自对准晶体管的源漏互连方法、自对准晶体管及器件

本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种自对准晶体管的源漏互连方法、自对准晶体管及器件。

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、在采用传统的顺序(sequential)方案制备堆叠晶体管(stacked transistor)时，存在以下技术难点：在解决上下层晶体管源漏互连的问题时，需要精准控制刻蚀时间以保证下层晶体管的源漏接触金属的深度。

技术实现思路

1、本申请提供一种自对准晶体管的源漏互连方法、自对准晶体管及器件，以降低在源漏互连方案中对刻蚀时间的控制难度。

2、第一方面，本申请实施例提供一种自对准晶体管的源漏互连方法，上述方法包括：在半导体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；基于第一有源结构，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，第一层间介质层包裹第一有源结构、第一源漏结构和第一源漏金属；倒片并去除半导体衬底；基于第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，第二层间介质层包裹第二有源结构、第二源漏结构和第二源漏金属；其中，第一源漏金属和第二源漏金属通过互连通孔结构连通，互连通孔结构贯穿第一层间介质层和第二层间介质层。

3、在一些可能的实施方式中，基于第一有源结构，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，包括：刻蚀第一有源结构的一部分，以形成第一源漏结构；在第一有源结构和第一源漏结构上沉积半导体材料，以形成第一层间介质层；刻蚀第一层间介质层的第一部分，以形成第一源漏金属；刻蚀第一层间介质层的第二部分，以形成第一互连通孔结构，第一互连通孔结构与第一源漏金属连接。

4、在一些可能的实施方式中，基于第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，包括：刻蚀第二有源结构的一部分，以形成第二源漏结构；在第二有源结构和第二源漏结构上沉积半导体材料，以形成第二层间介质层；刻蚀第二层间介质层的第一部分，以形成第二源漏金属；刻蚀第二层间介质层的第二部分，直至与第一互连通孔结构连通，以形成第二互连通孔结构，第二互连通孔结构与第一互连通孔结构组成互连通孔结构。

5、在一些可能的实施方式中，基于第一有源结构，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，包括：刻蚀第一有源结构的一部分，以形成第一源漏结构；在第一有源结构和第一源漏结构上沉积半导体材料，以形成第一层间介质层；刻蚀第一层间介质层的第三部分，以形成第一源漏金属。

6、在一些可能的实施方式中，基于第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，包括：刻蚀第二有源结构的一部分，以形成第二源漏结构；在第二有源结构和第二源漏结构上沉积半导体材料，以形成第二层间介质层；刻蚀第二层间介质层的第三部分，以形成第二源漏金属；刻蚀第二层间介质层的第四部分直至贯穿第一层间介质层，以形成互连通孔结构。

7、在一些可能的实施方式中，互连通孔结构位于有源结构的一侧；或，互连通孔结构位于有源结构的两侧；或，互连通孔结构位于有源结构的中间。

8、在一些可能的实施方式中，在倒片并去除半导体衬底之前，上述方法还包括：基于第一层间介质层，形成第一晶体管；将第一晶体管与载片晶圆键合。

9、在一些可能的实施方式中，在基于第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏接触结构之后，上述方法还包括：基于第二层间介质层，形成第二晶体管，第二晶体管与第一晶体管在半导体衬底的垂直方向上自对准。

10、第二方面，本申请实施例提供一种自对准晶体管，包括：第一晶体管；第二晶体管，第二晶体管与第一晶体管相背设置；其中，第一晶体管的第一源漏金属与第二晶体管的第二源漏金属通过互连通孔结构连通，互连通孔结构贯穿第一晶体管的第一层间介质层和第二晶体管的第二层间介质层。

11、第三方面，本申请实施例提供一种半导体器件，该半导体器件包括：如上述实施例的自对准晶体管。

12、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：电路板以及如上述实施例的半导体器件，半导体器件设置于电路板。

13、在本申请中，自对准晶体管中的互连通孔结构分别与第一源漏金属和第二源漏金属连接，可以实现第一源漏结构和第二源漏结构之间的互连；

14、进一步地，由于互连通孔结构贯穿第一层间介质层和第二层间介质层，所以可以通过选择性刻蚀的手段，使刻蚀自停止于源漏金属，从而降低源漏互连方案中对刻蚀时间的控制难度。

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：

1.一种自对准晶体管的源漏互连方法，其特征在于，所述方法包括：

2.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，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，包括：

4.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，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述倒片并去除所述半导体衬底之前，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在基于所述第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏接触结构之后，所述方法还包括：

9.一种自对准晶体管，其特征在于，包括：

10.一种半导体器件，其特征在于，包括：如权利要求9所述的自对准晶体管。

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所述电路板。

技术总结
本申请提供一种自对准晶体管的源漏互连方法、自对准晶体管及器件，上述方法包括：在半导体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；基于第一有源结构，依次形成第一源漏结构、第一层间介质层和第一源漏金属，第一层间介质层包裹第一有源结构、第一源漏结构和第一源漏金属；倒片并去除半导体衬底；基于第二有源结构，依次形成第二源漏结构、第二层间介质层和第二源漏金属，第二层间介质层包裹第二有源结构、第二源漏结构和第二源漏金属；其中，第一源漏金属和第二源漏金属通过互连通孔结构连通，互连通孔结构贯穿第一层间介质层和第二层间介质层。通过本申请，可以降低在源漏互连方案中对刻蚀时间的控制难度。

技术研发人员：吴恒,王润声,黎明,卢浩然,孙嘉诚,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：2024/4/17