[发明专利]半导体装置及其形成方法、半导体电路及其使用方法

说明书

技术领域

本公开涉及穿透基板屏蔽，具体地提供在穿透基板通路和半导体元件之间的导电壁以防止穿透基板通路影响半导体元件。

背景技术

在半导体器件的三维（3D）集成中，一个半导体芯片可堆叠在另一个半导体芯片的顶上。例如，一个半导体芯片可堆叠在基板的一侧上，而另一个半导体芯片堆叠在相对侧上。另外，在没有基板的情况下多个半导体芯片可堆叠在一起，可提供多个基板，等等。通过延伸穿过隔离基板的通路，半导体芯片可彼此通信或者接收功率。穿透基板通路（through-substrate vias），也可称为穿透硅通路或者TSV，从芯片或基板的一个表面延伸通过基板至相对表面。

尽管TSV允许用于提高半导体芯片和器件的3D集成，但是TSV的影响之一是随着电流流经TSV，TSV可耦合到TSV从其穿过的基板中的半导体器件。因此，噪声和其它干扰可能阻碍半导体器件的运行。

发明内容

示范性实施例包括半导体装置。该装置包括基板结构，基板结构包括硅基板层和延伸穿透硅基板层的导电穿透基板通路。该装置还包括位于基板结构中的半导体器件和位于穿透基板通路和半导体器件之间的导电壁。导电壁与硅基板层电接触。

附加的示范性实施例包括形成半导体装置的方法。该方法包括在基板中形成导电壁，其中基板包括基板结构，基板结构包括硅基板，并且导电壁与硅基板层电接触。该方法还包括在基板结构中形成半导体器件。该方法还包括在基板结构中在导电壁的与半导体器件的相对侧上的形成穿透基板通路，其中穿透基板通路通过隔离体与硅基板分离。

附加的示范性实施例包括半导体电路，半导体电路包括半导体装置。该装置包括硅基板、延伸穿过硅基板的导电穿透基板通路、以及位于硅基板上并且在硅基板和导电穿透基板通路之间的隔离体层。该装置还包括位于硅基板上方的隔离体层中的半导体器件以及位于穿透基板通路和半导体器件之间的导电壁，其中导电壁与硅基板电接触。半导体电路还包括连接到穿透基板通路的功率源和信号源中的至少一个以及连接到导电壁的恒压源。

附加的示范性实施例包括使用半导体电路的方法。该方法包括连接半导体装置的穿透基板通路到功率源和第一信号源中的一个。半导体装置包括硅基板、在硅基板上的隔离体、以及在隔离体中的半导体器件。穿透基板通路延伸穿透硅基板且通过隔离体与硅基板分离。导电壁位于穿透基板通路和半导体器件之间。该方法还包括连接导电壁至恒压源。

附加的特征和优点可通过本公开的技术实现。本公开的其它实施例和方面将在这里详细描述，并且看作要求保护的公开的一部分。为了更好地理解本公开的优点和特征，参见说明书和附图。

附图说明

本公开的主题事项在权利要求中特别指出且明确要求保护。本公开前面的以及其它的特征和优点从下面结合附图的详细描述将明显易懂，附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的半导体装置；

图2示出了根据本公开的另一实施例的半导体装置；

图3示出了根据一个实施例的半导体装置的俯视图；

图4示出了根据另一实施例的半导体装置的俯视图；

图5A示出了根据另一实施例的半导体装置的俯视图；

图5B示出了根据又一实施例的半导体装置的俯视图；

图6A至6H示出了根据本公开一个实施例的半导体装置的形成方法；

图6A示出了提供基板；

图6B示出了在基板中形成孔；

图6C示出了在基板上形成隔离层；

图6D示出了对硅基板形成孔；

图6E示出了形成预备导电层；

图6F示出了平坦化基板的上表面以及形成半导体器件；

图6G示出了在基板的背表面上形成隔离层；

图6H示出了形成穿透基板通路；以及

图7示出了形成根据本公开实施例的半导体装置的方法的流程图。

具体实施方式

典型的穿透硅通路用于连接到诸如电压源（Vdd、接地）的DC电源以及诸如输入/输出（I/O）信号的AC信号。然而，由穿透硅通路产生的信号和噪声可能耦合到附近的半导体器件，在附近的半导体器件中产生噪声和干扰。本公开的实施例涉及一种结构，用于在半导体器件和穿透硅通路或者其它穿透基板通路之间提供电、物理和/或化学屏蔽。