[发明专利]半导体结构和形成半导体结构的方法

说明书

一些实施例涉及包括具有正面和背面的半导体衬底的半导体结构。互连结构设置在正面上方。互连结构包括可操作地将设置在半导体衬底的正面中或上的半导体晶体管器件彼此耦接的多个金属线和通孔。沟槽设置在半导体衬底的背面中。沟槽填充有内部电容器电极、位于内部电容器电极上面的电容器介电层和位于电容器介电层上面的外部电容器电极。本发明的实施例还涉及形成半导体结构的方法。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体结构和形成半导体结构的方法。

背景技术

移动电话和其它移动器件通常依靠陶瓷电容器和其它无源器件，这些电容器和其它无源器件离散地安装至移动器件的印刷电路板(PCB)并且通过PCB电耦接至移动器件的集成电路(IC)。然而，这占用了PCB上的大量表面积，并且因此限制了移动器件尺寸和/或移动器件功能。此外，离散地安装和电耦接无源器件增加了制造成本。因此，移动器件越来越多地转向集成无源器件(IPD)，以减小尺寸、降低成本并且增加功能性。IPD是一个或多个无源器件的集合，这些器件嵌入在单片器件中并且封装为集成电路(IC)。

发明内容

本发明的一些实施例提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底，具有正面和背面；前侧互连结构，设置在所述正面上方，所述前侧互连结构包括可操作地将设置在所述半导体衬底的正面中或上的半导体器件彼此耦接的多个金属线和通孔；以及沟槽，设置在所述半导体衬底的所述背面中，所述沟槽在所述沟槽中填充有内部电容器电极、位于所述沟槽中和所述内部电容器电极上面的电容器介电层以及位于所述沟槽中和所述电容器介电层上面的外部电容器电极。

本发明的另一些实施例提供了一种半导体结构，包括：第一半导体衬底，具有第一正面和第一背面；第二半导体衬底，具有第二正面和第二背面，所述第二半导体衬底设置在所述第一半导体衬底上方；第一互连结构，设置在所述第一半导体衬底的所述第一正面和所述第二半导体衬底的所述第二正面之间，所述第一互连结构包括可操作地将设置在所述第一半导体衬底的所述第一正面中或上的第一半导体器件彼此耦接的第一多个金属线和通孔；第二互连结构，设置在所述第一互连结构和所述第二半导体衬底的所述第二正面之间，所述第二互连结构包括可操作地将设置在所述第二半导体衬底的所述第二正面中或上的第二半导体器件彼此耦接的第二多个金属线和通孔；第一沟槽，设置在所述第一半导体衬底的所述第一背面中，所述第一沟槽填充有第一内部电容器电极、位于所述第一内部电容器电极上面的第一电容器介电层和位于所述第一电容器介电层上面的第一外部电容器电极；以及第二沟槽，设置在所述第二半导体衬底的所述第二背面中，所述第二沟槽填充有第二内部电容器电极、位于所述第二内部电容器电极上面的第二电容器介电层和位于所述第二电容器介电层上面的第二外部电容器电极。

本发明的又一些实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在半导体衬底的前侧上形成半导体器件；在所述半导体衬底的背侧中形成沟槽；在所述半导体衬底的所述背侧上的所述沟槽中交替形成导电层和绝缘层，以建立背侧电容器；以及在所述半导体衬底的所述背侧上形成背侧互连结构，以耦接至所述背侧电容器的电容器电极。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了包括具有高电容密度的背侧沟槽电容器的半导体结构的一些实施例的截面图。

图2示出了包括具有高电容密度的背侧沟槽电容器的半导体结构的一些实施例的截面图。

图3示出了包括背侧沟槽电容器的三维IC的一些实施例的截面图。

图4至图11示出了一系列截面图，它们共同示出了根据本发明的一些实施例的制造半导体结构的一些实施例。

图12示出了描述根据本发明的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式