半导体装置、半导体结构及其形成方法与流程

本发明实施例是有关于一种半导体装置、一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

产业趋势已使得在给定衬底上形成的晶体管的数目持续增大。在过去的四十年间，对更大的效能(例如，提高的处理速度、存储容量等)、缩小的形状因数(formfactor)、延长的电池寿命、及较低的成本的持续需求一直驱动着半导体制作行业的发展。响应此需求，本行业已持续减小半导体装置组件的大小，进而使得现代集成芯片可包括数百万或数十亿个排列在单个半导体管芯上的半导体装置。因此，半导体装置的金属节距(pitch)已减小以适应更小的晶体管。传统的半导体装置包括衬底、位于所述衬底上方的电路、及对所述电路的各组件进行内连且符合电迁移(electromigration，em)规则的金属线。

em是一种半导体装置的金属线的离子/原子从所述金属线的第一区域迁移到第二区域的现象，且涉及在所述金属线的第一区域处形成空隙(void)以及在所述金属线的第二区域处累积离子/原子，在所述金属线的第一区域处形成空隙可能在半导体装置中造成开路(opencircuit)，在所述金属线的第二区域处累积离子/原子可能在半导体装置中造成短路(shortcircuit)。em规则被建成为限制穿过金属线流动的电流以将em限制在可接受的水平。

技术实现要素：

本发明实施例的半导体装置包括第一图案金属层以及跟随引脚。所述第一图案金属层设置在第一供电金属区与第二供电金属区之间。所述第一图案金属层包括：内部路线以及第一电源路线。所述跟随引脚将所述第一供电金属区耦合到所述第一电源路线。

本发明实施例的半导体结构包括第一单元以及第二单元。所述第一单元包括第一供电金属线、第二供电金属线以及第一图案金属层。所述第二供电金属线具有比所述第一供电金属线的宽度大的宽度。第一图案金属层设置在所述第一供电金属线与所述第二供电金属线之间且具有与所述第一供电金属线的宽度实质上相同的宽度。所述第一图案金属层包括第一内部路线以及第一电源路线。所述第二单元形成在所述第一单元下方。所述第二单元包括第三供电金属线、第四供电金属线以及第二图案金属层。所述第三供电金属线紧邻所述第一供电金属线且具有与所述第一供电金属线实质上相同的宽度。所述第四供电金属线远离所述第二供电金属线且具有比所述第三供电金属线的宽度大的宽度。所述第二图案金属层设置在所述第三供电金属线与所述第四供电金属线之间，且具有与所述第三供电金属线的宽度实质上相同的宽度，所述第二图案金属层包含第二内部路线。

本发明实施例的形成半导体结构的方法包括：形成第一供电金属层；在所述第一供电金属层之上形成第一金属图案层，所述第一金属图案层具有比所述第一供电金属层的宽度小的宽度且具有多条不同的金属线；在所述第一金属图案层之上形成第二供电金属层，所述第二供电金属层具有与所述第一金属图案层实质上相同的宽度；以及将跟随引脚耦合到所述第二供电金属层与所述第一金属图案层的所述多条不同的金属线中的至少一条不同的金属线二者。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1说明根据本发明的半导体单元内连金属图案结构的实施例。

图2说明根据本发明的两个示例性半导体单元内连金属图案结构。

图3说明根据本发明的示例性半导体单元内连金属图案结构。

图4说明根据本发明的示例性半导体单元内连金属图案结构。

图5说明示例性偶数区(even-tract)第一金属结构。

图6说明根据本发明的用于在示例性偶数区结构中缓解em效应及防止电阻压降(irdrop)的增强型电源耦合特征。

图7说明根据本发明的偶数区第一金属内连图案结构中的电源结构的示例性实施例。

图8说明根据本发明的由第一金属电源结构、第二金属电源结构、及第三金属电源结构形成的偶数区结构的示例性实施例。

图9说明根据本发明的示例性奇数区(odd-tract)第一金属结构。

图10说明用于在示例性奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构结构950中缓解em效应及防止ir压降的增强型电源耦合特征。

图11说明根据本发明的包含第一金属电源结构的电源结构增强方案。

图12说明根据本发明的奇数第一电源金属区结构的示例性实施例。

图13绘示当形成半导体装置或结构时的各种工艺的示例性操作的示例性流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

一种半导体装置单元可包括晶体管，所述晶体管上方具有金属图案结构。金属图案结构包括例如用于对多晶硅结构进行内连的金属布线资源线、以及用于对单元组件提供电源的电源金属平面或线。一个单元可具有多个图案结构。举例来说，单元晶体管之上可形成有第一金属图案结构，且所述第一金属图案结构之上可形成有第二金属图案结构。晶体管多晶硅结构在横向上延伸到第一金属图案结构的资源线及第二金属图案结构的资源线。这些资源线可彼此平行，或在不同的平行平面中彼此垂直。

随着晶体管密度的增大，内连金属图案化按比例减小成对给定空间中的增大的数目的晶体管提供足够的电源路线及信号路线(或资源路线)。随着金属节距减小成适应更小的晶体管，连续曝光之间的上覆问题以及能够将金属图案结构图案化的光刻方法(lithographicmethod)的成本已成为批量生产中的关键障碍。此种内连的按比例减小必须将单元高度减小的效应考虑在内。随着单元高度的减小，第一金属图案化的节距将无法提供充足的内部单元布线资源。因此，在复杂标准单元中，无法实现最小面积，此会影响管芯面积。

随着技术的按比例减小，设计面积日益成为评估成本的重要因素。当按比例减小时可减小的一个因素是减小单元高度，此会使得单元面积对应地减小。但一种相反的设计技术是当第一金属图案化无法提供充足的信号连接时增大单元高度或单元节距。

本发明提供用于在适应较短的单元高度的同时提供足够的电源资源及布线资源的示例性装置/方法。第一金属图案通常使用对称的电源/接地结构，即电源结构与接地结构具有相同的宽度。但所公开实施例包括金属图案化结构，所述金属图案化结构具有非对称的电源/接地结构，而在第一金属图案结构中提供附加单元布线资源。相似地，可形成及采用具有非对称的电源/接地结构的第二金属图案结构。在每一情形中，电源/接地结构可为第一金属。在实施例中，非对称的电源/接地结构具有与内部单元布线资源线具有相同宽度的电源结构或接地结构，且因此所述电源结构或接地结构的一部分被用作内部单元布线资源。为缓解ir/em效应，将采用第二金属对单元内的各电源/接地结构进行内连。可采用第二金属对第一金属图案结构或第二金属图案结构内的各电源/接地结构进行内连，然而也可采用第二金属对第一金属图案结构及第二金属图案结构的各电源/接地结构进行内连。另外，在实施例中，可采用依赖于第三金属的电源/接地结构以通过耦合相邻金属图案结构中的较窄的电源金属来缓解ir/em效应。

如下文中所将阐述，本发明是基于一种用于减小电源金属平面的宽度以提供附加局部布线资源的技术。通过减小一个或多个电源/接地结构的宽度，使得将在同一单元高度内提供多个附加资源金属线或路线。附加资源金属可包括布线资源与电源线二者。本发明是进一步基于一种用于减小电源/接地结构的宽度以提供附加电源/接地结构的技术。通过减小电源/接地结构的宽度，使得将在同一单元高度内容纳多个附加电源/接地结构。具有与资源金属相同的宽度的附加电源/接地结构可包括附加资源金属线或路线。

如以上所论述，半导体单元内连金属图案结构可为第一金属图案结构或第二金属图案结构。金属图案结构包括两个电源/接地结构，在所述两个电源/接地结构之间有金属资源线或区的多个层。金属资源包括用于对单元内的各晶体管元件进行内连的内部单元资源线或路线。在传统的半导体单元内连金属图案结构中，电源/接地结构为对称的，此意指电源结构的金属线或平面或者区具有与接地结构的金属线或平面或者区相同的宽度。

图1说明根据本发明的半导体单元内连金属图案结构100的实施例。如以上所论述，金属图案结构100可为第一金属图案结构或第二金属图案结构。金属图案结构100包括非对称的电源/接地结构102a与电源/接地结构102b。尽管电源/接地结构102a可为电源结构且电源/接地结构102b可为接地结构，然而依据半导体单元的设计，电源/接地结构102a与电源/接地结构102b的用途可进行互换。非对称的电源/接地结构102a、电源/接地结构102b之间有金属资源103的多个层，金属资源103可包括用于对单元内的各晶体管元件进行内连的内部单元资源线或路线。此外，在非对称的电源/接地结构102a、电源/接地结构102b之间有附加电源/接地结构层104，附加电源/接地结构层104包括用于局部的单元内布线的附加金属资源105以及附加的电源/接地结构106a及电源/接地结构106b。电源/接地结构102a及附加电源/接地结构层104具有与金属资源103相同的宽度或实质上相同的宽度。通过此种方式，内连金属图案结构100可在包括附加金属资源(例如，附加金属资源105)的同时具有与传统内连金属图案相同的高度。

图2说明两个半导体内连金属图案结构210及半导体内连金属图案结构220。金属图案结构210为根据本发明的示例性奇数金属区结构且包括具有一个电源/接地区的非对称的电源/接地结构212及具有两个电源/接地区的电源/接地结构214。电源/接地结构214包括两个金属层，所述两个金属层分别具有与资源金属层213内的各别资源金属层的宽度实质上相同的宽度，且所述宽度小于电源/接地结构212的宽度。电源/接地结构214还可在电源区/接地区中的任一个内包括附加金属资源区。金属图案结构220为根据本发明的示例性偶数金属区结构且包括具有一个电源/接地区的非对称的电源/接地结构222及具有三个电源/接地区的电源/接地结构224。电源/接地结构224包括三个金属层，所述三个金属层分别具有与资源金属层223内的各别资源金属层的宽度实质上相同的宽度，且所述宽度小于电源/接地结构222的宽度。电源/接地结构214还可包括附加金属资源区。

金属图案结构210、金属图案结构220二者提供与传统结构不同的优点。举例来说，传统结构提供强的电源及接地耦合，但在单元内缺少内部布线资源。然而，奇数金属区配置结构(金属图案结构210)包括用于将用来布线的附加金属资源区包括在内的两个附加层，同时偶数金属区配置结构(金属图案结构220)包括用于内部金属资源区的三个附加层。在金属图案结构210与金属图案结构220二者中获得的这些优点是以可能造成ir/em问题为代价的，且附加电源/接地区会占用可能专用于附加布线资源的空间。

图3说明根据本发明的示例性半导体单元内连金属图案结构300。金属图案结构300可为形成在晶体管之上以在各晶体管元件之间提供信号路由的第一金属图案(例如，m0)结构。金属图案结构300包括根据本发明的非对称的电源/接地结构302a/电源/接地结构302b，由此容许使用附加金属资源线305。金属图案结构300包括多个金属图案化层，所述多个金属图案化层对多个晶体管多晶硅闸极结构307进行内连以将半导体单元内的路由信号施加至晶体管元件。如所绘示，在金属图案结构300上的各种参数显示出金属图案结构300的各特征。金属图案结构300包括电源/接地结构302a、电源/接地结构302b、附加电源结构304、多个金属资源区303、及附加金属资源区(附加金属资源线305)。在实施例中，电源与接地是可互换的。换言之，电源/接地结构302a可提供接地且电源/接地结构302b可提供电源，或电源/接地结构302a可提供电源且电源/接地结构302b可提供接地。图3还说明两个多晶硅闸极结构307及两个跟随引脚308。跟随引脚308尽可能地将各电源/接地结构(例如，附加电源结构304、电源/接地结构302b)连接在一起。跟随引脚308可为第一金属或第二金属，在实施例中第二金属结构被称作m1结构。

金属图案结构(例如，m0图案化或金属图案结构300)的特征可通过一定数目的不同参数来显示。金属图案结构300具有高度hcell。电源/接地结构302a、电源/接地结构302b、附加电源结构及304分别具有某一宽度；电源/接地结构302a具有宽度wground，而电源/接地结构302b、附加电源结构304具有宽度wpower。金属资源线303具有宽度w1st_metal且附加金属资源线305(或附加金属资源区)具有宽度wadd。多晶硅闸极结构307界定节距ppoly，且相似地，跟随引脚308界定节距p2ndpin。另外，跟随引脚308界定长度l2ndpin。根据本发明的半导体结构(例如，金属图案结构300)具有非对称的电源/接地结构意义，即为wground≠wpower。

图4说明示例性半导体单元内连金属图案结构400。当第一金属图案具有足够的资源线、进而使得一些金属资源线可专用于电源金属时，可在单元内使用单元内跟随引脚以缓解em及ir问题。但当单元内需要附加金属资源线时，可使用位于单元之外的金属电源资源以例如通过使用柱或条带(strap)将两个或更多个薄电源金属耦合在一起来缓解em及ir问题。金属图案结构400说明这些各种技术。

金属图案结构400包括第一内连金属图案结构410及第二内连金属图案结构450。第一内连金属图案结构410及第二内连金属图案结构450可分别为第一金属或m0金属图案结构。第一内连金属图案结构410包括电源金属402a、接地金属402b、金属资源线403、及附加金属资源线404。第二内连金属图案结构450包括电源金属452a、接地金属452b、金属资源线453、附加金属资源线455、及与附加金属资源线455共用同一层的附加电源资源金属456。半导体单元内连金属图案结构400包括单元内跟随引脚470，单元内跟随引脚470对电源金属402a与电源金属452a及第三电源金属480进行耦合或内连，第三电源金属480可形成在延伸至第一内连金属图案结构410与第二内连金属图案结构450二者的外部的一定长度的层中，且单元内跟随引脚470可形成在某一层的由第一内连金属图案结构410与第二内连金属图案结构450所共用的一部分中，且第三电源金属480可形成在与第一内连金属图案结构410及第二内连金属图案结构450的层隔开且远离所述层的层中。半导体单元内连金属图案结构400还包括第二单元内跟随引脚472，第二单元内跟随引脚472对电源金属402a、电源金属452a、电源金属480与附加电源资源金属456进行耦合或内连。

当金属资源区(例如，金属资源线403、金属资源线453)足够进行所需单元内布线(例如，以对多晶硅结构(图4中未示出)进行内连)时，使用单元内跟随引脚，例如如在第一内连金属图案结构410中一样。此外，可采用位于半导体单元外部的电源结构。举例来说，半导体单元内连金属图案结构400还包括柱状结构474，柱状结构474位于第一内连金属图案结构410与第二内连金属图案结构450二者外部且对电源金属402a、电源金属452a、及电源金属480进行内连。如此处所示，柱状结构474是单个引脚柱状结构。也可采用条带结构476来将电源金属402a、电源金属452a、电源金属480连接到位于半导体装置内但位于特定单元外部的其他金属电源结构478。在实施例中，包括电源/接地结构(例如，电源金属402a、接地金属402b、电源金属452a、接地金属452b、附加电源资源金属456)及资源区/线(例如，金属资源线403、金属资源线453、附加金属资源线455)的金属内连图案结构可由第一金属(例如，m0)形成；跟随引脚、柱状结构、及条带结构可由第二金属(例如，m1)形成；以及附加电源结构(金属电源结构478)、第三电源金属480可由第三金属(例如，m2)形成。在替代性实施例中，采用条带结构476来耦合远离彼此而设置的电源/接地金属，例如电源/接地金属(接地金属402b与接地金属452b)。

在实施例中，采用具有不同宽度的非对称电源/接地金属能够在单元内腾出用于附加金属资源的额外空间，进而使得电源/接地结构可具有偶数个层或奇数个层。附加金属资源可形成在所增加的金属资源层内，或作为另外一种选择，金属资源线可形成在更薄的电源金属层内。图5说明示例性偶数区第一金属结构500及偶数区第一金属结构550。每一偶数区第一金属结构包括偶数个电源/接地结构层。偶数区第一金属结构500具有高度1×hcell且可为用于晶体管的内连结构，所述晶体管构成与/或/非(and/or/not)装置且具有多晶硅结构507a，多晶硅结构507a界定有节距。偶数区第一金属结构500包括第一金属电源/接地结构502a、第一金属电源/接地结构502b、及资源区503。如所示，第一金属电源/接地结构502a为源极电压(voltagesourcesource，vss)且第一金属电源/接地结构502b为漏极电压(voltagedraindrain，vdd)，但在偶数区第一金属结构500的其他示例性实施例中，vss与vdd可进行交换进而使得第一金属电源/接地结构502a将对应于vss且第一金属电源/接地结构502b将对应于vdd。偶数区第一金属结构550具有高度2×hcell且可为用于晶体管的内连结构，所述晶体管构成正反器(flip-flop)且具有多晶硅结构507a，多晶硅结构507a界定有节距。偶数区第一金属结构550包括第一金属电源/接地结构512a、第一金属电源/接地结构512b、第一金属电源/接地结构552a、第一金属电源/接地结构552b、及第一金属电源/接地结构556。如所示，第一金属电源/接地结构512a、第一金属电源/接地结构552a、及第一金属电源/接地结构556提供vdd，而第一金属电源/接地结构512b、第一金属电源/接地结构552b则提供vss，但在偶数区第一金属结构550的其他示例性实施例中，vss与vdd可进行交换进而使得第一金属电源/接地结构512a、第一金属电源/接地结构552a、及第一金属电源/接地结构556提供vss且第一金属电源/接地结构512b、第一金属电源/接地结构552b提供vdd。在这两个示例性偶数区实施例中，偶数区第一金属结构500、偶数区第一金属结构550均具有假定wground<wpower的特性参数。在每一偶数区第一金属结构500、偶数区第一金属结构550中，在偶数区第一金属结构500中存在偶数个电源/接地结构502a、电源/接地结构502b，且在偶数区第一金属结构550中存在偶数个电源/接地结构512a、电源/接地结构512b、电源/接地结构552a、电源/接地结构552b。在偶数区第一金属结构550中，电源/接地金属512a层包括附加资源金属线555。在示例性偶数区第一金属结构500、偶数区第一金属结构550中，hcell介于近似3*wpower到近似6*wpower之间。并且wground≠wpower，但作为替代，wpower介于近似1.5*wground到2.5*wground之间，且资源区的宽度w1st_metal介于近似1*wground到近似2.5*wground之间。相似地，附加资源区(附加资源金属线555)的宽度wadd为介于近似1*wground到近似2.5*wground之间。作为非对称电源结构的结果，偶数区第一金属结构500及偶数区第一金属结构550中的每一个可能经受em效应及ir压降且没有额外的增强。

为应对可能因偶数区第一金属结构500及偶数区第一金属结构550的非对称电源结构而在偶数区第一金属结构500及偶数区第一金属结构550中出现的em/ir效应，将采用增强型电源耦合特征。图6说明用于在示例性偶数区第一金属结构500及偶数区第一金属结构550中缓解em效应及防止ir压降的增强型电源耦合特征。偶数区第一金属结构500采用第二金属柱状引脚结构668，第二金属柱状引脚结构668用于将金属电源/接地结构502a耦合到位于偶数区第一金属结构500外部的电源/接地结构622。在所示示例性实施例中，第二金属柱状引脚结构668包括双重引脚674的第二金属结构。此外，偶数区第一金属结构550包括位于双重引脚674下面、用于耦合各资源线的短的第二金属跟随引脚676。偶数区第一金属结构550采用一系列单个柱状引脚结构672以对两个金属结构的电源/接地结构512a、电源/接地结构552a、电源/接地结构及556进行耦合。第二金属单个跟随柱状引脚结构672对紧邻彼此而设置的金属电源/接地线(与远离彼此而设置的第一金属电源/接地结构512b、第一金属电源/接地结构552b相反)进行耦合。第二金属单个跟随柱状引脚结构672界定节距p2ndpin及长度l2ndpin。还绘示界定节距ppoly的一对多晶硅结构607。p2ndpin介于近似1*ppoly到近似24*ppoly之间，且l2ndpin介于近似0.2*hcell到近似0.5*hcell之间。

为将ir/em效应缓解至可接收水平内，可在偶数区实施例中采用第二金属柱状结构来耦合到位于单元外部的电源/接地结构。图7说明在偶数区第一金属内连图案结构(其可为示例性偶数区第一金属结构500或偶数区第一金属结构550)中所采用的柱状电源结构的示例性实施例。柱状电源结构700包括耦合到电源网络金属(电源/接地结构622)的柱状引脚结构668，各柱状引脚结构668分别包括两个柱状引脚(双重引脚674)。双重柱状引脚结构668界定节距p2pillar，节距p2pillar介于近似48*ppoly到近似60*ppoly之间。柱状电源结构750包括耦合到电源网络722的柱状电源结构768，各柱状电源结构768分别包括单个柱状引脚。单个引脚柱状电源结构768界定节距p1pillar，节距p1pillar介于近似24*ppoly到近似30*ppoly之间。如所示，每一柱状电源结构700、柱状电源结构750另外包括条带结构702a、条带结构702b，条带结构702a、条带结构702b耦合到与接地网络对应的电源/接地结构。在这两种情形中，第二金属柱状引脚在单个柱状引脚配置或双重柱状引脚配置中的长度介于0.2*hcell到0.5*hcell之间。在柱状电源结构700、柱状电源结构750中的每一个中，柱状结构电源网络金属(电源/接地结构622)、金属电源网络722的电源与接地以及条带结构702a、条带结构702b的电源与接地的用途可依据设计考虑视需要自由互换，而不修改由以上的所述一个引脚或两个引脚柱状结构所界定的节距。

偶数区电源结构适合于对之上形成有图8中所绘示结构的各晶体管进行内连。图8说明由第一金属电源结构802a、第一金属电源结构802b、第二金属电源结构804、及第三金属电源结构852形成的偶数区结构的另一示例性实施例。为易于绘示，所绘示示例性偶数电源金属区结构是以两个部分(部分800与部分850)示出。部分800说明第一金属电源结构802a、第一金属电源结构802b以及第二金属电源结构804。示例性第一电源金属区结构被绘示为对一定数目的单元中的和与/或/非(and/or/not)装置820及正反器822对应的各晶体管进行内连。第一金属电源结构802a包括经由柱状结构806且经由第二金属跟随引脚808而耦合在一起的两条第一电源线(第一金属电源结构802a)。第一金属电源线(第一金属电源结构802a)进一步耦合到正反器822内的第二金属资源线810，由此第一金属电源线(第一金属电源结构802a)也用于vdd。第一金属电源线(第一金属电源结构802a)中的每一区界定宽度w1st_metal_power。第一金属电源结构进一步包括标记为vss的两个第一金属电源结构802b。各第一金属电源结构802b经由第二金属电源条带(第二金属电源结构804)耦合在一起。第三金属电源结构852进一步通过柱状结构806耦合到第一金属电源结构，且相似地，内部金属资源区(第二金属资源线810)通过单元内跟随引脚808耦合到第三金属电源结构852。第三金属电源结构852界定宽度w3rd_metal_power，宽度w3rd_metal_power介于近似1.5*wfirst_metal_power到近似3*wfirst_metal_power之间。

在实施例中，采用具有不同宽度的非对称电源/接地金属能够在单元内腾出用于附加金属资源层的额外空间，进而使得电源/接地结构可具有奇数个层。附加金属资源可形成在所增加的金属资源层内，或作为另外一种选择，金属资源线可形成在薄的电源金属层内。图9说明示例性奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构950。每一奇数区第一金属结构900、奇数区第一金属结构950包括奇数个电源/接地结构层，例如电源/接地结构层902a、电源/接地结构层902b、电源/接地结构层902c或电源/接地结构952a、电源/接地结构952b、电源/接地结构952c、电源/接地结构962a、电源/接地结构962b。奇数区第一金属结构900是单高度实施例且具有高度1×hcell且可为用于晶体管的内连结构，所述晶体管构成与/或/非(and/or/not)装置且具有多晶硅结构，所述多晶硅结构界定有节距。奇数区第一金属结构900包括第一金属电源/接地结构902a、第一金属电源/接地结构902b、第一金属电源/接地结构902c及资源区903。如所示，第一金属电源/接地结构902a及第一金属电源/接地结构902b为vdd且第一金属电源/接地结构902c为vss，但在奇数区第一金属结构900的其他示例性实施例中，vss与vdd可进行交换进而使得第一金属电源/接地结构902a、第一金属电源/接地结构902b将对应于vss且第一金属电源/接地结构902c将为vdd。

奇数区第一金属结构950是具有高度2×hcell的双高度结构且可为用于晶体管的内连结构，所述晶体管构成正反器且具有多晶硅结构，所述多晶硅结构界定有节距。奇数区第一金属结构950包括第一金属电源/接地结构952a、第一金属电源/接地结构952b、第一金属电源/接地结构952c、第一金属电源/接地结构962a、第一金属电源/接地结构962b、及第一金属电源/接地结构956，其中包括第一金属电源/接地结构952c及第一金属电源/接地结构956的区层还包括附加布线资源955。如所示，第一金属电源/接地结构952a、第一金属电源/接地结构952b、及第一金属电源/接地结构956提供vdd，而结构第一金属电源/接地结构962a、第一金属电源/接地结构962b则提供vss，但在奇数区第一金属结构950的其他示例性实施例中，vss与vdd可进行交换进而使得第一金属电源/接地结构952a、第一金属电源/接地结构952b、第一金属电源/接地结构956提供vss且第一金属电源/接地结构962b、第一金属电源/接地结构962b提供vdd。在这两个示例性奇数第一金属区实施例中，奇数区第一金属结构900、奇数区第一金属结构950均具有假定wground<wpower的特性参数。在每一奇数区第一金属结构900、奇数区第一金属结构950中，存在与第一金属电源/接地结构952a、第一金属电源/接地结构952b、第一金属电源/接地结构952c、第一金属电源/接地结构962a、及第一金属电源/接地结构962b对应的奇数个第一金属电源区层，其中第一金属电源/接地结构956与第一金属电源/接地结构952c和同一层相关联。在图9中所绘示实施例的奇数区第一金属结构900、奇数区第一金属结构950中，hcell介于近似3*wpower到近似6*wpower之间。并且wground≠wpower，但作为替代，wpower介于近似1.5*wground到近似2.5*wground之间。资源区903、资源区953的宽度w1st_metal介于近似1*wground到近似2.5*wground之间。相似地，附加布线资源955的宽度wadd介于近似1*wground到近似2.5*wground之间。作为非对称电源结构的结果，奇数区结构具有附加布线资源，但奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构950中的每一个可能经受em效应及ir压降且没有额外的增强。

为应对可能因奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构950的非对称电源结构而在奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构950中出现的em/ir效应，将采用增强型电源耦合特征。图10说明用于在示例性奇数区第一金属结构900及奇数区第一金属结构950中缓解em效应及防止ir压降的增强型电源耦合特征。奇数区第一金属结构900采用第二金属单元内跟随引脚结构1068，第二金属单元内跟随引脚结构1068对金属电源/接地结构902a与电源/接地结构902b进行耦合，以形成组合式电源/接地结构1002。在示例性实施例中，电源/接地结构1002向奇数区第一金属结构900提供vdd。奇数区第一金属结构950采用单元内第二金属跟随引脚1072、第二金属跟随引脚1074来耦合电源/接地结构952a、电源/接地结构952b、及电源/接地结构956，以形成组合式电源/接地结构1052。单元内第二金属跟随引脚1072及第二金属跟随引脚1074界定节距p2ndpin且第二金属跟随引脚1072界定长度l2ndpin1，而第二金属跟随引脚1074界定第二长度l2ndpin2。还绘示界定节距ppoly的一对多晶硅结构1007。在实施例中，奇数区第一金属结构950的p2ndpin介于近似1*ppoly到近似24*ppoly之间，且l2ndpin1与l2ndpin2分别介于近似0.2*hcell到近似1*hcell之间。l2ndpin1及l2ndpin2尽可能地将各电源/接地结构1052连接在一起。第二金属跟随引脚结构1068、第二金属跟随引脚1072、第二金属跟随引脚1074应连接vdd的每一第一金属(或在如以上所论述的将vss与vdd互换的替代性实施例中，vss的每一第一金属)。

可在奇数区配置中采用其他技术来缓解所得结构中的em/ir效应。举例来说，可采用位于单元之外的第二金属结构来将各第一金属电源/接地线耦合在一起。图11说明包含第一金属电源结构1152的电源结构增强方案1100。举例来说，第一金属电源结构1152可为电源/接地结构1052的延伸部分。为对所有电源金属区进行耦合，可在单元边界之外采用第二金属电源条带结构1102。第二金属电源条带结构1102被形成为界定节距p2nd_metal_power，节距p2nd_metal_power介于近似4*ppoly与近似30*ppoly之间。

奇数区电源结构适合于对之上形成有图12中所绘示结构的各晶体管进行内连。图12说明奇数第一电源金属区结构的示例性实施例，且所述奇数第一电源金属区结构是由层(电源金属线1252a、电源金属线1252b)以及包括不同的线(电源金属线1253、电源金属线1254、及电源金属线1255)的层形成。因此，奇数区结构包括被绘示成提供vdd的奇数个第一金属层、被绘示成提供vss的第一金属电源结构1202a及第一金属电源结构1202b、第二金属电源结构1204a及第二金属电源结构1204b、以及也提供vdd的第三金属电源金属结构1260，第二金属电源结构1204a及第二金属电源结构1204b形成用于对电源金属线1252a、电源金属线1252b及电源金属线1253、电源金属线1255中的每一个进行耦合的vdd电源条带。所绘示vdd金属(包括层(电源金属线1252a、电源金属线1252b)及包括电源金属线1253、电源金属线1255在内的层)中的每一个与金属(第三金属电源金属结构1260)经由第二金属条带(第二金属电源结构1204a及第二金属电源结构1204b)耦合在一起。为易于绘示，所绘示示例性奇数区电源金属结构是以两个部分(部分1210与部分1250)示出。部分1210说明第一金属电源结构1202a、第一金属电源结构1202b、第一金属电源结构(电源金属线1252a)、第一金属电源结构(电源金属线1252b)、第一金属电源结构(电源金属线1253)、第一金属电源结构(电源金属线1255)及第二金属电源条带(第二金属电源结构1204a、第二金属电源结构1204b)。示例性所示奇数区第一电源金属结构1200被绘示为对一定数目的单元中的和与/或/非装置及正反器装置对应的各晶体管进行内连。包括第一金属电源结构(电源金属线1252a)、第一金属电源结构(电源金属线1252b)、第一金属电源结构(电源金属线1253)、第一金属电源结构(电源金属线1255)在内的第一金属电源结构包括经由单元内跟随引脚1222、跟随引脚1224、跟随引脚1226、跟随引脚1228且经由第二金属电源条带(第二金属电源结构1204a、第二金属电源结构1204b)耦合在一起的三个第一金属电源层。不同的电源金属线1254保持不耦合到包括第一金属电源结构(电源金属线1252a)、第一金属电源结构(电源金属线1252b)、第一金属电源结构(电源金属线1253)、第一金属电源结构(电源金属线1255)在内的第一金属电源结构，因而电源金属线1254可用作附加金属资源路线或资源区。包括第一金属电源结构(电源金属线1252a)、第一金属电源结构(电源金属线1252b)、第一金属电源结构(电源金属线1253)、第一金属电源结构(电源金属线1255)在内的第一金属电源结构中的每一区界定宽度w1st_metal_power。第一金属电源结构进一步包括被绘示为vss的两个附加第一金属电源结构1202a及附加第一金属电源结构1202b。第三金属电源结构1260进一步通过单元内跟随引脚1222、跟随引脚1224、跟随引脚1226、跟随引脚1228耦合到第一金属电源结构。第三金属电源结构1260界定宽度w3rd_metal_power，宽度w3rd_metal_power介于近似1.5*wfirst_metal_power到近似3*wfirst_metal_power之间。

图13绘示形成半导体装置或结构的操作1300的示例性流程图。图13所示过程与许多结构相关。为易于理解，此处参照图5、图6、图9、图10及图12来阐述所述过程。如图13中所示，在步骤1301处，形成第一供电金属层，例如供电金属层(电源/接地结构512b、电源/接地结构902c、电源/接地结构962a、或第一金属电源结构1202b)。第一供电金属层可由第一金属形成。第一供电金属层可为供电电源或接地供电层。在步骤1302处，在第一供电金属层之上形成包括多条不同的金属线的金属图案层。金属图案层可为例如包括线(电源/接地结构512a、附加资源金属线555、电源/接地结构556、或电源/接地结构952c、附加布线资源955、电源/接地结构956、或电源金属线1253、电源金属线1254、电源金属线1255)的层。将金属图案层形成至比第一供电金属层的宽度小的宽度。金属图案层的线也可由第一金属形成。在步骤1303处，形成第二供电金属层，进而使得金属图案层位于第一供电金属层与所述第二供电金属层之间。第二供电金属层(例如，层(电源/接地结构552a、电源/接地结构952a、及电源金属线1252a))也具有比第一供电金属层小的宽度，因此得到非对称电源结构。在实施例中，第二供电金属层具有与金属图案层实质上相同的宽度。在其他实施例中，第二供电金属层的宽度小于金属图案层及第一供电金属层的宽度或介于所述金属图案层的宽度与所述第一供电金属层的宽度之间。在步骤1304处，在半导体结构或装置内形成跟随引脚，进而使得所述跟随引脚将第二供电金属层耦合到第一金属图案层的各条不同的线中的一条(例如线(电源/接地结构512a、电源/接地结构556、电源/接地结构952c、电源/接地结构956或电源金属线1253、电源金属线1255)，进而使得经耦合的线提供与第二供电层相同的供电。在实施例中，跟随引脚是由与第一金属不同的第二金属形成。在实施例中，可使用未经耦合的金属图案层线(例如，附加资源金属线555、附加布线资源955、电源金属线1254)作为附加第一金属资源线。

在一个实施例中，一种半导体装置单元包括：第一图案金属层，设置在第一供电金属区与第二供电金属区之间，所述第一图案金属层包括内部路线及电源路线。跟随引脚将第一供电金属区耦合到电源路线。在变型中，第二供电金属区可比第一供电金属区宽。第一供电金属区可具有与第一图案金属层实质上相同的厚度。在一些方面中，第二图案金属层设置在第一供电金属区与第二供电金属区之间，其中所述第二图案金属层还包括第二内部路线及第二电源路线，进而使得跟随引脚将所述第一供电金属区耦合到所述第二电源路线。在一些方面中，第一供电金属区是供电电源或源极电压(vss)，且第二供电金属区是接地电源或漏极电压(vdd)。在一些方面中，第一供电金属区及第二供电金属区包含第一金属，且跟随引脚包含第二金属。

在另一实施例中，一种半导体结构包括第一单元，所述第一单元包括：第一供电金属线；第二供电金属线，具有比第一供电金属线的宽度大的宽度；以及第一图案金属层，设置在第一供电金属线与第二供电金属线之间。第一图案金属层具有与第一供电金属线的宽度实质上相同的宽度。第一图案金属层包括第一内部路线、第一电源路线。所述半导体结构还包括第二单元，所述第二单元形成在第一单元下方且具有：第三供电金属线，紧邻第一供电金属线且具有与所述第一供电金属线实质上相同的宽度；以及第四供电金属线，远离第二供电金属线且具有比第三供电金属线的宽度大的宽度。第二图案金属层设置在第三供电金属线与第四供电金属线之间，且具有与所述第三供电金属线的宽度实质上相同的宽度。第二图案金属层包含第二内部路线及第二电源路线。

在一些方面中，所述半导体结构进一步包括：第一单元内跟随引脚，将第一供电金属线耦合到第三供电金属线。在一些方面中，所述半导体结构进一步包括第五供电金属线，所述第五供电金属线位于第一供电金属线与第三供电金属线之间且具有介于所述第三供电金属线的宽度的1.5倍到3倍之间的宽度，且第一单元内跟随引脚进一步耦合到所述第五供电金属线。在一些方面中，第一单元内跟随引脚耦合到第一电源路线或第二电源路线。在一些方面中，位于第一单元及第二单元外部的第一柱状金属结构将第一供电金属线耦合到第三供电金属线，且位于所述第一单元及所述第二单元外部的第二柱状金属结构将所述第一供电金属线耦合到所述第三供电金属线。在一些方面中，所述半导体结构包括两个多晶硅结构，所述两个多晶硅结构位于第一单元内且界定第一节距，其中第一柱状金属结构与第二柱状金属结构分别是单个柱状引脚，且所述第一柱状金属结构与所述第二柱状金属结构界定第二节距，所述第二节距比所述第一节距大24倍到30倍之间。作为另外一种选择，第一柱状金属结构与第二柱状金属结构分别包括两个柱状引脚，且所述第一柱状金属结构与所述第二柱状金属结构的节距比第一节距大48倍到60倍之间。在一些方面中，所述半导体结构还包括：第五供电金属线，位于第一供电金属线与第三供电金属线之间；第一柱状金属结构，位于第一单元外部且耦合到第一供电金属线、第三供电金属线、及第五供电金属线；以及第二柱状金属结构，位于第一单元外部且耦合到第一供电金属线、第三供电金属线、及第五供电金属线。在一些方面中，第一供电金属线及第三供电金属线是电源供电线或vdd线，且第二供电金属线及第四供电金属线是接地线或vss线。在一些方面中，所述半导体结构包括：第一条带结构，耦合到第二供电金属线及第四供电金属线；以及第二条带结构，耦合到第二供电金属线及第四供电金属线，其中第一条带结构与所述第二条带结构界定第二节距，所述第二节距比第一节距大4倍到30倍之间。

在实施例中，一种半导体结构包括：第一供电金属层；第二供电金属层，具有与第一供电金属层的宽度实质上相同的宽度；第三供应金属层，位于第一供电金属层与第二供电金属层之间，所述第二供电金属层具有比所述第一供电金属层大1.5倍到3倍的宽度；第一图案金属层，设置在第一供电金属层与第三供电金属层之间且具有与所述第一供电金属层的宽度实质上相同的宽度且包括第一内部路线及第一电源路线。所述半导体结构还包括：第二图案金属层，设置在第三供电金属层与第二供电金属层之间且具有与所述第一供电金属层的宽度实质上相同的宽度，所述第二图案金属层包括第二内部路线及第二电源路线；以及第一跟随引脚，耦合到第一供电金属层及第一电源路线；以及第二跟随引脚，耦合到第二供电金属层及第二电源路线。在一些方面中，所述半导体结构还可包括：条带金属结构，耦合到第一供电金属层及第二供电金属层；或者柱状金属结构，耦合到第三供电金属层及第三电源路线，所述第三电源路线位于第一供电金属层与第二供电金属层之间，所述第三电源路线具有与所述第一供电金属层实质上相等的宽度。

在相关实施例中，公开一种形成半导体结构的方法。所述方法包括：形成第一供电金属层；在第一供电金属层之上形成第一金属图案层，所述第一金属图案层具有比所述第一供电金属层的宽度小的宽度且具有多条不同的金属线；在第一金属图案层之上形成第二供电金属层，所述第二供电金属层具有与所述第一金属图案层实质上相同的宽度；以及将跟随引脚耦合到第二供电金属层与第一金属图案层的所述多条不同的金属线中的至少一条不同的金属线二者。在一些方面中，所述方法包括以第一金属形成第一供电金属层、第一金属图案层、及第二供电金属层中的每一个，且以与所述第一金属不同的第二金属形成跟随引脚。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各个方面。所属领域中的技术人员应知，其可容易地使用本发明作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替、及变更。