[发明专利]场效应晶体管（FET）堆叠及其形成方法

说明书

本公开提供了一种场效应晶体管(FET)堆叠及其形成方法。该FET堆叠包括位于衬底上方的第一晶体管。第一晶体管包括第一有源半导体材料和第一栅极结构，该第一有源半导体材料包括位于第一组源极端子/漏极端子之间的第一沟道区域，以及该第一栅极结构位于第一沟道区域上方。第一栅极结构包括位于第一沟道区域上方的具有第一厚度的第一栅极绝缘体。第二晶体管位于衬底上方并与第一晶体管水平分离。第二晶体管的第二栅极结构可以包括位于第二沟道区域上方的具有第二厚度的第二栅极绝缘体，第二厚度大于第一厚度。共享栅极节点可以耦接到第一栅极结构和第二栅极结构中的每一者。

技术领域

本公开的实施例通常涉及用于集成电路(IC)的开关元件。更具体地，本公开的实施例提供了一种场效应晶体管(FET)堆叠及其形成方法。

背景技术

基于特定的电路设计，先进的IC制造需要形成单独的电路元件，例如，诸如场效应晶体管(FET)等的晶体管。FET通常包括源极区域、漏极区域和栅极区域。栅极区域位于源极区域与漏极区域之间，并控制通过源极区域与漏极区域之间的沟道区域(通常被成形为半导体鳍)的电流。栅极可以由各种金属组成并通常包括功函数金属，其中该功函数金属被选择以产生FET的期望特性。晶体管可以形成在半导体主体上，并且可以通过绝缘电介质层(例如，层间电介质(ILD)层)电隔离。可以穿过电介质层形成到达源极区域、漏极区域和栅极区域中的每一个的接触，以便提供晶体管与其他电路元件之间的电连接，该其他电路元件可以在晶体管之后在其他金属层级中形成。

在射频(RF)电路和类似应用中，电路设计通常包括大量的功率放大元件以执行各种功能。在RF技术的示例中，信号传输可能需要以高电压电平的信号放大，例如，在一些应用中，四十伏或更高。在这样的器件中，单个晶体管对于控制从一个节点到另一节点的电流流动可能是无效的。为了适应高电压和高功率要求，通常以串联组合的形式部署FET堆叠(即，在其源极端子/漏极端子处耦接在一起的几个晶体管)。可将多个晶体管构造成用作电路的两个高压节点之间的单个开关。然而，在操作期间，堆叠中的FET通常在其源极端子和漏极端子处表现出不对称的电压分布。在一些情况下，不对称的电压可能会导致最靠近输出信号的FET过早击穿，即，从源极到漏极的电压降可能最高。减轻此问题的常规方法依赖于使用具有更高击穿电压电平的FET堆叠。然而，这样的设计通常在被接通时表现出较高的电阻、和/或在被关断时表现出较高的电容，由此造成其他技术障碍。

发明内容

本公开的方面提供了一种场效应晶体管(FET)堆叠，包括：第一晶体管，其位于衬底上方，所述第一晶体管包括：第一有源半导体材料，其包括位于第一组源极端子/漏极端子之间的第一沟道区域，以及第一栅极结构，其位于所述第一沟道区域上方，其中所述第一栅极结构包括位于所述第一沟道区域上方的具有第一厚度的第一栅极绝缘体；第二晶体管，其位于所述衬底上方并与所述第一晶体管水平分离，所述第二晶体管包括：第二有源半导体材料，其包括位于第二组源极端子/漏极端子之间的第二沟道区域，其中所述第二组源极端子/漏极端子中的被选择的一个端子耦接到所述第一晶体管的所述第一组源极端子/漏极端子中的被选择的一个端子，以及第二栅极结构，其位于所述第二沟道区域上方，其中所述第二栅极结构包括位于所述第二沟道区域上方的具有第二厚度的第二栅极绝缘体，所述第二厚度大于所述第一厚度；以及共享栅极节点，其耦接到所述第一栅极结构和所述第二栅极结构中的每一者。