本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括：襯底，在X方向和與X方向垂直的Y方向上延伸。半導(dǎo)體器件包括互連結(jié)構(gòu)，在襯底上方在與X方向和Y方向均垂直的Z方向上形成該互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)包括通過(guò)多個(gè)通孔在Z方向上互連在一起的多條金屬線。互連結(jié)構(gòu)包括變壓器器件，該變壓器器件包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈均至少部分地沿著Z方向纏繞。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種垂直定向的半導(dǎo)體器件及其屏蔽結(jié)構(gòu)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，本專利技術(shù)涉及一種垂直定向的半導(dǎo)體器件及其屏蔽結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。IC材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了多代1C，其中，每一代都具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。然而，這些進(jìn)步增加了處理和制造IC的復(fù)雜性，并且對(duì)于將被實(shí)現(xiàn)的進(jìn)步，需要IC處理和制造中產(chǎn)生同樣的發(fā)展。在集成電路演進(jìn)過(guò)程中，功能密度(即，單個(gè)芯片面積中互連器件的數(shù)量)通常都在增加，同時(shí)幾何尺寸(即，可使用制造工藝形成的最小組件(或線))減小。可以在半導(dǎo)體器件上形成各種有源或無(wú)源電子元件。例如，可以在半導(dǎo)體IC上形 成變壓器、電感器、電容器等。然而，形成在IC上的傳統(tǒng)電子元件可能面臨多個(gè)缺點(diǎn)，例如，空間消耗過(guò)多、器件性能低劣、屏蔽不足、以及制造成本較高。因此，盡管在半導(dǎo)體IC上存在電子器件通常滿足了其預(yù)期目的，但是無(wú)法在每個(gè)方面完全令人滿意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，具有通過(guò)第一軸和與所述第一軸垂直的第二軸限定的表面；變壓器，被設(shè)置在所述襯底的所述表面上方，所述變壓器包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線圈具有不與所述襯底的所述表面平行的相應(yīng)的纏繞定向。在該半導(dǎo)體器件中，所述第一線圈和所述第二線圈的所述纏繞定向大致與所述襯底的所述表面垂直。在該半導(dǎo)體器件中，所述第一線圈和所述第二線圈的所述纏繞定向均通過(guò)以下軸限定出所述第一軸和所述第二軸之一；以及與所述第一軸和所述第二軸均垂直的第三軸。在該半導(dǎo)體器件中，所述變壓器具有相關(guān)磁場(chǎng)，所述相關(guān)磁場(chǎng)大致與所述襯底的所述表面平行。在該半導(dǎo)體器件中，所述襯底基本上沒(méi)有通過(guò)所述磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的渦電流。在該半導(dǎo)體器件中，所述變壓器實(shí)現(xiàn)在互連結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述互連結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述襯底上方，所述互連結(jié)構(gòu)具有多層互連層。在該半導(dǎo)體器件中，所述第一線圈包括多條第一互連線，所述多條第一互連線被設(shè)置在所述互連層的第一子集中，并通過(guò)多個(gè)第一通孔互連在一起；以及所述第二線圈包括多條第二互連線，所述多條第二互連線被設(shè)置在所述互連層的第二子集中，并通過(guò)多個(gè)第二通孔互連在一起。在該半導(dǎo)體器件中，所述互連層的所述第二子集位于所述互連層的所述第一子集之間。在該半導(dǎo)體器件中，所述第一互連線的寬度是所述第二互連線的寬度的兩倍以上。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，在X方向和與所述X方向垂直的Y方向上延伸；以及互連結(jié)構(gòu)，沿Z方向形成在所述襯底上方，所述Z方向與所述X方向和所述Y方向均垂直，所述互連結(jié)構(gòu)包括通過(guò)多個(gè)通孔沿所述Z方向互連在一起的多條金屬線，所述互連結(jié)構(gòu)包含變壓器器件，所述變壓器器件包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈均基本上至少部分地沿著所述Z方向纏繞。在該半導(dǎo)體器件中，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈均包括纏繞定向，所述纏繞定向基本上與通過(guò)所述X方向和所述Y方向所限定的平面垂直。在該半導(dǎo)體器件中，所述變壓器器件感應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)至少部分地在通過(guò)所述X方向和所述Y方向所限定的平面上延伸。 在該半導(dǎo)體器件中，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈均包括相應(yīng)的金屬線組和所述互連結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的通孔組。在該半導(dǎo)體器件中，所述初級(jí)線圈的所述金屬線組具有與所述次級(jí)線圈的所述金屬線組不同的寬度尺寸。在該半導(dǎo)體器件中，所述次級(jí)線圈至少部分地位于所述初級(jí)線圈的上部和所述初級(jí)線圈的下部之間，其中，沿著相對(duì)于所述Z方向限定出所述上部和所述下部。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供了襯底，所述襯底具有通過(guò)第一軸和與所述第一軸垂直的第二軸限定的表面；以及在所述襯底的所述表面上方形成互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)具有通過(guò)多個(gè)通孔互連的多條導(dǎo)線，其中，形成所述互連結(jié)構(gòu)包括將變壓器器件形成為所述互連結(jié)構(gòu)的一部分，其中，所述變壓器器件包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線圈均具有纏繞定向，所述纏繞定向至少部分地通過(guò)與所述襯底的所述表面垂直的第三軸限定出。在該方法中，執(zhí)行形成所述變壓器器件的步驟，使得所述纏繞定向與所述襯底的所述表面垂直。在該方法中，執(zhí)行形成所述變壓器器件的步驟，使得所述第一線圈包括所述導(dǎo)線的第一子集和所述通孔的第一子集；所述第二線圈包括所述導(dǎo)線的第二子集和所述通孔的第二子集；并且所述導(dǎo)線的所述第一子集與所述導(dǎo)線的所述第二子集平行。在該方法中，所述導(dǎo)線的所述第一子集的寬度是所述導(dǎo)線的所述第二子集的寬度的兩倍以上。在該方法中，將所述導(dǎo)線的所述第二子集設(shè)置在所述第一子集中的最頂部導(dǎo)線和所述第二子集中的最底部導(dǎo)線之間。附圖說(shuō)明當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本專利技術(shù)的多個(gè)方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。圖IA示出了電感器器件的立體圖。圖IB-圖IC示出了變壓器器件的俯視圖和橫截面圖。圖2為變壓器器件的等效電路原理圖。圖3-圖4為處于不同制造階段的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。圖4為根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體電容器的立體圖。圖5為根據(jù)實(shí)施例的變壓器器件的立體圖。圖6為半導(dǎo)體器件的立體圖，在該半導(dǎo)體器件中具有根據(jù)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)圖5的變壓器器件。圖7為根據(jù)實(shí)施例的電感電容(LC)振蕩回路的立體圖。圖8為根據(jù)實(shí)施例的LC振蕩回路的電容器的立體圖。 圖9為根據(jù)實(shí)施例的LC振蕩回路的電容器的立體圖。圖10為根據(jù)實(shí)施例的在其中包括有變壓器的屏蔽結(jié)構(gòu)的立體圖。圖11為根據(jù)實(shí)施例的在其中包括有LC振蕩回路的屏蔽結(jié)構(gòu)的立體圖。圖12為示出了根據(jù)實(shí)施例的制造變壓器器件的方法的流程圖。圖13為示出了根據(jù)實(shí)施例的制造LC振蕩回路器件的方法的流程圖。圖14為示出了根據(jù)實(shí)施例的制造屏蔽器件的方法的流程圖。具體實(shí)施例方式可以理解，為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)實(shí)施例的不同部件，以下公開提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋隽嗽筒贾梅绞降奶囟ㄊ纠院?jiǎn)化本公開。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例，而并不旨在進(jìn)行限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上可以包括第一部件和第二部件通過(guò)直接接觸形成的實(shí)施例，還可以包括有額外部件形成在第一部件和第二部件之間，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本公開可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)為了簡(jiǎn)明和清楚，而且其本身并不表示所描述的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。變壓器為交流(AC)器件，該交流器件轉(zhuǎn)換了電壓、電流、以及阻抗。變壓器通常包括兩個(gè)或多個(gè)線圈，該兩個(gè)或多個(gè)線圈通過(guò)諸如鐵磁芯的共用磁心磁連接。法拉第電磁感應(yīng)定律建立了變壓器的工作原理。圖IA為感應(yīng)線圈10的立體圖，圖IB為包括感應(yīng)線圈10的變壓器20的俯視圖。變壓器20具有多個(gè)端口(如本文中所示的端口 I至4)，并且包括跨越(span)多個(gè)水平面的導(dǎo)電線圈(或者繞組)。當(dāng)電流流過(guò)導(dǎo)電線圈時(shí)，感應(yīng)生成磁場(chǎng)，在圖IC的橫截面圖中示出了該磁場(chǎng)。參考圖1C，在互連結(jié)構(gòu)25中實(shí)現(xiàn)了變壓器20，該互連結(jié)構(gòu)包括金屬間電介質(zhì)(MD)和金屬線。在襯底30上形成了互連結(jié)構(gòu)25，該襯底可以包含半導(dǎo)體材料。在變壓器20中流動(dòng)的電流感應(yīng)生成磁場(chǎng)35，該磁場(chǎng)延伸到襯底30中。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，由于存在磁場(chǎng)35將感應(yīng)生成潤(rùn)電流(eddy 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底，具有通過(guò)第一軸和與所述第一軸垂直的第二軸限定的表面；變壓器，被設(shè)置在所述襯底的所述表面上方，所述變壓器包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線圈具有不與所述襯底的所述表面平行的相應(yīng)的纏繞定向。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：卓秀英，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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