[發明專利]半導體器件

在審

• 申請號: 202010649600.6
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN112530940A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 荷爾本·朵爾伯斯
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L23/528;H01L23/48
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發明的實施例涉及一種半導體器件，包括：襯底，設置在襯底的前表面上方的前側電路；以及設置在后表面上方并且包括耦合到第一電勢的后側電源布線的后側電力輸送電路。前側電路包括半導體鰭和覆蓋半導體鰭的底部的第一前側絕緣層，嵌入在第一前側絕緣層中的多個掩埋電源布線，多個掩埋電源布線包括第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線，以及電源開關，配置為將第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線電連接和斷開。第二掩埋電源布線通過穿過襯底的第一硅貫通孔連接到后側電源布線。

技術領域

本發明的實施例涉及一種半導體器件。

背景技術

隨著半導體器件的尺寸變小，標準單元的單元高度也變小。單元高度通常被定義為兩條電源布線VDD和VSS之間的周期性距離(節距)，并且通常由鰭結構和/或金屬線的數量和節距確定。單元高度也稱為軌道高度。典型的軌道高度是7.5T、6.5T或5.5T，其中T是在標準單元上方運行的金屬線的最小節距。當前需要按比例縮小到4.5T或4T，以進一步減小半導體器件的尺寸。

發明內容

本發明的實施例提供了一種半導體器件，包括：襯底；前側電路，設置在襯底的前表面上方；以及后側電力輸送電路，設置在襯底的后表面上方并且包括耦合到第一電勢的第一后側電源布線，其中：前側電路包括：多個半導體鰭和覆蓋多個半導體鰭的底部的第一前側絕緣層；多個掩埋電源布線，嵌入在第一前側絕緣層中，多個掩埋電源布線包括第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線；和電源開關，配置為將第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線電連接和斷開，以及第二掩埋電源布線通過穿過襯底的第一硅貫通孔(TSV)連接到第一后側電源布線。

本發明的另一實施例提供了一種包括電源開關區域和邏輯電路區域的半導體器件，半導體器件包括：襯底；以及前側電路，設置在襯底的前表面上方，其中：前側電路包括：多個半導體鰭和覆蓋多個半導體鰭的底部的第一前側絕緣層；多個掩埋電源布線，嵌入在第一前側絕緣層中并且在第一方向上延伸，多個掩埋電源布線包括第一掩埋電源布線、將第一掩埋電源布線夾在中間的第二掩埋電源布線對、第三掩埋電源布線、和將第三掩埋電源布線夾在中間的第四掩埋電源布線對，前側電路的電源開關區域包括：第一掩埋電源布線；第二掩埋電源布線對；和電源開關，配置為將第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線對電連接和斷開，前側電路的邏輯電路區域包括：第三掩埋電源布線；和第四掩埋電源布線對，第二掩埋電源布線對分別與第四掩埋電源布線對分離，以及第一掩埋電源布線和第三掩埋電源布線形成設置在電源開關區域和邏輯電路區域中的連續延伸的一個布線。

本發明的又一實施例提供了一種包括電源開關區域和邏輯電路區域的半導體器件，半導體器件包括：襯底；以及前側電路，設置在襯底的前表面上方，其中：前側電路包括：多個半導體鰭和覆蓋多個半導體鰭的底部的第一前側絕緣層；和多個掩埋電源布線，嵌入在第一前側絕緣層中并且在第一方向上延伸，多個掩埋電源布線包括第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線，前側電路的電源開關區域包括：第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線；和電源開關，配置為將第一掩埋電源布線和第二掩埋電源布線對電連接和斷開，第二掩埋電源布線延伸到邏輯電路區域中，第一掩埋電源布線未延伸到邏輯電路區域中，以及電源開關配置為通過第一掩埋電源布線導通和斷開對邏輯電路的電源。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各個方面。應該強調，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了根據本公開實施例的半導體器件的電路圖。

圖2A、圖2B和圖2C示出了根據本公開實施例的電源開關電路和邏輯電路的布局。

圖3A、圖3B、圖3C和圖3D示出了根據本公開的實施例的電源開關電路和邏輯電路的截面圖。

圖4示出了根據本公開實施例的電源開關電路和邏輯電路的各種結構。

圖5示出了根據本公開實施例的電源開關電路和邏輯電路的布局。