[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，半导体结构包括：晶圆，包括衬底和位于衬底内的掩埋电源轨；通孔，位于晶圆背面的衬底中且暴露出掩埋电源轨；电容结构，位于通孔内，包括位于通孔的底部和侧壁上的第一电极、与第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于第一电极和第二电极之间的电容介质层，第一电极与掩埋电源轨相接触；第一电源线，位于晶圆的背面上且与第一电极电连接；第二电源线，位于晶圆的背面上且与第二电极电连接。电容结构位于通孔内，能够增大单位面积上的电容密度和电容值，有利于提高电容结构对供电电源的滤波效果，且第一电极与掩埋电源轨相接触，通过第一电极使第一电源线能够对掩埋电源轨进行供电，相应与背面配电工艺兼容。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

为了满足持续不断的逻辑芯片微缩的需要，在金属间距非常紧密时，为了优化电源的供电能力，目前一种方法是将电源轨向下移动到基底中形成埋入式电源轨(BuriedPower Rails，BPR)。埋入式电源轨有利于释放互连的布线资源，还能够提供较低的电阻局部电流分布，此外还有利于提高写入裕度和读取速度。

在具有埋入式电源轨的器件中，通常采用背面配电(Backside Power DeliverNetwork，Backside PDN)的技术。背面配电在晶圆背面布建电源供应网络，并使用微型硅通孔(μTSV)导电结构将电源供应网络连接到埋入式电源轨，再通过埋入式电源轨将电力传输至标准组件。背面配电技术有利于提高芯片面积利用率、降低后段制程的复杂度，此外还能改善电压降(IR drop)的问题，提高系统性能。

其中，在背面配电技术中，在晶圆的背面还设置有MIM(Metal-Insulator-Metal，金属-绝缘体-金属)电容，用于对供电电源进行滤波，以提高供电电源的稳定性。

但是，目前器件的性能仍有待提高。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，有利于增大单位面积上的电容密度和电容值，从而提高电容结构对供电电源的滤波效果，并有利于与背面配电工艺兼容。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构，包括：晶圆，包括相对的正面和背面，所述晶圆包括衬底和位于所述衬底内的掩埋电源轨，所述衬底的底面为所述背面；通孔，位于所述晶圆背面的衬底中且暴露出所述掩埋电源轨；电容结构，位于所述通孔内，包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、与所述第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的电容介质层，所述第一电极与所述掩埋电源轨相接触；第一电源线，位于所述晶圆的背面上且与所述第一电极电连接；第二电源线，位于所述晶圆的背面上且与第二电极电连接。

相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供晶圆，包括相对的正面和背面，所述晶圆包括衬底和位于所述衬底内的掩埋电源轨，所述衬底的底面为所述背面；对所述晶圆的背面进行刻蚀，在所述衬底中形成露出所述掩埋电源轨的通孔；在所述通孔内形成电容结构，包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、与所述第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的电容介质层，所述第一电极与所述掩埋电源轨相接触；在所述晶圆的背面上形成与所述第一电极电连接的第一电源线以及与第二电极电连接的第二电源线。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：