[发明专利]半导体器件有效

专利信息
申请号: 201210092828.5 申请日: 2012-03-31
公开(公告)号: CN102738118B 公开(公告)日: 2017-04-12
发明(设计)人: 泽田宪 申请(专利权)人: 索尼公司
主分类号: H01L23/538 分类号: H01L23/538;H01L23/50
代理公司: 北京信慧永光知识产权代理有限责任公司11290 代理人: 陈桂香,武玉琴
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 半导体器件
【说明书】:

相关申请的交叉参考

本发明包含与2011年4月11日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-087048的公开内容相关的主题,在此将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及如下半导体器件,该半导体器件具有多个半导体基板,在所述多个半导体基板上形成有高频电路,并且所述各个半导体基板的高频电路彼此电连接。

背景技术

虽然半导体器件中的元件的微型化目前取得了进展,但是近来由于光刻的衍射极限使微型化变得困难。

于是,为了进一步集成,人们已经在尝试通过三维层叠并且集成多个半导体芯片来提高有效的集成度。

至于通过层叠多个半导体芯片得到的结构,除了有通过层叠同种电路元件得到的结构,人们还尝试通过层叠诸如运算电路芯片和存储电路芯片等不同种类的电路元件使不同功能组合到单个芯片中。结合这些不同的功能不仅能够提高集成度,还能够增强功能性。

当使用高频电路作为将要层叠的电路元件,并且所述高频电路与另一个电路元件或者另一个高频电路层叠时,芯片能够具有通信功能,或者在单个芯片上能够处理各种频率的信号。

此外,由于高频电路的电路部分的尺寸是由高频电路的工作频率决定,所以难以通过微型化来提高高频电路的集成度。因此,期望通过三维层叠高频电路元件来提高高频电路元件的集成度。提高高频电路元件的集成度能够提高高频电路元件的性能。

当上面形成有高频电路的两块半导体基板互相层叠时,需要形成用于连接的导体,以便将各半导体基板的高频电路互相连接。

形成在半导体基板上的高频电路的典型传输线包括微带线和共面线。其它传输线包括同轴线和带状线。

高频电路的这些传输线具有用于信号线的地线,并且通过信号线和所述地线的各导体来发送电磁波。

然而,当各个高频电路的传输线通过通孔内的导体层(导体层在下文中将被称作“通孔层”)简单地互相连接时,从用于将传输线的信号线互相连接的通孔层发出电磁波,会影响到周边电路的操作。

于是,过去已经提出对用于使各个高频电路的传输线互相连接的所述连接部的接地进行强化,从而抑制电磁波辐射到传输线的外部。

例如,由S.W.Ho等人于2008年5月27-30日在IEEE ECTC 2008的第1946页(下面称为非专利文献1)中提出了如下结构:通过使用贯穿上侧半导体基板的同轴结构的通孔层,将形成在下侧半导体基板的上表面的共面线和形成在上侧半导体基板的上表面的共面线互相连接。在该结构中,通过布置同轴结构的通孔层,使与地线相连接的通孔层围绕与信号线相连接的通孔层,从而强化接地。

此外,例如,日本专利特开第2004-363975号公报(下面称为专利文献1)披露了如下结构:利用贯穿半导体基板的通孔层,将形成在半导体基板的下表面的共面线的信号线和形成在半导体基板的上表面的共面线的信号线互相连接。

专利文献1中披露的结构通过使来自每个共面线的接地导体进一步延长,同时在用于将通孔层与信号线相连的连接部的周围以及在半导体基板的与各条共面线那侧相反的侧上形成接地导体,从而强化接地。

不限于具有高频电路的半导体器件,人们也考虑了普通半导体器件中的多个半导体基板的三维层叠。

例如,已经提出了通过使用通孔层将形成在两个半导体基板上的电路互相连接的结构(例如参见日本专利特开第2010-245506号公报,下文称为专利文献2)。

在专利文献2的结构中,形成有具有不同深度的多种通孔层,所述通孔层贯穿半导体基板和位于两个半导体基板之间的绝缘层,通过使用多种通孔层将形成在两个半导体基板上的电路互相连接。

在非专利文献1的结构中,接地通孔层以同轴结构紧挨着地围绕用于将信号线互相连接的通孔层,并且用于将信号线互相连接的通孔层不能够直接连接到下部半导体基板上的共面线,所以通过凸块连接。

由于用于将信号线互相连接的通孔层是通过凸块连接,结构和制造过程复杂化,连接的可靠性比通孔层直接连接到信号线的情况要差。

在专利文献1的结构中,在用于将通孔层连接至信号线的连接部的周围有接地层。然而,半导体基板的下表面和上表面上的各个接地层不连接。因此,下表面和上表面之间的接地电容会波动,影响信号传输。此外,通孔层的周围没有接地层。因此,通孔层周围的接地被减弱。

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