[发明专利]装置结构

说明书

本发明提出一种装置结构。装置结构包括半导体纳米结构、外延半导体材料部分、层状堆叠、背侧金属内连线结构以及导电路径。半导体纳米结构与外延半导体材料部分形成于基板的前侧表面上，而平坦化介电层形成其上。形成凹陷空洞以露出第一主动区与外延半导体材料部分。金属盖结构形成于第一主动区上，而牺牲金属材料部分形成于外延半导体材料部分上。非等向蚀刻牺牲金属材料部分与外延半导体材料部分的下方部分以形成连接物通孔空洞，并以硬掩模层掩模金属盖结构。形成连接物通孔结构于连接物通孔空洞中。前侧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

本发明实施例涉及半导体装置，尤其涉及低电阻连接物通孔结构。

背景技术

背侧内连线结构可用于提供高密度线路并有利于封装。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。多栅极可由单一栅极(其中多个栅极表面电性作用如单一栅极)或独立栅极所控制。采用独立栅极的多栅极装置，有时可称作多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装置结构，以解决上述至少一个问题。

本发明一实施例提供的装置结构，包括：半导体纳米结构，位于背侧绝缘基质层的前侧表面上，并包含：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含有源极区与漏极区；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；以及导电路径，连接第一主动区与背侧金属内连线结构并含有连接物通孔结构以接触外延半导体材料部分的侧壁，其上表面在含有平坦化介电层与通孔层介电层之间的界面的水平平面中。

本发明一实施例提供的装置结构，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；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，并含有源极区与汲汲区；虚置栅极结构，位于第一主动区的侧壁上并含有额外栅极介电层、额外栅极、额外介电栅极间隔物、与额外介电通道间隔物；层状堆叠，由下至上包含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；以及导电路径，连接第一主动区与背侧金属内连线结构，并含有连接物通孔结构以接触虚置栅极结构，且其上表面在含有平坦化介电层与通孔层介电层之间的界面的水平平面中。

本发明一实施例提供的装置结构的形成方法，包括：形成半导体纳米结构与外延半导体材料部分于基板前侧上；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，而第二凹陷空洞的底部物理露出外延半导体材料部分的上表面；沉积金属材料于第一凹陷空洞与第二凹陷空洞中，并使金属材料凹陷，其中金属盖结构形成于半导体纳米结构的第一主动区上，而牺牲金属材料部分形成于外延半导体材料部分上；非等向蚀刻牺牲金属材料部分与外延半导体材料部分的下方部分以形成连接物通孔空洞，并以硬掩模层掩模金属盖结构；沉积导电材料于连接物通孔空洞中并平坦化导电材料，其中连接物通孔结构形成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，形成交错的半导体板与硬掩模板之后的例示性结构的垂直剖视图。

图1B为图1A的例示性结构的俯视图，其中垂直平面A-A’为图1A的垂直剖视图的平面。