半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：晶圆，包括相对的正面和背面，所述晶圆包括衬底和位于所述衬底内的掩埋电源轨，所述衬底的底面为所述背面；通孔，位于所述晶圆背面的衬底中且暴露出所述掩埋电源轨；电容结构，位于所述通孔内，包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、与所述第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的电容介质层，所述第一电极与所述掩埋电源轨相接触；第一电源线，位于所述晶圆的背面上且与所述第一电极电连接；第二电源线，位于所述晶圆的背面上且与第二电极电连接。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述电容结构的数量为多个，多个所述电容结构呈阵列式排布。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述电容结构包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、位于所述第一电极上的电容介质层、以及位于所述电容介质层上且填充于所述通孔的第二电极。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述电容结构为垂直堆叠结构；所述第一电极包括位于通孔底部且与所述掩埋电源轨相接触的底部电极、以及凸出于所述底部电极且间隔排布的多个侧部电极；所述第二电极位于所述侧部电极之间的间隙中。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述背面包括用于电连接第一电源线的第一区域和用于电连接第二电源线的第二区域；所述第一电极还延伸位于所述第一区域，所述第二电极还延伸覆盖于所述第二区域，且暴露出位于所述第一区域的第一电极；所述第一电源线位于所述第一区域上且与所述第一电极电连接，所述第二电源线位于所述第二区域上且与第二电极电连接。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于在所述第一电极与所述通孔侧壁的衬底之间、以及所述第一电极与所述通孔底部的衬底之间。7.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：位于所述晶圆正面的衬底上的器件结构。8.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供晶圆，包括相对的正面和背面，所述晶圆包括衬底和位于所述衬底内的掩埋电源轨，所述衬底的底面为所述背面；对所述晶圆的背面进行刻蚀，在所述衬底中形成露出所述掩埋电源轨的通孔；在所述通孔内形成电容结构，包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、与所述第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于所述第一电极和第二电极之间的电容介质层，所述第一电极与所述掩埋电源轨相接触；在所述晶圆的背面上形成与所述第一电极电连接的第一电源线以及与第二电极电连接的第二电源线。9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述通孔的步骤中，所述通孔的数量为多个，多个所述通孔呈阵列式排布。
10.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述电容结构的步骤中，所述电容结构包括位于所述通孔的底部和侧壁上的第一电极、位于所述第一电极上的电容介质层、以及位于所述电容介质层上且填充于所述通孔的第二电极。11.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述电容结构的步骤中，所述电容结构为垂直堆叠结构；所述第一电极包括位于通孔底部且与所述掩埋电源轨相接触的底部电极、以及凸出于所述底部电极且间隔排布的多个侧部电极；所述第二电极位于所述侧部电极之间的间隙中。12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述电容结构的步骤包括：形成位于所述通孔的底部和侧壁上且依次堆叠的多层第一电极膜、以及位于所述第一电极膜的侧壁之间的牺牲介质层，位于所述通孔的底部的多层第一电极膜之间相接触用于构成底部电极，所述第一电极膜还形成在所述晶圆的背面上；对所述第一电极膜进行平坦化处理，暴露出所述牺牲介质层的顶面，保留凸出于所述底部电极的第一电极膜作为侧部电极；去除所述牺牲介质层，在所述侧部电极之间形成间隙；在所述间隙露出的第一电极表面形成所述电容介质层；在形成有所述电容介质层中的间隙中填充第二电极。13.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成电容介质层的工艺包括：物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺和原子层沉积工艺中的一种或两种。14.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成第一电极和第二电极的工艺包括：物理气相沉积工艺和原子层沉积工艺中的一种或两种。15.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述通孔的工艺包括反应离子刻蚀工艺。16.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成通孔后，形成电容结构之前，在所述通孔的侧壁和底部的衬底表面形成隔离层，所述隔离层暴露出所述掩埋电源轨。17.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述背面包括用于电连接第一电源线的第一区域和用于电连接第二电源线的第二区域；形成所述电容结构的步骤中，所述第一电极还延伸覆盖于所述背面，所述第二电极还形成于位于所述背面的第一电极上；所述半导体结构的形成方法还包括：在形成电容结构之后，形成所述第一电源线和第二电源线之前，去除位于所述第一区域的第二电极和电容介质层，暴露出位于第一区域的所述第一电极；形成所述第一电源线和第二电源线的步骤包括：在所述第一区域上形成与所述第一电极电连接的第一电源线、以及在第二区域上形成与第二电极电连接的第二电源线。18.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在提供晶圆后，对所述晶圆的背面进行刻蚀之前，所述半导体结构的形成方法还包括：对所述晶圆的背面进行减薄处理。19.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，提供晶圆的步骤中，所述晶圆正面的衬底上形成有器件结构。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，半导体结构包括：晶圆，包括衬底和位于衬底内的掩埋电源轨；通孔，位于晶圆背面的衬底中且暴露出掩埋电源轨；电容结构，位于通孔内，包括位于通孔的底部和侧壁上的第一电极、与第一电极侧壁相对设置的第二电极、以及位于第一电极和第二电极之间的电容介质层，第一电极与掩埋电源轨相接触；第一电源线，位于晶圆的背面上且与第一电极电连接；第二电源线，位于晶圆的背面上且与第二电极电连接。电容结构位于通孔内，能够增大单位面积上的电容密度和电容值，有利于提高电容结构对供电电源的滤波效果，且第一电极与掩埋电源轨相接触，通过第一电极使第一电源线能够对掩埋电源轨进行供电，相应与背面配电工艺兼容。艺兼容。艺兼容。


技术研发人员：金吉松
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：2021.01.05
技术公布日：2022/7/9