半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括襯底、形成于所述襯底上的絕緣層和依次形成于所述絕緣層上的至少第一金屬互連層和第二金屬互連層，所述金屬互連層之間間隔有絕緣物質(zhì)，所述半導(dǎo)體器件具備有源區(qū)和非有源區(qū)，所述非有源區(qū)中形成有至少一個(gè)平板電容。本實(shí)用新型通過將平板電容集成到半導(dǎo)體器件內(nèi)部并連接到半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端，來實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體器件的輸入或輸出阻抗到目標(biāo)阻抗的匹配，從而避免了工藝的波動(dòng)對(duì)半導(dǎo)體器件性能的穩(wěn)定性與可靠性的影響。
【專利說明】半導(dǎo)體器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種具有新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前生產(chǎn)制造的很多半導(dǎo)體器件的輸入輸出阻抗很低，當(dāng)其用于射頻功率放大電路或者其他某些特定電路時(shí)，需要在外圍電路使用大量的分立元件進(jìn)行阻抗匹配。這種方法會(huì)增加電路的設(shè)計(jì)難度，降低電路工作的可靠性。
[0003]現(xiàn)有的改進(jìn)措施是采用鍵合線將在同一個(gè)封裝框架上的半導(dǎo)體器件與電容相連接并封裝在一起，這樣可以避免使用外圍電路進(jìn)行阻抗匹配。但這種采用鍵合線的方式也引入了鍵合線的等效電感，其工藝的波動(dòng)對(duì)半導(dǎo)體器件性能的穩(wěn)定性與可靠性都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，從而提供了一種新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，將平板電容集成在半導(dǎo)體器件的內(nèi)部，從而避免了使用外圍電路進(jìn)行阻抗匹配，從而保證半導(dǎo)體器件性能的穩(wěn)定性和可靠性。
[0005]為此，本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底、形成于所述襯底上的絕緣層和依次形成于所述絕緣層上的至少第一金屬互連層和第二金屬互連層，所述金屬互連層之間間隔有絕緣物質(zhì)，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件具備有源區(qū)和非有源區(qū)，所述非有源區(qū)中形成有至少一個(gè)平板電容。
[0006]進(jìn)一步地，所述平板電容包括互相平行的第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層為在形成所述第一金屬互連層的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在所述非有源區(qū)中的一部分金屬，所述第二金屬層為在形成所述第二金屬互連層的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在所述非有源區(qū)中的一部分金屬。
[0007]進(jìn)一步地，所述第二金屬層的投影與位于第二金屬層下方的所述第一金屬層有重疊區(qū)域，所述第一金屬層在所述重疊區(qū)域之外的部分的上表面包括不覆蓋非氣態(tài)絕緣物質(zhì)的第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域設(shè)置有第一引腳。
[0008]可選地，所述第一引腳與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的接地引腳相連，所述第二金屬層與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連。
[0009]可選地，所述第一引腳與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連，所述第二金屬層保持電位浮空或者與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的預(yù)定引腳相連。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件，其有益效果在于:
[0011]I)將用作阻抗匹配的元件集成在半導(dǎo)體器件的內(nèi)部，從而避免了使用分立元件進(jìn)行阻抗匹配時(shí)電路設(shè)計(jì)難度大、工作可靠性低的問題，同時(shí)也避免了使用鍵合線方式連接電容進(jìn)行阻抗匹配時(shí)對(duì)半導(dǎo)體器件性能的穩(wěn)定性和可靠性的影響，降低了半導(dǎo)體器件在使用過程中的復(fù)雜程度與可能帶來的故障率；[0012]2)集成在半導(dǎo)體器件內(nèi)部的用作阻抗匹配的元件采用平板電容，可以方便地采用半導(dǎo)體器件本身的金屬互連層來實(shí)現(xiàn)，一方面不需要額外的電容器節(jié)約了成本，另一方面也使得集成的難度大大降低，即可以在半導(dǎo)體器件的制造工藝過程中，通過調(diào)整金屬互連層的刻蝕版圖來實(shí)現(xiàn)將電容集成在半導(dǎo)體器件內(nèi)部。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖；
[0014]圖2 (a)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施方式的平板電容的連接引腳的第一實(shí)例的示意性截面圖；
[0015]圖2 (b)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施方式的平板電容的連接引腳的第二實(shí)例的示意性截面圖；
[0016]圖3 Ca)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖；
[0017]圖3 (b)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施方式的阻抗匹配方式的示意性電路圖；
[0018]圖4 (a)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第三實(shí)施方式的部分區(qū)域的第一實(shí)例的示意性截面圖；
[0019]圖4 (b)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第三實(shí)施方式的阻抗匹配方式的示意性電路圖；
[0020]圖5 Ca)為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第四實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖；
[0021]圖5 (b)為本`實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第四實(shí)施方式的阻抗匹配方式的示意性電路圖。
[0022]主要附圖標(biāo)記說明
[0023]1:半導(dǎo)體襯底2:絕緣層
[0024]3:第一金屬互連層4:第二金屬互連層
[0025]10:第一金屬層20:第二金屬層
[0026]20’:第二金屬層的第一部分20’’:第二金屬層的第二部分
[0027]101:第一引腳202:第二引腳
[0028]202’:第三引腳202’’:第四引腳
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0030]需要說明的是，示意性截面圖只示出了半導(dǎo)體器件的部分區(qū)域，因此，不能把附圖中的邊界認(rèn)為是半導(dǎo)體器件的實(shí)際邊界。
[0031]第一實(shí)施方式
[0032]本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體器件包括襯底1、形成于襯底I上的絕緣層2，至少還包括依次形成于絕緣層2上的第一金屬互連層3和第二金屬互連層4，兩個(gè)金屬互連層之間間隔有絕緣物質(zhì)。該半導(dǎo)體器件具備有源區(qū)和非有源區(qū)，在非有源區(qū)中形成有至少一個(gè)平板電容。
[0033]參照?qǐng)D1，為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖。該平板電容包括互相平行的第一金屬層10和第二金屬層20。第一金屬層10為在形成第一金屬互連層3的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在非有源區(qū)中的一部分金屬，第二金屬層20為在形成第二金屬互連層4的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在非有源區(qū)中的一部分金屬。
[0034]在使用該平板電容對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行輸入或輸出阻抗匹配時(shí)，需要將該平板電容并聯(lián)或串聯(lián)到半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端，即需要將該平板電容的兩個(gè)極板即第一金屬層10和第二金屬層20分別進(jìn)行連接，以達(dá)到阻抗匹配的目的。
[0035]優(yōu)選地,可以在第一金屬層10上設(shè)置第一引腳101以使得第一金屬層10可以和其他部件相連接。參照?qǐng)D2 (a)和圖2 (b)，為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施方式的平板電容的連接引腳的示意性截面圖。第二金屬層20的投影與位于第二金屬層20下方的第一金屬層10有重疊區(qū)域，第一金屬層10在該重疊區(qū)域之外的部分的上表面不覆蓋非氣態(tài)的絕緣物質(zhì)，在第一金屬層10的不覆蓋非氣態(tài)的絕緣物質(zhì)的上表面部分設(shè)置有第一引腳 101。
[0036]繼續(xù)參照?qǐng)D2，可以設(shè)置第二引腳202以使得第二金屬層20可以和其他部件相連接。事實(shí)上，如圖2 (a)所示，第二金屬互連層4位于有源區(qū)內(nèi)的部分上通常都會(huì)設(shè)置有至少一個(gè)引腳，可以選擇其中的一個(gè)作為第二引腳202。同樣地，也可以將第二引腳202設(shè)置在第二金屬層20上，如圖2 (b)所示。這樣兩種設(shè)置第二引腳202的方式，對(duì)于第二金屬層20的連接是等效的，因此，可以理解的是，第二金屬層20與半導(dǎo)體器件的封裝引腳的連接方式，并不限于在第二金屬層20上打線引出的方式。以下僅以第二引腳202設(shè)置于第二金屬層20上為例進(jìn)行描述。
[0037]第二實(shí)施方式
[0038]參照?qǐng)D3(a)，為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖。第一引腳101與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的接地引腳相連，第二引腳202與半導(dǎo)體器件的封裝弓丨腳中的輸入引腳或輸出引腳相連。
[0039]這種連接方式的等效電路示意圖如圖3 (b)所示，即等效為在半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端并聯(lián)一個(gè)電容，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的有源區(qū)的輸入或輸出阻抗到目標(biāo)輸入或輸出阻抗的匹配。
[0040]第三實(shí)施方式
[0041]參照?qǐng)D4(a)，為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第三實(shí)施方式的部分區(qū)域的第一實(shí)例的示意性截面圖。第一引腳101與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連，第二引腳202保持電位浮空或者與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的預(yù)定引腳相連。
[0042]當(dāng)?shù)诙_202保持電位浮空時(shí)，這種連接方式的等效電路示意圖如圖4 (b)所示，即等效為在半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端串聯(lián)一個(gè)電容，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的有源區(qū)的輸入或輸出阻抗到目標(biāo)輸入或輸出阻抗的匹配。
[0043]第二引腳202也可以與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的預(yù)定引腳相連，從而按照需要使該預(yù)定引腳與其他器件相連，比如連接直流偏置電源等。[0044]第四實(shí)施方式
[0045]以上實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件在非有源區(qū)中包括一個(gè)平板電容。可以理解的是，本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件在非有源區(qū)可以包括一個(gè)或多個(gè)平板電容，這些平板電容可以全部并聯(lián)、全部串聯(lián)、或者部分并聯(lián)和部分串聯(lián)相結(jié)合以連接到半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端，來進(jìn)行輸入或輸出端的阻抗匹配。
[0046]下面以半導(dǎo)體器件在非有源區(qū)包括兩個(gè)平板電容為例進(jìn)行進(jìn)一步的描述。參照?qǐng)D5 (a)，為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體器件的第四實(shí)施方式的部分區(qū)域的示意性截面圖。在該實(shí)施方式中，第二金屬層20被分成了相互分離的兩個(gè)部分，第二金屬層的第一部分20’上設(shè)置有第三引腳202’，第二金屬層的第二部分20’’或者第二金屬互連層4位于有源區(qū)內(nèi)的部分上設(shè)置有第四引腳202’’。第一引腳101與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連，第三引腳202’與半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的接地引腳相連，第四引腳202’’保持電位浮空。
[0047]這種連接方式的等效電路示意圖如圖5 (b)所示，即等效為在半導(dǎo)體器件的輸入或輸出端先串聯(lián)一個(gè)電容再并聯(lián)一個(gè)電容，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的有源區(qū)的輸入或輸出阻抗到目標(biāo)輸入或輸出阻抗的匹配。
[0048]該實(shí)施方式以第二金屬層20被分成了相互分離的兩個(gè)部分為例，描述了在半導(dǎo)體器件內(nèi)部集成兩個(gè)平板電容的一種實(shí)施方式。在這種啟示下，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，如果要在半導(dǎo)體器件內(nèi)部集成多個(gè)電容，可以通過將第一金屬層10或者第二金屬層20或者兩者的結(jié)合分成相互分離的多個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)。這些方案屬于對(duì)以上實(shí)施方式的簡(jiǎn)單變形，應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0049]以上所說的絕緣層，可以是一個(gè)絕緣層，也可以是多個(gè)絕緣層的復(fù)合。以上所說的絕緣物質(zhì)，可以是一個(gè)絕緣層，也可以是多個(gè)絕緣層的復(fù)合；可以是一種絕緣材料，也可以是多種絕緣材料的復(fù)合。絕緣材料可以是任何一種阻礙電荷流動(dòng)的材料，比如干燥的空氣等；但優(yōu)選為介電常數(shù)大的絕緣材料，比如二氧化硅等。
[0050]以上【具體實(shí)施方式】?jī)H為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，不能用于限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底、形成于所述襯底上的絕緣層和依次形成于所述絕緣層上的至少第一金屬互連層和第二金屬互連層，所述金屬互連層之間間隔有絕緣物質(zhì)，所述半導(dǎo)體器件具備有源區(qū)和非有源區(qū)，其特征在于，所述非有源區(qū)中形成有至少一個(gè)平板電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述平板電容包括互相平行的第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層為在形成所述第一金屬互連層的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在所述非有源區(qū)中的一部分金屬，所述第二金屬層為在形成所述第二金屬互連層的刻蝕工序中通過調(diào)整刻蝕版圖而保留在所述非有源區(qū)中的一部分金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第二金屬層的投影與位于第二金屬層下方的所述第一金屬層有重疊區(qū)域，所述第一金屬層在所述重疊區(qū)域之外的部分的上表面包括不覆蓋非氣態(tài)絕緣物質(zhì)的第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域設(shè)置有第一引腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一引腳與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的接地引腳相連，所述第二金屬層與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述第一引腳與所述半導(dǎo)體器件的封裝引腳中的輸入引腳或輸出引腳相連，所述第二金屬層保持電位浮空或者與所述半導(dǎo)體器件的封裝弓I腳中的預(yù)定引腳相連。
【文檔編號(hào)】H01L23/522GK203553152SQ201320687772
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】林敏之, 陳銘, 陳偉, 韓繼國, 王舉貴 申請(qǐng)人:上海貝嶺股份有限公司