諸如根據gerber文件1152內存儲的設計信息來制造的代表性pcb1156。例如，gerber文件1152可被上傳到一個或多個機器以執(zhí)行pcb生產過程的各個步驟。pcb1156可填充有電子組件(包括封裝1140)以形成代表性印刷電路組裝件(pca)1158。

可在產品制造過程1160處接收pca1158并將pca1158集成到一個或多個電子設備中，諸如第一代表性電子設備1162和第二代表性電子設備1164。作為解說性而非限定性示例，第一代表性電子設備1162、第二代表性電子設備1164、或這兩者可選自以下各項的組：機頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航設備、通信設備、個人數字助理(pda)、固定位置數據單元、以及計算機，其中集成有包括具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)。作為另一解說性而非限定性示例，電子設備1162和1164中的一者或多者可以是遠程單元(諸如移動電話)、手持式個人通信系統(pcs)單元、便攜式數據單元(諸如個人數據助理)、啟用全球定位系統(gps)的設備、導航設備、固定位置數據單元(諸如儀表讀數裝備)、或者存儲或檢索數據或計算機指令的任何其他設備、或其任何組合。盡管圖11解說了根據本公開的教導的遠程單元，但本公開不限于這些所解說的單元。本公開的各實施例可合適地用在包括包含存儲器和片上電路系統的有源集成電路系統的任何設備中。

一種包括包含具有不同配線方案的多個管芯的3dic堆疊(例如，圖1的3dic堆疊100，使用圖4的管芯402、404形成的3dic堆疊，圖5的3dic堆疊500，或者其任何組合)的器件可以被制造、處理并納入到電子設備中，如在解說性過程1100中所描述的。關于圖1-10所公開的各實施例的一個或多個方面可被包括在各個處理階段，諸如被包括在庫文件1112、gdsii文件1126、以及gerber文件1152內，以及被存儲在研究計算機1106的存儲器1110、設計計算機1114的存儲器1118、計算機1146的存儲器1150、在各個階段(諸如在板組裝過程1154處)使用的一個或多個其他計算機或處理器(未示出)的存儲器處，并且還被納入到一個或多個其他物理實施例中，諸如掩模1132、管芯1136、封裝1140、pca1158、其他產品(諸如原型電路或設備(未示出))、或其任何組合。盡管描繪了從物理器件設計到最終產品的各個代表性生產階段，但在其他實施例中可使用較少的階段或可包括附加階段。類似地，過程1100可由單個實體或者由執(zhí)行過程1100的各個階段的一個或多個實體來執(zhí)行。

技術人員將進一步領會，結合本文所公開的實施例來描述的各種解說性邏輯框、配置、模塊、電路、和算法步驟可被實現為電子硬件、由處理器執(zhí)行的計算機軟件、或這兩者的組合。各種解說性組件、框、配置、模塊、電路、和步驟已經在上文以其功能性的形式作了一般化描述。此類功能性是被實現為硬件還是處理器可執(zhí)行指令取決于具體應用和加諸于整體系統的設計約束。技術人員可針對每種特定應用以不同方式來實現所描述的功能性，但此類實現決策不應被解讀為致使脫離本公開的范圍。

結合本文所公開的實施例描述的方法或算法的各步驟可直接在硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊、或這兩者的組合中體現。軟件模塊可駐留在隨機存取存儲器(ram)、閃存、只讀存儲器(rom)、可編程只讀存儲器(prom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦式可編程只讀存儲器(eeprom)、寄存器、硬盤、可移動盤、壓縮盤只讀存儲器(cd-rom)、或本領域中所知的任何其他形式的非瞬態(tài)存儲介質中。示例性存儲介質耦合到處理器，以使該處理器能從/向該存儲介質讀寫信息。在替換方案中，存儲介質可以被整合到處理器。處理器和存儲介質可駐留在專用集成電路(asic)中。asic可駐留在計算設備或用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲介質可作為分立組件駐留在計算設備或用戶終端中。

提供前面對所公開的實施例的描述是為了使本領域技術人員皆能制作或使用所公開的實施例。對這些實施例的各種修改對于本領域技術人員而言將是顯而易見的，并且本文所定義的原理可被應用于其他實施例而不會脫離本公開的范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文所示出的實施例，而是應被授予與如由所附權利要求定義的原理和新穎性特征一致的最廣的可能范圍。