半导体器件结构、其形成方法及半导体器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113972205A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202111250092.5H01L23/535(2006.01)(22)申请日2021.10.26(71)申请人复旦大学地址200433上海市浦东新区张衡路825号申请人上海集成电路制造创新中心有限公司(72)发明人丁荣正俞少峰朱小娜朱宝尹睿(74)专利代理机构上海恒锐佳知识产权代理事务所(普通合伙)31286代理人黄海霞(51)Int.Cl.H01L27/088(2006.01)H01L21/8234(2006.01)H01L21/768(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称半导体器件结构、其形成方法及半导体器件(57)摘要本发明提供了一种半导体器件结构、形成方法及半导体器件，该半导体器件结构的形成方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成K层沟道材料与K+1层沟道隔离材料交替堆叠的第一鳍型结构；在所述第一鳍型结构底部的第一层沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线；在所述鳍型结构底部的第二层沟道材料上形成1_2场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线。按需重复执行上述过程，并制备栅极介质层和金属层，最终形成第一堆叠半导体器件结构。本发明通过在堆叠半导体器件结构的结构制备过程中穿插金属互连线的制备，达到增加电路集成度的目的。CN113972205ACN113972205A权利要求书1/2页1.一种半导体器件结构的形成方法，其特征在于，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成K层场效应晶体管沟道材料与K+1层场效应晶体管沟道隔离材料交替堆叠的第一鳍型结构；在所述第一鳍型结构底部的第一层场效应晶体管沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线；在所述第一鳍型结构底部的第二层场效应晶体管沟道材料上形成1_2场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线；按需重复执行上述过程，直至共形成K个场效应晶体管的源区和漏区，以及形成与所述K个场效应晶体管的源区或漏区相接触的金属互连线；去除所有场效应晶体管沟道隔离材料，同时制备K个场效应晶体管的栅介质层，根据每个场效应晶体管阈值电压的要求由下至上分层制备栅极金属，最终形成第一堆叠半导体器件结构，K为正整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述鳍型结构底部的第一层场效应晶体管沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区之前，还包括：在所述衬底上形成金属埋线结构；形成与所述1_1效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线之前，还包括：在1_1场效应晶体管周围形成1_3金属互连线，其中，所述1_1金属互连线通过所述1_3金属互连线与金属埋线相接触。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线之前，还包括：在1_2场效应晶体管周围形成1_4金属互连线，其中，所述1_2金属互连线通过1_4金属互连线与所述金属埋线相接触。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述衬底上形成L层场效应晶体管沟道材料与L+1层场效应晶体管沟道隔离材料交替堆叠的第二鳍型结构；在所述第二鳍型结构底部的第一层场效应晶体管沟道材料上形成2_1场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述2_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的2_1金属互连线；在所述第二鳍型结构底部的第二层场效应晶体管沟道材料上形成2_2场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述2_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的2_2金属互连线；按需重复执行上述过程，直至共堆叠形成L个场效应晶体管的源区或漏区，以及形成与所述L个场效应晶体管的源区或漏区相接触的金属互连线；去除所有沟道隔离材料，同时制备L个场效应晶体管的栅介质层，根据每个场效应晶体管阈值电压的要求由下至上分层制备栅极金属，最终形成第二堆叠半导体器件结构，L为正整数，所述第二堆叠半导体器件结构与所述第一堆叠半导体器件结构之间存在间隙；2CN113972205A权利要求书2/2页所述第一堆叠半导体器件结构中的K个与源区或漏区相接触的金属互连线中的至少一个与所述第二堆叠半导体器件结构中的场效应晶体管的源区或漏区相连；或者，所述第二堆叠半导体器件结构中的L个与源区或漏区相接触的金属互连线中的至少一个与所述第一堆叠半导体器件结构中的场效应晶体管的源区或漏区相连。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，形成与所述1_2场效应晶体管的源