DE102011052471B4 - Integrierte Schaltung mit Verbindungsebenen - Google Patents

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Abstract

Eine integrierte Schaltung, umfassend:wenigstens erste, zweite, dritte und vierte direkt aufeinanderfolgende Verbindungsebenen (210, 220, 230, 250); wobeidie erste Verbindungsebene (210) eine Mehrzahl erster Verbindungsbereiche (211) aufweist, die elektrisch mit einem ersten Anschluss (212) einer innerhalb eines Halbleitersubstrats (295) ausgebildeten Halbleitervorrichtung gekoppelt sind und die erste Verbindungsebene (210) zudem eine Mehrzahl zweiter Verbindungsbereiche (214) aufweist, die mit einem zweiten Anschluss (216) der Halbleitervorrichtung elektrisch gekoppelt sind;die zweite Verbindungsebene (220) einen dritten Verbindungsbereich (221) umfasst, wobei der dritte Verbindungsbereich (221) eine Mehrzahl erster Öffnungen (235) aufweist;die dritte Verbindungsebene (230) einen vierten Verbindungsbereich (231) umfasst, wobei der vierte Verbindungsbereich (231) eine Mehrzahl zweiter Öffnungen (215) aufweist;die vierte Verbindungsebene (250) einen ersten Kontaktbereich (251) und einen zweiten Kontaktbereich (252) umfasst, wobei der erste Kontaktbereich (251) mit den ersten Verbindungsbereichen (211) der ersten Verbindungsebene (210) über den vierten Verbindungsbereich (231) und sich durch die Mehrzahl erster Öffnungen (235) in dem dritten Verbindungsbereich (221) erstreckende erste Kontakte (240) elektrisch gekoppelt ist und der zweite Kontaktbereich (252) mit den zweiten Verbindungsbereichen (214) der ersten Verbindungsebene (210) über den dritten Verbindungsbereich (221) und sich durch die Mehrzahl zweiter Öffnungen (215) im vierten Verbindungsbereich (230) erstreckende zweite Kontakte (245) elektrisch gekoppelt ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In einer integrierten Schaltung fließt ein Strom typischerweise von einem externen Pin wie einem Batteriepin zu einem Anschluss einer Halbleitervorrichtung wie zu einem Drain eines Feldeffekttransistors (FET) über einen Verbindungspfad innerhalb eines Verdrahtungsbereichs. Der Verbindungspfad umfasst z.B. Leiterbahnen in Verbindungsebenen, die durch Kontaktöffnungen elektrisch gekoppelt sind. Aus den Druckschriften US 2001 / 0 035 555 A1 und US 2007 / 0 187 739 A1 sind Halbleitervorrichtungen mit einer Mehrzahl von Metallisierungsebenen zur elektrischen Kontaktierung bekannt.
  • In Halbleiterleistungsbauelementanwendungen werden große Ströme von externen Pins in die Halbleiterbauelementanschlüsse über Verbindungsebenen geleitet. Um die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Leistungsabfuhr von Halbleiterleistungsbauelementen zu erfüllen, besteht ein Bedürfnis nach einer hierfür geeigneten Gestaltung von Verbindungsebenen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Schaltung anzugeben, die obigen Anforderungen gerecht wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen definiert. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Figurenliste
  • Die begleitenden Abbildungen dienen einem weitergehenden Verständnis von Ausführungsformen der Erfindung. Die Abbildungen dienen der Veranschaulichung von Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung von Prinzipien dieser Ausführungsformen. Weitere Ausführungsformen und beabsichtigte Vorteile von Ausführungsformen werden bei Berücksichtigung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die in den Abbildungen gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Ähnliche Bezugskennzeichen dienen der Kennzeichnung ähnlicher Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen lassen sich beliebig miteinander kombinieren, sofern sie sich nicht ausschließen.
    • 1A zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich einer oberen Verbindungsebene und einer unteren Verbindungsebene einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform.
    • 1B zeigt eine Draufsicht auf die obere Verbindungsebene von 1A.
    • 1C zeigt eine Draufsicht auf die untere Verbindungsebene von 1A.
    • 1D zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 1A.
    • 1E zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' von 1A.
    • 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich einer integrierten Schaltung mit einer vierten Verbindungsebene gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    • 2B zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' von 2A.
    • 2C zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D' von 2A.
    • 2D zeigt eine schematische Draufsicht auf den Bereich der in 2B gezeigten integrierten Schaltung.
    • 2E zeigt eine schematische Draufsicht auf den in 2C gezeigten Bereich der integrierten Schaltung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1A zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich einer oberen Verbindungsebene 105 einer integrierten Schaltung 100 gemäß einer Ausführungsform. Die obere Verbindungsebene 105 umfasst einen zusammenhängenden oberen Verbindungsbereich 110. Der obere Verbindungsbereich 110 weist eine Mehrzahl darin ausgebildeter Kontaktöffnungen 115 auf.
  • Die integrierte Schaltung 100 weist zudem eine untere Verbindungsebene 125 auf, die schematisch gestrichelt dargestellt ist. Die obere Verbindungsebene 105 und die untere Verbindungsebene 125 sind einander in der schematischen Darstellung von 1A überlagert. Zur besseren Unterscheidung der dargestellten und zur oberen Verbindungsebene 105 gehörenden Elemente von den dargestellten und zur unteren Verbindungsebene 125 zugehörenden Elementen werden gestrichelte Linien zur Darstellung von Elementen verwendet, die zur unteren Verbindungsebene 125 gehören und durchgängige Linien werden zur Darstellung der Elemente verwendet, die zur oberen Verbindungsebene 105 gehören.
  • Die untere Verbindungsebene 125 weist einen zusammenhängenden unteren Verbindungsbereich 130 auf. Der untere Verbindungsbereich 130 weist eine Mehrzahl darin ausgebildeter unterer Kontaktöffnungen 135 auf.
  • Erste Kontakte 140 erstrecken sich durch die unteren Kontaktöffnungen 135 zum oberen Verbindungsbereich 110. Zweite Kontakte 145 erstrecken sich durch die oberen Kontaktöffnungen 115 zum unteren Verbindungsbereich 130.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist jeder der ersten Kontakte 140 vom unteren Kontaktbereich 130 elektrisch isoliert und weist einen Teil auf, der aus dem Material der unteren Verbindungsebene 125 besteht. Ebenso ist jeder der zweiten Kontakte 145 vom oberen Kontaktbereich 110 elektrisch isoliert und weist einen Teil auf, der aus dem Material der oberen Verbindungsebene 105 besteht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist jeder der zweiten Kontakte 145 mit einer oberhalb der oberen Verbindungsebene 105 angeordneten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt, wobei eine Dicke des Kontaktbereichs wenigstens 5- bis 30-mal größer ist als die Dicke der unteren Verbindungsebene 125 (nicht in 1A gezeigt). Beispielsweise kann der Kontaktbereich durch Strukturierung einer Leistungsmetallisierungsschicht wie einer Cu Schicht ausgebildet werden.
  • Der hierin verwendete Begriff „elektrisch gekoppelt“ schließt neben einer direkten Kopplung von Elementen auch den Fall ein, bei dem zwischen den „elektrisch gekoppelten“ Elementen weitere zwischenliegende Elemente vorhanden sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Leistungsmetallisierungsschicht eine Dicke zwischen 3 µm und 50 µm auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der obere Verbindungsbereich 110 mit einer Mehrzahl erster Leiterbahnen einer unterhalb der unteren Verbindungsebene 125 angeordneten Verbindungsebene elektrisch gekoppelt und der untere Verbindungsbereich 130 ist mit einer Mehrzahl zweiter Leiterbahnen der unterhalb der unteren Verbindungsebene 125 angeordneten Verbindungsebene elektrisch gekoppelt, wobei die ersten und zweiten Leiterbahnen zueinander alternierend angeordnet sind. Beispielsweise können die ersten Leiterbahnen mit einem Anschluss einer Halbleitervorrichtung wie einem Source/Drainanschluss eines FETs, z.B. eines Metall-Oxid-Halbleiter-FETs (MOSFET), eines lateralen doppelt-diffundierten MOSFETs (lateralen DMOS), eines vertikalen DMOS, eines Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) oder wie einem Kathoden/Anodenanschluss einer Diode wie einer ESD (Electrostatic Discharge) Schutzvorrichtung elektrisch gekoppelt sein und die zweiten Leiterbahnen können elektrisch mit einem zweiten Anschluss der Halbleitervorrichtung wie dem anderen Anschluss aus Source/Drainanschluss des FETs oder dem anderen Anschluss aus Anoden/Kathodenanschluss der Diode elektrisch gekoppelt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die unteren Kontaktöffnungen 135 und die oberen Kontaktöffnungen 115 in zueinander versetzten Mustern angeordnet. In der in 1A gezeigten Ausführungsform entspricht ein Muster der oberen Kontaktöffnungen 115 dem Muster der unteren Kontaktöffnungen 135 und liegt zu diesem versetzt. In dem der Veranschaulichung dienenden Muster der 1A sind die oberen Kontaktöffnungen 115 regelmäßig zueinander angeordnet, wobei ein Abstand p1 der oberen Kontaktöffnungen 115 entlang einer ersten lateralen Richtung 150 dem Abstand p1 der oberen Kontaktöffnungen 115 entlang einer zweiten lateralen Richtung 155, die senkrecht zur ersten lateralen Richtung 150 verläuft, entspricht. Ebenso entspricht ein Abstand der unteren Kontaktöffnungen 135 entlang der ersten lateralen Richtung 150 dem Abstand der unteren Kontaktöffnungen 135 entlang der zweiten lateralen Richtung 155, wobei der Abstand dem Abstand p1 zwischen den oberen Kontaktöffnungen 115 entspricht. Es gilt zu berücksichtigen, dass die Muster aus oberen und unteren Kontaktöffnungen 115, 135 aus 1A lediglich der Veranschaulichung dienen. Ebenso können Muster für die oberen und unteren Kontaktöffnungen verwendet werden, die sich von dem in 1A gezeigten Muster unterscheiden. Das Muster der oberen Kontaktöffnungen kann sich ebenso vom Muster der unteren Kontaktöffnungen unterscheiden, z.B. kann der obere Verbindungsbereich 110 mehr oder weniger Kontaktöffnungen als der untere Verbindungsbereich 130 enthalten. Auch können die Formen der oberen und unteren Kontaktöffnungen von der in 1A gezeigten quadratischen Form, welche lediglich einer beispielhaften Veranschaulichung dient, verwendet werden.
    • 1B zeigt eine Draufsicht auf die obere Verbindungsebene 105 von 1A mit den oberen Kontaktöffnungen 115 und den durch den oberen Verbindungsbereich 110 tretenden zweiten Kontakten 145.
    • 1C zeigt eine Draufsicht auf den Bereich der unteren Verbindungsebene 125 von 1A mit den unteren Kontaktöffnungen 135 und den durch den unteren Verbindungsbereich 130 tretenden ersten Kontakten 140.
    • 1D zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie AA' von 1A. Eine Unterseite der zweiten Kontakte 145 steht in elektrischem Kontakt mit dem unteren Verbindungsbereich 130. Jeder der sich durch die oberen Kontaktöffnungen 115 im oberen Verbindungsbereich 110 erstreckenden zweiten Kontakte 145 umfasst drei Teile. Ein unterer Teil 160 zwischen dem unteren Verbindungsbereich 130 und dem oberen Verbindungsbereich 110, ein mittlerer Teil 165 als Teil der oberen Verbindungsebene 105 und ein oberer Teil 170 auf dem mittleren Teil 165. Der obere Teil 170 steht in elektrischem Kontakt mit einem oberhalb des oberen Verbindungsbereichs 110 angeordneten Verbindungsbereich. Beispielsweise kann der obere Teil 170 in elektrischem Kontakt mit einem Leistungsmetallkontaktbereich sein. Sowohl der obere Teil als auch der untere Teil umfassen beispielsweise leitfähige Materialien wie W, Al, Ti, AlSiCu.
  • 1E zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie BB' von 1A. Ein Oberseite der ersten Kontakte 140 steht in elektrischem Kontakt mit dem oberen Verbindungsbereich 110. Jeder der sich durch die unteren Kontaktöffnungen 135 im unteren Verbindungsbereich 130 erstreckenden ersten Kontakte 140 umfasst drei Teile. Ein oberer Teil 180 zwischen dem unteren Verbindungsbereich 130 und dem oberen Verbindungsbereich 110, ein mittlerer Teil 185, der Teil der unteren Verbindungsebene 125 ist, und ein unterer Teil 190 unterhalb und in Kontakt mit dem mittleren Teil 185. Gemäß einer Ausführungsform steht der untere Teil in elektrischem Kontakt mit einer unterhalb des unteren Verbindungsbereichs 130 angeordneten Verbindungsebene, z.B. mit Metallbahnen in dieser Verbindungsebene. Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht der untere Teil in elektrischem Kontakt mit einem Anschluss einer an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats ausgebildeten Halbleitervorrichtung, z.B. mit einem Source/Drain eines FETs oder einer Kathode/Anode einer ESD-Schutzvorrichtung.
  • Der in 1D gezeigte untere Teil 160 kann gemeinsam mit dem in 1E gezeigten oberen Teil 180 gefertigt werden, d.h. in einem gemeinsamen Herstellungsprozess.
  • Eine dielektrische Struktur, die eine oder mehrere elektrisch isolierende Materialien wie SiO2, Si3N4 umfasst, ist zwischen den in 1A - 1E und 2A - 2E gezeigten Elementen angeordnet (nicht in diesen Figuren dargestellt).
  • Die in 1A - 1E gezeigte Ausführungsform und ebenso die in 2A - 2E gezeigte Ausführungsform betreffen eine Gestaltung von Verbindungsebenen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Leistungsabfuhr von Halbleitervorrichtungen. Ein zwischen den ersten Anschlüssen und zweiten Anschlüssen der Halbleitervorrichtungen fließender Strom kann effizient zwischen einem Halbleitersubstrat und externen Chippins über die Verbindungsebenen geführt werden. Dies liegt an einem erniedrigten Verlust an Metallisierungsfläche in dem für die entsprechende Halbleitervorrichtung verfügbaren Verbindungsebenen. Da die Verbindungsbereiche der Verbindungsebenen mehrere Öffnungen umfassen, die mit dielektrischem Material wie Siliziumoxid gefüllt sind, kann die mechanische Stabilität des die Verbindungsebenen und dielektrische Zwischenschichten umfassenden Verdrahtungsbereichs verbessert werden. Beispielsweise kann der Verdrahtungsbereich gegenüber ausgeübter mechanischer Belastung, z.B. während dem Chipbonden, unempfindlicher gestaltet werden und dadurch kann durch mechanische Belastung hervorgerufenen Einbußen, z.B. belastungsinduzierten Kurzschlüssen, entgegengewirkt werden.
  • 2A zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich einer vierten Verbindungsebene 250 einer integrierten Schaltung 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die vierte Verbindungsebene 250 umfasst einen ersten Kontaktbereich 251 und einen zweiten Kontaktbereich 252. In einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Bonddrähte auf jedem der ersten und zweiten Kontaktbereiche 251, 252 ausgebildet. Beispielsweise können die ersten/zweiten Kontaktbereiche 251, 252 Kontaktbereiche für Source/Drain oder Kathode/Anode von innerhalb des Halbleitersubstrats ausgebildeten Halbleitervorrichtungen der integrierten Schaltung 200 sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die vierte Verbindungsebene eine Leistungsverbindungsebene. Die Leistungsverbindungsebene kann beispielsweise eine Dicke zwischen 3 µm und 50 µm aufweisen und etwa aus einem leitfähigen Material einschließlich Metallen oder Metallverbindungen wie Cu, Al, AlSiCu bestehen.
  • 2B zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie CC' des ersten Kontaktbereichs 251 der in 2A gezeigten integrierten Schaltung 200.
  • Die integrierte Schaltung 200 weist zudem erste bis dritte Verbindungsebenen 210, 220, 230 auf. Die erste Verbindungsebene 210 ist über einem Halbleitersubstrat 295 wie einem Siliziumhalbleitersubstrat mit Halbleitervorrichtungen aus einer oder eine Mehrzahl von Halbleiterzonen wie n-Typ und p-Typ Halbleiterzonen angeordnet. Die zweite Verbindungsebene 220 ist oberhalb der ersten Verbindungsebene 210 angeordnet, die dritte Verbindungsebene 230 ist oberhalb der zweiten Verbindungsebene 220 angeordnet und die vierte Verbindungsebene 250 mit dem ersten Kontaktbereich 251 ist oberhalb der dritten Verbindungsebene 230 angeordnet.
  • Die erste Verbindungsebene 210 umfasst eine Mehrzahl erster Verbindungsbereiche 211, die mit einem ersten Anschluss 212 einer innerhalb des Halbleitersubstrats 295 ausgebildeten Halbleitervorrichtung über untere Verbindungskontakte 213 wie Kontaktstöpsel aus einem leitfähigen Material wie z.B. W, Al, Ti elektrisch gekoppelt sind. Gemäß einer Ausführungsform entspricht der erste Anschluss 212 einem Anschluss aus Source und Drain eines FETs wie eines MOSFETs, eines lateralen DMOS, eines vertikalen DMOS, eines IGBTs. Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht der erste Anschluss 212 einem Anschluss aus Anode und Kathode einer Diode, z.B. einer ESD-Schutzvorrichtung. Gemäß weiteren Ausführungsformen entspricht der erste Anschluss 212 einem weiteren Anschluss einer anderen Halbleitervorrichtung.
  • Die erste Verbindungsebene 210 weist zudem eine Mehrzahl zweiter Verbindungsbereiche 214 auf, die elektrisch mit einem zweiten Anschluss 216 der Halbleitervorrichtung über die unteren Verbindungskontakte 213' elektrisch gekoppelt sind. Gemäß einer Ausführungsform entspricht der zweite Anschluss 216 dem anderen Anschluss aus Source und Drain eines FETs wie eines MOSFETs, eines lateralen DMOS, eines vertikalen DMOS, eines IGBTs. Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht der zweite Anschluss 216 dem andere Anschluss aus Anode und Kathode einer Diode, z.B. einer ESD-Schutzvorrichtung.
  • Die zweite Verbindungsebene 220 weist einen dritten Verbindungsbereich 221 auf. Der dritte Verbindungsbereich 221 weist eine Mehrzahl erster Öffnungen 235 auf. Der dritte Verbindungsbereich 221 ist mit dem zweiten Verbindungsbereich 214 über Kontakte 289 elektrisch gekoppelt. Zudem weist die dritte Verbindungsebene einen vierten Verbindungsbereich 231 auf.
  • Der erste Kontaktbereich 251 ist mit den ersten Verbindungsbereichen 211 über den vierten Verbindungsbereich 231 elektrisch gekoppelt. Die sich durch die ersten Öffnungen 235 im dritten Verbindungsbereich 221 erstreckenden ersten Kontakte 240 koppeln insbesondere den vierten Verbindungsbereich 231 elektrisch mit den ersten Verbindungsbereichen 211. Eine Oberseite der ersten Kontakte 240 steht in elektrischem Kontakt mit dem vierten Verbindungsbereich 231. Jeder der sich durch die ersten Kontaktöffnungen 235 des dritten Verbindungsbereichs 221 erstreckenden ersten Kontakte 240 umfasst drei Teile. Ein oberer Teil 280 zwischen der dritten Verbindungsebene 230 und der zweiten Verbindungsebene 220, ein mittlerer Teil 285 als Teil der zweiten Verbindungsebene 220 und ein unterer Teil 290 zwischen der ersten Verbindungsebene 210 und der zweiten Verbindungsebene 220. Sowohl der obere Teil 280 als auch der untere Teil 290 weisen leitfähige Materialien wie etwa W, Al, Ti, AlSiCu auf. Der mittlere Teil 285 und der untere Teil 290 können aus einem selben leitfähigen Material oder aus einer selben Kombination leitfähiger Materialien ausgebildet werden, z.B. in einer gemeinsamen Prozesssequenz. Der erste Kontaktbereich 251 ist mit dem vierten Kontaktbereich 231 über obere Kontakte 288 elektrisch gekoppelt. In dem in 2B gezeigten Bereich der integrierten Schaltung 200 ist lediglich einer der oberen Kontakte 288 enthalten.
  • 2C zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie DD' des zweiten Kontaktbereichs 252 der in 2A gezeigten integrierten Schaltung 200.
  • Der vierte Verbindungsbereich 231 der dritten Verbindungsebene 230 weist eine Mehrzahl zweiter Öffnungen 215 auf. Der zweite Kontaktbereich 252 ist mit den zweiten Verbindungsbereichen 214 über den dritten Verbindungsbereich 221 elektrisch gekoppelt. Die sich durch die zweiten Öffnungen 215 im vierten Verbindungsbereich 231 erstreckenden zweiten Kontakte 245 koppeln insbesondere den dritten Verbindungsbereich 221 elektrisch mit dem zweiten Kontaktbereich 252. In dem in 2B gezeigten Bereich der integrierten Schaltung 200 ist lediglich einer der zweiten Kontakte 245 und lediglich eine der zweiten Öffnungen 215 enthalten.
  • Eine Unterseite der zweiten Kontakte 245 steht in elektrischem Kontakt mit dem dritten Verbindungsbereich 221. Jeder der sich durch die zweiten Öffnungen 215 des vierten Verbindungsbereichs 231 erstreckenden zweiten Kontakte 245 weist drei Teile auf. Ein unterer Teil 260 zwischen der zweiten Verbindungsebene 220 und der dritten Verbindungsebene 230, ein mittlerer Teil 265 als Teil der dritten Verbindungsebene 230 und ein oberer Teil 270 zwischen der dritten Verbindungsebene 230 und dem zweiten Kontaktbereich 252. Sowohl der obere Teil 270 als auch der untere Teil 260 weisen leitfähige Materialien wie etwa W, Al, Ti, AlSiCu auf. Der obere Teil 270 ist aus demselben Material oder aus derselben Materialkombination wie die in 2B gezeigten oberen Kontakte 288 ausgebildet. Der mittlere Teil 265 und der untere Teil 260 können aus dem selben Material oder einer selben Materialkombination ausgebildet werden, z.B. in einer gemeinsamen Prozesssequenz ausgebildet werden. Der dritte Verbindungsbereich 221 ist mit den zweiten Verbindungsbereichen 214 über die Kontakte 289 elektrisch gekoppelt. Die Kontakte 289 sind aus dem selben Material oder aus einer selben Materialkombination ausgebildet wie der untere Teil 290 der in 2B gezeigten ersten Kontakte 240. Die Kontakte 289 und der untere Teil 290 können beispielsweise gemeinsam ausgebildet werden, z.B. in einem gemeinsamen Herstellungsprozess.
  • 2D zeigt eine schematische Draufsicht auf den in 2B gezeigten Bereich der integrierten Schaltung 200. Zur Veranschaulichung sind eine Mehrzahl von Ebenen überlagert.
  • Durch die ersten Öffnungen 235 im dritten Verbindungsbereich 221 koppeln die ersten Kontakte 240 den vierten Verbindungsbereich 231 mit den ersten Verbindungsbereichen 211. Der erste Kontaktbereich 251 (nicht in 2D gezeigt) ist über den oberen Kontakt 288 mit dem vierten Verbindungsbereich 231 elektrisch gekoppelt. Die ersten Anschlüsse 212 (nicht in 2D gezeigt)sind über die unteren Kontakte 213 mit den ersten Verbindungsbereichen 211 elektrisch gekoppelt. Die zweiten Anschlüsse 216 (nicht in 2D gezeigt) sind über die unteren Kontakte 213' mit den zweiten Kontaktbereichen 214 elektrisch gekoppelt.
  • 2E zeigt eine schematische Draufsicht auf den in 2C gezeigten Bereich der integrierten Schaltung 200. Zur Veranschaulichung sind eine Mehrzahl von Ebenen überlagert.
  • Durch die ersten Öffnungen 235 im dritten Verbindungsbereich 221 koppeln die ersten Kontakte 240 den vierten Verbindungsbereich 231 elektrisch mit den ersten Verbindungsbereichen 211. Die ersten Anschlüsse 212 (nicht in 2D gezeigt) sind elektrisch mit den ersten Verbindungsbereichen 211 über die unteren Kontakte 213 gekoppelt. Der zweite Kontaktbereich 252 (nicht in 2E gezeigt) ist über die zweiten Kontakte 245, die sich durch die im vierten Kontaktbereich ausgebildeten zweiten Öffnungen 215 erstrecken, mit dem dritten Kontaktbereich 221 elektrisch gekoppelt. Der dritte Verbindungsbereich 221 ist mit den zweiten Verbindungsbereichen 214 über die Kontakte 289 elektrisch gekoppelt. Die zweiten Anschlüsse 216 (nicht in 2E gezeigt) sind elektrisch über die unteren Kontakte 213' mit den zweiten Kontaktbereichen 214 gekoppelt.
  • Begriffe mit relativem räumlichen Bezug wie „unter“, „unterhalb“, „tiefer“, „über“, „oberhalb“ und dergleichen dienen der einfacheren Beschreibung der Positionierung eines Elements relativ zu einem zweiten Element. Diese Ausdrücke sollen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung zusätzlich zu den in den Figuren gezeigten Ausrichtungen umfassen. Zudem dienen Ausdrücke „erste“, „zweite“ und dergleichen zur Beschreibung verschiedener Elemente, Gebiete, Abschnitte, und sind ebenso nicht beschränkend. Ähnliche Begriffe dienen der Beschreibung ähnlicher Elemente in dieser Beschreibung.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Halbleitergebiete als n-Typ oder p-Typ bezeichnet. Gemäß weiterer Ausführungsformen kann der Leitfähigkeitstyp dieser Gebiete gerade umgedreht sein.

Claims (22)

  1. Eine integrierte Schaltung, umfassend: wenigstens erste, zweite, dritte und vierte direkt aufeinanderfolgende Verbindungsebenen (210, 220, 230, 250); wobei die erste Verbindungsebene (210) eine Mehrzahl erster Verbindungsbereiche (211) aufweist, die elektrisch mit einem ersten Anschluss (212) einer innerhalb eines Halbleitersubstrats (295) ausgebildeten Halbleitervorrichtung gekoppelt sind und die erste Verbindungsebene (210) zudem eine Mehrzahl zweiter Verbindungsbereiche (214) aufweist, die mit einem zweiten Anschluss (216) der Halbleitervorrichtung elektrisch gekoppelt sind; die zweite Verbindungsebene (220) einen dritten Verbindungsbereich (221) umfasst, wobei der dritte Verbindungsbereich (221) eine Mehrzahl erster Öffnungen (235) aufweist; die dritte Verbindungsebene (230) einen vierten Verbindungsbereich (231) umfasst, wobei der vierte Verbindungsbereich (231) eine Mehrzahl zweiter Öffnungen (215) aufweist; die vierte Verbindungsebene (250) einen ersten Kontaktbereich (251) und einen zweiten Kontaktbereich (252) umfasst, wobei der erste Kontaktbereich (251) mit den ersten Verbindungsbereichen (211) der ersten Verbindungsebene (210) über den vierten Verbindungsbereich (231) und sich durch die Mehrzahl erster Öffnungen (235) in dem dritten Verbindungsbereich (221) erstreckende erste Kontakte (240) elektrisch gekoppelt ist und der zweite Kontaktbereich (252) mit den zweiten Verbindungsbereichen (214) der ersten Verbindungsebene (210) über den dritten Verbindungsbereich (221) und sich durch die Mehrzahl zweiter Öffnungen (215) im vierten Verbindungsbereich (230) erstreckende zweite Kontakte (245) elektrisch gekoppelt ist.
  2. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die ersten Verbindungsbereiche (211) erste Metallleitungen umfassen, die sich parallel zueinander erstrecken und die zweiten Verbindungsbereiche (214) zweite Metallleitungen umfassen, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei die ersten und zweiten Metallleitungen alternierend zueinander angeordnet sind.
  3. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, zusätzlich umfassend einen ersten Bonddraht auf dem ersten Kontaktbereich (251) und einen zweiten Bonddraht auf dem zweiten Kontaktbereich (252).
  4. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vierte Verbindungsebene (250) eine Metallschicht mit einer Dicke zwischen 3 µm und 50 µm umfasst.
  5. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Dickenverhältnis der vierten Verbindungsebene (250) und der ersten Verbindungsebene (210) zwischen 5 bis 30 liegt.
  6. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vierte Verbindungsebene (250) Cu umfasst.
  7. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen (235) entlang einer lateralen Richtung dem Abstand zwischen den zweiten Öffnungen (215) entlang derselben lateralen Richtung entspricht.
  8. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 7, wobei die ersten Öffnungen (235) in dem dritten Verbindungsbereich (221) und die zweiten Öffnungen (215) in dem vierten Verbindungsbereich (231) in zueinander versetzten Mustern angeordnet sind.
  9. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Anschluss (212) ein Sourceanschluss eines Feldeffekttransistors ist und der zweite Anschluss (216) ein Drainanschluss des Feldeffekttransistors ist.
  10. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 9, wobei der Feldeffekttransistor ein lateraler DMOS Leistungstransistor ist.
  11. Die integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Anschluss (212) ein Anodenanschluss einer Diode ist und der zweite Anschluss (216) ein Kathodenanschluss der Diode ist.
  12. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 4, wobei eine Anzahl der Verbindungsebenen vier beträgt.
  13. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Halbleitervorrichtung innerhalb eines ersten aktiven Gebiets des Halbleitersubstrats ausgebildet ist und jeder der dritten und vierten Verbindungsbereiche (221, 231) wenigstens 80 % des ersten aktiven Gebiets bedeckt.
  14. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend eine Mehrzahl dielektrischer Zwischenschichten, die ein Oxid des Siliziums umfassen, und wobei jede der ersten bis dritten Verbindungsebenen (210, 220, 230) Al umfasst.
  15. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der ersten Kontakte (240) von dem dritten Verbindungsbereich (221) elektrisch isoliert ist und einen Teil umfasst, der aus einem Material der dritten Verbindungsebene (220) besteht, und jeder der zweiten Kontakte (245) von dem vierten Verbindungsbereich (231) elektrisch isoliert ist und einen Teil umfasst, der aus einem Material der vierten Verbindungsebene (230) besteht.
  16. Die integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede der dritten und vierten Verbindungsbereiche (221, 231) ein zusammenhängender Bereich ist.
  17. Eine integrierte Schaltung (100), umfassend: eine obere Verbindungsebene (105), die einen zusammenhängenden oberen Verbindungsbereich (110) umfasst, wobei der zusammenhängende obere Verbindungsbereich (110) eine Mehrzahl oberer Kontaktöffnungen (115) aufweist; eine untere Verbindungsebene (125), die einen zusammenhängenden unteren Verbindungsbereich (130) umfasst, wobei der zusammenhängende untere Verbindungsbereich (130) eine Mehrzahl unterer Kontaktöffnungen (135) aufweist; erste Kontakte (140), die sich durch die unteren Kontaktöffnungen (135) zum oberen Verbindungsbereich (110) erstrecken; und zweite Kontakte (145), die sich durch die oberen Kontaktöffnungen (115) zum unteren Verbindungsbereich (130) erstrecken, wobei jeder der ersten Kontakte (140) vom unteren Verbindungsbereich (130) elektrisch isoliert ist und einen Teil aufweist, der aus dem Material der unteren Verbindungsebene (125) besteht, und jeder der zweiten Kontakte (145) vom oberen Verbindungsbereich (110) elektrisch isoliert ist und einen Teil aufweist, der aus dem Material der oberen Verbindungsebene (105) besteht.
  18. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 17, wobei jeder der zweiten Kontakte (145) mit einem oberhalb der oberen Verbindungsebene (105) angeordneten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist, und eine Dicke des Kontaktbereichs wenigstens 5- bis 30-mal größer ist als die Dicke der unteren Verbindungsebene (125).
  19. Eine integrierte Schaltung (100), umfassend: eine obere Verbindungsebene (105), die einen zusammenhängenden oberen Verbindungsbereich (110) umfasst, wobei der zusammenhängende obere Verbindungsbereich (110) eine Mehrzahl oberer Kontaktöffnungen (115) aufweist; eine untere Verbindungsebene (125), die einen zusammenhängenden unteren Verbindungsbereich (130) umfasst, wobei der zusammenhängende untere Verbindungsbereich (130) eine Mehrzahl unterer Kontaktöffnungen (135) aufweist; erste Kontakte (140), die sich durch die unteren Kontaktöffnungen (135) zum oberen Verbindungsbereich (110) erstrecken; und zweite Kontakte (145), die sich durch die oberen Kontaktöffnungen (115) zum unteren Verbindungsbereich (130) erstrecken, wobei der obere Verbindungsbereich (110) mit einer Mehrzahl erster Leiterbahnen einer unterhalb der unteren Verbindungsebene (125) angeordneten Verbindungsebene elektrisch gekoppelt ist und der untere Verbindungsbereich (130) elektrisch mit einer Mehrzahl zweiter Leiterbahnen des unterhalb der unteren Verbindungsebene (125) angeordneten Verbindungsbereichs elektrisch gekoppelt ist, wobei die ersten und zweiten Leiterbahnen alternierend zueinander angeordnet sind.
  20. Die integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die unteren Kontaktöffnungen (135) und die oberen Kontaktöffnungen (115) in zueinander versetzten Mustern angeordnet sind.
  21. Eine integrierte Schaltung (100), umfassend: eine obere Verbindungsebene (105), die einen zusammenhängenden oberen Verbindungsbereich (110) umfasst, wobei der zusammenhängende obere Verbindungsbereich (110) eine Mehrzahl oberer Kontaktöffnungen (115) aufweist; eine untere Verbindungsebene (125), die einen zusammenhängenden unteren Verbindungsbereich (130) umfasst, wobei der zusammenhängende untere Verbindungsbereich (130) eine Mehrzahl unterer Kontaktöffnungen (135) aufweist; erste Kontakte (140), die sich durch die unteren Kontaktöffnungen (135) zum oberen Verbindungsbereich (110) erstrecken; und zweite Kontakte (145), die sich durch die oberen Kontaktöffnungen (115) zum unteren Verbindungsbereich (130) erstrecken, wobei der untere Verbindungsbereich (130) mit einer Source eines Feldeffekttransistors elektrisch gekoppelt ist und der obere Verbindungsbereich (110) mit einem Drain des Feldeffekttransistors elektrisch gekoppelt ist.
  22. Die integrierte Schaltung nach Anspruch 17, wobei die Anzahl der Verbindungsebenen, die die obere Verbindungsebene (105) und die untere Verbindungsebene (125) einschließen, vier beträgt.
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