抽头单元和半导体单元制造技术

提供了一种抽头单元和半导体单元。所述抽头单元可以包括：掩埋电力轨层，包括VDD供电轨和VSS供电轨；多个过孔层和多个互连层，交替地布置在掩埋电力轨层上；VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，位于所述多个互连层中的供电互连层中；VDD供电结构，将VDD供电轨电连接到VDD供电金属互连件；以及VSS供电结构，将VSS供电轨电连接到VSS供电金属互连件。抽头单元没有任何有源半导体器件。

【技术实现步骤摘要】
抽头单元和半导体单元本申请要求于2019年5月22日提交的第62/851,468号美国临时专利申请和于2019年9月5日提交的第16/561,340号美国非临时专利申请的优先权和权益，所述美国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
本公开总体上涉及具有掩埋电力轨的集成电路。
技术介绍
标准半导体单元包括一组逻辑器件(例如，半导体器件(诸如，p型场效应晶体管(pFET)、n型场效应晶体管(nFET)、反相器、NAND门、NOR门、触发器或其他逻辑电路))，该组逻辑器件连接到单元中的用于向逻辑器件供应电力的电力轨(例如，VDD供电轨和VSS供电轨)，并且单元电力轨在半导体单元被集成到半导体芯片中时连接到配电网。一些现有技术半导体单元包括位于逻辑器件下方的电力轨，所述电力轨在本领域中被称为掩埋电力轨。为了小的单元面积而通常设计具有掩埋电力轨的单元。然而，在具有掩埋电力轨的现有技术半导体单元中，因为掩埋电力轨通常是半导体单元的后段制程(back-end-of-line，BEOL)中的第一可访问金属层下方的三个或更多个金属层(例如，掩埋电力轨是在BEOL中的金属层下方的三个金属层)，所以掩埋电力轨不能直接连接到配电网。因此，尽管为了小的单元面积而设计具有掩埋电力轨的单元，但是在现有技术中，半导体单元的内部的用于将掩埋电力轨连接到配电网的标准过孔连接件抑制了缩放(scaling)。因此，在现有技术半导体单元中，掩埋电力轨以及掩埋电力轨与配电网之间的连接件抑制了半导体单元的缩放。
技术实现思路
本公开针对被构造为能够从集成电路或单元的掩埋电力轨电连接到配电网(PDN)的抽头单元的各种实施例。在一个实施例中，所述抽头单元可以包括：掩埋电力轨层，包括VDD供电轨和VSS供电轨；多个过孔层和多个互连层，交替地布置在掩埋电力轨层上；VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，位于所述多个互连层中的供电互连层中；VDD供电结构，将VDD供电轨电连接到VDD供电金属互连件；以及VSS供电结构，将VSS供电轨电连接到VSS供电金属互连件。抽头单元没有任何有源半导体器件。所述多个过孔层和所述多个互连层可以包括：第一过孔层，位于掩埋电力轨层上；第一互连层，位于第一过孔层上；第二过孔层，位于第一互连层上；第二互连层，位于第二过孔层上；第三过孔层，位于第二互连层上；以及供电互连层，位于第三过孔层上。VDD供电结构可以包括：第一VDD过孔，位于第一过孔层中；第一VDD金属互连件，位于第一互连层中；第二VDD过孔，位于第二过孔层中；第二VDD金属互连件，位于第二互连层中；以及第三VDD过孔，位于第三过孔层中。第一VDD过孔可以将VDD供电轨电连接到第一VDD金属互连件。第二VDD过孔可以将第一VDD金属互连件电连接到第二VDD金属互连件。第三VDD过孔可以将第二VDD金属互连件电连接到VDD供电金属互连件。VSS供电结构可以包括：第一VSS过孔，位于第一过孔层中；第一VSS金属互连件，位于第一互连层中；第二VSS过孔，位于第二过孔层中；第二VSS金属互连件，位于第二互连层中；以及第三VSS过孔，位于第三过孔层中。第一VSS过孔可以将VSS供电轨电连接到第一VSS金属互连件。第二VSS过孔可以将第一VSS金属互连件电连接到第二VSS金属互连件。第三VSS过孔可以将第二VSS金属互连件电连接到VSS供电金属互连件。第一VDD金属互连件和第二VDD金属互连件以及第一VSS金属互连件和第二VSS金属互连件可以分别具有段形状。第一VDD过孔至第三VDD过孔和第一VSS过孔至第三VSS过孔可以分别具有柱形状。在俯视图中，第一VDD金属互连件可以在第一水平方向上延伸，第二VDD金属互连件可以在与第一水平方向垂直的第二水平方向上延伸，供电金属互连件可以在第一水平方向上延伸。第一VDD过孔至第三VDD过孔可以彼此不竖直地叠置。VDD供电结构和VSS供电结构可以为对称结构。VDD供电结构可以包括竖直地穿过所述多个过孔层和所述多个互连层以将VDD供电轨直接连接到VDD供电金属互连件的VDD超级过孔。VSS供电结构可以包括竖直地穿过所述多个过孔层和所述多个互连层以将VSS供电轨直接连接到VSS供电金属互连件的VSS超级过孔。VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件可以与供电互连层上方的配电网电连接。配电网可以为网格形状、条纹形状、框架形状和环形状中的一种。掩埋电力轨层可以包括位于半导体基底下方的绝缘层，并且VDD供电轨和VSS供电轨可以嵌入绝缘层中。VDD供电结构可以包括穿透半导体基底的VDD过孔，VSS供电结构可以包括穿透半导体基底的VSS过孔。在一个实施例中，所述抽头单元可以包括：掩埋电力轨层，包括供电轨；器件层，位于掩埋电力轨层上；多个互连层和多个过孔层，交替地布置在器件层上；供电互连层，位于所述多个互连层和所述多个过孔层上；供电金属互连件，位于供电互连层中；以及供电结构，竖直地穿过器件层、所述多个互连层和所述多个过孔层，以将供电轨连接到供电金属互连件。供电结构可以包括：多个过孔，位于器件层和所述多个过孔层中；以及多个金属互连件，位于所述多个互连层中。过孔彼此不竖直地叠置。所述抽头单元还可以包括位于器件层中的有源半导体器件。有源半导体器件可以包括场效应晶体管。所述多个金属互连件可以包括：第一金属互连件，在第一水平方向上延伸；以及第二金属互连件，在与第一水平方向垂直的第二水平方向上延伸。第一金属互连件和第二金属互连件可以分别具有段形状。供电轨可以包括VDD供电轨和VSS供电轨，供电金属互连件可以包括VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，供电结构可以包括VDD供电结构和VSS供电结构，所述多个过孔可以包括VDD过孔和VSS过孔，所述多个金属互连件可以包括VDD金属互连件和VSS金属互连件，VDD供电结构可以将VDD供电轨电连接到VDD供电金属互连件，VSS供电结构可以将VSS供电轨电连接到VSS供电金属互连件。供电轨可以包括VDD供电轨和VSS供电轨，供电金属互连件可以包括VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件。供电结构可以包括：VDD超级过孔，竖直地穿过器件层、所述多个互连层和所述多个过孔层，以将VDD供电轨连接到VDD供电金属互连件；以及VSS超级过孔，竖直地穿过器件层、所述多个互连层和所述多个过孔层，以将VSS供电轨连接到VSS供电金属互连件。供电轨可以包括VDD供电轨和VSS供电轨，供电金属互连件可以包括VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，供电结构可以包括VDD供电结构和VSS供电结构，并且VDD供电结构和VSS供电结构可以为对称结构。在一个实施例中，公开了一种半导体单元。所述半导体单元可以包括：第一抽头单元、第二抽头单元以及位于第一抽头单元与第二抽头单元之间的逻辑单元。第一抽头单元、第二抽头单元和逻辑单元可以包括：掩埋电力轨层，包括供电轨；器件层，位于掩埋电力轨层上；多个互连层和多个过孔层，交替地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽头单元，所述抽头单元被构造为能够从集成电路的掩埋电力轨电连接到配电网，所述抽头单元包括：/n掩埋电力轨层，包括VDD供电轨和VSS供电轨；/n多个过孔层和多个互连层，交替地布置在掩埋电力轨层上，所述多个互连层中的一个为供电互连层；/nVDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，位于所述多个互连层中的所述供电互连层中；/nVDD供电结构，将VDD供电轨电连接到VDD供电金属互连件；以及/nVSS供电结构，将VSS供电轨电连接到VSS供电金属互连件，/n其中，所述抽头单元没有任何有源半导体器件。/n

【技术特征摘要】
20190522 US 62/851,468;20190905 US 16/561,3401.一种抽头单元，所述抽头单元被构造为能够从集成电路的掩埋电力轨电连接到配电网，所述抽头单元包括：
掩埋电力轨层，包括VDD供电轨和VSS供电轨；
多个过孔层和多个互连层，交替地布置在掩埋电力轨层上，所述多个互连层中的一个为供电互连层；
VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件，位于所述多个互连层中的所述供电互连层中；
VDD供电结构，将VDD供电轨电连接到VDD供电金属互连件；以及
VSS供电结构，将VSS供电轨电连接到VSS供电金属互连件，
其中，所述抽头单元没有任何有源半导体器件。


2.根据权利要求1所述的抽头单元，
其中，所述多个过孔层和所述多个互连层包括：
第一过孔层，位于掩埋电力轨层上；
第一互连层，位于第一过孔层上；
第二过孔层，位于第一互连层上；
第二互连层，位于第二过孔层上；
第三过孔层，位于第二互连层上；以及
所述供电互连层，位于第三过孔层上，
其中，VDD供电结构包括：
第一VDD过孔，位于第一过孔层中；
第一VDD金属互连件，位于第一互连层中；
第二VDD过孔，位于第二过孔层中；
第二VDD金属互连件，位于第二互连层中；以及
第三VDD过孔，位于第三过孔层中，
其中：
第一VDD过孔将VDD供电轨电连接到第一VDD金属互连件，
第二VDD过孔将第一VDD金属互连件电连接到第二VDD金属互连件，并且
第三VDD过孔将第二VDD金属互连件电连接到VDD供电金属互连件。


3.根据权利要求2所述的抽头单元，其中，VSS供电结构包括：
第一VSS过孔，位于第一过孔层中；
第一VSS金属互连件，位于第一互连层中；
第二VSS过孔，位于第二过孔层中；
第二VSS金属互连件，位于第二互连层中；以及
第三VSS过孔，位于第三过孔层中，
其中：
第一VSS过孔将VSS供电轨电连接到第一VSS金属互连件，
第二VSS过孔将第一VSS金属互连件电连接到第二VSS金属互连件，并且
第三VSS过孔将第二VSS金属互连件电连接到VSS供电金属互连件。


4.根据权利要求3所述的抽头单元，其中，第一VDD金属互连件和第二VDD金属互连件以及第一VSS金属互连件和第二VSS金属互连件分别具有段形状。


5.根据权利要求3所述的抽头单元，其中，第一VDD过孔至第三VDD过孔和第一VSS过孔至第三VSS过孔分别具有柱形状。


6.根据权利要求2所述的抽头单元，其中，在俯视图中，
第一VDD金属互连件在第一水平方向上延伸，
第二VDD金属互连件在与第一水平方向垂直的第二水平方向上延伸，并且
VDD供电金属互连件在第一水平方向上延伸。


7.根据权利要求2所述的抽头单元，其中，第一VDD过孔至第三VDD过孔彼此不竖直地叠置。


8.根据权利要求1所述的抽头单元，其中，VDD供电结构和VSS供电结构为对称结构。


9.根据权利要求1所述的抽头单元，其中，VDD供电结构包括竖直地穿过所述多个过孔层和所述多个互连层以将VDD供电轨直接连接到VDD供电金属互连件的VDD超级过孔。


10.根据权利要求1所述的抽头单元，其中，VSS供电结构包括竖直地穿过所述多个过孔层和所述多个互连层以将VSS供电轨直接连接到VSS供电金属互连件的VSS超级过孔。


11.根据权利要求1所述的抽头单元，
其中，VDD供电金属互连件和VSS供电金属互连件与供电互连层上方的配电网电连接，并且
其中，配电网具有网格形状、条纹形状、框架形状和/或环形状。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦西里奥斯康斯坦丁诺斯杰鲁西斯，瑞克森古普塔，洪俊九，凯文迈克尔特雷纳，
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