[发明专利]半导体器件结构、其形成方法及半导体器件

说明书

本发明提供了一种半导体器件结构、形成方法及半导体器件，该半导体器件结构的形成方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成K层沟道材料与K+1层沟道隔离材料交替堆叠的第一鳍型结构；在所述第一鳍型结构底部的第一层沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线；在所述鳍型结构底部的第二层沟道材料上形成1_2场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线。按需重复执行上述过程，并制备栅极介质层和金属层，最终形成第一堆叠半导体器件结构。本发明通过在堆叠半导体器件结构的结构制备过程中穿插金属互连线的制备，达到增加电路集成度的目的。

技术领域

本发明涉及集成电路设计及制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件结构、其形成方法及半导体器件。

背景技术

场效应晶体管具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大和易于集成等特点，被广泛应用于集成电路中。随着技术的发展，器件制备工艺已经逼近其物理极限，单纯减小器件尺寸增加电路集成度的方法逐渐失效。另一方面，传统的金属互连方式是在器件的顶部进行的，虽然工艺成熟，但是占据很多空间，也限制了器件密度的进一步提升。

为提高集成电路的集成度，亟需一种半导体器件结构、其形成方法及半导体器件来改善上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件结构、其形成方法及半导体器件，用以实现增加电路集成度的目的。

第一方面，本发明提供一种半导体器件结构的形成方法，该方法包括：

提供衬底；在所述衬底上形成K层场效应晶体管沟道材料与K+1层场效应晶体管沟道隔离材料交替堆叠的第一鳍型结构；在所述第一鳍型结构底部的第一层场效应晶体管沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线；在所述第一鳍型结构底部的第二层场效应晶体管沟道材料上形成1_2场效应晶体管的源区和漏区；形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线；按需重复执行上述过程，直至共形成K个场效应晶体管的源区和漏区，以及形成与所述K个场效应晶体管的源区或漏区相接触的金属互连线；去除所有场效应晶体管沟道隔离材料，同时制备K个场效应晶体管的栅介质层，根据每个场效应晶体管阈值电压的要求由下至上分层制备栅极金属，最终形成第一堆叠半导体器件结构，K为正整数。

其有益效果在于：按照上述方法在所述衬底上形成了多个空间相邻的堆叠半导体器件结构，本发明通过在堆叠半导体器件结构的结构制备过程中穿插金属互连线的制备，实现单个堆叠半导体器件结构内部的局域分层互连，以及空间相邻的堆叠半导体器件结构之间的局域分层互连，达到增加电路集成度的目的。

可选地，在所述鳍型结构底部的第一层场效应晶体管沟道材料上形成1_1场效应晶体管的源区和漏区之前，还包括：在所述衬底上形成金属埋线结构；形成与所述1_1场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_1金属互连线之前，还包括：在1_1场效应晶体管周围形成1_3金属互连线，其中，所述1_1金属互连线通过所述1_3金属互连线与金属埋线相接触。其有益效果在于：当器件结构存在金属埋线结构时，所述1_1金属互连线通过所述1_3金属互连线与金属埋线相接触，进而实现1_1场效应晶体管和金属埋线之间的接触，使器件顶部互联空间更加充裕。

可选地，形成与所述1_2场效应晶体管的源区或漏区相接触的1_2金属互连线之前，包括：在1_2场效应晶体管周围形成1_4金属互连线，其中，所述1_2金属互连线通过1_4金属互连线与所述金属埋线相接触。其有益效果在于：利用半导体器件结构内部的空间实现了1_2场效应晶体管与金属埋线之间的接触，使器件顶部互联空间更加充裕。