本技術(shù)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、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、目前,為了提供電壓,可在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部埋入電源軌,但如何改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的供電方式以及優(yōu)化電源軌的引出方式,仍是目前亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、器件及設(shè)備,以提供一種電源軌結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的引出的新型方案。
2、第一方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法,上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括堆疊設(shè)置的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括相對設(shè)置的第一正面源漏區(qū)域和第二正面源漏區(qū)域,第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括相對設(shè)置的第一背面源漏區(qū)域和第二背面源漏區(qū)域;上述方法包括:在襯底上依次形成一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)、一對中間疊層和一對第二鰭狀結(jié)構(gòu);中間疊層包括靠近第一鰭狀結(jié)構(gòu)的第一犧牲層、靠近第二鰭狀結(jié)構(gòu)的第二犧牲層和位于第一犧牲層和第二犧牲層之間的過渡層;在第一區(qū)域沉積預(yù)設(shè)高度的金屬材料,以形成第一電源軌結(jié)構(gòu);第一區(qū)域位于一對中間疊層的第一犧牲層之間;在第一正面源漏區(qū)域進(jìn)行鰭切處理,直至去除第一正面源漏區(qū)域中的第一鰭狀結(jié)構(gòu)和第一犧牲層,以形成一對第一凹槽和一對第一間隙;一對第一間隙位于一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)和過渡層之間;第一凹槽用于形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的正面層間介質(zhì)層;在一對第一間隙中沉積第一絕緣材料,以形成第一中間隔離層;刻蝕位于第一正面源漏區(qū)域中的第一中間隔離層,以形成一對第二間隙;在一對第二間隙中填充金屬材料,以形成一對正面金屬電連層;第一電源軌結(jié)構(gòu)位于一對正面金屬電連層之間;基于一對第一鰭狀結(jié)構(gòu),形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu);倒片并去除襯底;在第二區(qū)域沉積預(yù)設(shè)高度的金屬材料,以形成第二電源軌結(jié)構(gòu);第二區(qū)域位于一對中間疊層的第二犧牲層之間;在第一背面源漏區(qū)域和第二背面源漏區(qū)域進(jìn)行鰭切處理,直至去除第一背面源漏區(qū)域中的第二鰭狀結(jié)構(gòu)、第二背面源漏區(qū)域中的第二鰭狀結(jié)構(gòu)和第二犧牲層,以形成一對第二凹槽、一對第三凹槽和一對第三間隙;一對第三間隙位于一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)和過渡層之間;第二凹槽和第三凹槽用于形成第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的背面層間介質(zhì)層;在一對第三間隙中沉積第一絕緣材料,以形成第二中間隔離層;刻蝕位于第二背面源漏區(qū)域中的第二中間隔離層,以形成一對第四間隙;在一對第四間隙中填充金屬材料,以形成一對背面金屬電連層;第二電源軌結(jié)構(gòu)位于一對背面金屬電連層之間;基于一對第二鰭狀結(jié)構(gòu),形成第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu);其中,第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一背面源漏金屬通過第一金屬通孔連接正面金屬電連層;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二背面源漏金屬通孔通過第二金屬通孔連接背面金屬電連層;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的背面后道金屬互連層與第一背面源漏金屬和第二背面源漏金屬電學(xué)連接。
3、在一些可能的實(shí)施方式中,在形成背面金屬電連層之后,上述方法還包括:在背面層間介質(zhì)層上沉積第一介質(zhì)材料,以形成第一介質(zhì)層;在光刻膠的掩模作用下,對第一介質(zhì)層和背面層間介質(zhì)層進(jìn)行光刻,以形成第一背面源漏金屬凹槽和第二背面源漏金屬凹槽;第一背面源漏金屬凹槽位于第一背面源漏區(qū)域中,第二背面源漏金屬凹槽位于第二背面源漏區(qū)域中;在光刻膠的掩模作用下,對位于第一背面源漏金屬凹槽的底部的背面層間介質(zhì)層進(jìn)行光刻,以形成第一通孔;第一通孔延伸至正面金屬電連層的第一表面;第一表面為正面金屬電連層中靠近第二中間隔離層的表面;在光刻膠的掩模作用下,對位于第二背面源漏金屬凹槽的底部的背面層間介質(zhì)層進(jìn)行光刻,以形成第二通孔;第二通孔延伸至背面金屬電連層的第二表面;第二表面為背面金屬電連層中遠(yuǎn)離第一中間隔離層的表面;在第一通孔、第二通孔、第一背面源漏金屬凹槽和第二背面源漏金屬凹槽中填充金屬材料,以形成第一金屬通孔、第二金屬通孔、第一背面源漏金屬和第二背面源漏金屬。
4、在一些可能的實(shí)施方式中,在形成第一電源軌結(jié)構(gòu)之后,上述方法還包括:在一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)之間、第一電源軌結(jié)構(gòu)上沉積第二介質(zhì)材料,以形成第一介質(zhì)墻結(jié)構(gòu);一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)對稱設(shè)置在第一介質(zhì)墻結(jié)構(gòu)的兩側(cè);在形成第二電源軌結(jié)構(gòu)之后,上述方法還包括:在一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)之間、第二電源軌結(jié)構(gòu)上沉積第二介質(zhì)材料,以形成第二介質(zhì)墻結(jié)構(gòu);一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)對稱設(shè)置在第二介質(zhì)墻結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。
5、在一些可能的實(shí)施方式中,在在第一區(qū)域沉積預(yù)設(shè)高度的金屬材料,以形成第一電源軌結(jié)構(gòu)之前,上述方法還包括:在一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)、一對中間疊層、一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)和襯底上沉積第二絕緣材料,以形成第一淺槽隔離結(jié)構(gòu);第一淺槽隔離結(jié)構(gòu)包裹一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)、一對中間疊層和一對第二鰭狀結(jié)構(gòu);刻蝕第一淺槽隔離結(jié)構(gòu)的一部分,直至暴露一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)和一對中間疊層中的第一犧牲層;在一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)和第一犧牲層的表面沉積氧化物,以形成第一氧化層。
6、在一些可能的實(shí)施方式中,在在第二區(qū)域沉積預(yù)設(shè)高度的金屬材料,以形成第二電源軌結(jié)構(gòu)之前,上述方法還包括:刻蝕第一淺槽隔離結(jié)構(gòu)的一部分,直至暴露一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)和一對中間疊層中的第二犧牲層,并形成淺槽隔離層;淺槽隔離層對應(yīng)于中間疊層中的過渡層;在一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)和第二犧牲層的表面沉積氧化物,以形成第二氧化層。
7、在一些可能的實(shí)施方式中,基于一對第一鰭狀結(jié)構(gòu),形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括:基于第一鰭狀結(jié)構(gòu),在第二正面源漏區(qū)域生長源漏外延,以形成正面源漏結(jié)構(gòu);在正面源漏結(jié)構(gòu)上和一對第一凹槽中沉積第三介質(zhì)材料,以形成正面層間介質(zhì)層;光刻打開第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的正面柵極區(qū)域,并在正面柵極區(qū)域中沉積金屬材料,以形成正面柵極結(jié)構(gòu);對正面柵極結(jié)構(gòu)進(jìn)行柵極切斷處理,以在正面柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成正面柵極切斷結(jié)構(gòu);在正面層間介質(zhì)層和正面柵極結(jié)構(gòu)上進(jìn)行后道工藝處理,以形成正面后道金屬互連層。
8、在一些可能的實(shí)施方式中,基于一對第二鰭狀結(jié)構(gòu),形成第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括:在一對第二凹槽、一對第三凹槽中沉積第三介質(zhì)材料,以形成背面層間介質(zhì)層;光刻打開第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的背面柵極區(qū)域,并在背面柵極區(qū)域中沉積金屬材料,以形成背面柵極結(jié)構(gòu);對背面柵極結(jié)構(gòu)進(jìn)行柵極切斷處理,以在背面柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成背面柵極切斷結(jié)構(gòu);在第一介質(zhì)層上進(jìn)行后道工藝處理,以形成背面后道金屬互連層。
9、第二方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用如上述實(shí)施例所述的方法制備而成,該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括:第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu);第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括相對設(shè)置的第一正面源漏區(qū)域和第二正面源漏區(qū)域;第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括一對第一鰭狀結(jié)構(gòu);第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu);第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)堆疊設(shè)置;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括相對設(shè)置的第一背面源漏區(qū)域和第二背面源漏區(qū)域;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中包括一對第二鰭狀結(jié)構(gòu);一對過渡層;一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)、一對中間疊層和一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)為通過同一道工序形成的;第一電源軌結(jié)構(gòu);第一電源軌結(jié)構(gòu)位于一對中間疊層的第一犧牲層之間;第二電源軌結(jié)構(gòu);第二電源軌結(jié)構(gòu)位于一對中間疊層的第二犧牲層之間;一對正面金屬電連層;一對正面金屬電連層位于第一正面源漏區(qū)域中的一對第一鰭狀結(jié)構(gòu)和過渡層之間;第一電源軌結(jié)構(gòu)位于一對正面金屬電連層之間;一對背面金屬電連層;一對背面金屬電連層位于第二背面源漏區(qū)域中的一對第二鰭狀結(jié)構(gòu)和過渡層之間;第二電源軌結(jié)構(gòu)位于一對背面金屬電連層之間;其中,第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一背面源漏金屬通過第一金屬通孔連接正面金屬電連層;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二背面源漏金屬通孔通過第二金屬通孔連接背面金屬電連層;第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的背面后道金屬互連層與第一背面源漏金屬和第二背面源漏金屬電學(xué)連接。
10、第三方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括:如上述實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
11、第四方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備,該電子設(shè)備包括:電路板以及如上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件,半導(dǎo)體器件設(shè)置于電路板。
12、在本技術(shù)中,由于第一電源軌結(jié)構(gòu)位于一對正面金屬電連層之間,即第一電源軌結(jié)構(gòu)與正面金屬電連層連接,正面金屬電連層通過第一金屬通孔與第一背面源漏金屬連接,第一背面源漏金屬與背面后道金屬互連層連接,使得第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的第一電源軌結(jié)構(gòu)與背面后道金屬互連層之間實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接;由于第二電源軌結(jié)構(gòu)位于一對背面金屬電連層之間,即第二電源軌結(jié)構(gòu)與背面金屬電連層連接,背面金屬電連層通過第二金屬通孔與第二背面源漏金屬連接,第二背面源漏金屬與背面后道金屬互連層連接,使得第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的第二電源軌結(jié)構(gòu)與背面后道金屬互連層之間實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接;第一電源軌結(jié)構(gòu)與背面后道金屬互連層之間的電學(xué)連接以及第二電源軌結(jié)構(gòu)與背面后道金屬互連層之間的電學(xué)連接,提供了一種電源軌結(jié)構(gòu)(即第一電源軌結(jié)構(gòu)和第二電源軌結(jié)構(gòu))在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)部引出的新型方案。
13、進(jìn)一步地,本技術(shù)實(shí)施例的工藝流程與標(biāo)準(zhǔn)工藝流程兼容,僅需根據(jù)實(shí)際需求修改光刻版,即可將上述工藝流程應(yīng)用至邏輯晶體管(transistor?logic)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(static?random-access?memory,sram)中。
14、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,并不能限制本技術(shù)。