垂直定向的半導體器件及其屏蔽結構制造技術

本發明專利技術涉及半導體器件。該半導體器件包括襯底。該半導體器件包括被置于襯底上方的電子器件。電子器件包括開口。該半導體器件包括：位于襯底上方并圍繞電子器件的屏蔽器件。該屏蔽器件包括多個伸長件。多個伸長件的子集延伸穿過電子器件的開口。電子器件和屏蔽器件中的至少一個形成在位于襯底上方的互連結構中。本發明專利技術還提供了一種垂直定向的半導體器件及其屏蔽結構。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體領域，更具體地，本專利技術涉及一種垂直定向的半導體器件及其屏蔽結構。
技術介紹
半導體集成電路(IC)工業經歷了快速發展。IC材料和設計的技術進步產生了多代1C，其中，每一代都具有比前一代更小且更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性，并且對于將被實現的進步，需要IC處理和制造中產生同樣的發展。在集成電路演進過程中，功能密度(即，單個芯片面積中互連器件的數量)通常都在增加，同時幾何尺寸(即，可使用制造工藝形成的最小組件(或線))減小。可以在半導體器件上形成各種有源或無源電子元件。例如，可以在半導體IC上形·成變壓器、電感器、電容器等。然而，形成在IC上的傳統電子元件可能面臨多個缺點，例如，空間消耗過多、器件性能低劣、屏蔽不足、以及制造成本較高。因此，盡管在半導體IC上存在電子器件通常滿足了其預期目的，但是無法在每個方面完全令人滿意。
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種半導體器件，包括襯底；電子器件，被設置在所述襯底上方，所述電子器件包括開口 ；以及屏蔽器件，被設置在所述襯底上方并圍繞著所述電子器件，所述屏蔽器件包括多個伸長件，所述伸長件的子集延伸穿過所述電子器件的所述開口 ；其中，所述電子器件和所述屏蔽器件中的至少一個形成在位于所述襯底上方的互連結構中。在該半導體器件中，所述電子器件的所述開口通過線圈形成，所述線圈具有與所述襯底的表面垂直的纏繞定向，所述互連結構形成在所述襯底的表面上。在該半導體器件中，所述線圈在沿著與所述屏蔽結構的所述伸長件延伸的方向垂直的方向延伸在該半導體器件中，所述互連結構包括多層金屬層，所述多層金屬層均包含多條金屬線；所述電子器件包括被分別設置在第一金屬層中和第二金屬層中的第一元件和第二元件，所述第一金屬層和所述第二金屬層被所述開口分隔開；以及所述屏蔽器件的所述伸長件的所述子集被設置在第三金屬層中，所述第三金屬層位于所述第一金屬層和所述第二金屬層之間。在該半導體器件中，所述伸長件相互平行地延伸。在該半導體器件中，所述電子器件包括變壓器，所述變壓器具有初級線圈和次級線圈，所述初級線圈和所述次級線圈均纏繞在與所述襯底的表面垂直的平面中，所述屏蔽器件的所述伸長件的所述子集延伸穿過所述初級線圈和所述次級線圈。在該半導體器件中，所述初級線圈和所述次級線圈具有不同線圈寬度。在該半導體器件中，所述電子器件包括電感電容(LC)振蕩回路，所述電感電容振蕩回路包含垂直纏繞的感應線圈和相互交錯的電容器。根據本專利技術的另一方面，提供了一種半導體器件，包括襯底；電子器件，被設置在所述襯底上方，所述電子器件包括沿著第一方向延伸的伸長的第一元件和沿著第二方向延伸的伸長的第二元件，所述第二元件被設置在所述第一元件之上；以及屏蔽結構，被設置在所述襯底上方并屏蔽所述屏蔽結構中的所述電子器件，所述屏蔽結構包括多條帶狀線，所述多條帶狀線均在不與所述第一方向和所述第二方向平行的方向上延伸；其中所述帶狀線的第一子集被設置在所述電子器件的所述第一元件之下；所述帶狀線的第二子集被設置在所述電子器件的所述第一元件之上并被設置在所述電子器件的所述第二元件之下；并且所述帶狀線的第三子集，被設置在所述電子器件的所述第二元件之上。在該半導體器件中所述第一方向和所述第二方向基本上相同；以及所述屏蔽結構的所述帶狀線的延伸方向基本上垂直于所述第一方向和所述第二方向。在該半導體器件中，所述屏蔽結構的所述帶狀線是導電的。 在該半導體器件中，所述電子器件和所述屏蔽結構實現在設置在所述襯底上方的互連結構中，所述互連結構包含多層互連層。在該半導體器件中所述多層互連層包括第一互連層、第二互連層、第三互連層、第四互連層、以及第五互連層；所述第一互連層在所述第一互連層、所述第二互連層、所述第三互連層、所述第四互連層、以及所述第五互連層中被設置為距離所述襯底最近，所述帶狀線的第一子集被設置在所述第一互連層中；所述第二互連層被設置為比所述第一互連層距離所述襯底更遠，所述電子器件的所述第一元件被設置在所述第二互連層中；所述第三互連層被設置為比所述第二互連層距離所述襯底更遠，所述帶狀線的所述第二子集被設置在所述第三互連層中；所述第四互連層被設置為比所述第三互連層距離所述襯底更遠，所述電子器件的所述第二元件被設置在所述第四互連層中；并且所述第五互連層在所述第一互連層、所述第二互連層、所述第三互連層、所述第四互連層、以及所述第五互連層中被設置為距離所述襯底最遠，所述帶狀線的所述第三子集被設置在所述第五互連層中。在該半導體器件中，電子器件包括變壓器，所述變壓器具有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，所述纏繞定向與所述襯底的表面垂直，所述電子器件被設置在所述襯底的表面上方。在該半導體器件中，所述電子器件包括電感電容(LC)振蕩回路，所述LC振蕩回路包括感應線圈，纏繞在與所述襯底的所述表面垂直的平面中；以及電容器，包括相互交錯的陽極元件和陰極元件。根據本專利技術的又一方面，提供了一種制造半導體器件的方法，包括提供了襯底；在所述襯底的上方形成電子器件，所述電子器件包括第一組件和與所述第一組件分隔開的第二組件；以及形成圍繞著所述電子器件的屏蔽結構，所述屏蔽結構包括多條伸長的帶狀線；其中，所述伸長的帶狀線的至少一個子集被設置在所述電子器件的所述第一組件和所述第二組件之間。在方法中，執行形成所述電子器件和所述屏蔽結構的步驟，使得所述電子器件和所述屏蔽結構是形成互連結構在所述襯底上方的部分。在方法中，所述互連結構包括多層金屬層，并且其中，所述電子器件的所述第一組件和所述第二組件被設置在金屬層中，所述金屬層位于分別設置有所述伸長的帶狀線的所述子集的金屬層之上和之下。在方法中，執行形成所述電子組件和形成所述屏蔽結構的步驟，使得所述伸長的帶狀線與所述電子器件的所述第一組件和所述第二組件垂直。在方法中，形成所述電子器件包括形成線圈，所述線圈具有與所述襯底垂直的纏繞定向。附圖說明當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本專利技術的多個方面。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按 比例繪制。實際上，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體器件的橫截面圖。圖4為根據實施例的半導體電容器的立體圖。圖5為根據實施例的變壓器器件的立體圖。圖6為半導體器件的立體圖，在該半導體器件中具有根據實施例實現圖5的變壓器器件。圖7為根據實施例的電感電容(LC)振蕩回路的立體圖。圖8為根據實施例的LC振蕩回路的電容器的立體圖。圖9為根據實施例的LC振蕩回路的電容器的立體圖。圖10為根據實施例的在其中包括有變壓器的屏蔽結構的立體圖。圖11為根據實施例的在其中包括有LC振蕩回路的屏蔽結構的立體圖。圖12為示出了根據實施例的制造變壓器器件的方法的流程圖。圖13為示出了根據實施例的制造LC振蕩回路器件的方法的流程圖。圖14為示出了根據實施例的制造屏蔽器件的方法的流程圖。具體實施例方式可以理解，為了實現各個實施例的不同部件，以下公開提供了許本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體器件，包括：襯底；電子器件，被設置在所述襯底上方，所述電子器件包括開口；以及屏蔽器件，被設置在所述襯底上方并圍繞著所述電子器件，所述屏蔽器件包括多個伸長件，所述伸長件的子集延伸穿過所述電子器件的所述開口；其中，所述電子器件和所述屏蔽器件中的至少一個形成在位于所述襯底上方的互連結構中。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：卓秀英，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：