半导体结构制造技术

一种半导体器件可以包含：具有顶面和底面的半导体衬底；沉积在衬底顶面的第一和第二绝缘层；设置在第二绝缘层上的布线；沉积在衬底底面上的背面金属层；第一通孔结构，从衬底的底面延伸到第一绝缘层上，并且处在背面层和布线之间；第二通孔，从第一绝缘层上延伸到第二绝缘层上，并且处在第一通孔和布线之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及半导体结构。
技术介绍
半导体器件，例如，包含至少一个功率器件的高功率半导体或集成半导体，通常要求在特定的集成器件之间有良好的隔离来抑制电和/或磁的干扰。而且，为降低有源器件的工作温度和隔绝输出级到输入级的热耗散，热传导路径常常是必要的。众所周知，还没有方法在有效地提高器件电和热传导性能的同时去除器件之间电、磁和热的干扰。
技术实现思路
根据本申请，揭示了一种半导体结构。这种半导体器件可以包含具有顶部和底面的半导体衬底，沉积在衬底的顶面上的第一和第二绝缘层，设置在第二绝缘层上的布线，沉积在衬底的底面上的背面金属层，在布线和背面金属层之间的第一通孔结构从衬底的底面延伸到第一绝缘层的顶部，并且在第一通孔和布线之间的第二通孔结构从第一绝缘层的顶部延伸到第二绝缘层的顶部。该器件进一步包含阻挡金属层，其设置在第一和第二通孔之间，布线和第二通孔之间，以及第一通孔和背面金属层之间。该第二通孔具有比第一通孔小的覆盖区，并且多个第二通孔设置在第一通孔和布线之间。该阻挡金属层在第一通孔和第二通孔之间具有碟形的剖面。该底部阻挡金属层可以包括围绕通孔的侧壁。在第一通孔和第二通孔之间的该阻挡金属层可以包括与通孔隔开的侧壁。在第一通孔和第二通孔之间的该阻挡金属层是由钛-氮化钛组成。在布线和第二通孔之间的该阻挡金属层和在背面层与第一通孔之间的阻挡金属层由钛-铂组成。该第二通孔中填充钨。第一通孔中填充钨或铜。该衬底可以包括p+衬底和p-外延层。为了去电磁和/或热耦合，第一和第二通孔结构可被设置在一个集成器件的第一和第二级之间。该第一级可以是一个输入晶体管级，第二级可以是功率晶体管输出级。第一和第二通孔结构可以延伸到至少部分包围形成在半导体器件中的器件，以去电磁和/或热耦合。该第一通孔和可选地该第二通孔结构可以延伸到完全包围器件。该第一和第二通孔结构可以形成包含单元的栅格，在栅格的单元中形成特定的半导体器件。该器件包括了有源半导体结构和/或无源半导体结构。第一器件被屏蔽从而与第二器件隔离，并且通过至少一个电连接将该第一器件和该第二器件连接。该第二通孔结构可以包含一个开口以提供用于电连接的通路。该电连接设置在第一或第二金属层中。该第一和第二通孔结构设置在具有源极区、漏极区和栅极的场效应晶体管中，在这种方式下该第一通孔连接了源极区和背面层。该器件还进一步包括至少一个漏极布线，其设置在漏极区上方的第一和/或第二氧化层的顶部并且在该第一和第二通孔结构的一侧；并且至少一个栅极布线，设置在该第一和第二通孔结构的另一侧上的第一和/或第二氧化层的顶部。在另一个示例性实施例中，半导体器件包含具有顶面和底面的半导体衬底；沉积在衬底顶面上的第一和第二绝缘层；设置在该第一绝缘层顶面上的第一布线；设置在第一布线上方的该第二绝缘层上的第二布线；沉积在衬底的底面上的背面金属层；第一通孔结构，从衬底的底面延伸到衬底的顶面，位于背面层和第一布线之间；第二通孔结构，从衬底的顶面延伸到该第一绝缘层的顶面，位于第一通孔和第一布线之间；和第三通孔，从该第一绝缘层顶面延伸到该第二绝缘层顶面，位于第一布线和第二布线之间。该器件进一步包括阻挡金属层，分别设置在该第一和第二通孔之间，该第一布线和该第二通孔之间，该第一布线和该第三通孔之间，该第三通孔和第二布线之间以及第一通孔和背面金属层之间。该第二和第三通孔具有比第一通孔小的覆盖区并且多个第二和第三通孔设置在第一通孔和布线之间。在第一通孔和第二通孔之间的该阻挡金属层呈碟形剖面。该底部阻挡金属层可以包括围绕通孔的侧壁。在第一通孔和第二通孔之间的该阻挡金属层包含与通孔隔开的侧壁。在第一通孔和第二通孔之间的、该第一布线和该第二通孔之间的、和该第三通孔和该第一布线之间的该阻挡金属层是由钛-氮化钛组成。在第二布线和第三通孔之间的该阻挡金属层和在背面层和第一通孔之间的阻挡金属层由钛-铂组成。该第二和第三通孔中填充钨。第一通孔中填充钨或铜。该衬底可以是P+衬底和P-外延层。为了去电磁和/或热耦合，第一、第二和第三通孔结构可被设置在一个集成器件的第一和第二级之间。该第一级可以是输入晶体管级，第二级可以是功率晶体管输出级。该第一和可选的第二和第三通孔结构可以延伸到至少部分包围形成在半导体器件中的器件，以去电磁和/或热耦合。该第一通孔、第二通孔和第三通孔结构可以延伸到完全包围器件。该第一通孔、第二通孔和第三通孔结构可以延伸形成包含单元的栅格，在栅格的单元中形成特定的半导体器件。该器件可以包括有源半导体结构和/或无源半导体结构。第一器件被屏蔽，从而与第二器件隔开，并且通过至少一个电连接将该第一器件与该第二器件连接。该第二和/或第三通孔结构包含一个开口以提供电连接的通路。该电连接设置在第一或第二金属层中。该第一、第二和第三通孔结构设置在具有源极区、漏极区和栅极的场效应晶体管中，在这种方式下该第一通孔连接了源极区和背面层。该器件进一步包括，至少一个漏极布线，其设置在漏极区上方第一和/或第二氧化层的顶部，并且在该第一和第二通孔结构的一侧；至少一个栅极布线，其设置在第一和/或第二氧化层的顶部，并且在该第一、第二和第三通孔结构的另一侧。一种示范的半导体器件制造方法，可以包括以下步骤提供一衬底，在该衬底的顶部沉积第一绝缘层，在该绝缘层上形成至少一个窗口结构，在该衬底中刻蚀出第一通孔并穿过该绝缘层，用金属填充该通孔，在该衬底的上面沉积第二绝缘层，在该第一通孔上方的该第二绝缘层中刻蚀出第二通孔，用金属填充该第二通孔，平面化该表面，在该表面上的通孔上方沉积布线结构。该方法进一步包括在第一和第二通孔之间沉积第一阻挡金属层的步骤。该方法进一步包括在第二通孔和布线之间沉积第二阻挡金属层的步骤。该第一阻挡金属层通过覆盖该窗口的边缘而具有碟形剖面。第二阻挡金属层由钛-铂组成。第一阻挡金属层是由钛-氮化钛组成。第一通孔中填充钨或铜。该第二通孔中填充钨。该方法进一步包括研磨衬底的底面以暴露出通孔中金属的步骤，以及在衬底的底面沉积背面金属层的步骤。该沉积背面金属层的步骤可以包括首先沉积金属阻挡层，然后在该金属阻挡层上沉积金属层的步骤。还有，另一种示范性的半导体器件制造方法包括以下步骤提供一衬底，在该衬底的顶部形成至少一个窗口结构，在该衬底中刻蚀出第一通孔，用金属填充该通孔，在该衬底的顶部沉积第一绝缘层，在该第一绝缘层上形成至少一个窗口结构，刻蚀穿过该绝缘层的第二通孔，用金属填充该第二通孔，在该第二通孔上沉积第一布线结构，在该衬底上沉积第二绝缘层，在该第二绝缘层上形成至少一个窗口结构，在该第二通孔上方的该第二绝缘层中刻蚀出第三通孔，用金属填充该第三通孔，平面化该表面，在该表面上堆叠通孔的上方沉积第二布线结构。该方法进一步包括在第一和第二通孔之间沉积第一阻挡金属层的步骤。该方法还进一步包括在该第二通孔和该第一布线之间沉积第二阻挡金属层的步骤，在该第一布线和该第三通孔之间沉积第三阻挡金属层的步骤，在该第三通孔和第二布线之间沉积第四阻挡金属层的步骤。通过覆盖该窗口的边缘，该第一阻挡金属层具有碟形剖面。第一、第二和第三阻挡金属层是由钛-氮化钛组成，第四阻挡金属层由钛-铂组成。第一通孔中填充钨或铜。该第二、第三通孔中填充钨。该方法进一步包括研磨衬底的底面以暴露出第一通孔中金属的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体衬底，具有顶面和底面，第一和第二绝缘层，沉积在所述衬底的该顶面上，布线，设置在该第二绝缘层上，背面金属层，沉积在该衬底的该底面上，第一通孔结构，从该衬底的该底面延伸到该第一 绝缘层的顶部，并处在该背面层与该布线之间，和第二通孔结构，从该第一绝缘层的顶部延伸到该第二绝缘层顶部，并处在该第一通孔与该布线之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G马，C阿伦斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]