[發明專利]包括貫通孔結構的半導體器件

在審

• 申請號: 202210063164.3
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN115132698A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 黃善寬;金泰成;羅勛奏;文光辰;全炯俊
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/528
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李敬文

可以提供一種半導體器件，包括：半導體襯底；集成電路層，在半導體襯底上；第一至第n金屬布線層(其中n為正整數)，順序堆疊在半導體襯底和集成電路層上；第一貫通孔結構，沿豎直方向從第一過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸并穿過半導體襯底，該第一過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一；以及第二貫通孔結構，與第一貫通孔結構分開，沿豎直方向從第二過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸并穿過半導體襯底，該第二過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一。

相關申請的交叉引用

本申請基于并要求于2021年3月24日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2021-0038273的優先權，該申請的公開通過全文引用合并于此。

技術領域

本發明構思涉及半導體器件，并且更具體地，涉及包括貫通孔結構的半導體器件。

背景技術

隨著電子設備處理的數據量增加，需要具有高容量和高帶寬的半導體器件。為此，已經提出了使用通過在半導體器件中形成細小的孔來實現的貫通孔結構(例如，硅通孔(TSV)結構)作為貫通電極的技術。

在使用貫通孔結構作為電極的情況下，貫通孔結構需要調節電阻。此外，在集成電路層(例如，晶體管)布置在貫通孔結構附近的情況下，貫通孔結構必須減輕或防止集成電路層(例如，晶體管)的電性能降低。

發明內容

本發明構思提供了包括貫通孔結構的半導體器件，其可以調節電阻并減輕或防止外圍集成電路層的電性能降低。

根據本發明構思的一方面，半導體器件包括：半導體襯底；集成電路層，在半導體襯底上；第一至第n金屬布線層(其中n為正整數)，順序堆疊在半導體襯底和集成電路層上；第一貫通孔結構，沿豎直方向從第一過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸并穿過半導體襯底，該第一過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一；以及第二貫通孔結構，與第一貫通孔結構分開，沿豎直方向從第二過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸并穿過半導體襯底，該第二過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一。

根據本發明構思的另一方面，半導體器件包括：半導體襯底，包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；前端級層，在半導體襯底的第一表面上，前端級層包括集成電路層；后端級層，在前端級層上，后端級層包括順序堆疊在集成電路層上并與集成電路層電連接的第一至第n金屬布線層(其中n為正整數)；第一貫通孔結構，沿豎直方向從第一過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸，并穿過后端級層、前端級層以及半導體襯底的第一表面與第二表面之間的區域，第一過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一；以及第二貫通孔結構，與第一貫通孔結構分開，沿豎直方向從第二過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸并穿過后端級層、前端級層以及半導體襯底的第一表面與第二表面之間的區域，第二過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一。

根據本發明構思的另一方面，半導體器件包括：半導體襯底；前端級層，在半導體襯底上，前端級層包括集成電路層、被配置為將集成電路層絕緣的層間絕緣層、以及在層間絕緣層中并與集成電路層電連接的接觸插塞層；后端級層，在前端級層上，后端級層包括順序堆疊在前端級層上并與集成電路層電連接的第一至第n金屬布線層(其中n為正整數)、被配置為將第一至第n金屬布線層彼此絕緣的多個布線絕緣層、以及在多個布線絕緣層中并被配置為將第一至第n金屬布線層連接的多個布線過孔層；第一貫通孔結構，沿豎直方向從第一過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸，并穿過多個布線絕緣層、層間絕緣層和半導體襯底，第一過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一；以及第二貫通孔結構，與第二貫通孔結構分開，沿豎直方向從第二過孔連接金屬布線層向半導體襯底延伸，并穿過多個布線絕緣層、層間絕緣層和半導體襯底，第二過孔連接金屬布線層是除第一金屬布線層之外的第二至第n金屬布線層之一，其中第一貫通孔結構在集成電路層的一側的第一排除區中，而第二貫通孔結構在集成電路層的另一側的第二排除區中。