[发明专利]半导体结构和集成电路以及用于形成三维沟槽电容器的方法

说明书

本发明的各种实施例针对三维(3D)沟槽电容器及其形成方法。在一些实施例中，第一衬底位于第二衬底上面，使得第一衬底的正面面对第二衬底的正面。第一沟槽电容器和第二沟槽电容器分别延伸至第一衬底的正面和第二衬底的正面中。多个导线和多个通孔堆叠在第一沟槽电容器和第二沟槽电容器之间，并且电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器。第一贯穿衬底通孔(TSV)从第一衬底的背面延伸穿过第一衬底，并且导线和通孔将第一TSV电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器。第一沟槽电容器和第二沟槽电容器及其之间的电连接共同限定3D沟槽电容器。根据本申请的其他实施例，还提供了半导体结构和集成电路。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体结构和集成电路以及用于形成三维沟槽电容器的方法。

背景技术

集成无源器件(IPD)是在半导体衬底上集成的一个或者多个无源器件的集合。无源器件可以包括例如电容器、电阻器、电感器等。IPD使用半导体制造工艺形成，并且封装成集成电路(IC)。与离散的无源器件相比，这样可以获得减小的尺寸、降低的成本、以及提高的功能密度。IPD可以利用除其他外的移动设备和应用处理器来发现应用。

发明内容

根据本申请的实施例，提供了一种半导体结构，包括：第一衬底和第二衬底；第一沟槽电容器和第二沟槽电容器，分别延伸至第一衬底的正面和第二衬底的正面中，其中，第一衬底的正面和第二衬底的正面彼此面对；多个导线和多个通孔，堆叠在第一沟槽电容器和第二沟槽电容器之间，并且电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器；以及第一贯穿衬底通孔(TSV)，从与第一衬底的正面相反的第一衬底的背面延伸穿过第一衬底，其中，导线和通孔将第一TSV电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种集成电路(IC)，包括：第一IC管芯，包括第一衬底、位于第一衬底下面的第一互连结构、以及第一沟槽电容器，其中，第一沟槽电容器延伸至第一衬底中，并且位于第一衬底和第一互连结构之间；第二IC管芯，位于第一IC管芯下方，并且直接接合至第一IC管芯，其中，第二IC管芯包括第二衬底、位于第二衬底上面的第二互连结构、以及第二沟槽电容器，并且其中，第二沟槽电容器延伸至第二衬底中，并且位于第二衬底和第二互连结构之间；以及一对贯穿衬底通孔(TSV)，延伸穿过第一衬底，并且通过第一互连结构和第二互连结构电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器。

根据本申请的又一个实施例，提供了一种用于形成三维(3D)沟槽电容器的方法，该方法包括：形成延伸至第一衬底的正面中的第一沟槽电容器；形成在第一衬底的正面上覆盖并且电连接至第一沟槽电容器的第一互连结构；形成延伸至第二衬底的正面中的第二沟槽电容器；形成在第二衬底的正面上覆盖并且电连接至第二沟槽电容器的第二互连结构；在第一互连结构和第二互连结构彼此直接接触的接合界面处将第一互连结构和第二互连结构接合在一起；以及形成从第一衬底的背面延伸穿过第一衬底的第一贯穿衬底通孔(TSV)，其中，第一TSV通过第一互连结构和第二互连结构电连接至第一沟槽电容器和第二沟槽电容器。

本申请的实施例提供了用于集成无源器件的3D沟槽电容器。

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示出了半导体结构的一些实施例的截面图，其中三维(3D)沟槽电容器具有通过混合接合电连接在一起的沟槽部分；

图2示出了将图1的贯穿衬底通孔(TSV)电连接至图1的3D沟槽电容器的导线的一些实施例的顶部布局；

图3示出了图1的3D沟槽电容器的一些实施例的电路图；

图4A-图4E示出了图1的半导体结构的各种可替代的实施例的截面图，其中沟槽部分是变化的；