堆叠晶体管的制备方法、堆叠晶体管、器件及设备

专利2026-07-16  3


本申请涉及集成半导体领域,尤其涉及一种堆叠晶体管的制备方法、堆叠晶体管、器件及设备。


背景技术:

1、在摩尔定律不断深化的当下,继续推进晶体管尺寸微缩是当前业界研发的热点问题。堆叠晶体管(stacked transistor)通过将两层或多层晶体管在垂直空间内集成,实现进一步提升晶体管集成密度,成为延续集成电路尺寸微缩的重要技术之一。

2、相关技术中,在制备堆叠晶体管时,通常是在衬底上形成浅沟槽隔离(shallowtrench isolation,sti)结构,然后在sti上,基于有源结构,形成正面晶体管和背面晶体管(上下层晶体管)。但是在制备上下层晶体管过程中的一些刻蚀操作会造成sti的损失,从而导致堆叠晶体管中上下层晶体管串通的问题。


技术实现思路

1、本申请提供一种堆叠晶体管的制备方法、堆叠晶体管、器件及设备,可以解决堆叠晶体管中上下层晶体管串通的问题。

2、第一方面,本申请实施例提供一种堆叠晶体管的制备方法,该方法包括:在衬底上形成有源结构,有源结构包括第一有源结构和第二有源结构,第一有源结构相对于第二有源结构远离衬底;在衬底上形成浅沟槽隔离结构,并暴露第一有源结构;基于第一有源结构,形成第一晶体管;对第一晶体管进行倒片,并暴露第二有源结构;基于第二有源结构,形成第二晶体管;其中,在暴露第一有源结构之后,和/或,在暴露第二有源结构之后,形成半导体结构,半导体结构用于隔离第一晶体管与第二晶体管。

3、在一种可能的实施方式中,在暴露第一有源结构之后,形成半导体结构,包括:在浅沟槽隔离结构上沉积半导体材料,以形成半导体结构;基于第一有源结构,形成第一晶体管,包括:在半导体结构上,基于第一有源结构,形成第一晶体管。

4、在一种可能的实施方式中,暴露第二有源结构,包括:去除衬底;减薄浅沟槽隔离结构至预设高度,以暴露第二有源结构。

5、在一种可能的实施方式中,在暴露第二有源结构之后,形成半导体结构,包括:在保留的浅沟槽隔离结构上沉积半导体材料,以形成半导体结构;基于第二有源结构,形成第二晶体管,包括:在半导体结构上,基于第二有源结构,形成第二晶体管。

6、在一种可能的实施方式中,半导体结构包括第一半导体材料,或者,半导体结构至少包括沿有源结构的排布方向上依次交替堆叠的第一半导体材料和第二半导体材料。

7、在一种可能的实施方式中,基于第一有源结构,形成第一晶体管,包括:在第一有源结构上外延生长第一源漏结构;基于第一有源结构,形成第一栅极结构;在第一源漏结构上,形成第一源漏金属;基于第二有源结构,形成第二晶体管,包括:在第二有源结构上外延生长第二源漏结构;基于第二有源结构,形成第二栅极结构;在第二源漏结构上,形成第二源漏金属。

8、在一种可能的实施方式中,第一晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者,第二晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者。

9、第二方面,本申请实施例提供一种堆叠晶体管,该堆叠晶体管采用如上述第一方面及其任一实施方式中所述的方法制成,包括:第一晶体管;第二晶体管,第一晶体管和第二晶体管相背设置;半导体结构,半导体结构用于隔离第一晶体管与第二晶体管。

10、在一种可能的实施方式中,第一晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者,第二晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者。

11、第三方面,本申请实施例提供一种半导体器件,包括:如上述第二方面所述的堆叠晶体管。

12、第四方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:电路板以及如上述第三方面所述的半导体器件,半导体器件设置于电路板。

13、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:

14、本申请实施例中,通过在衬底上形成浅沟槽隔离结构,然后基于暴露的第一有源结构形成第一晶体管;并将第一晶体管进行倒片,基于暴露的第二有源结构形成第二晶体管;其中,本申请实施例在暴露第一有源结构之后,和/或,暴露第二有源结构之后,形成半导体结构,以隔离第一晶体管与第二晶体管。因此,本申请实施例可以在堆叠晶体管的正面和/或背面形成半导体结构,然后在半导体结构上形成正面晶体管和/或背面晶体管。也即是,正面晶体管与背面晶体管之间存在半导体结构,这样可以解决堆叠晶体管中上下层晶体管串通的问题。

15、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。



技术特征:

1.一种堆叠晶体管的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在暴露所述第一有源结构之后,形成半导体结构,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述暴露所述第二有源结构,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在暴露所述第二有源结构之后,形成半导体结构,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述半导体结构包括第一半导体材料,或者,所述半导体结构至少包括沿所述有源结构的排布方向上依次交替堆叠的第一半导体材料和第二半导体材料。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一有源结构,形成第一晶体管,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者,所述第二晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者。

8.一种堆叠晶体管,使用如权利要求1至7中任一项所述制备方法制备而成,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的堆叠晶体管,其特征在于,所述第一晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者,所述第二晶体管为鳍式场效应晶体管、全环绕栅极晶体管以及平面晶体管中的一者。

10.一种半导体器件,其特征在于,包括:如权利要求8或9所述的堆叠晶体管。

11.一种电子设备,其特征在于,包括:电路板以及如权利要求10所述的半导体器件,所述半导体器件设置于电路板。


技术总结
本申请提供一种堆叠晶体管的制备方法、堆叠晶体管、器件及设备。其中,制备方法包括:在衬底上形成有源结构,有源结构包括第一有源结构和第二有源结构,第一有源结构相对于第二有源结构远离衬底;在衬底上形成浅沟槽隔离结构,并暴露第一有源结构;基于第一有源结构,形成第一晶体管;对第一晶体管进行倒片,并暴露第二有源结构;基于第二有源结构,形成第二晶体管;其中,在暴露第一有源结构之后,和/或,在暴露第二有源结构之后,形成半导体结构,半导体结构用于隔离第一晶体管与第二晶体管。

技术研发人员:吴恒,葛延栋,卢浩然,吴旭升,卜伟海,王润声,黎明,黄如
受保护的技术使用者:北京大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1831589.html

最新回复(0)