[发明专利]半导体器件

说明书

本发明的实施例涉及一种半导体器件，包括：衬底，设置在衬底的前表面上方的前侧电路；以及设置在后表面上方并且包括耦合到第一电势的后侧电源布线的后侧电力输送电路。前侧电路包括半导体鳍和覆盖半导体鳍的底部的第一前侧绝缘层，嵌入在第一前侧绝缘层中的多个掩埋电源布线，多个掩埋电源布线包括第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线，以及电源开关，配置为将第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线电连接和断开。第二掩埋电源布线通过穿过衬底的第一硅贯通孔连接到后侧电源布线。

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件。

背景技术

随着半导体器件的尺寸变小，标准单元的单元高度也变小。单元高度通常被定义为两条电源布线VDD和VSS之间的周期性距离(节距)，并且通常由鳍结构和/或金属线的数量和节距确定。单元高度也称为轨道高度。典型的轨道高度是7.5T、6.5T或5.5T，其中T是在标准单元上方运行的金属线的最小节距。当前需要按比例缩小到4.5T或4T，以进一步减小半导体器件的尺寸。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体器件，包括：衬底；前侧电路，设置在衬底的前表面上方；以及后侧电力输送电路，设置在衬底的后表面上方并且包括耦合到第一电势的第一后侧电源布线，其中：前侧电路包括：多个半导体鳍和覆盖多个半导体鳍的底部的第一前侧绝缘层；多个掩埋电源布线，嵌入在第一前侧绝缘层中，多个掩埋电源布线包括第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线；和电源开关，配置为将第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线电连接和断开，以及第二掩埋电源布线通过穿过衬底的第一硅贯通孔(TSV)连接到第一后侧电源布线。

本发明的另一实施例提供了一种包括电源开关区域和逻辑电路区域的半导体器件，半导体器件包括：衬底；以及前侧电路，设置在衬底的前表面上方，其中：前侧电路包括：多个半导体鳍和覆盖多个半导体鳍的底部的第一前侧绝缘层；多个掩埋电源布线，嵌入在第一前侧绝缘层中并且在第一方向上延伸，多个掩埋电源布线包括第一掩埋电源布线、将第一掩埋电源布线夹在中间的第二掩埋电源布线对、第三掩埋电源布线、和将第三掩埋电源布线夹在中间的第四掩埋电源布线对，前侧电路的电源开关区域包括：第一掩埋电源布线；第二掩埋电源布线对；和电源开关，配置为将第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线对电连接和断开，前侧电路的逻辑电路区域包括：第三掩埋电源布线；和第四掩埋电源布线对，第二掩埋电源布线对分别与第四掩埋电源布线对分离，以及第一掩埋电源布线和第三掩埋电源布线形成设置在电源开关区域和逻辑电路区域中的连续延伸的一个布线。

本发明的又一实施例提供了一种包括电源开关区域和逻辑电路区域的半导体器件，半导体器件包括：衬底；以及前侧电路，设置在衬底的前表面上方，其中：前侧电路包括：多个半导体鳍和覆盖多个半导体鳍的底部的第一前侧绝缘层；和多个掩埋电源布线，嵌入在第一前侧绝缘层中并且在第一方向上延伸，多个掩埋电源布线包括第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线，前侧电路的电源开关区域包括：第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线；和电源开关，配置为将第一掩埋电源布线和第二掩埋电源布线对电连接和断开，第二掩埋电源布线延伸到逻辑电路区域中，第一掩埋电源布线未延伸到逻辑电路区域中，以及电源开关配置为通过第一掩埋电源布线导通和断开对逻辑电路的电源。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了根据本公开实施例的半导体器件的电路图。

图2A、图2B和图2C示出了根据本公开实施例的电源开关电路和逻辑电路的布局。

图3A、图3B、图3C和图3D示出了根据本公开的实施例的电源开关电路和逻辑电路的截面图。

图4示出了根据本公开实施例的电源开关电路和逻辑电路的各种结构。

图5示出了根据本公开实施例的电源开关电路和逻辑电路的布局。