[发明专利]垂直定向的半导体器件及其屏蔽结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种垂直定向的半导体器件及其屏蔽结构。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC，其中，每一代都具有比前一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理和制造IC的复杂性，并且对于将被实现的进步，需要IC处理和制造中产生同样的发展。在集成电路演进过程中，功能密度(即，单个芯片面积中互连器件的数量)通常都在增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺形成的最小组件(或线))减小。

可以在半导体器件上形成各种有源或无源电子元件。例如，可以在半导体IC上形成变压器、电感器、电容器等。然而，形成在IC上的传统电子元件可能面临多个缺点，例如，空间消耗过多、器件性能低劣、屏蔽不足、以及制造成本较高。

因此，尽管在半导体IC上存在电子器件通常满足了其预期目的，但是无法在每个方面完全令人满意。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；电子器件，被设置在所述衬底上方，所述电子器件包括开口；以及屏蔽器件，被设置在所述衬底上方并围绕着所述电子器件，所述屏蔽器件包括多个伸长件，所述伸长件的子集延伸穿过所述电子器件的所述开口；其中，所述电子器件和所述屏蔽器件中的至少一个形成在位于所述衬底上方的互连结构中。

在该半导体器件中，所述电子器件的所述开口通过线圈形成，所述线圈具有与所述衬底的表面垂直的缠绕定向，所述互连结构形成在所述衬底的表面上。

在该半导体器件中，所述线圈在沿着与所述屏蔽结构的所述伸长件延伸的方向垂直的方向延伸：

在该半导体器件中，所述互连结构包括多层金属层，所述多层金属层均包含多条金属线；所述电子器件包括被分别设置在第一金属层中和第二金属层中的第一元件和第二元件，所述第一金属层和所述第二金属层被所述开口分隔开；以及所述屏蔽器件的所述伸长件的所述子集被设置在第三金属层中，所述第三金属层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间。

在该半导体器件中，所述伸长件相互平行地延伸。

在该半导体器件中，所述电子器件包括变压器，所述变压器具有初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和所述次级线圈均缠绕在与所述衬底的表面垂直的平面中，所述屏蔽器件的所述伸长件的所述子集延伸穿过所述初级线圈和所述次级线圈。

在该半导体器件中，所述初级线圈和所述次级线圈具有不同线圈宽度。

在该半导体器件中，所述电子器件包括电感电容(LC)振荡回路，所述电感电容振荡回路包含垂直缠绕的感应线圈和相互交错的电容器。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；电子器件，被设置在所述衬底上方，所述电子器件包括：沿着第一方向延伸的伸长的第一元件和沿着第二方向延伸的伸长的第二元件，所述第二元件被设置在所述第一元件之上；以及屏蔽结构，被设置在所述衬底上方并屏蔽所述屏蔽结构中的所述电子器件，所述屏蔽结构包括多条带状线，所述多条带状线均在不与所述第一方向和所述第二方向平行的方向上延伸；其中：所述带状线的第一子集被设置在所述电子器件的所述第一元件之下；所述带状线的第二子集被设置在所述电子器件的所述第一元件之上并被设置在所述电子器件的所述第二元件之下；并且所述带状线的第三子集，被设置在所述电子器件的所述第二元件之上。

在该半导体器件中：所述第一方向和所述第二方向基本上相同；以及所述屏蔽结构的所述带状线的延伸方向基本上垂直于所述第一方向和所述第二方向。

在该半导体器件中，所述屏蔽结构的所述带状线是导电的。

在该半导体器件中，所述电子器件和所述屏蔽结构实现在设置在所述衬底上方的互连结构中，所述互连结构包含多层互连层。