[發明專利]半導體器件的金屬化

有效

• 申請號: 201510645378.1
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN105514084B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 保羅·赫伊斯坎普;霍德弗里德·亨克里斯·約瑟夫斯·諾特曼斯
• 申請（專利權）人: 安世有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/60
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 麥善勇;張天舒

本發明涉及包括金屬化堆疊的半導體器件。金屬化堆疊可包括第一金屬化層與第二金屬化層。第一金屬化層可以通過兩個或多個堆疊的金屬間通孔而電連接到第二金屬化層。

技術領域

本發明涉及半導體器件的金屬化堆疊，包括制造此種金屬化堆疊的方法。本發明還涉及一種包括此金屬化堆疊的靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)保護器件，以及更具體地，包括該ESD保護器件的數據線或數據接口。

背景技術

在特定的半導體器件中，固有的寄生電容可能是影響器件性能的一個問題。這種寄生電容可能是半導體管芯的結電容(亦稱管芯電容)、接觸墊電容、以及金屬堆疊電容的組合的結果。管芯電容常常是主要的，其可能是由于管芯中的P-N結的電容效應引起的。接觸墊電容可能是由于管芯上的接合墊相對于管芯襯底的電容而引起的。金屬堆疊電容可能是由垂直的金屬堆疊之間的電容引起的，垂直的金屬堆疊稱為金屬化層，其將接合墊連接到半導體器件上的外部連接(亦稱引腳)。如此，金屬化層可視為電容器的極板，其間的氧化物層作為介電層。例如，在ESD保護器件，特別是用于高速率數據互連/接口的保護的ESD保護器件，例如USB3.1或HDMI中，需要低電容(通常約250fF)，從而保護器件不會與互連/接口的正常運行相干涉。此ESD保護器件可能使用半導體控制整流器(SemiconductorControlled Rectifier，SCR)，以及在典型的結構中，SCR可形成在約200Ωcm的P型襯底上。該襯底可形成約180fF量級的結電容，并且以以上所述的高速率數據互連/接口的250fF為例，其接觸墊電容和金屬堆疊電容限制為約70fF。

發明內容

根據各實施方式，提供一種包括金屬化堆疊的半導體器件。該金屬化堆疊包括：第一金屬化層與第二金屬化層，其中第一金屬化層通過多個堆疊的金屬間通孔而電連接到第二金屬化層。

第一金屬化層可布置為連接到半導體管芯，第二金屬化層可布置為形成接合墊，以向器件管芯傳送電流。

各實施方式可進一步包括接觸通孔，布置為將第一金屬化層電連接到半導體管芯的歐姆接觸。

第一金屬化層的垂直厚度可小于第二金屬化層的垂直厚度。

多個堆疊的金屬間通孔可包括第一金屬間通孔與第二金屬間通孔。

第一金屬間通孔與第二金屬間通孔直接連接，而沒有中間連接。第一金屬間通孔可鄰接于第二金屬間通孔。

各實施方式還涉及一種制造半導體器件的方法，半導體器件包括金屬化堆疊，該方法包括：形成第一金屬化層與第二金屬化層；通過多個堆疊的金屬間通孔將第一金屬化層連接到第二金屬化層，從而第一金屬化層通過多個堆疊的金屬間通孔與第二金屬化層電接觸。

第一金屬化層可形成為連接到半導體管芯，第二金屬化層形成接合墊，以向器件管芯傳送電流。

接觸通孔可布置為將第一金屬化層電連接到半導體管芯的接觸。

第一金屬化層的垂直厚度可小于第二金屬化層的垂直厚度。

多個堆疊的金屬間通孔可形成為第一金屬間通孔與第二金屬間通孔。第一金屬間通孔和第二金屬間通孔形成為直接連接，而沒有中間連接。

各實施方式涉及包括根據各實施方式的半導體器件的靜電放電(ESD)保護器件。

各實施方式涉及包括根據各實施方式的ESD保護器件的數據傳輸線或數據傳輸接口。

附圖說明

以下將結合附圖對于本發明的實施方式進行進一步描述，其中：

圖1示出了一種半導體器件金屬化堆疊，具有中間和最終金屬層，以及其間的互連通孔；

圖2所示的是圖1的金屬化堆疊中金屬層之間的電容；