【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
技术实现思路
1、具体实施方式中所公开的示例性方面包括在垂直相邻互连层之间采用直接耦合的金属线以减小耦合电阻的集成电路(ic)。还公开了相关制造方法。ic可包括在垂直相邻互连层之间采用直接耦合的金属线的电容器和/或电感器。“直接耦合”意味着不存在中间垂直互连通路(过孔)层，该层具有互连垂直相邻互连层中的金属线的过孔。例如，可作为后道(beol)制造过程的一部分而制造的后道(beol)互连结构中的相邻金属化层来提供ic中的垂直相邻互连层。在ic的有源半导体层的正面上制造beol互连结构。例如，可能需要在beol互连结构的相邻金属化层中提供耦合金属线(例如，金属迹线)作为ic中的配电网络(pdn)的一部分以减小接触电阻，从而减小电流(i)–电阻(r)(ir)压降。又如，可能需要将beol互连结构中的相邻金属化层中的金属线电耦合作为电容器(例如，金属-氧化物-金属(mom)电容器)或线圈电感器的一部分，以减小互连结构中提供此类器件所需的电阻和/或面积。又如，可在半导体衬底中提供ic的垂直相邻互连层，其中掩埋金属线与在半导体衬底背面上形成的金属化层垂直相邻。
2、在ic中的垂直相邻互连层之间提供耦合的金属线可避免在相邻互连层之间制造单独过孔层的需要，这些相邻互连层具有要彼此电耦合的相应相邻金属线，以在相邻金属线之间形成用于期望应用的互连。因此，可能不需要单独过孔层掩模来在相邻互连层之间的单独过孔层中形成过孔，这些相邻互连层被设计成具有彼此直接耦合的金属线。在ic中的相邻互连层之
3、在一个示例性方面，为了在ic中的beol互连结构中的相邻互连层之间提供直接耦合的金属线，设置在ic的beol互连结构中的第一上覆金属化层中的第一上覆金属线与beol互连结构中的第二相邻下伏金属化层中的第二下伏金属线的至少一部分接触。上覆金属化层和下伏金属化层分别为上覆互连层和下伏互连层。上覆金属线和下伏金属线在它们相应的金属化层中在水平方向上彼此正交地纵向延伸。上覆金属线和下伏金属线之间的直接接触可在上覆金属线和下伏金属线在垂直方向上的相交处的连接区域中提供。以此方式，不需要在beol互连结构中的第一和第二相邻金属化层之间的单独过孔层中采用过孔来将相邻金属化层中的上覆金属线和下伏金属线彼此耦合。例如，形成为彼此直接接触的上覆金属线和下伏金属线可以是正电源轨或负/接地电源轨，作为分布在上覆金属线和下伏金属线金属化层中的pdn的一部分。作为pdn的一部分的相邻金属化层中的上覆金属线和下伏金属线之间的直接接触可减小接触电阻，这可能是减小pdn中的ir压降所期望的。
4、因为上覆金属化层中的上覆金属线可延伸以垂直设置于下伏金属化层中的不应彼此直接耦合的其他下伏金属线上方，所以电介质材料的薄绝缘层可设置(例如，图案化)在上覆金属化层中的上覆金属线下方的选定区域中，以使上覆金属线与下伏金属化层中的也与上覆金属线垂直相交的其他下伏金属线绝缘和隔离。例如，下伏金属层中的两个相邻上覆金属线可分别为pdn的正金属线和负/接地金属线。可能需要将正上覆金属线直接耦合到正下伏金属线，同时确保正上覆金属线不与负/接地下伏金属线导电接触。在这方面，绝缘层可形成在在上覆金属化层中的上覆金属线中形成的凹陷部中，从而不需要金属化层之间的单独绝缘层来避免beol互连结构高度的增加。另选地，可通过在绝缘层中图案化开口来形成薄绝缘层，该绝缘层设置在下伏金属线和上覆金属线之间的接触区域中，这些金属线将在该接触区域中直接耦合。在绝缘层中形成图案化开口，在这些图案化开口中，上覆金属化层中形成的上覆金属线将直接耦合到下伏金属化层中的下伏金属层。设置在上覆金属化层中以形成上覆金属线的金属材料也设置在这些图案化开口中，这些图案化开口延伸穿过绝缘层并且与下伏金属线直接接触。以此方式，绝缘层未被图案化并且保持存在于下伏金属线和上覆金属线不应彼此电耦合的区域中。
5、注意，不要求在相邻金属化层之间没有中间过孔层的情况下提供beol互连结构中的所有金属化层。可能需要在互连结构中仅提供金属化层的子集，这些金属化层包括在这样的金属化层子集中的相邻金属线之间的直接连接。
6、在另一示例性方面，ic可包括在ic的半导体结构背面上的垂直方向上的相邻互连层中直接耦合的金属线。例如，半导体结构包括设置在半导体衬底上的有源半导体层。半导体衬底可以是包括掩埋金属线作为下伏金属线的下伏互连层。例如，掩埋金属线可以是ic的pdn的一部分。半导体衬底中的掩埋金属线可耦合到场效应晶体管(fet)的源极和/或漏极接触件的背面，以将电力分配到此类fet。作为附加互连层的一个或多个金属化层可形成于半导体衬底的背面上，该背面包括作为与半导体衬底中的掩埋金属线直接耦合的上覆金属线的金属线。上文针对beol互连结构论述的将上覆金属线直接耦合到下伏金属线的其他示例性方面也可适用于ic的有源半导体层的背面上的垂直方向上的相邻互连层中的直接耦合金属线。此外，在半导体衬底与ic背面上的相邻互连层之间提供直接耦合的金属线可减小金属线接触电阻，并且还通过消除对半导体衬底和相邻互连层之间的中间过孔层的需要而减小ic的高度。
7、在一个示例性方面，提供了一种电容器。该电容器包括互连结构。该互连结构包括下伏互连层，该下伏互连层包括第一下伏金属指状结构和第二下伏金属指状结构，该第一下伏金属指状结构包括彼此平行延伸的多条第一下伏金属线，该第二下伏金属指状结构包括彼此平行延伸的多条第二下伏金属线。第一下伏金属指状结构与第二下伏金属指状结构相互交叉。该互连结构还包括在垂直方向上与该下伏互连层相邻设置的上覆互连层，该上覆互连层包括第一上覆金属指状结构和第二上覆金属指状结构，该第一上覆金属指状结构包括彼此平行延伸的多条第一上覆金属线，该第二上覆金属指状结构包括彼此平行延伸的多条第二上覆金属线。第一上覆金属指状结构与第二上覆金属指状结构相互交叉。第一上覆金属指状结构在第一连接区域中在垂直方向上与第一下伏金属指状结构相交。第一上覆金属指状结构在第一连接区域中耦合到第一下伏金属指状结构。第二上覆金属指状结构在第二连接区域中在垂直方向上与第二下伏金属指状结构相交。第二上覆金属指状结构在第二连接区域中耦合到第二下伏金属指状结构。
8、在另一示例性方面，提供了一种电感器。该电感器包括互连结构，该互连结构包括下伏互连层，该下伏互连层包括下伏金属线圈结构，该下伏金属线圈结构包括以线圈形状图案彼此耦合的多条下伏金属区段线。该互连结构还包括在垂直方向上与该下伏互连层相邻设置的上覆互连层，该上覆互连层包括上覆金属线圈结构，该上覆金属线圈结构包括以线圈形状图案彼此耦合的多条上覆金属区段线。该上覆金属线圈结构在第一连接区域中在垂直方向上与该下伏金属线圈结构相交。该互连结构还包括在第二连接区域中设置在该上覆金属线圈结构和该下伏金属线圈结构之间的绝缘层。该上覆金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电容器，所述电容器包括：
2.根据权利要求1所述的电容器，不包括：
3.根据权利要求1所述的电容器，还包括：
4.根据权利要求1所述的电容器，其中：
5.根据权利要求4所述的电容器，其中：
6.根据权利要求4所述的电容器，其中：
7.根据权利要求1所述的电容器，还包括后道(BEOL)互连结构，所述后道(BEOL)互连结构包括：
8.根据权利要求1所述的电容器，其中：
9.根据权利要求1所述的电容器，其中：
10.根据权利要求1所述的电容器，其中：
11.根据权利要求10所述的电容器，其中：
12.根据权利要求1所述的电容器，所述电容器集成到选自由以下项组成的组的设备中：机顶盒；娱乐单元；导航设备；通信设备；固定位置数据单元；移动位置数据单元；全球定位系统(GPS)设备；移动电话；蜂窝电话；智能电话；会话发起协议(SIP)电话；平板电脑；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；移动计算设备；
13.一种电感器，所述电感器包括：>
14.根据权利要求13所述的电感器，其中所述互连结构还包括：
15.根据权利要求13所述的电感器，不包括设置在所述上覆金属线圈结构和所述下伏金属线圈结构之间的过孔层。
16.根据权利要求13所述的电感器，还包括在所述第一连接区域中设置在所述上覆金属线圈结构和所述下伏金属线圈结构之间的金属阻挡层，所述金属阻挡层将所述上覆金属线圈结构电耦合到所述下伏金属线圈结构。
17.根据权利要求13所述的电感器，其中：
18.根据权利要求14所述的电感器，其中：
19.根据权利要求13所述的电感器，其中：
20.根据权利要求14所述的电感器，其中：
21.根据权利要求13所述的电感器，还包括后道(BEOL)互连结构，所述后道(BEOL)互连结构包括：
22.根据权利要求13所述的电感器，所述电感器集成到选自由以下项组成的组的设备中：机顶盒；娱乐单元；导航设备；通信设备；固定位置数据单元；移动位置数据单元；全球定位系统(GPS)设备；移动电话；蜂窝电话；智能电话；会话发起协议(SIP)电话；平板电脑；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；移动计算设备；
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电容器，所述电容器包括：
2.根据权利要求1所述的电容器，不包括：
3.根据权利要求1所述的电容器，还包括：
4.根据权利要求1所述的电容器，其中：
5.根据权利要求4所述的电容器，其中：
6.根据权利要求4所述的电容器，其中：
7.根据权利要求1所述的电容器，还包括后道(beol)互连结构，所述后道(beol)互连结构包括：
8.根据权利要求1所述的电容器，其中：
9.根据权利要求1所述的电容器，其中：
10.根据权利要求1所述的电容器，其中：
11.根据权利要求10所述的电容器，其中：
12.根据权利要求1所述的电容器，所述电容器集成到选自由以下项组成的组的设备中：机顶盒；娱乐单元；导航设备；通信设备；固定位置数据单元；移动位置数据单元；全球定位系统(gps)设备；移动电话；蜂窝电话；智能电话；会话发起协议(sip)电话；平板电脑；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；移动计算设备；
13.一种电感器，所述电感器包括：
14.根据权利要求13...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·朱，鲍军静，G·纳拉帕蒂，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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