专利名称：设置在半导体衬底上并具有位于衬底相对侧上用于驱动调制器的微处理器电路的空间光 ...的制作方法
背景技术：
本发明通常涉及空间光调制器和微处理器。
对于用于很多种电子器件的相对紧凑的数字显示器的需求不断增长。例如，蜂窝式电话和各种其他设备需要相对紧凑的显示器，并且有时整个器件可以足够紧凑以便手持。这些器件具有用于运行各种应用程序的基于处理器的系统和显示器。通常，利用印刷电路板将多种集成电路芯片组织起来以实现用于空间光调制器的电路和处理器。这趋向于横向展宽器件的尺寸，提高最小可能器件尺寸。
许多现今出现的显示技术使提供相对紧凑的显示器成为可能。例如，反射光阀可以以硅基液晶(LCOS)技术为基础，将成熟的硅技术与液晶光学技术合并。微显示器应用于手持式移动电话，并且用于个人电脑和家庭娱乐的背投显示器应用了混合反射光调制器技术。此外，Silicon Light Machine的光栅光阀和Texas Instruments的数字微镜器件(DMMD)也可以用于制作显示器。
空间光调制器调节介质的光学特性，以便当该介质暴露在光中时将图像显示出来。空间光调制器的特性实质上与微处理器的特性不一致。微处理器是完全的硅器件，且可以形成在管芯上并与各种用于与外界连接的不同接触封装。空间光调制器包括使用限制在一对隔开的板之间的液晶层。通常，认为对基于液晶的器件的封装与微处理器的要求基本上是不同的。
因此，不断需要更好地集成微处理器和空间光调制器的方法，以获得具有更加紧凑显示器排列的基于处理器的系统。
附图简要说明
图1是已被蚀刻以在支座顶侧上形成沟槽阵列的半导体支座的放大横截面图；图2是将图1中形成的沟槽氧化后的放大横截面图；图3是将图2所示的氧化沟槽进行金属化并用层间电介质和金属化层覆盖后的放大横截面图；
图4是将支座穿透以形成多个完全贯穿该支座延伸的孔后，图3中所示的支座的放大横截面图；图5是将贯穿孔氧化后，图4所示的实施例的放大横截面图；图6是将孔金属化后，图5所示的实施例的放大横截面图；图7是将金属化孔表面金属化并抛光后，图6所示的实施例的放大横截面图；图8是根据本发明一个实施例的完成的集成电路的放大横截面图；以及图9是根据本发明一个实施例的计算机系统的示意图。
详细描述一种集成电路可以包括位于一个表面上的空间光调制器和位于相反表面上的微处理器。该空间光调制器和微处理器可以通过一个或更多完全贯穿该集成电路延伸的传导互连来电耦合。
参考图1，首先将支座10蚀刻形成多个位于支座10的顶侧13上的分立的孔或沟槽12。在本发明的一个实施例中，支座10可以由P型硅半导体衬底形成。可选择地，支座可以包括蓝宝石，例如在绝缘体上半导体(SOI)技术中。
可以将沟槽12氧化形成氧化物14，如图2所示。现在已经被氧化的沟槽12可以是延伸穿过支座10相当大距离的相对较深的沟槽。例如，氧化后，沟槽12可以从顶侧13到背侧11延伸穿过大于支座10一半厚度的深度。可选择地，氧化物14可以是淀积的。作为另一可选择的，可以使用诸如氮化硅的电介质代替氧化物14。
由形成如图3中16所表示的所谓金属一金属化(metal onemetallization)的金属化层来覆盖沟槽12。金属一金属化16可以由层间电介质(ILD)和另外的金属化层18覆盖。该另外的金属化层可以包括第二、第三和第四甚至更高的具有插入电介质层的金属化层。金属化层可以实现用于常规微处理器的期望的结构和功能。
此后，如图4所示，由支座10的背侧11中形成沟槽20以便与先前在顶侧13中形成的沟槽12的阵列配对。结果，孔或沟槽20完全贯穿支座10延伸。可以通过化学或激光烧蚀从背侧11形成沟槽20。有利的是，它们不会对金属一层(metal one layer)16产生不利影响。
此后，将沟槽20露出的表面氧化以形成沟槽氧化物14，该沟槽氧化物覆盖沟槽20的内表面，如图5所示。氧化物14也可以是淀积的氧化物。此外，也可以淀积诸如氮化硅的其他电介质材料而代替氧化物或附加在氧化物上。在本发明的一个实施例中，沟槽可以以圆形横截面形状形成。
接下来，如图6所示，可以将沟槽20金属化，如24所示，以便形成从顶侧13延伸穿过到支座10的背侧11的传导通孔24。在顶侧13，传导通孔24与金属一层16电接触并且在底部该通孔与镜面焊盘(mirror pad)26电接触。可以采用包括铝、铜和金的多种常规材料形成通孔24。此外，还可能采用其他常规材料，例如硅化物。不采用通过涂覆工艺形成通孔24，可以由充分填充沟槽20的固体传导栓塞形成通孔24。
此后，将背侧11金属化，并构图和确定多个金属焊盘26，如图7所示。金属焊盘26形成用于空间光调制器的所谓的金属零层(metalzero layer)或镜面焊盘。可以采用硅基液晶(LCOS)技术形成金属焊盘26。在镜面焊盘26上可以形成对准层28。对准层28可以由例如氧化铟锡形成。液晶材料30夹在涂覆于透明顶板34上的对准层32与层28之间。层32也可以由氧化铟锡形成。可以在对准层28与顶板34之间提供间隔物(未示出)以保持期望的间隔。
可以将散热器36外围地固定在支座10以消除由微处理器和/或空间光调制器产生的热量，而不妨碍图8中由双箭头表示的到达调制器的光子通道。可以提供电接触38以电耦合至对准层32和28。可以提供密封40以便维持对准层28和32之间的液晶材料30。
支座10可以由P型硅半导体材料制成，可以在金属互连24之间形成N+型扩散50。扩散50可以形成晶体管，该晶体管控制空间光调制器的工作。
可以在微处理器顶部构图并确定多个金属接触42用于使输入和输出连接到微处理器。在本发明的一个实施例中，接触42可以由金属五金属化层(metal five metallization layer)形成。在本发明的一个实施例中，可以采用焊料球或凸块44实现将微处理器的输入和输出耦合到印刷电路板46的倒装芯片型封装。凸块44还可以实现通过通孔24的用于空间光调制器的输入/输出连接。在另一实施例中，可以采用载带自动键合(TAB)系统代替凸块44。
镜面焊盘26确定用于空间光调制器的镜面。施加到液晶材料30上的电位调制进入的光以产生图像。这些图像可以直接被观察或被投射到投影屏上。通常，金属焊盘26可以是矩形或正方形，并一起形成镜面矩形阵列。该镜面阵列可以与设置在镜面上的液晶材料一起确定像素元件的阵列。可以通过在支座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的两侧，因此一些实施例可以提高单个硅管芯的利用率。此外，微处理器和空间光调制器可以紧密地并列设置。由金属通孔24和位于背侧13上的氧化物14b上的镜面焊盘26自然地形成像素存储电容，该像素存储电容通常在硅液晶器件背板显示器中消耗大量面积。这会降低对大型电子器件的需求，并可以允许另外的像素平面工艺晶体管或集成其他功能，例如图形显示控制或处理器功能。通过在帧顺序和多通道应用中都使光学系统非常紧凑，一些实施例可以特别适于在微显示器和背投显示器中使用。
当绝缘体用于形成支座10时，无需使用氧化物或其他绝缘层使传导通孔24绝缘。
根据本发明的一个实施例的计算机系统50包括支座10，其耦合至空间光调制器56和微处理器52。系统50可以包括通过接口54耦合至微处理器52的系统存储器58。接口54可以耦合至总线60，该总线可以耦合至第二接口62，而第二接口62进而耦合至第二总线64。
总线64可以耦合至基本输入/输出系统(BIOS)存储器72和串行输入/输出(SIO)设备66。例如，设备66可以耦合至鼠标68和键盘70。当然，图9所示的结构仅是可能结构的示例，其可以包括具有支座10的集成电路，在其相反侧上连接有空间光调制器56和微处理器52。
虽然已经通过相关的有限数目的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解由此作出的许多更改和变化。所附权利要求覆盖了所有落入本发明基本精神和范围的这种更改和变化。
权利要求
1.一种计算机系统，包括包含存储器的第一集成电路；以及耦合至该第一集成电路的第二集成电路，该第二集成电路包含具有相对侧的半导体材料支座，所述支座包含安装在所述支座一侧上的空间光调制器和安装在所述支座的相对侧上的微处理器，所述微处理器由电导体穿过所述支座耦合至所述调制器。
2.权利要求1所述的系统，其中所述第二集成电路的所述空间光调制器采用硅基液晶技术形成。
3.权利要求1所述的系统，其中所述第二集成电路包含多个形成为电介质绝缘通孔的导体，其从所述支座的一个相对侧延伸到另一个相对侧。
4.权利要求1所述的系统，其中所述第二集成电路包含延伸穿过所述支座的多个传导通孔，在所述调制器中的多个镜面焊盘以及在所述处理器中的多个传导焊盘，每个所述通孔接触位于所述支座一侧上的所述调制器中的镜面焊盘，以及位于所述支座另一侧上的金属焊盘。
5.权利要求1所述的系统，其中所述支座包含透明传导层和液晶层，穿过所述空间光调制器到所述传导层形成电接触。
6.权利要求1所述的系统，其中所述支座包含完全穿过所述支座形成管状壁的孔，形成在所述壁上的介电层以及形成在所述孔中的传导层以使所述介电层夹在所述传导层与所述支座之间，与所述传导层形成电接触的镜面焊盘，所述镜面焊盘形成所述空间光调制器的一部分。
7.权利要求1所述的系统，包含耦合至所述第二集成电路的接口。
8.权利要求7所述的系统，包含耦合至所述接口的总线。
全文摘要
一种集成电路，可以具有形成在半导体支座(10)的一侧上的空间光调制器(30)和形成在相对侧上的微处理器(18)。该微处理器(18)和该空间光调制器可以通过完全穿过该半导体支座(10)延伸的电连接(24)相互通信。微处理器(18)可以采用凸块封装技术(44)接触。
文档编号G02F1/1345GK1582409SQ02822050
公开日2005年2月16日 申请日期2002年10月31日 优先权日2001年11月7日
发明者K·拉, R·史密斯 申请人:英特尔公司