[发明专利]半导体结构

说明书

本发明实施例提供一种半导体结构。半导体结构包括半导体纳米结构、外延半导体材料部分、层状物堆叠、背侧金属内连线结构、导电路径及金属硅化物部分。半导体纳米结构与外延半导体材料部分形成于基板前侧表面上，而平坦化介电层形成其上。第一凹陷空洞形成于栅极上，且第二凹陷空洞形成于外延半导体材料部分上。使第二凹陷空洞垂直凹陷以形成连接物通孔空洞。金属盖结构形成于第一凹陷空洞中的栅极上，而连接物通孔结构形成于连接物通孔空洞中。前侧的金属内连线结构形成于连接物通孔结构与金属盖结构上，而背侧通孔结构穿过连接物通孔结构上的基板。

技术领域

本发明实施例涉及低电阻的连接物通孔结构，其穿过含有半导体纳米结构(如全绕式栅极场效晶体管)的装置结构中的装置层结构。

背景技术

背侧内连线结构可有效提供高密度的线路且有利封装。多栅极装置、多栅极金属氧化物半导体场效晶体管、或多栅极场效晶体管可视作结合多个栅极至单一装置的金属氧化物半导体场效晶体管。可由单一栅极控制多个栅极(其中多个栅极表面可电性作用如单一栅极)，或由独立栅极控制多个栅极。采用独立栅极的多栅极装置有时可称作多个独立栅极场效晶体管。最常见的多栅极装置为鳍状场效晶体管与全绕式栅极场效晶体管，其为非平面晶体管或三维晶体管。采用全绕式栅极结构有助于增加装置密度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种半导体结构，以解决上述至少一个问题。

本发明一实施例提供的半导体结构，包括：半导体纳米结构，位于背侧绝缘基质层的前侧表面上，并包括：至少一半导体通道板；栅极结构；以及第一主动区与第二主动区，位于至少一半导体通道板的末端部分，并包括源极区与漏极区；外延半导体材料部分，与半导体纳米结构横向分开并位于背侧绝缘基质层上；层状物堆叠，由下至上包括平坦化介电层与通孔层介电层，并位于半导体纳米结构与外延半导体材料部分上；背侧金属内连线结构，位于背侧绝缘基质层的下表面上；导电路径，连接第一主动区与背侧金属内连线结构并包含连接物通孔结构，且连接物通孔结构的上表面低于含有介电栅极间隔物的上表面的水平平面并高于含有第一主动区的上表面的水平平面；以及金属硅化物部分，接触连接物通孔结构的侧壁与外延半导体材料部分的侧壁。

本发明一实施例提供的半导体结构，包括：半导体纳米结构，位于背侧绝缘基质层的前侧表面上，并包括：至少一半导体通道板；栅极结构，包括：栅极介电层；栅极；介电栅极间隔物；以及介电通道间隔物；第一主动区与第二主动区，位于至少一半导体通道板的末端部分，并包括：源极区；以及漏极区；虚置栅极结构，位于第一主动区的侧壁上，并包括：额外栅极介电层；额外栅极；额外介电栅极间隔物；以及额外介电通道间隔物；层状物堆叠，由下至上包括平坦化介电层与通孔层介电层，并位于半导体纳米结构上；背侧金属内连线结构，位于背侧绝缘基质层的下表面上；以及导电路径，连接第一主动区与背侧金属内连线结构，并包括：连接物通孔结构，接触虚置栅极结构的侧壁，且其上表面低于含有介电栅极间隔物的上表面的水平表面，并高于含有第一主动区的上表面的水平表面。

本发明一实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：形成半导体纳米结构与外延半导体材料部分于基板的前侧表面上；沉积平坦化介电层于半导体纳米结构与外延半导体材料部分上；形成第一凹陷空洞与第二凹陷空洞以穿过平坦化介电层，其中第一凹陷空洞的底部物理露出半导体纳米结构的第一主动区的上表面，而第二凹陷空洞的底部物里露出外延半导体材料部分的上表面；使第二凹陷空洞垂直凹陷，并采用蚀刻掩模层掩模第一凹陷空洞，以形成连接物通孔空洞以垂直延伸穿过外延半导体材料部分；沉积金属材料于第一凹陷空洞与连接物通孔空洞中，并使金属材料凹陷，以形成金属盖结构于半导体纳米结构的第一主动区上，并形成连接物通孔结构于连接物通孔空洞中；形成前侧金属内连线结构于连接物通孔结构与金属盖结构上；以及形成背侧通孔结构以穿过直接位于连接物通孔结构的下表面上的基板。

附图说明

图1A为本发明一实施例中，形成半导体板的交错堆叠与硬掩模板之后的例示性结构的垂直剖视图。