[發明專利]用于具有多個半導體器件層的半導體結構的系統和方法

有效

• 申請號: 201410032391.5
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104637937B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 林以唐;蔡俊雄;萬幸仁
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L21/822;H01L21/762
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

1.一種在不同半導體器件層上具有不同電路功能的多層半導體器件結構，所述半導體器件結構包括：

在塊狀襯底上所制造的第一半導體器件層，所述第一半導體器件層包括用于執行第一電路功能的第一半導體器件，所述第一半導體器件層包括不同材料的圖案化頂面；

在絕緣體上半導體襯底上所制造的第二半導體器件層，所述絕緣體上半導體襯底包括掩埋氧化物和位于所述掩埋氧化物上的第二溝道材料，所述第二半導體器件層包括用于執行第二電路功能的第二半導體器件，其中，所述第二電路功能不同于所述第一電路功能；以及

連接在所述第一半導體器件層的圖案化頂面和所述絕緣體上半導體襯底的所述掩埋氧化物的底面之間的接合表面，其中，所述接合表面包括粘合層，所述絕緣體上半導體襯底的所述掩埋氧化物的底面經由所述接合表面接合至所述第一半導體器件層的圖案化頂面；

其中，所述第二半導體器件層包括：

在所述第二溝道材料上制造的多個柵極；

位于所述多個柵極的側壁上的間隔件，且所述間隔件的子集延伸至所述掩埋氧化物。

2.根據權利要求1所述的半導體器件結構，其中，所述第一電路功能和所述第二電路功能選自包括ESD保護功能、邏輯電路功能、存儲電路功能、I/O電路功能、模擬電路功能、無源器件功能和BJT器件功能的組。

3.根據權利要求1所述的半導體器件結構，其中，在所述第一半導體器件層和所述第二半導體器件層中的一個上僅制造一種類型的器件，并且在所述第一半導體器件層和所述第二半導體器件層中的另一個上僅制造另一類型的器件。

4.根據權利要求3所述的半導體器件結構，其中，所述一種類型的器件包括平面器件并且所述另一類型的器件包括非平面器件。

5.根據權利要求4所述的半導體器件結構，其中，所述非平面器件包括FinFET器件。

6.根據權利要求3所述的半導體器件結構，其中，所述一種類型的器件包括PMOS器件并且所述另一類型的器件包括NMOS器件。

7.根據權利要求3所述的半導體器件結構，其中，所述一種類型的器件包括無源器件并且所述另一類型的器件包括有源器件。

8.根據權利要求1所述的半導體器件結構，還包括：

在絕緣體上半導體襯底上所制造的第三半導體器件層，所述第三半導體器件層包括用于執行第三電路功能的第三半導體器件，其中，所述第三電路功能不同于所述第一電路功能和所述第二電路功能。

9.根據權利要求8所述的半導體器件結構，其中，在所述第一半導體器件層上僅制造一種類型的器件，在所述第二半導體器件層上僅制造第二類型的器件，并且在所述第三半導體器件層上僅制造第三類型的器件。

10.一種用于在不同半導體器件層上制造具有不同電路功能的多層半導體器件結構的方法，所述方法包括：

提供塊狀襯底；

在所述塊狀襯底上制造第一半導體器件層，所述第一半導體器件層包括用于執行第一電路功能的第一半導體器件，所述第一半導體器件層包括不同材料的圖案化頂面；

將絕緣體上半導體襯底的底面接合至所述圖案化頂面；

在所述絕緣體上半導體襯底上制造第二半導體器件層，所述絕緣體上半導體襯底包括掩埋氧化物和位于所述掩埋氧化物上的第二溝道材料，其中，所述絕緣體上半導體襯底的所述掩埋氧化物底面通過包括粘合層的接合表面被接合至所述圖案化頂面，所述第二半導體器件層包括用于執行第二電路功能的第二半導體器件，其中，所述第二電路功能不同于所述第一電路功能；以及

將所述第一半導體器件的部件與所述第二半導體器件的部件互連；

其中，制造第二半導體器件層包括：

圖案化所述第二溝道材料以在所述第二溝道材料上制造多個柵極；

形成位于所述多個柵極的側壁上的間隔件，且所述間隔件的子集延伸至所述掩埋氧化物。