本申請涉及集成半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝堆疊晶體管的制備方法、晶體管、器件及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在摩爾定律不斷深化的當(dāng)下，繼續(xù)推進(jìn)晶體管尺寸微縮是當(dāng)前業(yè)界研發(fā)的熱點(diǎn)問題。堆疊晶體管(stacked?transistor)通過將兩層或多層晶體管在垂直空間內(nèi)集成，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升晶體管集成密度，成為延續(xù)集成電路尺寸微縮的重要技術(shù)之一。

2、相關(guān)技術(shù)在制備倒裝堆疊晶體管的方案中，在制備完成正面晶體管，倒片制備背面晶體管時，通常是通過光刻來打開源漏區(qū)域和柵極區(qū)域，以制備與正面晶體管對準(zhǔn)的背面晶體管。該方法依賴于光刻精度，使得工藝難度與設(shè)備要求上升，且正背面晶體管可能無法完全自對準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N倒裝堆疊晶體管的制備方法、晶體管、器件及設(shè)備，可以降低對光刻的要求，實(shí)現(xiàn)倒裝堆疊晶體管的正背面晶體管完全自對準(zhǔn)。

2、第一方面，本申請實(shí)施例提供一種倒裝堆疊晶體管的制備方法，該方法包括：在襯底上形成有源結(jié)構(gòu)，有源結(jié)構(gòu)具有第一部分和第二部分，第一部分相比于第二部分靠近襯底；刻蝕源漏區(qū)域內(nèi)的有源結(jié)構(gòu)，并在第一源漏區(qū)域內(nèi)填充絕緣材料，以形成填充結(jié)構(gòu)，源漏區(qū)域包括第一源漏區(qū)域和第二源漏區(qū)域，第一源漏區(qū)域與第一部分對應(yīng)，第二源漏區(qū)域與第二部分對應(yīng)；基于第二源漏區(qū)域，形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)和第一源漏金屬；對第一晶體管進(jìn)行倒片并去除襯底；通過材料的選擇性刻蝕填充結(jié)構(gòu)，以暴露第一源漏區(qū)域；基于第一源漏區(qū)域，形成第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)和第二源漏金屬。

3、在一種可能的實(shí)施方式中，在襯底上形成有源結(jié)構(gòu)，包括：提供一襯底；在襯底上依次形成犧牲層和第一材料層；刻蝕犧牲層和第一材料層，以形成有源結(jié)構(gòu)，有源結(jié)構(gòu)為刻蝕后的第一材料層；在對第一晶體管進(jìn)行倒片并去除襯底之后，方法還包括：在柵極區(qū)域內(nèi)填充半導(dǎo)體材料，以使形成的偽柵結(jié)構(gòu)的上表面與犧牲層的上表面持平；去除犧牲層。

4、在一種可能的實(shí)施方式中，方法還包括：在基于第二源漏區(qū)域，形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)和第一源漏金屬之前，在有源結(jié)構(gòu)上沉積半導(dǎo)體材料，以形成偽柵結(jié)構(gòu)；在形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)之后，去除偽柵結(jié)構(gòu)的第三部分，形成第一晶體管的第一柵極結(jié)構(gòu)，且在形成第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)之后，去除偽柵結(jié)構(gòu)的第四部分，形成第二晶體管的第二柵極結(jié)構(gòu)，第三部分與第二部分對應(yīng)，第四部分與第一部分對應(yīng)；或者，在形成第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)之后，去除偽柵結(jié)構(gòu)，分別形成第一晶體管的第一柵極結(jié)構(gòu)和第二晶體管的第二柵極結(jié)構(gòu)。

5、在一種可能的實(shí)施方式中，在形成第一晶體管的第一柵極結(jié)構(gòu)，和/或，形成第二晶體管的第二柵極結(jié)構(gòu)之后，方法還包括：在第一柵極結(jié)構(gòu)和第二柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成柵極切斷結(jié)構(gòu)，柵極切斷結(jié)構(gòu)用于隔離倒裝堆疊晶體管的柵極區(qū)域與相鄰倒裝堆疊晶體管的柵極區(qū)域。

6、在一種可能的實(shí)施方式中，方法還包括：在形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)和第一源漏金屬之前，在填充結(jié)構(gòu)上形成源漏隔離介質(zhì)層，源漏隔離介質(zhì)層用于隔離第一源漏結(jié)構(gòu)與第二源漏結(jié)構(gòu)；或者，在形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)和第一源漏金屬之后，且在形成第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)和第二源漏金屬之前，在第二源漏區(qū)域上形成源漏隔離介質(zhì)層。

7、在一種可能的實(shí)施方式中，刻蝕填充結(jié)構(gòu)，包括：刻蝕填充結(jié)構(gòu)至預(yù)設(shè)高度，將刻蝕后的填充結(jié)構(gòu)作為源漏隔離介質(zhì)層，源漏隔離介質(zhì)層用于隔離第一源漏結(jié)構(gòu)與第二源漏結(jié)構(gòu)。

8、在一種可能的實(shí)施方式中，方法還包括：在第一晶體管的第一柵極結(jié)構(gòu)上形成柵極隔離介質(zhì)層，柵極隔離介質(zhì)層用于隔離第一柵極結(jié)構(gòu)與第二晶體管的第二柵極結(jié)構(gòu)。

9、第二方面，本申請實(shí)施例提供一種倒裝堆疊晶體管，該倒裝堆疊晶體管采用如上述第一方面及其任一實(shí)施方式中所述的制備方法制成，包括：第一晶體管；第二晶體管，第一晶體管與第二晶體管相背設(shè)置；其中，第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)與第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)在垂直方向上自對準(zhǔn)。

10、第三方面，本申請實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括：如上述第二方面所述的倒裝堆疊晶體管。

11、第四方面，本申請實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：電路板以及如上述第三方面所述的半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體器件設(shè)置于電路板。

12、在本申請中，通過在襯底上形成包括第一部分和第二部分的有源結(jié)構(gòu)，刻蝕源漏區(qū)域內(nèi)的有源結(jié)構(gòu)，并在與第一部分對應(yīng)的第一源漏區(qū)域內(nèi)形成填充結(jié)構(gòu)，如此填充結(jié)構(gòu)即覆蓋背面晶體管的源漏區(qū)域。之后基于與第二部分對應(yīng)的第二源漏區(qū)域，形成第一晶體管(正面晶體管)，對第一晶體管進(jìn)行倒片并去除襯底，然后通過材料的選擇性去除填充結(jié)構(gòu)，以暴露第一源漏區(qū)域，基于第一源漏區(qū)域，形成第二晶體管(背面晶體管)。在將晶體管倒片后，填充結(jié)構(gòu)用于定位背面晶體管所在的源漏區(qū)域，如此在制備背面晶體管時，不需要通過光刻選擇區(qū)域，可以直接通過材料的選擇性打開源漏區(qū)域，如此可以制備與正面晶體管完全自對準(zhǔn)的背面晶體管。這樣，可以降低對光刻的要求，且實(shí)現(xiàn)倒裝堆疊晶體管的正面晶體管的源漏區(qū)域與背面晶體管的源漏區(qū)域完全自對準(zhǔn)。

13、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種倒裝堆疊晶體管的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在襯底上形成有源結(jié)構(gòu)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述第一晶體管的第一柵極結(jié)構(gòu)，和/或，形成所述第二晶體管的第二柵極結(jié)構(gòu)之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕所述填充結(jié)構(gòu)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

8.一種倒裝堆疊晶體管，使用如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述制備方法制備而成，其特征在于，包括：

9.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：如權(quán)利要求8所述的倒裝堆疊晶體管。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：電路板以及如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件設(shè)置于所述電路板。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N倒裝堆疊晶體管的制備方法、晶體管、器件及設(shè)備，方法包括：在襯底上形成有源結(jié)構(gòu)，有源結(jié)構(gòu)具有第一部分和第二部分，第一部分相比于第二部分靠近襯底；刻蝕源漏區(qū)域內(nèi)的有源結(jié)構(gòu)，并在第一源漏區(qū)域內(nèi)填充絕緣材料，以形成填充結(jié)構(gòu)，源漏區(qū)域包括第一源漏區(qū)域和第二源漏區(qū)域，第一源漏區(qū)域與第一部分對應(yīng)，第二源漏區(qū)域與第二部分對應(yīng)；基于第二源漏區(qū)域，形成第一晶體管的第一源漏結(jié)構(gòu)和第一源漏金屬；對第一晶體管進(jìn)行倒片并去除襯底；通過材料的選擇性刻蝕填充結(jié)構(gòu)，以暴露第一源漏區(qū)域；基于第一源漏區(qū)域，形成第二晶體管的第二源漏結(jié)構(gòu)和第二源漏金屬。本申請可以實(shí)現(xiàn)正背面晶體管的完全自對準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳恒,彭莞越,王潤聲,黎明,黃如
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19