[发明专利]半导体装置及形成半导体装置的方法

权利要求书

1.一种形成半导体装置的方法，其特征在于，包含以下步骤：

在一基板上方沉积一虚设半导体层及一第一半导体层；

在该虚设半导体层的侧壁上形成多个间隔物；

在该基板中形成一第一磊晶材料；

暴露该虚设半导体层及该第一磊晶材料，其中暴露该虚设半导体层及该第一磊晶材料的步骤包含薄化该基板的一背侧的步骤；

蚀刻该虚设半导体层以暴露该第一半导体层，其中所述多个间隔物在蚀刻该虚设半导体层同时保留于该第一半导体层的多个末端部分上方且与所述多个末端部分接触；

使用所述多个间隔物作为一遮罩来蚀刻该第一半导体层的多个部分；及

用一背侧通孔替换一第二磊晶材料及该第一磊晶材料，该背侧通孔电耦接至一第一晶体管的一源极/漏极区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该虚设半导体层具有在自3nm至5nm的范围内的厚度，且该第一半导体层具有在自6nm至7nm的范围内的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一磊晶材料、该第二磊晶材料及该虚设半导体层包含硅锗，其中该第一磊晶材料相较于该第二磊晶材料具有较高锗原子浓度，且其中该第二磊晶材料相较于该虚设半导体层具有较高锗原子浓度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该第一磊晶材料具有在自20％至25％的范围内的锗原子浓度，该第二磊晶材料具有在自20％至25％的范围内的锗原子浓度，且该虚设半导体层具有在20％至25％的范围内的锗原子浓度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该背侧通孔的与该第一半导体层的侧壁接触的一第一部分具有一宽度，该宽度大于该背侧通孔的其他部分的宽度。

6.一种形成半导体装置的方法，其特征在于，包含以下步骤：

在一半导体基板上方沉积一虚设半导体层；

在该虚设半导体层上方沉积一第一半导体层；

在该半导体基板中形成一虚设背侧通孔，其中该虚设背侧通孔延伸通过该虚设半导体层及该第一半导体层，且其中多个间隔物隔离该虚设背侧通孔与该虚设半导体层；

蚀刻该半导体基板的一背侧以暴露该虚设背侧通孔、所述多个间隔物及该虚设半导体层；

移除该虚设半导体层以暴露该第一半导体层；

通过使用所述多个间隔物作为一蚀刻遮罩蚀刻该第一半导体层来在该第一半导体层中形成一空腔；及

用一导电材料替换该虚设背侧通孔以形成一背侧通孔。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该虚设半导体层及该第一半导体层包含不同材料。

8.一种半导体装置，其特征在于，包含：

一第一装置层中的一第一晶体管结构；

该第一装置层的一前侧上的一前侧互连结构；

该第一装置层的一背侧上的一第一介电层；及

一背侧通孔，该背侧通孔延伸通过该第一介电层至该第一晶体管结构的一源极/漏极区，其中该背侧通孔的一下部部分与一第一半导体层的一第一侧壁直接接触，且其中该第一介电层延伸通过该第一半导体层。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该第一半导体层的一第二侧壁与该第一半导体层的一底表面形成一角度，该角度在自49.7°至59.7°的一范围内。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该源极/漏极区的一第一部分接触该通道区，其中该源极/漏极区的该第一部分的一第一宽度大于该源极/漏极区的一顶表面的一第二宽度及该源极/漏极区的一底表面的一第三宽度。