半导体装置、片上系统、移动装置和半导体系统制造方法及图纸

提供了一种半导体装置、片上系统、移动装置和半导体系统，所述半导体装置包括半导体基底和位于半导体基底上方的多个金属层。金属层中的第一层包括：多条第一电源轨，沿第一方向延伸并提供第一电压；多条第二电源轨，沿第一方向延伸并提供第二电压；以及第一导体，与第一电源轨中的每条第一电源轨的一端成为一体并且在第二方向上延伸。第一方向垂直于第二方向。第一电压是地电压和电源电压中的一种电压，第二电压是另一种电压。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年7月16日提交的第10-2015-0101007号韩国专利申请的优先权，通过引用将上述申请的公开内容全部包含于此。
本专利技术构思涉及半导体装置。更具体地，本专利技术构思涉及具有导电带(即，电源轨)的半导体装置，其中，电压源通过该导电带连接到装置的电子元件。
技术介绍
诸如存储器装置、集成电路、智能手机或平板个人计算机(PC)的电子装置包括电源轨，由电压源提供的操作电压沿电源轨分别供应到电子装置的电子元件(例如，晶体管、存储器单元和触发器)。操作电压的稳定供应对于电子装置的可靠性是必不可少的。具体地，电子元件的操作电压的瞬时下降可能造成电子元件发生故障。电压降指由电压源供应到电子电路的能量因电路的无源元件而减少的量。当电压源通过诸如由电源轨提供的公共导电路径连接到电路的有源元件或“电子”元件时，供应到电子元件中的沿导电路径相对靠近电压源的电子元件的电压(第一电压)大于供应到电子元件中的沿导电路径离电压源较远的另一电子元件的电压(第二电压)。因此，在从电压源输出的电压突然变化的情况下，即，在电压降的情况下，第二电压的变化可以大于第一电压的变化。因此，电子装置的电路的通过电源轨连接到电源并沿由电源轨提供的导电路径相对地远离电压源的电子元件可能易于出现故障，或者至少可能比电路的靠近电压源的其它电子元件更易于出现故障。
技术实现思路
根据本专利技术构思的一方面，提供了一种包括半导体基底与一个在另一个上地设置在半导体基底上的多个金属层的半导体装置，其中，金属层中的至少一个金属层中的每个包括：多条第一电源轨，专用于连接到第一电压并且所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨沿第一方向纵向延伸；多条第二电源轨，专用于连接到第二电压并且所述多条第二电源轨中的每条第二电源轨沿第一方向纵向延伸；以及第一导体，在第一电源轨的第一端处分别与第一电源轨中的每条第一电源轨成为一体，并且在第二方向上跨越第一电源轨。根据本专利技术构思的另一方面，提供了包括处理器和连接到处理器的硬件组件的片上系统。处理器和硬件组件中的至少一个元件包括半导体基底和设置在半导体基底上方的多个金属层。多个金属层之中的第一金属层包括：多条第一电源轨，沿第一方向延伸并提供第一电压；多条第二电源轨，沿第一方向延伸并提供第二电压；以及第一导体，结合到第一电源轨中的每条第一电源轨的一端并且沿第二方向延伸。根据本专利技术构思的另一方面，提供了包括处理器、被构造为与处理器进行通信的存储器以及被构造为与处理器进行通信的硬件组件的移动装置。处理器、存储器和硬件组件之中的至少一个元件包括半导体基底和设置在半导体基底上方的多个金属层。多个金属层之中的第一金属层包括：多条第一电源轨，沿第一方向延伸并提供第一电压；多条第二电源轨，沿第一方向延伸并提供第二电压；以及第一导体，结合到第一电源轨中的每条第一电源轨的一端并且沿第二方向延伸。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括：半导体基底；有源电子元件，以在均与半导体基底的上表面平行的第一方向和第二方向上成阵列的方式设置在半导体基底的上部处；多条第一电源轨，所述多条第一电源轨中的每条穿过有源电子元件的阵列而沿第一方向纵向延伸；多条第二电源轨，所述多条第二电源轨中的每条穿过有源电子元件的阵列而沿第一方向纵向延伸；导体，在第一电源轨的第一端处分别与第一电源轨中的每条成为一体；第三电源轨，设置在第一电源轨上方并在第二方向上穿过第一电源轨延伸；第一组通孔，将第三电源轨电连接到第一电源轨。有源电子元件在第三电源轨与导体之间在沿第一方向定位处均电连接到第一电源轨中的相应的第一电源轨与第二电源轨中的相应的第二电源轨。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种半导体系统，所述半导体系统包括：半导体基底；有源电子元件，以在均与半导体基底的上表面平行的第一方向和第二方向上成阵列的方式设置在半导体基底的第一区的上部处；硬宏元，设置在半导体基底的第二区的上部；金属层，设置在半导体基底上的均在逻辑栅极和硬宏元的水平面上方的多个不同水平面处；第一组通孔以及第二组通孔。金属层中的第一金属层包括均穿过有源电子元件的阵列沿第一方向纵向延伸的多条第一电源轨、均穿过有源电子元件的阵列沿第一方向纵向延伸的多条第二电源轨以及在第一电源轨的第一端处分别与第一电源轨中的每条第一电源轨成为一体的导体。金属层中的另一层金属层设置在第一金属层上方并包括在第二方向上穿过第一电源轨延伸的第三电源轨以及在第二方向上穿过第二电源轨延伸的第四电源轨。第一组通孔将第三电源轨电连接到第一电源轨。第二组通孔将第四电源轨电连接到第二电源轨。有源电子元件的阵列沿第一方向定位在第三电源轨与导体之间，有源电子元件中的每个电连接到第一电源轨中的相应的第一电源轨和第二电源轨中的相应的第二电源轨。附图说明图1是半导体装置的元件的剖视图；图2A是根据本专利技术构思的图1中示出的类型的半导体装置的一个示例中的第一金属层和上金属层的部分的平面图；图2B是图2A中示出的第一金属层和上金属层的部分的透视图；图3是根据本专利技术构思的图1中示出的类型的半导体装置的另一个示例中的第一金属层和上金属层的部分的平面图；图4是根据本专利技术构思的使用掩模形成金属层的一个示例的步骤的概念图；图5是根据本专利技术构思的使用掩模形成金属层的另一个示例的步骤的概念图；图6是包括根据本专利技术构思的半导体装置的电子系统的示例的框图；图7是包括根据本专利技术构思的半导体装置的电子系统的另一个示例的框图。具体实施方式参照图1，半导体装置100可以包括半导体基底110以及一个在另一个上地设置在半导体基底110上的多个金属互连。例如，半导体装置100可以具有在半导体基底110上的一个在另一个上地设置的第一金属互连M1至第六金属互连M6。金属互连M1至M6占用半导体装置100中的彼此不同的水平面。此外，金属互连M1至M6可以在竖直方向上(通过诸如层间介电层的绝缘材料)彼此均匀地分隔开，但是本专利技术构思不限于这样的特征。如稍后将详细地描述的，金属互连M1至M6均可以使电源电压和地电压电连接到半导体装置100的有源电子组件。金属互连M1至M6可以分别是金属层120至160。半导体装置100也可以包括多组通孔。例如，第一通孔VIA1可以连接第一金属互连M1或者第一金属层120与第二金属互连M2或者第二金属层130。第二通孔VIA2可以连接第二金属互连M2或者第二金属层130与第三金属互连M3或者第三金属层140。第三通孔VIA3可以连接第三金属互连M3或者第三金属层140与第四金属互连M4或者第四金属层150。第四通孔VIA4可以连接第四金属互连M4或者第四金属层150与第五金属互连M5或者第五金属层160。第五通孔VIA5可以连接第五金属互连M5或者第五金属层160与第六金属互连M6或者第六金属层170。通孔VIA0可以连接多个杂质区与第一金属互连M1或者第一金属层120和/或可以连接晶体管的栅极(栅电极)与第一金属互连M1或第一金属层120。为了简单起见，将在下面详细的描述中使用其中金属互连M1至M6分别是金属层120至160的示例。尽管图1中示出了六个金属层120至170以及六组通孔VIA，但是半导体装置100可以具有其它数目的金属层和对应组的通孔VIA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，所述半导体装置包括：半导体基底；以及多个金属层，一个在另一个上地设置在半导体基底上，其中，所述多个金属层中的至少一个金属层中的每个包括：多条第一电源轨，专用于连接到第一电压并且所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨沿第一方向纵向延伸；多条第二电源轨，专用于连接到第二电压并且所述多条第二电源轨中的每条第二电源轨沿第一方向纵向延伸；以及第一导体，在所述多条第一电源轨的第一端处分别与所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨成为一体，并且在第二方向上跨越所述多条第一电源轨。

【技术特征摘要】
2015.07.16 KR 10-2015-01010071.一种半导体装置，所述半导体装置包括：半导体基底；以及多个金属层，一个在另一个上地设置在半导体基底上，其中，所述多个金属层中的至少一个金属层中的每个包括：多条第一电源轨，专用于连接到第一电压并且所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨沿第一方向纵向延伸；多条第二电源轨，专用于连接到第二电压并且所述多条第二电源轨中的每条第二电源轨沿第一方向纵向延伸；以及第一导体，在所述多条第一电源轨的第一端处分别与所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨成为一体，并且在第二方向上跨越所述多条第一电源轨。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述多个金属层中的所述金属层还包括第二导体，第二导体在所述多条第一电源轨的第二端处分别与所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨成为一体，并且在第二方向上跨越所述多条第一电源轨。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述多条第一电源轨与第一导体在半导体装置中设置在半导体基底上方的同一水平面处。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，第一方向垂直于第二方向。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述多条第一电源轨在平行于半导体基底的上表面的水平方向上与所述多条第二电源轨交替地设置。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还包括第一逻辑栅极，第一逻辑栅极设置在半导体基底的上部处并电连接到所述多条第一电源轨中的一条与所述多条第二电源轨中的一条。7.根据权利要求6所述的半导体装置，所述半导体装置还包括第二逻辑栅极，第二逻辑栅极设置在半导体基底的上部处并电连接到所述多条第二电源轨中的所述一条与所述多条第一电源轨中的另一条。8.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还包括设置在第一导体一侧的硬宏元。9.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还包括具有多个第一通孔和多个第二通孔的多个通孔，其中，所述多个金属层包括第二金属层，第二金属层设置在第一金属层上方并包括专用于连接到第一电压的第三电源轨以及专用于连接到第二电压的第四电源轨，所述多个第一通孔电连接第一电源轨与第三电源轨使得第三电源轨将第一电压提供到第一电源轨，所述多个第二通孔电连接第二电源轨与第四电源轨使得第四电源轨将第二电压提供到第二电源轨。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，第三电源轨和第四电源轨中的每个沿第二方向延伸。11.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，所述多个金属层中的至少一个金属层设置在第一金属层与第二金属层之间。12.一种片上系统，所述片上系统包括：处理器；硬件组件，连接到处理器，其中，处理器和硬件组件中的至少一个包括：半导体基底；多个金属层，形成在半导体基底上方，其中，所述多个金属层之中的第一金属层包括：多条第一电源轨，沿第一方向延伸并传输第一电压；多条第二电源轨，沿第一方向延伸并传输第二电压；以及第一导体，结合到所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨的一端并且沿第二方向延伸。13.根据权利要求12所述的片上系统，其中，第一方向垂直于第二方向，第一电压是地电压和操作电压之中的一种电压，第二电压是地电压和操作电压之中的另一种电压。14.根据权利要求12所述的片上系统，其中，位于第一金属层之上的第二金属层包括：第三电源轨，传输第一电压；第四电源轨，传输第二电压，其中，处理器和硬件组件中的所述至少一个还包括：多个第一通孔，连接第一电源轨与第三电源轨；多个第二通孔，连接第二电源轨与第四电源轨。15.根据权利要求12所述的片上系统，其中，第一金属层还包括第二导体，第二导体结合到所述多条第一电源轨中的每条第一电源轨中的另一端并且沿第二方向延伸。16.一种移动装置，所述移动装置包括：处理器；存储器，被构造为与处理器进行通信；以及硬件组件，被构造为与处理器进行通信，其中，处理器、存储器和硬件组...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞晟铢，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR