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KR20250128799A - 3-dimensional integrated circuit including protection circuit - Google Patents

3-dimensional integrated circuit including protection circuit

Info

Publication number
KR20250128799A
KR20250128799A KR1020240050823A KR20240050823A KR20250128799A KR 20250128799 A KR20250128799 A KR 20250128799A KR 1020240050823 A KR1020240050823 A KR 1020240050823A KR 20240050823 A KR20240050823 A KR 20240050823A KR 20250128799 A KR20250128799 A KR 20250128799A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
out zone
integrated circuit
keep
circuit
protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020240050823A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정일호
최종륜
김하영
노현정
송성준
조용은
채관엽
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/939,850 priority Critical patent/US20250266375A1/en
Priority to CN202411789859.5A priority patent/CN120529648A/en
Priority to EP25150690.3A priority patent/EP4607579A1/en
Publication of KR20250128799A publication Critical patent/KR20250128799A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

본 개시의 실시예에 따른 3차원 집적 회로는, 제1 기판을 포함하는 제1 집적 회로, 제1 집적 회로에 적층되는 제2 집적 회로, 제1 기판을 관통하고, 제1 집적 회로와 제2 집적 회로를 전기적으로 연결하는 관통 비아, 그리고 관통 비아를 둘러싸는 킵 아웃 존(keep out zone) 내에서 관통 비아의 양 측에 위치하고, 관통 비아와 전기적으로 연결되는 복수의 보호 회로를 포함한다.A three-dimensional integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure includes a first integrated circuit including a first substrate, a second integrated circuit stacked on the first integrated circuit, a through via penetrating the first substrate and electrically connecting the first integrated circuit and the second integrated circuit, and a plurality of protection circuits positioned on both sides of the through via within a keep out zone surrounding the through via and electrically connected to the through via.

Description

보호 회로를 포함하는 3차원 집적 회로{3-DIMENSIONAL INTEGRATED CIRCUIT INCLUDING PROTECTION CIRCUIT}3-Dimensional Integrated Circuit Including Protection Circuit

본 개시는 보호 회로를 포함하는 3차원 집적 회로에 관한 것이다.The present disclosure relates to a three-dimensional integrated circuit including a protection circuit.

전자 휴대 기기 등의 전자 장치가 소형화됨에 따라 전자 장치에 장착되는 반도체 장치도 점차 소형화 및 경량화되고 있다. 반도체 장치가 소형화됨에 따라 제한된 공간에 더 많은 회로들을 집적하기 위해, 복수 개의 칩이 적층된(stacked) 3차원 집적 회로가 제조되고 있다. As electronic devices, such as portable electronic devices, become smaller, the semiconductor devices they incorporate are also becoming increasingly smaller and lighter. To accommodate this miniaturization, three-dimensional integrated circuits (3D integrated circuits) are being manufactured, consisting of multiple stacked chips, to accommodate more circuits in a limited space.

한편, 일반적으로 집적 회로의 제조에 있어서, 플라즈마 에칭 공정과 같은 하전 이온(charged ion)을 포함하는 공정이 사용된다. 예를 들어, 집적 회로의 제조 동안 기판과 가장 인접한 최하부 금속 층이 MOS(Metal-Oxide Semiconductor) 트랜지스터의 게이트 폴리에 연결될 수 있다. 금속 층 등을 형성하거나 상호 연결하는 플라즈마 에칭 공정 단계에서, 최하부 금속 층은 플라즈마에서 전하를 흡수하여 기판에 비해 충분히 높은 전압을 형성함으로써 게이트 폴리와 기판을 분리하는 얇은 게이트 유전체를 파괴할 수 있다. 이를 플라즈마 유도 게이트 산화물 손상(plasma induced gate oxide damage) 또는 안테나 효과(antenna effect)라고 한다. 이는 집적 회로에 대한 수율 및 신뢰성 문제를 야기할 수 있다.Meanwhile, processes involving charged ions, such as plasma etching, are commonly used in the manufacturing of integrated circuits. For example, during the manufacturing of an integrated circuit, the lowest metal layer closest to the substrate may be connected to the gate poly of a metal-oxide semiconductor (MOS) transistor. During the plasma etching process step of forming or interconnecting the metal layer, etc., the lowest metal layer may absorb charges from the plasma, thereby forming a sufficiently high voltage relative to the substrate, which may destroy the thin gate dielectric separating the gate poly from the substrate. This is called plasma-induced gate oxide damage or the antenna effect. This can cause yield and reliability issues for the integrated circuit.

본 개시에 따른 일 실시예는 킵 아웃 존(keep out zone, KoZ)에 적어도 하나의 보호 회로를 배치하는 3차원 집적 회로를 제공하고자 한다.One embodiment of the present disclosure is directed to providing a three-dimensional integrated circuit having at least one protection circuit disposed in a keep out zone (KoZ).

본 개시에 따른 일 실시예는 공간적 오버헤드를 감소시키는 3차원 집적 회로를 제공하고자 한다. One embodiment of the present disclosure seeks to provide a three-dimensional integrated circuit that reduces spatial overhead.

일 실시예에 따른 3차원 집적 회로는, 제1 기판을 포함하는 제1 집적 회로, 상기 제1 집적 회로에 적층되는 제2 집적 회로, 상기 제1 기판을 관통하고, 상기 제1 집적 회로와 상기 제2 집적 회로를 전기적으로 연결하는 관통 비아, 그리고 상기 관통 비아를 둘러싸는 킵 아웃 존(keep out zone) 내에서 상기 관통 비아의 양 측에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 복수의 보호 회로를 포함할 수 있다. A three-dimensional integrated circuit according to one embodiment may include a first integrated circuit including a first substrate, a second integrated circuit stacked on the first integrated circuit, a through via penetrating the first substrate and electrically connecting the first integrated circuit and the second integrated circuit, and a plurality of protection circuits positioned on both sides of the through via within a keep out zone surrounding the through via and electrically connected to the through via.

일 실시예에 따른 집적 회로는, 제1 기판을 관통하는 관통 비아, 상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아 로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 제1 경계 및 상기 관통 비아로부터 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 제2 거리만큼 이격된 제2 경계를 포함하는 제1 킵 아웃 존, 상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아 로부터 상기 제1 방향으로 제3 거리만큼 이격된 제3 경계 및 상기 관통 비아로부터 상기 제2 방향으로 상기 제2 거리만큼 이격된 제4 경계를 포함하는 제2 킵 아웃 존, 상기 제1 킵 아웃 존의 외부 및 상기 제2 킵 아웃 존의 내부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 제1 보호 회로, 그리고 상기 제2 킵 아웃 존의 외부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. In one embodiment, an integrated circuit may include a through via penetrating a first substrate, a first keep-out zone positioned on the first substrate and including a first boundary spaced apart from the through via in a first direction by a first distance around the through via and a second boundary spaced apart from the through via in a second direction perpendicular to the first direction by a second distance, a second keep-out zone positioned on the first substrate and including a third boundary spaced apart from the through via in the first direction by a third distance, and a fourth boundary spaced apart from the through via in the second direction by the second distance, a first protection circuit positioned outside the first keep-out zone and inside the second keep-out zone and electrically connected to the through via, and an interface circuit positioned outside the second keep-out zone and electrically connected to the through via.

일 실시예에 따른 3차원 집적 회로는, 제1 기판, 상기 제1 기판을 관통하는 관통 비아, 상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아로부터 제1 거리만큼의 영역인 제1 킵 아웃 존, 제1 기판 상에 위치하고, 상기 제1 킵 아웃 존으로부터 제1 방향과 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 확장된 영역인 제2 킵 아웃 존, 상기 제1 킵 아웃 존의 외부 및 상기 제2 킵 아웃 존의 내부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 보호 회로, 그리고 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 킵 아웃 존에 인접하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 인터페이스 회로를을 포함할 수 있다. According to one embodiment, a three-dimensional integrated circuit may include a first substrate, a through via penetrating the first substrate, a first keep-out zone located on the first substrate and being an area extending a first distance from the through via around the through via, a second keep-out zone located on the first substrate and being an area extending a second distance from the first keep-out zone in a first direction and a direction opposite to the first direction, a protection circuit located outside the first keep-out zone and inside the second keep-out zone and being electrically connected to the through via, and an interface circuit adjacent to the first keep-out zone in a second direction perpendicular to the first direction and being electrically connected to the through via.

도 1은 관통 비아를 포함하는 일 실시예에 따른 3차원 집적 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 비교예에 따른 TSV 셀과 보호 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 B-B'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 보호 회로가 차지하는 면적 감소 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 집적 회로의 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면이다
도 10은 비교예에 따른 TSV 영역을 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 TSV 영역을 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 논리 신호의 신호 전달 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a three-dimensional integrated circuit according to one embodiment including a through via.
Figure 2 is a drawing for explaining a TSV cell and a protection circuit according to a comparative example.
FIG. 3 is a drawing for explaining a TSV cell according to one embodiment.
FIG. 4 is a drawing for explaining a TSV cell according to one embodiment.
Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 4.
FIG. 6 is a drawing for explaining a TSV cell according to one embodiment.
Fig. 7 is a perspective view showing a cross-section taken along line B-B' of Fig. 6.
FIG. 8 is a drawing for explaining the effect of reducing the area occupied by a protection circuit according to one embodiment.
Figure 9 is a schematic diagram showing the layout of an integrated circuit.
Figure 10 is a drawing showing a TSV area according to a comparative example.
FIG. 11 is a drawing showing a TSV region according to one embodiment.
FIG. 12 is a diagram for explaining a signal transmission path of a logic signal according to one embodiment.
Fig. 13 is a drawing showing a semiconductor device according to an embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention are described in detail so that those skilled in the art can easily implement them. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

여기에서 설명하는 실시예들은 본 발명의 다양한 특징들을 구현하기 위한 것임을 이해해야 한다. 이들은 물론 단지 예들일 뿐이며, 제한하고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 구성 요소들의 치수는 공개된 범위 또는 값으로 제한되지 않고 공정 조건 및/또는 원하는 장치의 속성에 따라 달라질 수 있다. 또한, 이어지는 설명에서 제2 구조물 위의 또는 그 상의 제1 구조물의 형성은 제1 및 제2 구조물들이 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 구조물들이 직접 접촉하지 않도록 제1 및 제2 구조물들 사이에 부가적인 구조물들이 형성될 수 있는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 단순성과 명료성을 위해 다양한 구조물은 상이한 축적으로 임의로 그려질 수 있다.It should be understood that the embodiments described herein are intended to implement various features of the present invention. These are, of course, merely examples and are not intended to be limiting. For example, the dimensions of the components are not limited to the disclosed ranges or values and may vary depending on process conditions and/or desired device properties. Furthermore, the formation of the first structure on or above the second structure in the following description may include embodiments in which the first and second structures are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional structures may be formed between the first and second structures so that the first and second structures do not directly contact each other. For simplicity and clarity, the various structures may be arbitrarily drawn at different scales.

또한, 공간적으로 관계 있는 용어, 예를 들면, "아래", "하", "하부", "위", "상부" 등은 도면에 예시된 어느 한 요소 또는 구조물들의 다른 요소 또는 구조물에 대한 관계를 묘사하기 위한 설명의 용이성을 위해 사용될 수 있다.Additionally, spatially related terms, such as "below," "lower," "lower," "above," "upper," etc., may be used for ease of explanation to describe the relationship of one element or structure to another element or structure illustrated in the drawings.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar drawing reference numerals throughout the specification.

또한, 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다. 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소는 이러한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 이들 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.Additionally, expressions described in the singular may be interpreted as either singular or plural, unless explicitly stated as "one" or "single." Terms containing ordinal numbers, such as "first," "second," etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms may be used to distinguish one component from another.

도 1은 관통 비아를 포함하는 일 실시예에 따른 3차원 집적 회로를 나타내는 도면이다. 일 실시예에서, 관통 비아는 관통 실리콘 비아(through silicon via; TSV)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. FIG. 1 is a diagram illustrating a three-dimensional integrated circuit according to one embodiment including a through via. In one embodiment, the through via may be, but is not limited to, a through silicon via (TSV).

도 1을 참조하면, 3차원 집적 회로(3D IC, Three-Dimensional Integrated Circuit)(100)는 집적 회로들(110, 130, 150) 및 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB, 170)을 포함할 수 있다. 3차원 집적 회로(100)의 각 집적 회로들(110, 130, 150)은 관통 비아(120)들에 의해 연결될 수 있다. 각 집적 회로들(110, 130, 150)은 관통 비아(120)들을 통해 논리 신호(logic signal) 또는 전원 전압을 송수신할 수 있다. Referring to FIG. 1, a three-dimensional integrated circuit (3D IC) (100) may include integrated circuits (110, 130, 150) and a printed circuit board (PCB, 170). Each of the integrated circuits (110, 130, 150) of the three-dimensional integrated circuit (100) may be connected by through vias (120). Each of the integrated circuits (110, 130, 150) may transmit and receive a logic signal or a power voltage through the through vias (120).

일 실시예에서, 적어도 하나의 관통 비아(120)는 단위 관통 비아 구조체(123)를 구성할 수 있다. 단위 관통 비아 구조체(123)는 복수의 관통 비아(121)를 포함할 수 있다. 복수의 관통 비아(121)는 규칙적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 각 집적 회로들(110, 130, 150)은 단위 관통 비아 구조체(123)를 통해 논리 신호 또는 전원 전압을 송수신할 수 있다. 이하에서의 관통 비아(121)는 단위 관통 비아 구조체(123)에 포함되는 복수의 관통 비아 중 임의의 관통 비아(121)를 지칭하는 것일 수 있다. In one embodiment, at least one through-via (120) may constitute a unit through-via structure (123). The unit through-via structure (123) may include a plurality of through-vias (121). The plurality of through-vias (121) may be arranged regularly. For example, each of the integrated circuits (110, 130, 150) may transmit and receive a logic signal or a power voltage through the unit through-via structure (123). The through-via (121) hereinafter may refer to any of the plurality of through-vias included in the unit through-via structure (123).

도 1에 도시되지는 않았지만, 집적 회로들(110, 130, 150) 사이에는 범프(예를 들어, 마이크로 범프 또는 솔더 범프) 또는 하이브리드 구리 본딩(hybrid copper bonding, HCB) 등이 위치할 수 있다. 집적 회로들(110, 130, 150)은 집적 회로들(110, 130, 150) 사이에 위치하는 범프 또는 하이브리드 구리 본딩 등을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 집적 회로들(110, 130, 150)은 집적 회로들(110, 130, 150) 사이에 위치하는 범프 또는 하이브리드 구리 본딩 등을 통하여 논리 신호 또는 전원 전압을 송수신할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, bumps (e.g., micro bumps or solder bumps) or hybrid copper bonding (HCB) may be positioned between the integrated circuits (110, 130, 150). The integrated circuits (110, 130, 150) may be electrically connected through the bumps or hybrid copper bonding, etc. positioned between the integrated circuits (110, 130, 150). The integrated circuits (110, 130, 150) may transmit and receive logic signals or power voltages through the bumps or hybrid copper bonding, etc. positioned between the integrated circuits (110, 130, 150).

제1 집적 회로(150) 상에는 관통 비아(121)의 형성에 의한 불량을 방지하기 위해 회로를 선택적으로 배치하는 영역(즉, 킵 아웃 존(KoZ))(160)이 포함될 수 있다. 즉, 관통 비아(121) 인근에 존재하는 활성 실리콘의 캐리어 이동성이 저감되는 것을 방지하기 위해 관통 비아(121)로부터 소정의 거리만큼 이격된 킵 아웃 존(160)을 설정함으로써, 킵 아웃 존(160) 내에 회로 또는 금속 층이 배치되지 않을 수 있다. 킵 아웃 존(160)은 FEOL(front-end-of-line) 공정에서의 킵 아웃 존과 BEOL(back-end-of-line) 공정에서의 킵 아웃 존을 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 후술한다. 이하에서, 관통 비아(121)를 포함하는 킵 아웃 존(160)은 TSV 셀로서 지칭될 수 있다. The first integrated circuit (150) may include a region (i.e., a keep-out zone (KoZ)) (160) in which a circuit is selectively placed to prevent defects due to the formation of a through-via (121). That is, by setting a keep-out zone (160) spaced apart from the through-via (121) by a predetermined distance in order to prevent the carrier mobility of active silicon existing near the through-via (121) from being reduced, a circuit or metal layer may not be placed within the keep-out zone (160). The keep-out zone (160) may include a keep-out zone in a front-end-of-line (FEOL) process and a keep-out zone in a back-end-of-line (BEOL) process. A specific description thereof will be described later with reference to FIG. 2. Hereinafter, the keep-out zone (160) including the through-via (121) may be referred to as a TSV cell.

일 실시예에서, TSV 셀은 보호 회로(161)를 포함할 수 있다. 보호 회로(161)는 킵 아웃 존(160)에 위치할 수 있다. 보호 회로(161)는 집적 회로의 제조 과정 등에서 발생하는 전기적 효과로부터 집적 회로를 보호할 수 있다. 예를 들어, 보호 회로(161)는 안테나 효과 또는 정전기 방전(Electrostatic discharge, ESD)을 방지함으로써 제1 집적 회로(150)를 보호할 수 있다. 이하에서, 보호 회로(161)는 복수의 다이오드를 포함하는 것으로 도시하고 설명하지만, 보호 회로(161)의 구성은 이에 제한되지 않는다. In one embodiment, the TSV cell may include a protection circuit (161). The protection circuit (161) may be located in a keep-out zone (160). The protection circuit (161) may protect the integrated circuit from electrical effects occurring during the manufacturing process of the integrated circuit, etc. For example, the protection circuit (161) may protect the first integrated circuit (150) by preventing an antenna effect or electrostatic discharge (ESD). Hereinafter, the protection circuit (161) is illustrated and described as including a plurality of diodes, but the configuration of the protection circuit (161) is not limited thereto.

집적 회로는 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스터의 게이트 전극은 제1 층 및 제2 층을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 층은 메탈을 포함하고, 제2 층은 폴리 실리콘 층을 포함할 수 있다. 이하에서, 제2 층은 트랜지스터의 게이트 전극의 폴리 실리콘 층으로 설명한다.An integrated circuit includes a transistor, and a gate electrode of the transistor may include a first layer and a second layer. Here, the first layer may include a metal, and the second layer may include a polysilicon layer. Hereinafter, the second layer is described as a polysilicon layer of the gate electrode of the transistor.

3차원 집적 회로(100)에서 안테나 효과는 관통 비아(121)의 에칭 단계 중에 발생하는 전하로 인한 게이트 폴리의 손상에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 집적 회로(150) 상의 MOS 트랜지스터의 게이트 폴리는 금속 층을 통해 관통 비아(121)와 연결될 수 있다. 집적 회로의 제조 과정에서 플라즈마 에칭 공정에 의한 전하가 제1 집적 회로(150) 상의 플로팅(floating) 게이트 폴리에 축적됨으로써 게이트 유전체를 파괴할 수 있다. 이를 방지하기 위해 3차원 집적 회로(100)는 TSV 셀에 위치하는 보호 회로(161)를 포함할 수 있다. In a three-dimensional integrated circuit (100), the antenna effect may be caused by damage to the gate poly due to charges generated during the etching step of the through-via (121). For example, the gate poly of a MOS transistor on a first integrated circuit (150) may be connected to the through-via (121) through a metal layer. During the manufacturing process of the integrated circuit, charges generated by the plasma etching process may accumulate on the floating gate poly on the first integrated circuit (150), thereby destroying the gate dielectric. To prevent this, the three-dimensional integrated circuit (100) may include a protection circuit (161) located in the TSV cell.

일 실시예에서, 보호 회로(161)는 노드(N)와 제1 전원(VDD1) 라인 사이에 연결되는 제1 다이오드(D1) 및 노드(N)와 접지 전원(VSS) 라인 사이에 연결되는 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)들은 역방향으로 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 애노드가 노드(N)에 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 캐소드가 노드(N)보다 더 높은 전압 레벨을 갖는 제1 전원(VDD1)에 연결될 수 있다. 제2 다이오드(D2)의 캐소드가 노드(N)에 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 노드(N)보다 더 낮은 전압 레벨을 갖는 접지 전원(VSS)에 연결될 수 있다. 정상 동작 범위 내의 신호 레벨의 전압이 노드(N)에 인가되는 경우, 각 다이오드(D1, D2)는 역 바이어스 되므로 도통되지 않는다. 그러나 고전압이 노드(N)에 인가되는 경우, 강한 역 바이어스에 의해 다이오드들(D1, D2)은 도통되고 곧바로 제1 전원(VDD1) 라인 또는 접지 전원(VSS) 라인으로 정전기에 따른 전하가 방전될 수 있다. 즉, 보호 회로(161)는 전하를 방전하기 위한 또 다른 전기 경로를 생성할 수 있다. 다만, 보호 회로(161)의 구조는 예시적인 것에 불과하며, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment, the protection circuit (161) may include a first diode (D1) connected between a node (N) and a first power supply (VDD1) line, and a second diode (D2) connected between the node (N) and a ground power supply (VSS) line. The first diode (D1) and the second diode (D2) may be connected in reverse directions. The anode of the first diode (D1) may be connected to the node (N), and the cathode of the first diode (D1) may be connected to the first power supply (VDD1) having a higher voltage level than the node (N). The cathode of the second diode (D2) may be connected to the node (N), and the cathode of the second diode (D2) may be connected to the ground power supply (VSS) having a lower voltage level than the node (N). When a voltage having a signal level within a normal operating range is applied to the node (N), each diode (D1, D2) is reverse biased and therefore does not conduct. However, when a high voltage is applied to the node (N), the diodes (D1, D2) are turned on due to the strong reverse bias, and the charge due to static electricity can be discharged immediately to the first power supply (VDD1) line or the ground power supply (VSS) line. That is, the protection circuit (161) can create another electrical path for discharging the charge. However, the structure of the protection circuit (161) is merely exemplary and is not limited thereto.

일 실시예에 따라 보호 회로(161)가 킵 아웃 존(161)에 위치함으로써, 제1 집적 회로(150)에서 보호 회로(161)가 차지하는 면적이 감소할 수 있고, 이에 따라 제1 집적 회로(150)의 면적을 효율적으로 활용할 수 있다. According to one embodiment, since the protection circuit (161) is located in the keep-out zone (161), the area occupied by the protection circuit (161) in the first integrated circuit (150) can be reduced, and thus the area of the first integrated circuit (150) can be efficiently utilized.

도 2는 비교예에 따른 TSV 셀과 보호 회로를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2 is a drawing for explaining a TSV cell and a protection circuit according to a comparative example.

도 2를 참조하면, TSV 셀(20)은 관통 비아(24)를 포함할 수 있다. 관통 비아(24)는 적어도 하나 위치할 수 있다. 적어도 하나의 관통 비아(24)는 단위 관통 비아 구조체(22)를 구성할 수 있다. 단위 관통 비아 구조체(22)는 규칙적으로 배열된 복수의 관통 비아(24)를 포함할 수 있다. 단위 관통 비아 구조체(22)의 최외곽 관통 비아의 에지로부터의 거리에 의해 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 경계(21)와 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 경계(23)가 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 제1 방향(예를 들어, X 방향)의 경계는 최외곽 관통 비아로부터 제1 방향으로 제1 거리(d1)만큼 이격될 수 있고, 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 제2 방향(예를 들어, Y 방향)의 경계는 최외곽 관통 비아로부터 제2 방향으로 제2 거리(d2)만큼 이격될 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 수직일 수 있고, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 제1 방향(X 방향)의 경계는 최외곽 관통 비아로부터 제1 방향으로 제3 거리(d3)만큼 이격될 수 있고, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 제2 방향(Y 방향)의 경계는 최외곽 관통 비아로부터 제2 방향으로 제2 거리(d2)만큼 이격될 수 있다. 제1 거리(d1)와 제3 거리(d3)는 서로 상이할 수 있고, 제3 거리(d3)는 제1 거리(d1)보다 클 수 있다. 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 경계(23)는 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 경계(21)로부터 제1 방향(X 방향) 및 제1 방향의 반대 방향으로 확장될(expanded) 수 있다. 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)으로부터 제1 방향으로 확장된 영역일 수 있다. 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)은 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)보다 적은 면적일 수 있다. 즉, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)보다 넓은 면적을 차지할 수 있다. Referring to FIG. 2, a TSV cell (20) may include a through via (24). At least one through via (24) may be positioned. At least one through via (24) may constitute a unit through via structure (22). The unit through via structure (22) may include a plurality of through vias (24) that are regularly arranged. A boundary (21) of a first keep out zone (KoZ 1) and a boundary (23) of a second keep out zone (KoZ 2) may be determined by a distance from an edge of an outermost through via of the unit through via structure (22). For example, a boundary in a first direction (e.g., X direction) of a first keep out zone (KoZ 1) may be spaced apart from an outermost through-via in the first direction by a first distance (d1), and a boundary in a second direction (e.g., Y direction) of the first keep out zone (KoZ 1) may be spaced apart from an outermost through-via in the second direction by a second distance (d2). The first direction and the second direction may be perpendicular, and the first distance (d1) and the second distance (d2) may be the same as or different from each other. A boundary in a first direction (X direction) of a second keep out zone (KoZ 2) may be spaced apart from an outermost through-via in the first direction by a third distance (d3), and a boundary in a second direction (Y direction) of the second keep out zone (KoZ 2) may be spaced apart from an outermost through-via in the second direction by a second distance (d2). The first distance (d1) and the third distance (d3) may be different from each other, and the third distance (d3) may be greater than the first distance (d1). The boundary (23) of the second keep out zone (KoZ 2) may be expanded in the first direction (X direction) and in the opposite direction to the first direction from the boundary (21) of the first keep out zone (KoZ 1). The second keep out zone (KoZ 2) may be an area expanded in the first direction from the first keep out zone (KoZ 1). The first keep out zone (KoZ 1) may have a smaller area than the second keep out zone (KoZ 2). That is, the second keep out zone (KoZ 2) may occupy a larger area than the first keep out zone (KoZ 1).

제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 FEOL 공정 과정에서 형성되는 능동(active) 반도체 디바이스(즉, 신호를 전송/처리하는 데 사용되는 트랜지스터)들을 배치하지 않는 영역일 수 있다. FEOL 공정에서는 능동 반도체 디바이스의 기능에 필요한 다양한 층과 패턴을 형성할 수 있다. 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 관통 비아(24)와 능동 반도체 디바이스 간의 간섭을 방지하기 위해, 능동 반도체 디바이스들을 배치하지 않는 영역일 수 있다. The second keep-out zone (KoZ 2) may be an area where active semiconductor devices (i.e., transistors used to transmit/process signals) formed during the FEOL process are not placed. In the FEOL process, various layers and patterns required for the function of the active semiconductor devices can be formed. The second keep-out zone (KoZ 2) may be an area where active semiconductor devices are not placed to prevent interference between the through via (24) and the active semiconductor devices.

제1 킵 아웃 존(KoZ 1)은 BEOL 공정 과정에서 형성되는 금속 층, 비아 등을 배치하지 않는 영역일 수 있다. BEOL 공정에서는 능동 반도체 디바이스 및 기타 구성 요소들을 연결하기 위한 금속 층 등을 형성할 수 있다. 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)은 관통 비아(24)와 금속 층들 간의 간섭을 방지하기 위해, 미리 정의된 금속 층(예를 들어, 실리콘 관통 비아들에 연결되는 금속 층)들을 제외한 금속 층들을 배치하지 않는 영역일 수 있다. The first keep-out zone (KoZ 1) may be an area where no metal layers, vias, etc. formed during the BEOL process are placed. In the BEOL process, metal layers, etc. for connecting active semiconductor devices and other components may be formed. The first keep-out zone (KoZ 1) may be an area where no metal layers are placed except for predefined metal layers (e.g., metal layers connected to silicon through vias) to prevent interference between through vias (24) and metal layers.

TSV 셀(20)의 관통 비아(24)는 인접하게 배치된 인터페이스 회로(23)로부터 수신한 논리 신호를 다른 집적 회로에 전송하거나, 다른 집적 회로로부터 수신한 논리 신호를 인터페이스 회로(23)에 전송할 수 있다. 관통 비아(24)와 인터페이스 회로(23)는 복수의 금속 층(26)을 통해 연결될 수 있다. 여기서 인터페이스 회로(23)는 다양한 논리 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 회로(23)는 AND 게이트, OR 게이트, NOR 게이트, XOR 게이트, 인버터 등과 같은 다양한 논리 소자이거나 래치(latch), 플립 플롭(flipflop)등과 같은 기억소자일 수 있다.The through via (24) of the TSV cell (20) can transmit a logic signal received from an adjacently arranged interface circuit (23) to another integrated circuit, or transmit a logic signal received from another integrated circuit to the interface circuit (23). The through via (24) and the interface circuit (23) can be connected through a plurality of metal layers (26). Here, the interface circuit (23) can include various logic elements. For example, the interface circuit (23) can be various logic elements such as an AND gate, an OR gate, a NOR gate, an XOR gate, an inverter, etc., or a memory element such as a latch, a flip-flop, etc.

보호 회로(25)는 관통 비아(24)와 인터페이스 회로(23) 간의 경로 상에 가 배치될 수 있다. 즉, 보호 회로(25)는 관통 비아(24)와 인터페이스 회로(23)를 연결하는 금속 층(26)에 연결될 수 있다. 비교예에 따른 보호 회로(25)는 TSV 셀(20)의 외부에 배치될 수 있다. 비교예에 따른 보호 회로(25)는 TSV 셀(20)의 외부에서 TSV 셀(20)에 인접하게 배치될 수 있다. 비교예에 따른 보호 회로(25)는 TSV 셀(20)의 외부에서 인터페이스 회로(23)와 TSV 셀(20) 사이에 위치할 수 있다. The protection circuit (25) may be arranged on the path between the through via (24) and the interface circuit (23). That is, the protection circuit (25) may be connected to the metal layer (26) connecting the through via (24) and the interface circuit (23). The protection circuit (25) according to the comparative example may be arranged outside the TSV cell (20). The protection circuit (25) according to the comparative example may be arranged adjacent to the TSV cell (20) outside the TSV cell (20). The protection circuit (25) according to the comparative example may be located between the interface circuit (23) and the TSV cell (20) outside the TSV cell (20).

비교예에 따르면, TSV 셀(20)의 외부에 배치되는 보호 회로(25)는 집적 회로 내에서 큰 면적을 차지한다. 즉, TSV 셀(20)의 외부에 배치되는 보호 회로(25)에 의해, 집적 회로의 면적을 효율적으로 활용할 수 없는 문제가 있다. According to a comparative example, the protection circuit (25) placed outside the TSV cell (20) occupies a large area within the integrated circuit. That is, there is a problem in that the area of the integrated circuit cannot be efficiently utilized due to the protection circuit (25) placed outside the TSV cell (20).

도 3은 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 보호 회로를 포함하는 TSV 셀을 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a TSV cell according to one embodiment. Specifically, it is a schematic layout diagram illustrating a TSV cell including a protection circuit.

일 실시예에서, TSV 셀(30)은 보호 회로(35)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 보호 회로(35)는 TSV 셀(30)의 제2 킵 아웃 존(KoZ 2) 내에 배치될 수 있다. 보호 회로(35)는 수동 반도체 디바이스(즉, 신호를 전송/처리하는 데 사용되지 않는 트랜지스터)를 포함하므로, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에(즉, TSV 셀 경계(31) 내부) 배치될 수 있다. 한편, 보호 회로(35)가 관통 비아(34)와 너무 가깝게 배치되면 제조 공정 동안 보호 회로(35)에 예상치 못한 손상이 발생할 수 있으므로, 보호 회로(35)는 제1 킵 아웃 존(KoZ 1) 외부에 배치될 수 있다. 보호 회로(35)는 안테나 효과를 방지하기 위한 안테나 보호 회로(예를 들어, 안테나 다이오드 등) 이거나, ESD 를 방지하기 위한 ESD 보호 회로(예를 들어, ESD 다이오드, 클램프(clamp) 등)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment, the TSV cell (30) may include a protection circuit (35). Specifically, the protection circuit (35) may be disposed within a second keep out zone (KoZ 2) of the TSV cell (30). Since the protection circuit (35) includes a passive semiconductor device (i.e., a transistor that is not used to transmit/process a signal), it may be disposed within the second keep out zone (KoZ 2) (i.e., within the TSV cell boundary (31)). On the other hand, since unexpected damage to the protection circuit (35) may occur during the manufacturing process if the protection circuit (35) is disposed too close to the through via (34), the protection circuit (35) may be disposed outside the first keep out zone (KoZ 1). The protection circuit (35) may be an antenna protection circuit (e.g., antenna diode, etc.) to prevent the antenna effect, or an ESD protection circuit (e.g., ESD diode, clamp, etc.) to prevent ESD, but is not limited thereto.

일 실시예에서, TSV 셀(30)과 인터페이스 회로(33)는 제1 방향(X 방향)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. TSV 셀(30)의 관통 비아(34)는 인접하게 배치된 인터페이스 회로(33)로부터 수신한 논리 신호를 다른 집적 회로에 전송하거나, 다른 집적 회로로부터 수신한 논리 신호를 인터페이스 회로(33)에 전송할 수 있다. 관통 비아(34)와 인터페이스 회로(33)는 복수의 금속 층(36)을 통해 연결될 수 있다.In one embodiment, the TSV cell (30) and the interface circuit (33) may be arranged adjacent to each other in a first direction (X direction). The through via (34) of the TSV cell (30) may transmit a logic signal received from the adjacently arranged interface circuit (33) to another integrated circuit, or may transmit a logic signal received from another integrated circuit to the interface circuit (33). The through via (34) and the interface circuit (33) may be connected through a plurality of metal layers (36).

일 실시예에서, TSV 셀(30) 내의 보호 회로(35)는 인터페이스 회로(33)와 관통 비아(34) 간의 경로 상에 배치될 수 있다. 즉, 보호 회로(35)는 인터페이스 회로(33)와 관통 비아(34)를 연결하는 복수의 금속 층(36)에 연결될 수 있다. 보호 회로(35)는 인터페이스 회로(33)를 향해 흐르는 전하를 방전하기 위한 전기 경로로서, 다양한 전기적 효과로부터 인터페이스 회로(33) 내의 트렌지스터들을 보호할 수 있다. In one embodiment, a protection circuit (35) within a TSV cell (30) may be placed on a path between an interface circuit (33) and a through-via (34). That is, the protection circuit (35) may be connected to a plurality of metal layers (36) connecting the interface circuit (33) and the through-via (34). The protection circuit (35) may serve as an electrical path for discharging charges flowing toward the interface circuit (33) and may protect transistors within the interface circuit (33) from various electrical effects.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(25)를 TSV 셀(20) 내에 배치함으로써, 집적 회로의 면적을 효율적으로 활용할 수 있다. 예를 들어, 집적 회로의 크기를 줄이거나, 집적 회로 상에서 논리 소자들이 배치될 수 있는 면적을 충분히 확보할 수 있는 이점이 있다. According to one embodiment, by placing the protection circuit (25) within the TSV cell (20), the area of the integrated circuit can be efficiently utilized. For example, there is an advantage in that the size of the integrated circuit can be reduced or a sufficient area can be secured on the integrated circuit in which logic elements can be placed.

도 4는 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 복수의 보호 회로를 포함하는 TSV 셀을 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a TSV cell according to one embodiment. Specifically, it is a schematic layout diagram illustrating a TSV cell including a plurality of protection circuits.

일 실시예에서, TSV 셀(40)은 보호 회로들(45, 47)을 포함할 수 있다. TSV 셀(40)의 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)으로부터 제1 방향(예를 들어, X 방향)으로 확장된 제1 영역(44)과 제1 방향과 반대 방향으로 확장된 제2 영역(42)을 포함할 수 있다. TSV 셀(40)은 제1 영역(44)에 위치하는 보호 회로(47)와 제2 영역(42)에 위치하는 보호 회로(45)를 포함할 수 있다. 보호 회로들(45, 47)은 관통 비아(48)의 양 측에서 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치할 수 있다. 보호 회로들(45, 47)은 관통 비아(48)의 양 측에서 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 외부에 위치할 수 있다. 보호 회로들(45, 47)의 구조는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.In one embodiment, the TSV cell (40) may include protection circuits (45, 47). A second keep out zone (KoZ 2) of the TSV cell (40) may include a first region (44) extending in a first direction (e.g., X direction) from the first keep out zone (KoZ 1) and a second region (42) extending in a direction opposite to the first direction. The TSV cell (40) may include a protection circuit (47) positioned in the first region (44) and a protection circuit (45) positioned in the second region (42). The protection circuits (45, 47) may be positioned in the second keep out zone (KoZ 2) on both sides of the through via (48). The protection circuits (45, 47) may be positioned outside the first keep out zone (KoZ 1) on both sides of the through via (48). The structures of the protection circuits (45, 47) may be the same or different.

일 실시예에서, 보호 회로들(45, 47)은 인터페이스 회로(43)와 관통 비아(48) 간의 경로 상에 배치될 수 있다. 즉, 보호 회로들(45, 47)은 인터페이스 회로(43)와 관통 비아(48)를 연결하는 금속 층(46)에 연결될 수 있다. 보호 회로들(45, 47)은 인터페이스 회로(43)를 향해 흐르는 전하를 방전하기 위한 전기 경로로서, 다양한 전기적 효과로부터 인터페이스 회로(43) 내의 트랜지스터들을 보호할 수 있다. 일 실시예에 따른 TSV 셀(40)은 복수의 보호 회로를 포함함으로써, 집적 회로에서 보호 회로가 차지하는 면적의 증가 없이 보호 회로를 통한 TSV 셀 주위의 트랜지스터들에 대한 보호 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the protection circuits (45, 47) may be arranged on a path between the interface circuit (43) and the through via (48). That is, the protection circuits (45, 47) may be connected to a metal layer (46) connecting the interface circuit (43) and the through via (48). The protection circuits (45, 47) may serve as an electrical path for discharging charges flowing toward the interface circuit (43), and may protect the transistors within the interface circuit (43) from various electrical effects. The TSV cell (40) according to one embodiment may further enhance the protection effect on the transistors around the TSV cell through the protection circuits without increasing the area occupied by the protection circuits in the integrated circuit by including a plurality of protection circuits.

도 5는 도 4의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다. Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 4.

구체적으로, 도 5는 3차원 집적 회로를 구성하는 복수의 집적 회로 중 하나의 집적 회로(500)에 대한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 집적 회로는 집적 회로(500)의 위 및/또는 아래의 추가적인 집적 회로들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 집적 회로(500)는 도 1에 따른 제1 집적 회로(150)에 대응할 수 있다. 또한, 여기서는 집적 회로(500)의 일부분이 도시되어 있지만, 집적 회로(500)는 더 많은 구성들을 포함할 수 있다.Specifically, FIG. 5 is a cross-sectional view of one integrated circuit (500) among a plurality of integrated circuits constituting a three-dimensional integrated circuit. Referring to FIG. 5 , the three-dimensional integrated circuit according to one embodiment may further include additional integrated circuits above and/or below the integrated circuit (500). For example, the integrated circuit (500) may correspond to the first integrated circuit (150) according to FIG. 1 . Furthermore, although a portion of the integrated circuit (500) is illustrated herein, the integrated circuit (500) may include more configurations.

일 실시예에서, 집적 회로(500)는 BEOL 층(510a)과 기판 층(510c)을 포함할 수 있다. 기판 층(510c)은 실리콘과 같은 반도체 기판 물질이거나 이를 포함할 수 있다. 기판 층(510c) 위에 및/또는 기판 층(510c) 내에는 인접한 다른 다이들과 논리 신호를 송수신하는 인터페이스 회로(520)가 배치될 수 있다. 인터페이스 회로(520)는 MOS 트랜지스터 등과 같은 능동 소자들일 수 있다. 기판 층(510c)은 기판 층(510c)을 관통하여 연장하는 관통 비아(531)를 포함할 수 있다. 관통 비아(531)는 기판 층(510c)의 전면(510f)으로부터 후면(510b)으로 연장될 수 있다. In one embodiment, the integrated circuit (500) may include a BEOL layer (510a) and a substrate layer (510c). The substrate layer (510c) may be or include a semiconductor substrate material, such as silicon. An interface circuit (520) may be disposed on and/or within the substrate layer (510c) for transmitting and receiving logic signals with other adjacent dies. The interface circuit (520) may be an active device, such as a MOS transistor. The substrate layer (510c) may include a through via (531) extending through the substrate layer (510c). The through via (531) may extend from a front surface (510f) of the substrate layer (510c) to a back surface (510b).

일 실시예에서, 기판 층(510c) 상에서 관통 비아(531)로부터의 제1 거리(533)에 의해 관통 비아(531) 주변의 제1 방향(X 방향)으로의 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 경계가 결정될 수 있다. 관통 비아(531)로부터의 제2 거리(535)에 의해 관통 비아(531) 주변의 제1 방향(X 방향)으로의 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 경계가 결정될 수 있다. 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)은 BEOL 공정 과정에서 형성되는 금속 층, 비아 등이 배치되지 않는 영역일 수 있고, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 FEOL 공정 과정에서 형성되는 능동 반도체 디바이스가 배치되지 않는 영역일 수 있다. 도 5에서는 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)과 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)이 기판 층(510c)을 관통하여 연장되는 것으로 도시하였으나, 이는 이해의 편의를 위한 것이고, 실제로 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)과 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 기판 층(510b) 상에서 관통 비아(531) 주위의 영역으로서, 기판 층(510c)을 관통하여 연장하지 않을 수 있다. In one embodiment, a boundary of a first keep out zone (KoZ 1) in a first direction (X direction) around the through via (531) may be determined by a first distance (533) from the through via (531) on the substrate layer (510c). A boundary of a second keep out zone (KoZ 2) in the first direction (X direction) around the through via (531) may be determined by a second distance (535) from the through via (531). As described above with reference to FIG. 2, the first keep out zone (KoZ 1) may be an area where a metal layer, a via, etc. formed in a BEOL process are not arranged, and the second keep out zone (KoZ 2) may be an area where an active semiconductor device formed in a FEOL process is not arranged. In FIG. 5, the first keep out zone (KoZ 1) and the second keep out zone (KoZ 2) are illustrated as extending through the substrate layer (510c), but this is for convenience of understanding, and in reality, the first keep out zone (KoZ 1) and the second keep out zone (KoZ 2) are areas around the through via (531) on the substrate layer (510b), and may not extend through the substrate layer (510c).

일 실시예에서, 기판 층(510c)은 기판 층(510c) 위에 및/또는 기판 층(510c) 내에 위치하는 보호 회로들(537)을 포함할 수 있다. 보호 회로들(537)은 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치할 수 있고, 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 외부에 위치할 수 있다. 보호 회로들(537)은 관통 비아(531)의 양 측에서 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 외부 및 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)의 내부에 위치할 수 있다. In one embodiment, the substrate layer (510c) may include protection circuits (537) positioned on and/or within the substrate layer (510c). The protection circuits (537) may be positioned in the second keep out zone (KoZ 2) and may be positioned outside the first keep out zone (KoZ 1). The protection circuits (537) may be positioned outside the first keep out zone (KoZ 1) and inside the second keep out zone (KoZ 2) on both sides of the through via (531).

일 실시예에서, 인터페이스 회로(520)는 복수의 보호 회로(537) 중 제1 보호 회로(537_1)에 제1 방향(X 방향)으로 인접하게 배치될 수 있다. 제1 방향(X 방향)으로 인터페이스 회로(520)와 관통 비아(531) 사이에 제1 보호 회로(537_1)가 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 방향(X)으로 인터페이스 회로(520), 보호 회로(537_1), 및 관통 비아(531)가 순차적으로 위치할 수 있다. 또한 관통 비아(531)를 중심으로 보호 회로(537_1)의 반대 측에 보호 회로(537_2)가 더 위치할 수 있다. In one embodiment, the interface circuit (520) may be disposed adjacent to a first protection circuit (537_1) among a plurality of protection circuits (537) in a first direction (X direction). The first protection circuit (537_1) may be positioned between the interface circuit (520) and the through-via (531) in the first direction (X direction). In one embodiment, the interface circuit (520), the protection circuit (537_1), and the through-via (531) may be sequentially positioned in the first direction (X). Additionally, a protection circuit (537_2) may be further positioned on the opposite side of the protection circuit (537_1) with the through-via (531) as the center.

일 실시예에서, BEOL 층(510a)은 복수의 금속 층(540)을 포함할 수 있다. 복수의 금속 층(540)은 복수의 금속 라인과 이를 연결하는 복수의 금속 비아를 포함할 수 있다. 인터페이스 회로(520)는 복수의 금속 층(540)을 통해 관통 비아(531)에 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 인터페이스 회로(520)는 복수의 금속 층(540)을 통해 관통 비아(531)에 논리 신호를 송신하거나, 관통 비아(531)로부터 논리 신호를 수신할 수 있다. 인터페이스 회로(520)는 제1 경로(560)를 통해 관통 비아(531)와 논리 신호를 송수신할 수 있다. In one embodiment, the BEOL layer (510a) may include a plurality of metal layers (540). The plurality of metal layers (540) may include a plurality of metal lines and a plurality of metal vias connecting the metal lines. The interface circuit (520) may be electrically connected to the through vias (531) through the plurality of metal layers (540). Specifically, the interface circuit (520) may transmit a logic signal to the through vias (531) through the plurality of metal layers (540), or receive a logic signal from the through vias (531). The interface circuit (520) may transmit and receive a logic signal to and from the through vias (531) through the first path (560).

일 실시예에서, 보호 회로들(537)은 복수의 금속 층(540)을 통해 관통 비아(531)에 전기적으로 연결될 수 있다. 보호 회로들(537)은 복수의 금속 층(540)을 통해 인터페이스 회로(520)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 관통 비아(531)를 형성하는 에칭 공정동안 발생한 전하는 제2 경로(570)를 통해 보호 회로들(537)에 흐를 수 있다. 관통 비아(531)를 형성하는 에칭 공정동안 발생한 전하는 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치하는 보호 회로들(537)을 통해 방전될 수 있다. 일 실시예에서, 보호 회로들(537)은 인터페이스 회로(520)와 관통 비아(531)를 연결하는 복수의 금속 층(540)에 연결될 수 있다. 보호 회로들(537)은 인터페이스 회로(520)를 통해 흐르는 전하를 방전하기 위한 전기 경로로서, 다양한 전기적 효과로부터 인터페이스 회로(520) 내의 트랜지스터들을 보호할 수 있다.In one embodiment, the protection circuits (537) may be electrically connected to the through vias (531) through a plurality of metal layers (540). The protection circuits (537) may be electrically connected to the interface circuit (520) through a plurality of metal layers (540). For example, charge generated during an etching process to form the through vias (531) may flow to the protection circuits (537) through a second path (570). Charge generated during the etching process to form the through vias (531) may be discharged through the protection circuits (537) located in the second keep out zone (KoZ 2). In one embodiment, the protection circuits (537) may be connected to a plurality of metal layers (540) that connect the interface circuit (520) and the through vias (531). The protection circuits (537) serve as electrical paths for discharging charges flowing through the interface circuit (520), and can protect the transistors within the interface circuit (520) from various electrical effects.

일 실시예에서, 기판 층(510c)의 후면(510b)에는 인접하는 다이들과 전기적 연결을 형성하기 위한 재배선 층(redistribution layer, RDL)(551)이 위치할 수 있다. 관통 비아(531)는 관통 비아(531) 내의 전도성 재료들을 통하여 복수의 금속 층(540)과 재배선 층(551) 사이의 전기적 연결을 제공할 수 있다. 재배선 층(551)은 인접하는 다이들 사이에서 복수의 금속화 패턴(metallization pattern)을 포함할 수 있다. 재배선 층(551)은 관통 비아(531) 내의 전도성 재료들을 통하여 복수의 금속층(540)과의 전기적 연결을 형성할 수 있다. In one embodiment, a redistribution layer (RDL) (551) may be positioned on the backside (510b) of the substrate layer (510c) to form electrical connections with adjacent dies. Through-vias (531) may provide electrical connections between the plurality of metal layers (540) and the redistribution layer (551) through conductive materials within the through-vias (531). The redistribution layer (551) may include a plurality of metallization patterns between adjacent dies. The redistribution layer (551) may form electrical connections with the plurality of metal layers (540) through conductive materials within the through-vias (531).

일 실시예에서, 재배선 층(551)은 상호 연결 구조물(553)에 연결될 수 있다. 여기서 상호 연결 구조물(553)은 범프(예를 들어, 마이크로 범프 또는 솔더 범프) 또는 하이브리드 구리 본딩 등을 포함할 수 있다. 상호 연결 구조물(553)은 구리, 알루미늄 등과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 인터페이스 회로(520)는 상호 연결 구조물(553), 재배선 층(551), 관통 비아(531), 및 복수의 금속 층(540) 등을 통해 외부와 논리 신호들을 송수신할 수 있다. 다만, 필요에 따라 이들 구성 중 일부 구성이 생략되거나, 다른 필요한 구성이 더 추가될 수 있다.In one embodiment, the redistribution layer (551) may be connected to an interconnect structure (553). The interconnect structure (553) may include bumps (e.g., microbumps or solder bumps) or hybrid copper bonding, etc. The interconnect structure (553) may be formed of a conductive material such as copper, aluminum, etc. The interface circuit (520) may transmit and receive logic signals to and from the outside through the interconnect structure (553), the redistribution layer (551), the through vias (531), and the plurality of metal layers (540). However, some of these configurations may be omitted or other necessary configurations may be added as needed.

도 6은 일 실시예에 따른 TSV 셀을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 복수의 보호 회로를 포함하는 TSV 셀을 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a TSV cell according to one embodiment. Specifically, it is a schematic layout diagram illustrating a TSV cell including a plurality of protection circuits.

일 실시예에서, TSV 셀(60)은 제1 방향(X)으로 확장된 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치하는 보호 회로들(65, 67)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)으로부터 제1 방향(X 방향)으로 확장된 제1 영역(64)과 제1 방향과 반대 방향으로 확장된 제2 영역(62)을 포함할 수 있고, 각각의 영역은 보호 회로들(65, 67)을 포함할 수 있다. 보호 회로들(65, 67)은 관통 비아(68)의 양 측에서 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치할 수 있다. 보호 회로들(65, 67)은 관통 비아(68)의 양 측에서 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 외부에 위치할 수 있다. 보호 회로들(65, 67)의 구조는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 영역(64)과 제2 영역(62) 중 하나의 영역만이 보호 회로를 포함할 수도 있다. 관통 비아(68)와 보호 회로들(65, 67)은 복수의 금속 층(66_1)을 통해 연결될 수 있다. In one embodiment, the TSV cell (60) may include protection circuits (65, 67) positioned in a second keep out zone (KoZ 2) extending in a first direction (X). Specifically, the second keep out zone (KoZ 2) may include a first region (64) extending in a first direction (X direction) from the first keep out zone (KoZ 1) and a second region (62) extending in a direction opposite to the first direction, each region including protection circuits (65, 67). The protection circuits (65, 67) may be positioned in the second keep out zone (KoZ 2) on both sides of the through via (68). The protection circuits (65, 67) may be positioned outside the first keep out zone (KoZ 1) on both sides of the through via (68). The structures of the protection circuits (65, 67) may be identical or different. However, the present invention is not limited thereto, and only one of the first region (64) and the second region (62) may include the protection circuit. The through via (68) and the protection circuits (65, 67) may be connected through a plurality of metal layers (66_1).

일 실시예에서, TSV 셀(60)과 인터페이스 회로(63)는 제1 방향(X 방향)과 수직인 제2 방향(Y)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 인터페이스 회로(63)는 제2 방향(Y)으로 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)에 인접하게 배치될 수 있다. 제2 방향(Y)으로 인터페이스 회로(63)와 제1 킵 아웃 존(KoZ 1) 사이에는 어떠한 소자(element)도 위치하지 않을 수 있다. TSV 셀(60)의 관통 비아(68)는 인접하게 배치된 인터페이스 회로(63)로부터 수신한 논리 신호를 다른 집적 회로에 전송하거나, 다른 집적 회로로부터 수신한 논리 신호를 인터페이스 회로(63)에 전송할 수 있다. 관통 비아(68)와 인터페이스 회로(33)는 복수의 금속 층(66_2)을 통해 연결될 수 있다.In one embodiment, the TSV cell (60) and the interface circuit (63) may be arranged adjacent to each other in a second direction (Y) that is perpendicular to the first direction (X direction). The interface circuit (63) may be arranged adjacent to the first keep out zone (KoZ 1) in the second direction (Y). No element may be positioned between the interface circuit (63) and the first keep out zone (KoZ 1) in the second direction (Y). The through via (68) of the TSV cell (60) may transmit a logic signal received from the adjacently arranged interface circuit (63) to another integrated circuit, or may transmit a logic signal received from another integrated circuit to the interface circuit (63). The through via (68) and the interface circuit (33) may be connected through a plurality of metal layers (66_2).

도 7은 도 6의 B-B'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 사시도이다. Fig. 7 is a perspective view showing a cross-section taken along line B-B' of Fig. 6.

구체적으로, 도 7은 3차원 집적 회로를 구성하는 복수의 집적 회로 중 하나의 집적 회로(700)에 대한 단면도이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 집적 회로는 집적 회로(700)의 위 및/또는 아래의 추가적인 집적 회로들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 따른 집적 회로(700)는 도 1에 따른 제1 집적 회로(150)에 대응할 수 있다. 또한, 여기서는 집적 회로(700)의 일부분이 도시되어 있지만, 집적 회로(700)는 더 많은 구성들을 포함할 수 있다. 한편, 설명의 간략화를 위해, 도 5와 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 여기서 생략한다.Specifically, FIG. 7 is a cross-sectional view of one integrated circuit (700) among a plurality of integrated circuits constituting a three-dimensional integrated circuit. Referring to FIG. 7, the three-dimensional integrated circuit according to one embodiment may further include additional integrated circuits above and/or below the integrated circuit (700). For example, the integrated circuit (700) according to FIG. 7 may correspond to the first integrated circuit (150) according to FIG. 1. In addition, although a portion of the integrated circuit (700) is illustrated here, the integrated circuit (700) may include more configurations. Meanwhile, for the sake of simplicity, a description of configurations similar or identical to those of FIG. 5 is omitted here.

일 실시예에서, 집적 회로(700)는 기판층(710c) 위에 및/또는 기판 층(510c) 내에 배치된 인터페이스 회로(720)를 포함할 수 있다. 기판층(710c)은 기판층(710c)을 관통하여 연장하는 관통 비아(731)를 포함할 수 있다. 기판 층(710c) 상에는 관통 비아(731)로부터 제1 방향(X)으로의 제1 거리(733) 및 제1 방향(X)과 수직인 제2 방향(Y)으로의 제2 거리(734)에 의해 관통 비아(731) 주변의 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)이 결정될 수 있다. 기판 층(710c) 상에는 관통 비아(731)로부터 제1 방향(X)으로의 제3 거리(735) 및 제1 방향(X)과 수직인 제2 방향(Y)으로의 제2 거리(734)에 의해 관통 비아(731) 주변의 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)이 결정될 수 있다. 제1 거리(733)와 제2 거리(734)는 서로 상이하거나 동일할 수 있고, 제3 거리(735)는 제1 거리(733)보다 클 수 있다. 따라서, 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)은 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)보다 넓은 면적을 차지할 수 있다.In one embodiment, the integrated circuit (700) may include an interface circuit (720) disposed on and/or within a substrate layer (710c). The substrate layer (710c) may include a through via (731) extending through the substrate layer (710c). A first keep out zone (KoZ 1) around the through via (731) may be determined on the substrate layer (710c) by a first distance (733) in a first direction (X) from the through via (731) and a second distance (734) in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X). On the substrate layer (710c), a second keep out zone (KoZ 2) around the through via (731) can be determined by a third distance (735) in the first direction (X) from the through via (731) and a second distance (734) in the second direction (Y) perpendicular to the first direction (X). The first distance (733) and the second distance (734) can be different from or the same as each other, and the third distance (735) can be greater than the first distance (733). Therefore, the second keep out zone (KoZ 2) can occupy a larger area than the first keep out zone (KoZ 1).

일 실시예에서, 집적 회로(700)는 기판층(710c) 위에 및/또는 기판 층(510c) 내에 배치된 보호 회로(737)를 포함할 수 있다. 보호 회로(737)는 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치할 수 있고, 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)의 외부에 위치할 수 있다. In one embodiment, the integrated circuit (700) may include a protection circuit (737) disposed on and/or within the substrate layer (710c). The protection circuit (737) may be located in the second keep out zone (KoZ 2) and may be located outside the first keep out zone (KoZ 1).

일 실시예에서, 인터페이스 회로(720)는 제1 방향(X 방향)에 수직인 제2 방향(Y)으로 관통 비아(731)에 인접하게 위치할 수 있다. 인터페이스 회로(720)는 제1 방향(X 방향)에 수직인 제2 방향(Y)으로 제1 킵 아웃 존(KoZ 1)에 인접하게 위치할 수 있다. 제2 방향(Y)으로 인터페이스 회로(720)와 제1 킵 아웃 존(KoZ 1) 사이에는 어떠한 소자)도 위치하지 않을 수 있다. 인터페이스 회로(720)와 보호 회로(737)는 관통 비아(731)를 중심으로 서로 수직한 방향에 위치할 수 있고, 서로 수직한 방향으로 관통 비아(731)에 인접하게 위치할 수 있다. In one embodiment, the interface circuit (720) can be positioned adjacent to the through via (731) in a second direction (Y) that is perpendicular to the first direction (X direction). The interface circuit (720) can be positioned adjacent to the first keep out zone (KoZ 1) in a second direction (Y) that is perpendicular to the first direction (X direction). No components can be positioned between the interface circuit (720) and the first keep out zone (KoZ 1) in the second direction (Y). The interface circuit (720) and the protection circuit (737) can be positioned perpendicular to each other with respect to the through via (731) and can be positioned adjacent to the through via (731) in a perpendicular direction to each other.

일 실시예에서, 인터페이스 회로(720)는 BEOL 층(710a) 내의 복수의 금속 층(740)을 통해 관통 비아(731)에 논리 신호를 송신하거나, 관통 비아(731)로부터 논리 신호를 수신할 수 있다. 인터페이스 회로(720)는 제1 경로(760)로 관통 비아(731)와 논리 신호를 송수신할 수 있다. In one embodiment, the interface circuit (720) can transmit logic signals to or receive logic signals from the through vias (731) through multiple metal layers (740) within the BEOL layer (710a). The interface circuit (720) can transmit and receive logic signals to and from the through vias (731) via a first path (760).

일 실시예에서, 보호 회로(737)는 복수의 금속 층(740)을 통해 관통 비아(731)와 인터페이스 회로(720)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 관통 비아(731)를 형성하는 에칭 공정동안 발생한 전하는 제2 경로(770)를 통해 보호 회로(737)에 흐를 수 있다. In one embodiment, the protection circuit (737) may be electrically connected to the through via (731) and the interface circuit (720) through a plurality of metal layers (740). For example, charge generated during the etching process to form the through via (731) may flow to the protection circuit (737) through the second path (770).

일 실시예에 따른 반도체 장치(700)는 인터페이스 회로(720)와 관통 비아(731) 간의 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 인터페이스 회로(720)와 관통 비아(731)를 연결하는 금속 층(740)의 길이가 감소하고, 이는 SI(Signal Integrity)와 같은 집적 회로의 특성을 향상할 수 있는 이점이 있다.A semiconductor device (700) according to one embodiment can minimize the distance between an interface circuit (720) and a through via (731). Accordingly, the length of a metal layer (740) connecting the interface circuit (720) and the through via (731) is reduced, which has the advantage of improving characteristics of an integrated circuit, such as SI (Signal Integrity).

도 8은 일 실시예에 따라 보호 회로가 차지하는 면적 감소 효과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a drawing for explaining the effect of reducing the area occupied by a protection circuit according to one embodiment.

(a)는 비교예에 따른 TSV 셀(810), 보호 회로(811), 및 인터페이스 회로(813)를 나타낸다. 비교예(a)에 따르면, 보호 회로(811)는 TSV 셀(810) 외부에서 TSV 셀(810)과 인접하게 위치하고, 보호 회로(811)가 TSV 셀(810)과 인접한 방향과 동일한 방향(예를 들어, 제1 방향)으로 보호 회로(811)와 인터페이스 회로(813)가 인접하게 위치한다.(a) shows a TSV cell (810), a protection circuit (811), and an interface circuit (813) according to a comparative example. According to the comparative example (a), the protection circuit (811) is positioned adjacent to the TSV cell (810) outside the TSV cell (810), and the protection circuit (811) and the interface circuit (813) are positioned adjacent to each other in the same direction (e.g., the first direction) as the direction in which the protection circuit (811) is adjacent to the TSV cell (810).

(b)는 일 실시예에 따른 TSV 셀(820), 보호 회로(821), 및 인터페이스 회로(823)를 나타낸다. 일 실시예(b)에 따르면, 보호 회로(821)는 TSV 셀(820) 내부의 FEOL 킵 아웃 존(822)에 위치하고, 관통 비아(825)로부터 보호 회로(821)가 인접하게 위치하는 방향(예를 들어, 제1 방향)과 동일한 방향으로 보호 회로(821)와 인터페이스 회로(823)가 인접하게 위치할 수 있다. 여기서는 TSV 셀(820)이 복수의 보호 회로(821)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. (b) illustrates a TSV cell (820), a protection circuit (821), and an interface circuit (823) according to one embodiment. According to one embodiment (b), the protection circuit (821) is positioned in a FEOL keep-out zone (822) inside the TSV cell (820), and the protection circuit (821) and the interface circuit (823) may be positioned adjacent to each other in the same direction (e.g., a first direction) as the direction in which the protection circuit (821) is positioned adjacent to the through via (825). Although the TSV cell (820) is illustrated here as including a plurality of protection circuits (821), the present invention is not limited thereto.

(c)는 일 실시예에 따른 TSV 셀(830), 보호 회로(821), 및 인터페이스 회로(823)를 나타낸다. 일 실시예(c)에 따르면, 보호 회로(831)는 TSV 셀(830) 내부의 FEOL 킵 아웃 존(832)에 위치하고, 관통 비아(835)로부터 보호 회로(821)가 인접하게 위치하는 방향(제1 방향)과 수직인 방향(예를 들어, 제2 방향)으로 TSV 셀(820)과 인터페이스 회로(823)가 인접하게 위치할 수 있다. (c) illustrates a TSV cell (830), a protection circuit (821), and an interface circuit (823) according to one embodiment. According to one embodiment (c), the protection circuit (831) is positioned in a FEOL keep-out zone (832) inside the TSV cell (830), and the TSV cell (820) and the interface circuit (823) may be positioned adjacent to each other in a direction (e.g., a second direction) perpendicular to the direction (first direction) in which the protection circuit (821) is positioned adjacent to the through via (835).

(d)는 비교예(a) 및 본 발명의 실시예(b), (c)에 따른 TSV 셀, 보호 회로, 및 인터페이스 회로가이 차지하는 면적을 비교하기 위해 도시한 표이다. 도 8의 (d)의 표에 따르면, 비교예(a)에 따른 TSV 셀(810), 보호 회로(811), 및 인터페이스 회로(813)의 제1 방향으로의 길이(X1)는 23um이고, 제2 방향으로의 길이(Y1)는 10um이므로, 비교예(a)에 따른 TSV 셀(810), 보호 회로(811), 및 인터페이스 회로(813)가 차지하는 면적은 230um2이다. 한편, 일 실시예(b)에 따른 TSV 셀(820), 보호 회로(821), 및 인터페이스 회로(823)의 제1 방향으로의 길이(X2)는 18.5um이고, 제2 방향으로의 길이(Y2)는 10um이므로, 일 실시예(b)에 따른 TSV 셀(820), 보호 회로(821), 및 인터페이스 회로(823)가 차지하는 면적은 185um이며, 일 실시예(c)에 따른 TSV 셀(830), 보호 회로(831), 및 인터페이스 회로(833)의 제1 방향으로의 길이(X3)는 14um이고, 제2 방향으로의 길이(Y3)는 14um이므로, 일 실시예(c)에 따른 TSV 셀(830), 보호 회로(831), 및 인터페이스 회로(833)가 차지하는 면적은 196um이다. (d) is a table illustrating the areas occupied by the TSV cell, protection circuit, and interface circuit according to the comparative example (a) and the embodiments (b) and (c) of the present invention. According to the table of (d) of Fig. 8, the length (X1) in the first direction of the TSV cell (810), protection circuit (811), and interface circuit (813) according to the comparative example (a) is 23 um, and the length (Y1) in the second direction is 10 um, so the area occupied by the TSV cell (810), protection circuit (811), and interface circuit (813) according to the comparative example (a) is 230 um2. Meanwhile, since the length (X2) in the first direction of the TSV cell (820), the protection circuit (821), and the interface circuit (823) according to one embodiment (b) is 18.5 um, and the length (Y2) in the second direction is 10 um, the area occupied by the TSV cell (820), the protection circuit (821), and the interface circuit (823) according to one embodiment (b) is 185 um, and since the length (X3) in the first direction of the TSV cell (830), the protection circuit (831), and the interface circuit (833) according to one embodiment (c) is 14 um, and the length (Y3) in the second direction is 14 um, the area occupied by the TSV cell (830), the protection circuit (831), and the interface circuit (833) according to one embodiment (c) is 196 um.

즉, 비교예(a)에 따른 면적과 비교할 때, 실시예(b), (c)에 따른 TSV 셀, 보호 회로, 및 인터페이스 회로가이 차지하는 면적은 각각 19.57%, 14.78% 감소할 수 있다. 감소된 면적에 따라 반도체 장치의 크기를 감소하거나, 다른 논리 소자들을 배치함으로써 집적 회로의 면적을 효율적으로 활용할 수 있는 이점이 있다. That is, compared to the area according to comparative example (a), the area occupied by the TSV cell, protection circuit, and interface circuit according to embodiments (b) and (c) can be reduced by 19.57% and 14.78%, respectively. There is an advantage in that the size of the semiconductor device can be reduced according to the reduced area, or the area of the integrated circuit can be efficiently utilized by arranging other logic elements.

도 9는 집적 회로의 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면이다. 일 실시예에서, 집적 회로(900)는 행 방향(예를 들어, X방향)으로 연장하는 복수의 금속 라인(ML)들을 포함할 수 있다. 복수의 금속 라인(ML)들은 교차하여 전원 전압(예를 들어, VDD)과 접지 전압(VSS)을 제공할 수 있다. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a layout of an integrated circuit. In one embodiment, the integrated circuit (900) may include a plurality of metal lines (ML) extending in a row direction (e.g., X direction). The plurality of metal lines (ML) may intersect to provide a power supply voltage (e.g., VDD) and a ground voltage (VSS).

일 실시예에서, 집적 회로(900)는 복수의 표준 셀(standard cell)을 포함할 수 있다. 여기서, 표준 셀들은 논리 소자, 기억 소자, 및 필러 셀(filler cell) 등을 포함할 수 있다. 복수의 표준 셀은 금속 라인(ML)들과 오버래핑 되도록 배치될 수 있다. 여기서 각각의 행(R)에 배치되는 표준 셀들을 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고 표준 셀들은 복수의 행(R)에 걸치도록 형성될 수 있다. In one embodiment, the integrated circuit (900) may include a plurality of standard cells. Here, the standard cells may include logic elements, memory elements, and filler cells. The plurality of standard cells may be arranged to overlap with metal lines (ML). Here, standard cells arranged in each row (R) are illustrated, but are not limited thereto, and the standard cells may be formed to span a plurality of rows (R).

일 실시예에서, 집적 회로(900)는 TSV 영역(TSV area)을 더 포함할 수 있다. TSV 영역은 관통 비아를 포함하는 TSV 셀, 보호 회로, 및 관통 비아와 논리 신호를 송수신하는 인터페이스 회로를을 포함할 수 있다. 집적 회로(900) 상에서 TSV 영역은 규칙적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 TSV 영역은 서로 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 또는 집적 회로(900) 상에서 TSV 영역은 불규칙적으로 배치될 수 있다. In one embodiment, the integrated circuit (900) may further include a through-silicate via (TSV) area. The TSV area may include a TSV cell including a through-via, a protection circuit, and an interface circuit for transmitting and receiving logic signals with the through-via. The TSV areas may be regularly arranged on the integrated circuit (900). For example, a plurality of TSV areas may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a first direction (X) and a second direction (Y). Alternatively, the TSV areas may be irregularly arranged on the integrated circuit (900).

한편, TSV 셀, 보호 회로, 및 인터페이스 회로는은 하나의 TSV 모듈로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, TSV 영역은 m x n (m과 n은 1 이상의 자연수)형태로 배열된 TSV 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, TSV 영역은 하나의 TSV 모듈을 포함하거나, 복수의 TSV 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 TSV 영역 중 일부 TSV 영역은 하나의 TSV 모듈을 포함하고, 나머지 TSV 영역은 m x n 형태로 배열된 복수의 TSV 모듈을 포함할 수도 있다. Meanwhile, the TSV cell, the protection circuit, and the interface circuit may be implemented as a single TSV module. In one embodiment, the TSV region may include TSV modules arranged in an m x n configuration (m and n are natural numbers greater than or equal to 1). For example, the TSV region may include one TSV module or may include a plurality of TSV modules. In one embodiment, some TSV regions among the plurality of TSV regions may include one TSV module, and the remaining TSV regions may include a plurality of TSV modules arranged in an m x n configuration.

TSV 영역은 표준 셀들을 더 포함할 수 있다. TSV 영역은 TSV 모듈을 배치하고 나머지 영역에 배치된 표준 셀들을 포함할 수 있다. TSV 영역에 대한 구체적인 설명은 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.The TSV region may further include standard cells. The TSV region may include TSV modules and standard cells placed in the remaining region. A detailed description of the TSV region is provided with reference to FIGS. 10 and 11.

도 10은 비교예에 따른 TSV 영역을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 10의 비교예에 따른 TSV 영역은 3 x 3 형태로 배열된 복수의 TSV 모듈을 포함하는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되지 않는다. Fig. 10 is a drawing showing a TSV region according to a comparative example. Specifically, the TSV region according to the comparative example of Fig. 10 is illustrated as including a plurality of TSV modules arranged in a 3 x 3 configuration, but is not limited thereto.

비교예에 따른 TSV 영역(1000)은 복수의 TSV 모듈(1010, 1020, 1030)을 포함할 수 있다. 비교예에 따른 제1 TSV 모듈(1010)은 TSV 셀(1012), 보호 회로(1013), 및 인터페이스 회로(1011)를 포함할 수 있다. 비교예에 따른 제1 TSV 모듈(1010) 내의 보호 회로(1013)는 TSV 셀(1012) 외부에 위치할 수 있다. A TSV region (1000) according to a comparative example may include a plurality of TSV modules (1010, 1020, 1030). A first TSV module (1010) according to a comparative example may include a TSV cell (1012), a protection circuit (1013), and an interface circuit (1011). The protection circuit (1013) within the first TSV module (1010) according to the comparative example may be located outside the TSV cell (1012).

비교예에 따르면, 제1 TSV 모듈(1010)과 제2 TSV 모듈(1020)은 제1 방향(X 방향)으로 미리 결정된 제1 거리(DX)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈(1030)은 제1 방향과 수직인 제2 방향(Y 방향)으로 미리 결정된 제2 거리(DY)만큼 이격되어 배치될 수 있다. According to a comparative example, the first TSV module (1010) and the second TSV module (1020) may be arranged to be spaced apart from each other by a first distance (DX) that is predetermined in a first direction (X direction). The first TSV module (1010) and the third TSV module (1030) may be arranged to be spaced apart from each other by a second distance (DY) that is predetermined in a second direction (Y direction) that is perpendicular to the first direction.

비교예에 따르면, 제2 TSV 모듈(1020) 내의 관통 비아와 논리 신호를 송수신하는 인터페이스 회로(1021)는 제1 TSV 모듈(1010)과 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 회로(1021)와 제1 TSV 모듈(1010)은 제1 방향(X 방향)으로 부착되어 배치될 수 있다. 따라서, 인터페이스 회로(1021)와 제1 TSV 모듈(1010) 사이에는 어떠한 표준 셀도 위치할 수 없다. According to a comparative example, the interface circuit (1021) for transmitting and receiving a logic signal and a through-via within the second TSV module (1020) may be arranged adjacent to the first TSV module (1010). For example, the interface circuit (1021) and the first TSV module (1010) may be arranged to be attached in the first direction (X direction). Accordingly, no standard cell may be positioned between the interface circuit (1021) and the first TSV module (1010).

비교예에 따르면, 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈 (1030)은 제2 방향(Y 방향)으로 인접하게 배치될 수 있다. 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈(1030)은 제2 방향(Y 방향)으로 제3 거리(RY)만큼 이격될 수 있다. 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈(1030) 사이에는 복수의 표준 셀이 위치할 수 있다. 또한 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈(1030) 사이에는 복수의 금속 층이 위치할 수 있다.According to a comparative example, the first TSV module (1010) and the third TSV module (1030) may be arranged adjacently in the second direction (Y direction). The first TSV module (1010) and the third TSV module (1030) may be spaced apart from each other by a third distance (RY) in the second direction (Y direction). A plurality of standard cells may be positioned between the first TSV module (1010) and the third TSV module (1030). In addition, a plurality of metal layers may be positioned between the first TSV module (1010) and the third TSV module (1030).

비교예에 따르면, TSV 영역(1000)에서 표준 셀들이 위치할 수 있는 영역은 제1 TSV 모듈(1010)과 제3 TSV 모듈(1030) 사이에 있는 제3 거리(RY)의 영역에 불과하다. 즉, 제한된 공간에 많은 표준 셀이 배치되어, 라우팅 혼잡(routing congestion) 등 다양한 문제를 유발할 수 있다. According to a comparative example, the area where standard cells can be positioned in the TSV area (1000) is only the area of the third distance (RY) between the first TSV module (1010) and the third TSV module (1030). That is, many standard cells are positioned in a limited space, which may cause various problems such as routing congestion.

도 11은 일 실시예에 따른 TSV 영역을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 11의 일 실시예에 따른 TSV 영역은 3 x 3 형태로 배열된 복수의 TSV 셀, 보호 회로, 및 인터페이스 회로를을 포함하는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되지 않는다. 또한 각각의 TSV 셀, 보호 회로, 및 인터페이스 회로는은 하나의 TSV 모듈로서 구현될 수 있다. FIG. 11 is a diagram illustrating a TSV region according to one embodiment. Specifically, the TSV region according to one embodiment of FIG. 11 is illustrated as including, but not limited to, a plurality of TSV cells, protection circuits, and interface circuits arranged in a 3 x 3 configuration. In addition, each TSV cell, protection circuit, and interface circuit may be implemented as a single TSV module.

일 실시예에 따른 TSV 영역(1100)은 복수의 TSV 모듈(1110, 1120, 1130)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 TSV 모듈(1110)은 TSV 셀(1114), 보호 회로(1113), 및 인터페이스 회로(1111)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 제2 TSV 모듈(1110) 내의 보호 회로(1113)는 TSV 셀(1114) 내부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따른 제2 TSV 모듈(1110) 내의 보호 회로(1113)는 TSV 셀(1114) 내의 제2 킵 아웃 존(KoZ 2)에 위치할 수 있다. 한편, 보호 회로(1113)의 구조는 이에 제한되지 않는다. A TSV region (1100) according to one embodiment may include a plurality of TSV modules (1110, 1120, 1130). A first TSV module (1110) according to one embodiment may include a TSV cell (1114), a protection circuit (1113), and an interface circuit (1111). A protection circuit (1113) in a second TSV module (1110) according to one embodiment may be located inside a TSV cell (1114). A protection circuit (1113) in a second TSV module (1110) according to one embodiment may be located in a second keep out zone (KoZ 2) in a TSV cell (1114). Meanwhile, the structure of the protection circuit (1113) is not limited thereto.

일 실시예에서, 제1 TSV 모듈(1110)과 제2 TSV 모듈(1120)은 제1 방향(X 방향)으로 미리 결정된 제1 거리(DX)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1 TSV 모듈(1110)과 제3 TSV 모듈(1130)은 제1 방향과 수직인 제2 방향(Y 방향)으로 미리 결정된 제2 거리(DY)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 TSV 모듈(1110)과 제2 TSV 모듈(1020)이 제1 방향(X 방향)으로 제1 거리(DX)만큼 이격됨으로써, 제1 TSV 모듈(1110)과 제2 TSV 모듈(1020) 사이에는 제1 방향(X 방향)으로 제3 거리(RX')만큼의 공간이 존재할 수 있다. 또한, 제1 TSV 모듈(1110)과 제3 TSV 모듈(1030)이 제2 방향(Y 방향)으로 제2 거리(DY)만큼 이격됨으로써, 제1 TSV 모듈(1110)과 제3 TSV 모듈(1030) 사이에는 제2 방향(Y 방향)으로 제4 거리(RY')만큼의 공간이 존재할 수 있다.In one embodiment, the first TSV module (1110) and the second TSV module (1120) may be arranged to be spaced apart from each other by a first distance (DX) that is predetermined in a first direction (X direction). The first TSV module (1110) and the third TSV module (1130) may be arranged to be spaced apart from each other by a second distance (DY) that is predetermined in a second direction (Y direction) that is perpendicular to the first direction. In one embodiment, the first TSV module (1110) and the second TSV module (1020) may be spaced apart from each other by the first distance (DX) in the first direction (X direction), such that a space of a third distance (RX') in the first direction (X direction) may exist between the first TSV module (1110) and the second TSV module (1020). In addition, since the first TSV module (1110) and the third TSV module (1030) are spaced apart by a second distance (DY) in the second direction (Y direction), a space of a fourth distance (RY') in the second direction (Y direction) may exist between the first TSV module (1110) and the third TSV module (1030).

일 실시예에서, 제3 거리(RX')의 영역과 제4 거리(RY')의 영역에는 복수의 표준 셀이 위치할 수 있다. 즉, 보호 회로가 TSV 셀 내에 위치함으로써, TSV 영역(1100) 내에서 표준 셀을 배치할 수 있는 면적이 증가하고, 해당 면적을 효율적으로 활용할 수 있으며, 라우팅 혼잡 등의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다. 또한, 일 실시예에 따른 TSV 영역(1100)은 필요에 따라 제1 거리(DX) 및 제2 거리(DY)를 줄일 수 있다. 즉, 복수의 TSV 모듈(1110, 1120, 1130)을 서로 더 인접하게 배치함으로써, 집적 회로에서 TSV 영역(1100)이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 이점이 있다.In one embodiment, a plurality of standard cells may be positioned in the region of the third distance (RX') and the region of the fourth distance (RY'). That is, since the protection circuit is positioned within the TSV cell, the area in which the standard cells can be positioned within the TSV region (1100) increases, the area can be utilized efficiently, and there is an advantage in that problems such as routing congestion can be solved. In addition, the TSV region (1100) according to one embodiment can reduce the first distance (DX) and the second distance (DY) as needed. That is, by positioning a plurality of TSV modules (1110, 1120, 1130) closer to each other, there is an advantage in that the area occupied by the TSV region (1100) in the integrated circuit can be reduced.

도 12는 일 실시예에 따른 논리 신호의 신호 전달 경로를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 제1 집적 회로로부터 제2 집적 회로로 관통 비아를 통해 전달되는 논리 신호의 신호 전달 경로를 나타낸다.FIG. 12 is a diagram illustrating a signal transmission path of a logic signal according to one embodiment. Specifically, it illustrates a signal transmission path of a logic signal transmitted from a first integrated circuit to a second integrated circuit through a through via.

일 실시예에서, 3차원 집적 회로(1200)는 제1 집적 회로(1210)와 제2 집적 회로(1220)를 포함할 수 있다. 제1 집적 회로(1210)는 논리 회로(1212), 인터페이스 회로(1213), 및 TSV 셀(1215)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스 회로(1213)와 TSV 셀(1215)은 TSV 모듈로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, TSV 셀(1215)은 관통 비아(1216)를 포함할 수 있고, 관통 비아(1216)로부터 미리 결정된 거리만큼 이격된 영역 내에 보호 회로(1214)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 집적 회로(1210)는 인터페이스 회로(1222), 논리 회로(1223)를 포함할 수 있다. 제2 집적 회로(1220)는 보호 회로(1221)를 더 포함할 수 있다. 다만, 필요에 따라, 각각의 다이 내의 일부 구성이 생략되거나, 다른 필요한 구성들이 더 추가될 수 있다. In one embodiment, a three-dimensional integrated circuit (1200) may include a first integrated circuit (1210) and a second integrated circuit (1220). The first integrated circuit (1210) may include a logic circuit (1212), an interface circuit (1213), and a TSV cell (1215). In one embodiment, the interface circuit (1213) and the TSV cell (1215) may be implemented as a TSV module. In one embodiment, the TSV cell (1215) may include a through via (1216) and may include a protection circuit (1214) within a region spaced a predetermined distance from the through via (1216). In one embodiment, the second integrated circuit (1210) may include an interface circuit (1222) and a logic circuit (1223). The second integrated circuit (1220) may further include a protection circuit (1221). However, as needed, some components within each die may be omitted or other necessary components may be added.

일 실시예에서, 제1 집적 회로(1210)는 입력 포트(input port)(1211)를 통해 외부로부터 논리 신호를 수신할 수 있다. 논리 신호는 제1 집적 회로(1210) 내의 논리 회로(1212)와 인터페이스 회로(1213)를 거쳐 기판 관통 비아(1215)에 전달할 수 있다. 논리 신호는 상호 연결 구조물(1230)을 통해 제2 집적 회로(1220)에 전달될 수 있다. 논리 신호는 제2 집적 회로(1220) 내의 인터페이스 회로(1222)와 논리 회로(1223)를 거쳐 출력 포트(output port)(1224)를 통해 외부에 전달될 수 있다. In one embodiment, the first integrated circuit (1210) can receive a logic signal from the outside through an input port (1211). The logic signal can be transmitted to a through-substrate via (1215) through a logic circuit (1212) and an interface circuit (1213) within the first integrated circuit (1210). The logic signal can be transmitted to the second integrated circuit (1220) through an interconnect structure (1230). The logic signal can be transmitted to the outside through an output port (1224) through an interface circuit (1222) and a logic circuit (1223) within the second integrated circuit (1220).

도 13은 실시예에 따른 반도체 장치를 나타내는 도면이다.Fig. 13 is a drawing showing a semiconductor device according to an embodiment.

도 13을 참조하면, 반도체 장치(1300)는 인쇄 회로 기판과 같은 패키지 기판(1310) 상에 실장된 적어도 하나의 스택 반도체 칩(1330)과 시스템-온-칩(System-On-Cip, SOC)(1350)을 포함하는 메모리 모듈일 수 있다. Referring to FIG. 13, a semiconductor device (1300) may be a memory module including at least one stack semiconductor chip (1330) mounted on a package substrate (1310) such as a printed circuit board and a system-on-chip (SOC) (1350).

패키지 기판(1310) 상에 인터포저(1320)가 선택적으로 더 제공될 수 있다. 스택 반도체 칩(1330)은 칩-온-칩(CoC, Chip-on-Chip)으로 형성될 수 있다. 스택 반도체 칩(1330)은 로직 칩과 같은 버퍼 칩(1360)상에 적층된 적어도 하나의 메모리 칩(1340)을 포함할 수 있다. 버퍼 칩(1360) 및 적어도 하나의 메모리 칩(1340)은 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via, TSV)에 의해 서로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 버퍼 칩(1360) 및 적어도 하나의 메모리 칩(1340)은 도 1 내지 도 12를 참조하여 기술한 보호 회로 및 인터페이스 회로 들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 반도체 장치(1300)는 스택 반도체 칩(1330)을 전기적으로 연결하는 관통 기판 비아를 포함하고, 적어도 하나의 메모리 칩(1340)은 관통 기판 비아 주변의 제1 킵 아웃 존 및 제2 킵 아웃 존을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 반도체 장치(1300)는 적어도 하나의 메모리 칩(1340) 내의 보호 회로가 관통 기판 비아 주변의 제2 킵 아웃 존 내에 위치하도록 설계함으로써 반도체 장치(1300)의 면적을 효율적으로 활용할 수 있다. 일 실시예에서, 스택 반도체 칩(1330)은 일 예로, 500GB/sec 내지 1TB/sec, 혹은 그 이상의 고대역 메모리(High bandwidth memory, HBM)일 수 있다.An interposer (1320) may be optionally further provided on the package substrate (1310). The stacked semiconductor chip (1330) may be formed as a chip-on-chip (CoC). The stacked semiconductor chip (1330) may include at least one memory chip (1340) stacked on a buffer chip (1360), such as a logic chip. The buffer chip (1360) and the at least one memory chip (1340) may be connected to each other by a through silicon via (TSV). In one embodiment, the buffer chip (1360) and the at least one memory chip (1340) may include the protection circuit and interface circuits described with reference to FIGS. 1 to 12. Accordingly, the semiconductor device (1300) according to one embodiment may include a through-substrate via electrically connecting the stack semiconductor chips (1330), and at least one memory chip (1340) may include a first keep-out zone and a second keep-out zone around the through-substrate via. The semiconductor device (1300) according to one embodiment may efficiently utilize the area of the semiconductor device (1300) by designing a protection circuit in the at least one memory chip (1340) to be located within the second keep-out zone around the through-substrate via. In one embodiment, the stack semiconductor chip (1330) may be, for example, a high bandwidth memory (HBM) of 500 GB/sec to 1 TB/sec, or more.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.

Claims (20)

제1 기판을 포함하는 제1 집적 회로,
상기 제1 집적 회로에 적층되는 제2 집적 회로,
상기 제1 기판을 관통하고, 상기 제1 집적 회로와 상기 제2 집적 회로를 전기적으로 연결하는 관통 비아, 그리고
상기 관통 비아를 둘러싸는 킵 아웃 존(keep out zone) 내에서 상기 관통 비아의 양 측에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 복수의 보호 회로
를 포함하는 3차원 집적 회로.
A first integrated circuit comprising a first substrate,
A second integrated circuit stacked on the first integrated circuit,
A through via penetrating the first substrate and electrically connecting the first integrated circuit and the second integrated circuit, and
A plurality of protection circuits located on both sides of the through via within a keep out zone surrounding the through via and electrically connected to the through via.
A three-dimensional integrated circuit comprising:
제1항에 있어서,
상기 관통 비아의 외곽으로부터, 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 영역을 포함하는 제1 킵 아웃 존, 그리고,
상기 제1 킵 아웃 존의 외곽으로부터, 상기 제1 방향으로 상기 관통 비아로부터 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리만큼 이격된 영역을 포함하는 제2 킵 아웃 존을 포함하고,
상기 복수의 보호 회로는 상기 제2 킵 아웃 존 내에 위치하는, 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
A first keep out zone including an area spaced apart from the periphery of the above through via by a first distance in a first direction, and
a second keep out zone including an area spaced apart from the first through-via by a second distance greater than the first distance in the first direction from the periphery of the first keep out zone,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the plurality of protection circuits are located within the second keep out zone.
제1항에 있어서,
상기 제2 킵 아웃 존의 외부에서 상기 복수의 보호 회로 중 제1 보호 회로와 상기 제1 방향으로 인접하고, 상기 관통 비아를 통해 상기 제2 집적 회로와 논리 신호를 송수신하는 인터페이스 회로
를 더 포함하는 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
An interface circuit adjacent to the first protection circuit among the plurality of protection circuits in the first direction outside the second keep-out zone and transmitting and receiving a logic signal with the second integrated circuit through the through via.
A three-dimensional integrated circuit comprising:
제3항에 있어서,
상기 제2 킵 아웃 존은 상기 관통 비아의 양 측에서 상기 제1 킵 아웃 존의 외부 영역인 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 보호 회로는 상기 제1 영역에 위치하고, 상기 복수의 보호 회로 중 제2 보호 회로는 상기 제2 영역에 위치하는, 3차원 집적 회로.
In the third paragraph,
The second keep out zone includes a first region and a second region which are outer regions of the first keep out zone on both sides of the through via,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the first protection circuit is located in the first region, and the second protection circuit among the plurality of protection circuits is located in the second region.
제3항에 있어서,
상기 관통 비아와 상기 인터페이스 회로는 복수의 금속 층을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 보호 회로는 상기 복수의 금속층에 전기적으로 연결되는, 3차원 집적 회로.
In the third paragraph,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the above through via and the interface circuit are electrically connected through a plurality of metal layers, and the plurality of protection circuits are electrically connected to the plurality of metal layers.
제1항에 있어서,
상기 제2 킵 아웃 존의 외부에서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 킵 아웃 존과 인접하고, 상기 관통 비아를 통해 상기 제2 집적 회로와 논리 신호를 송수신하는 인터페이스 회로
를 더 포함하는 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
An interface circuit adjacent to the first keep-out zone in a second direction perpendicular to the first direction outside the second keep-out zone, and transmitting and receiving a logic signal with the second integrated circuit through the through via.
A three-dimensional integrated circuit comprising:
제1항에 있어서,
상기 제1 킵 아웃 존은 상기 관통 비아와 연결된 금속층을 제외한 금속층을 포함하지 않는 영역이고,
상기 제2 킵 아웃 존은 능동 반도체 디바이스가 배치되지 않는 영역인, 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
The above first keep out zone is an area that does not include a metal layer other than the metal layer connected to the through via,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the second keep-out zone is an area in which no active semiconductor devices are placed.
제1항에 있어서,
상기 복수의 보호 회로는 상기 제1 집적 회로에 안테나 효과 보호를 제공하도록 구성된 안테나 보호 회로인, 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the plurality of protection circuits are antenna protection circuits configured to provide antenna effect protection to the first integrated circuit.
제8항에 있어서,
상기 안테나 보호 회로는 안테나 다이오드인, 3차원 집적 회로.
In paragraph 8,
The above antenna protection circuit is a three-dimensional integrated circuit, which is an antenna diode.
제1항에 있어서,
상기 복수의 보호 회로는 상기 제1 집적 회로에 ESD(Electrostatic discharge) 보호를 제공하도록 구성된 ESD 보호 회로인, 3차원 집적 회로.
In the first paragraph,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the plurality of protection circuits are ESD (Electrostatic Discharge) protection circuits configured to provide ESD protection to the first integrated circuit.
제1 기판을 관통하는 관통 비아,
상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아 로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 제1 경계 및 상기 관통 비아로부터 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 제2 거리만큼 이격된 제2 경계를 포함하는 제1 킵 아웃 존,
상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아 로부터 상기 제1 방향으로 제3 거리만큼 이격된 제3 경계 및 상기 관통 비아로부터 상기 제2 방향으로 상기 제2 거리만큼 이격된 제4 경계를 포함하는 제2 킵 아웃 존,
상기 제1 킵 아웃 존의 외부 및 상기 제2 킵 아웃 존의 내부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 제1 보호 회로, 그리고
상기 제2 킵 아웃 존의 외부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 인터페이스 회로
를 포함하는 집적 회로.
Through vias penetrating the first substrate,
A first keep out zone located on the first substrate, the first boundary spaced apart from the through via in a first direction by a first distance around the through via, and a second boundary spaced apart from the through via in a second direction perpendicular to the first direction by a second distance,
A second keep out zone located on the first substrate, the second keep out zone including a third boundary spaced apart from the through via in the first direction by a third distance around the through via, and a fourth boundary spaced apart from the through via in the second direction by the second distance,
A first protection circuit located outside the first keep-out zone and inside the second keep-out zone, and electrically connected to the through via, and
An interface circuit located outside the second keep-out zone and electrically connected to the through via.
An integrated circuit comprising:
제11항에 있어서,
상기 제3 거리는 상기 제1 거리보다 더 큰, 집적 회로.
In Article 11,
An integrated circuit wherein the third distance is greater than the first distance.
제11항에 있어서,
상기 제1 방향으로 상기 인터페이스 회로, 상기 제1 보호 회로, 및 상기 관통 비아가 순차적으로 배치되는, 집적 회로.
In Article 11,
An integrated circuit, wherein the interface circuit, the first protection circuit, and the through via are sequentially arranged in the first direction.
제13항에 있어서,
상기 제1 킵 아웃 존의 외부 및 상기 제2 킵 아웃 존의 내부에 위치하고, 상기 관통 비아를 중심으로 상기 제1 보호 회로의 반대 측에 위치하는 제2 보호 회로를 더 포함하는, 집적 회로.
In Article 13,
An integrated circuit further comprising a second protection circuit positioned outside the first keep out zone and inside the second keep out zone, and positioned on the opposite side of the first protection circuit with respect to the through via.
제11항에 있어서,
상기 인터페이스 회로는 상기 제2 방향으로 상기 제1 킵 아웃 존에 인접하게 위치하는, 집적 회로.
In Article 11,
An integrated circuit wherein the interface circuit is positioned adjacent to the first keep out zone in the second direction.
제15항에 있어서,
상기 인터페이스 회로와 상기 제1 킵 아웃 존 사이에는 어떠한 소자(element)도 위치하지 않는, 집적 회로.
In Article 15,
An integrated circuit in which no element is located between the interface circuit and the first keep out zone.
제11항에 있어서,
상기 제1 보호 회로는 상기 제1 기판 상에 위치하는 트랜지스터에 안테나 효과 보호를 제공하도록 구성된 안테나 보호 회로 및 ESD 보호를 제공하도록 구성된 ESD 보호 회로 중 하나인, 집적 회로.
In Article 11,
An integrated circuit, wherein the first protection circuit is one of an antenna protection circuit configured to provide antenna effect protection to a transistor located on the first substrate and an ESD protection circuit configured to provide ESD protection.
제1 기판,
상기 제1 기판을 관통하는 관통 비아,
상기 제1 기판 상에 위치하고, 상기 관통 비아 주변에서 상기 관통 비아로부터 제1 거리만큼의 영역을 포함하는 제1 킵 아웃 존,
제1 기판 상에 위치하고, 상기 제1 킵 아웃 존으로부터 제1 방향과 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 확장된 영역을 포함하는 제2 킵 아웃 존,
상기 제1 킵 아웃 존의 외부 및 상기 제2 킵 아웃 존의 내부에 위치하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 보호 회로, 그리고
상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 킵 아웃 존에 인접하고, 상기 관통 비아와 전기적으로 연결되는 인터페이스 회로
를 포함하는 3차원 집적 회로.
1st substrate,
A through via penetrating the first substrate,
A first keep out zone located on the first substrate and including an area around the through via and extending a first distance from the through via,
A second keep-out zone located on the first substrate and including an area extending from the first keep-out zone in a first direction and a second distance in a direction opposite to the first direction,
A protection circuit located outside the first keep-out zone and inside the second keep-out zone, and electrically connected to the through via, and
An interface circuit adjacent to the first keep-out zone in a second direction perpendicular to the first direction and electrically connected to the through via.
A three-dimensional integrated circuit comprising:
제18항에 있어서,
상기 제1 킵 아웃 존은 BEOL(back-end-of-line) 공정에서의 킵 아웃 존이고, 상기 제2 킵 아웃 존은 FEOL(front-end-of-line) 공정에서의 킵 아웃 존인, 3차원 집적 회로.
In Article 18,
A three-dimensional integrated circuit, wherein the first keep out zone is a keep out zone in a back-end-of-line (BEOL) process, and the second keep out zone is a keep out zone in a front-end-of-line (FEOL) process.
제18항에 있어서,
상기 인터페이스 회로와 상기 제1 킵 아웃 존 사이에는 어떠한 소자도 위치하지 않는, 3차원 집적 회로.
In Article 18,
A three-dimensional integrated circuit in which no elements are located between the interface circuit and the first keep-out zone.
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