[發明專利]半導體結構

在審

• 申請號: 202010106285.2
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN113097181A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 丘世仰
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/58
• 分類號: H01L23/58;H01L23/48
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 席勇;董云海

本發明公開了一種半導體結構，包括半導體晶圓，具有頂側與背側。半導體晶圓包括第一導電類型的第一半導體井、第二導電類型的第二半導體井、半導體裝置、第一導電類型的多個第一半導體摻雜區域與多個第一硅穿孔(through silicon via,TSV)。第二導電類型不同于第一導電類型。第一半導體井設置于第二半導體井內且自頂側裸露。第一半導體摻雜區域設置于第一半導體區域內且圍繞半導體裝置。每個第一硅穿孔從背側經過第一與第二半導體井延伸至相應的第一半導體摻雜區域內。每個第一硅穿孔為導電材料所填滿，并且每個第一硅穿孔從背側連接直流電壓或是接地電壓。如此，作為保護環結構的半導體摻雜區域的布線能夠與半導體裝置的布線彼此是不相干，得以節省占用的空間。

技術領域

本發明有關于一種具有改良保護環(guard ring)結構的半導體結構。

背景技術

為避免PN接面之間的非預期導通，考慮到P型井或N型井的電位接點(pick up)或是閂鎖效應(latch up)的，保護環的使用是需要的。舉例來說，當一個晶體管形成于一個P型井內，通過保護環周圍的接點分布，保護環可以被設計為圍繞晶體管的環形主動區域作為P+電位接點，并且保護環圍繞晶體管。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有改良保護環結構的半導體結構。

根據本發明的一實施方式，一種半導體結構包括半導體晶圓。半導體晶圓具有頂側與背側。半導體晶圓包括第一導電類型的第一半導體井、第二導電類型的第二半導體井、半導體裝置、第一導電類型的多個第一半導體摻雜區域與多個第一硅穿孔(throughsilicon via,TSV)。第二導電類型不同于第一導電類型。第一半導體井設置于第二半導體井內且自頂側裸露。第一半導體摻雜區域設置于第一半導體區域內且圍繞半導體裝置。每個第一硅穿孔從背側經過第一與第二半導體井延伸至相應的一第一半導體摻雜區域內。每個第一硅穿孔為導電材料所填滿，并且每個第一硅穿孔從背側連接直流電壓或是接地電壓。

在一或多個實施方式中，半導體結構的半導體晶片進一步包括多個導電凸塊。每個導電凸塊設置于背側且連接至相應的第一硅穿孔。每個導電凸塊連接至直流電壓或是接地電壓。

在一或多個實施方式中，半導體結構的半導體晶片進一步包括重分布層。重分布層設置于背側。重分布層連接第一硅穿孔。導電凸塊設置于重分布層上。導電凸塊連接至直流電壓或是接地電壓。

在一或多個實施方式中，半導體結構的半導體晶片進一步包括第二導電類型的多個第二半導體摻雜區域與多個第二硅穿孔。第二半導體摻雜區域設置于第二半導體井內且圍繞第一半導體井。每個第二硅穿孔從背側通過第二半導體井延伸至相應的第二半導體摻雜區域。每個第二硅穿孔被導電材料所填滿。

在一或多個實施方式中，半導體裝置是晶體管。半導體結構的半導體晶片進一步包括隔離區域。隔離區域設置于第一半導體摻雜區域與晶體管之間。晶體管為隔離區域所圍繞。

在一些實施方式中，半導體結構的半導體晶片進一步包括絕緣層與導線。絕緣層形成于頂側之上且覆蓋晶體管。導線形成于頂側上且連接晶體管。導線重疊于第一半導體摻雜區域。

在一些實施方式中，第一導電類型是p型，第二導電類型是n型。在一些實施方式中，晶體管具有源極端、漏極端與柵極端。源極端與漏極端是在第一半導體井內的n摻雜區域。柵極端是形成于位于源極端與漏極端之間的通道區之上。在一些實施方式中，半導體晶圓進一步包括絕緣層。絕緣層形成于頂側之上且覆蓋晶體管。絕緣層具有遠離頂側的頂面。源極端、漏極端與柵極端都分別連接一個延伸至頂面的電極。每個電極連接至形成于絕緣層的頂面之上的導線。每個電極連接至形成于絕緣層的頂面之上的導線。在一些實施方式中，導線進一步重疊于第一半導體井與第二半導體井。

在一或多個實施方式中，半導體裝置是第二導電類型的一第二半導體區域。第二半導體區域形成于第一半導體井內。半導體晶圓進一步包括第二硅穿孔。第二硅穿孔從背側通過第一與第二半導體井延伸至第二半導體區域內。第二硅穿孔被導電材料填滿。