[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

一种半导体器件，包括：包含有源区的正面和与正面相对的背面的衬底、位于有源区上的电子元件、在衬底的正面上与电子元件电连接的正面布线结构、以及在衬底的背面上与电子元件电连接的背面布线结构。背面布线结构包括依次堆叠在衬底的背面上的多个背面布线图案，以及与多个背面布线图案中的至少一层相交并延伸穿过该至少一层的超通孔图案。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种包括背面布线图案的半导体器件及其制造方法。

背景技术

由于小型化、多功能和/或低制造成本等特性，半导体器件可能是电子工业中的一个重要因素。半导体器件可以被分类为存储数据的半导体存储器件、执行数据的算术处理的半导体逻辑器件、以及包括存储元件和逻辑元件的混合半导体器件等。

随着电子工业的发展，对改善半导体器件特性的需求正在增加。例如，可能会增加对高可靠性、高速和/或多功能半导体器件的需求。为了满足这种需求，半导体器件内部的结构可能变得更加复杂和高度集成。

发明内容

本发明的方面提供了一种改进了PPA(功率、性能、面积)的半导体器件。

本发明的方面还提供一种制造其中改进了PPA的半导体器件的方法。

根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：衬底，包括包含有源区的正面和与正面相对的背面；电子元件，位于有源区上；与电子元件电连接的正面布线结构，位于衬底的正面上；以及与电子元件电连接的背面布线结构，位于衬底的背面上，其中背面布线结构包括多个背面布线图案和超通孔图案，多个背面布线图案依次堆叠在衬底的背面上，超通孔图案与多个背面布线图案的至少一部分相交并延伸穿过多个背面布线图案的至少一层。

根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：衬底，包括第一区域和第二区域；第一有源区和第二有源区，在第一区域中间隔开第一距离；第三有源区和第四有源区，在第二区域中间隔开小于第一距离的第二距离；第一晶体管，在第一有源区上；第二晶体管，在第三有源区上；层间绝缘膜，在衬底的上侧位于第一晶体管和第二晶体管上；正面布线结构，在层间绝缘膜的上侧与第一晶体管和第二晶体管电连接；第一电源布线，在第一有源区和第二有源区之间与第一晶体管电连接；第二电源布线，在第三有源区和第四有源区之间与第二晶体管电连接；以及背面布线结构，在衬底的下侧，其中背面布线结构包括与第一电源布线电连接的超通孔图案以及与第二电源布线电连接的背面通孔图案，并且超通孔图案沿着衬底的上侧和下侧之间的高度方向的高度超过背面通孔图案的高度的1.5倍。

根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：衬底；在衬底的上侧的有源图案，沿第一方向延伸；在有源图案上的栅极结构，沿与第一方向相交的第二方向延伸；源/漏区，在栅极结构一侧在有源图案中；层间绝缘膜，在有源图案、栅极结构和源/漏区上；在层间绝缘膜的上侧的电源布线，与源/漏区电连接；多个背面布线间绝缘膜，依次堆叠在衬底的下侧上；超通孔图案，贯穿多个背面布线间绝缘膜；以及贯通孔，贯穿衬底和层间绝缘膜并将电源布线和超通孔图案电连接。

根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：衬底，包括由元件分离沟槽限定的有源区；在有源区的上侧的有源图案，沿第一方向延伸；在有源图案上的栅极结构，沿与第一方向相交的第二方向延伸；源/漏区，在栅极结构的一侧在有源图案中；在元件分离沟槽中的电源布线，与源/漏区电连接；多个背面布线间绝缘膜，依次堆叠在衬底的下侧上；超通孔图案，贯穿多个背面布线间绝缘膜；以及贯通孔，贯穿衬底并将电源布线和超通孔图案电连接。

根据本发明构思的一些方面，一种用于制造半导体器件的方法包括：提供衬底，衬底包括包含有源区的正面和与正面相对的背面；在有源区上形成电子元件；在衬底的正面上形成与电子元件电连接的正面布线结构；以及在衬底的背面上形成与电子元件电连接的背面布线结构，其中背面布线结构包括多个背面布线图案和超通孔图案，多个背面布线图案依次堆叠在衬底的背面上，超通孔图案与多个背面布线图案的至少一部分相交并延伸穿过多个背面布线图案的至少一层。