[发明专利]在芯片背侧具有组合无源器件的半导体器件

说明书

技术领域

本公开大体上涉及半导体器件，并且更具体地涉及与无源器件组合且与无源器件电隔离的半导体器件。

背景技术

电子器件通常具有作为电子器件封装的部分的无源器件，诸如电容器或电感器。无源器件可以是独立存在的器件，也可以与芯片上的有源器件组合。具有多于一个器件的传统芯片常常局限于垂直非结构化器件，并且通常用于诸如高频器件和低功率逻辑器件的应用中。

发明内容

总体而言，本公开描述了将一个或多个无源器件包括在衬底的背侧上的半导体器件。例如，描述了这样的半导体芯片，其包括在单个衬底上形成的半导体器件和电容器，使得半导体器件与电容器相互电隔离。例如，半导体芯片包括：形成在衬底的第一侧上的半导体器件、以及形成在衬底的第二背侧的至少部分上的电绝缘层。半导体芯片可以包括形成在衬底的背侧上的一个或多个无源器件。

本公开的一个或多个示例和技术的细节将在下面的附图与说明中阐明。本公开的其它特点、目的和优点将从本说明和附图以及权利要求书中变得显而易见。

附图说明

图1是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的一种示例半导体芯片的方块图，该芯片包括形成在芯片的背侧上的无源器，无垂直电流流动。

图2A和2B是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的在芯片的背侧上的一种示例电容器结构的方块图。

图3是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的一种示例半导体芯片的方块图，该芯片包括形成在芯片的背侧上的电容器，无垂直电流流动。

图4是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的一种示例半导体器件的方块图，该芯片具有形成在背侧上的电容器，有垂直电流流动。

图5是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的一种示例半导体器件的方块图，该芯片具有发光二极管(LED)和形成在半导体器件的背侧上的电容器。

图6是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的另一中示例半导体芯片的方块图，该芯片包括形成在连接至芯片背侧电极的衬底的背侧上的电容器。

图7A和7B是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的半导体芯片的示例背侧的方块图。

图8是图示了根据本公开中描述的一项或多项技术的用于形成半导体器件的一个示例方法的流程图。

各个附图并不一定按比例绘制。

具体实施方式

本公开描述了一种单个半导体芯片，其具有这样形成在衬底上的一个或多个有源器件以及一个或多个无源器件，使得有源器件与无源器件相互电隔离，除非以另外的方式电连接。有源器件可以形成在衬底的至少正侧上，而无源器件形成在衬底的至少部分地未被有源器件使用的背侧上。这样，可以将这些器件包含在单个芯片封装内，该单个芯片封装可以作为集成电路的部分。本公开中描述的示例和技术将芯片背侧的使用进一步扩展到具有垂直结构化的金属、电介质以及金属层的有源器件。

有源器件可以是例如逻辑器件、包括场效应晶体管(FET)的半导体器件、发光二极管(LED)或其它电子器件。有源器件可以是电子器件的集成电路的部件。无源器件可以是例如电容器、电感器和电阻器。无源器件可以与有源器件电隔离(例如，无源器件的接地电位和有源器件的接地电位可能不同)。对于还包括电容器的半导体器件来说，本公开中描述的结构可以增加电容器的面积电容(area capacitance)。

本公开中描述的示例半导体芯片提供了至芯片背侧电极的直接接入。至芯片背侧电极的直接接入使得能够连接至电极，不会电涉及(electrically involve)与电极附接的衬底。对芯片背侧电极的直接接入防止了衬底的电阻与有源器件串联，从而降低了寄生电阻。

如本文所描述的，可以在一个组装步骤中形成有源器件和无源器件。将芯片背侧上的电容器、电感器或电阻器与有源器件集成可以在不增加额外组装步骤的情况下向芯片提供滤波器或缓冲器的功能。进一步地，根据本公开结构化的半导体芯片可以具有比两个独立存在的芯片可以实现的比率更高的单位体积功率(例如，千瓦/立方厘米

(KW/cm³))和更高的单位重量功率(例如，千瓦/克(KW/g))。而且，本公开中描述的半导体器件可以用于功率器件。