[发明专利]三维集成结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

具有第一侧的第一衬底层，装置形成在所述第一侧之上；

第一电介质结构，其形成在所述第一衬底层的其中定位了所述装置的所述第一侧之上，所述第一电介质结构包括与所述第一衬底层的所述第一侧接触的底表面，所述第一电介质结构的所述底表面的一部分未被所述第一衬底层覆盖；以及

第一电子结构，其定位在所述第一电介质结构的所述底表面的未被覆盖的部分之上，使得所述第一电子结构和所述第一衬底层定位在所述第一电介质结构的所述底表面的同一侧，所述第一电子结构进一步键合到所述第一电介质结构。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一电子结构通过多晶硅层键合到所述第一电介质结构的所述底表面，所述多晶硅层被定位在所述第一电子结构与所述第一电介质结构之间。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一电子结构由所述第一衬底层的一部分形成。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述装置包括场效应晶体管、二极管、双极结型晶体管、电容器、电阻器或电感器中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述装置包括存储器单元，所述存储器单元进一步包括：

交替绝缘层和字线的堆叠体，所述交替绝缘层和字线的堆叠体以阶梯构造定位在所述第一衬底层的所述第一侧之上并布置在所述第一电介质结构中，

沟道结构，其延伸穿过所述绝缘层和所述字线，以及

字线接触部，其定位在所述第一衬底层的所述第一侧之上并从所述字线中的一个字线延伸。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，还包括：

第一接触结构，其从所述第一衬底层的所述第一侧延伸并延伸穿过所述第一电介质结构；

形成在所述第一衬底层中的穿硅过孔(TSV)，所述TSV延伸穿过所述第一衬底层并与所述第一接触结构接触；

第一金属线，其形成在所述第一衬底层的所述第一侧之上并且布置在所述第一电介质结构的与所述底表面相对的顶表面上，所述第一金属线耦合到所述沟道结构、所述第一接触结构和所述字线接触部中的一个；以及

焊盘结构，其定位在所述TSV之上并耦合到所述TSV。

7.根据权利要求6所述的半导体装置，还包括：

形成在第二衬底层的第一侧之上的第二电介质结构，所述第一衬底层的所述第一侧和所述第二衬底层的所述第一侧被对准；

晶体管，其形成在所述第二衬底层的所述第一侧中并且定位在所述第二电介质结构中；以及

第二金属线，其形成在所述第二电介质结构之上并耦合到所述第一金属线，使得所述存储器单元耦合到所述晶体管。

8.根据权利要求7所述的半导体装置，还包括

源极/漏极(S/D)接触部，其从所述晶体管的S/D区延伸；

栅极接触部，其从所述晶体管的栅极结构延伸；以及

第二接触结构，其从所述第二衬底层的所述第一侧延伸并延伸穿过所述第二电介质结构，其中：

所述第二金属线耦合到所述S/D接触部、所述栅极接触部和所述第二接触结构中的一个，并且

所述第一金属线通过定位在所述第一金属线与所述第二金属线之间的键合过孔而耦合到所述第二金属线。

9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一电子结构包括逻辑电路、存储电路和模拟电路中的一个。

10.根据权利要求8所述的半导体装置，还包括：

第二电子结构，其定位在所述第一电介质结构的所述底表面的所述未被覆盖的部分之上并耦合到所述第一电子结构，以及

第三电子结构，其通过所述第一接触结构和所述第二接触结构而耦合到所述晶体管。