[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

本發明提供了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。半導體結構包括在塊狀襯底上所制造的第一半導體器件層。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。第一半導體器件層包括不同材料的圖案化頂面。半導體結構還包括在絕緣體上半導體襯底上所制造的第二半導體器件層。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。第二電路功能不同于第一電路功能。接合表面連接在第一半導體器件層的圖案化頂面和SOI襯底的底面之間。SOI襯底的底面經由接合表面接合至第一半導體器件層的圖案化的頂面。本發明提供了用于具有多個半導體器件層的半導體結構的系統和方法。

技術領域

本發明總的來說涉及半導體器件，更具體地，涉及具有多個半導體器件層的半導體結構。

背景技術

集成電路（“IC”）可以包括一種或多種類型的半導體器件，諸如N溝道MOSFET（“NMOS”）器件、P溝道MOSFET（“PMOS”）器件、雙極結型晶體管（“BJT”）器件、二極管器件以及電容器器件等。對于半導體設計師而言，不同類型的器件存在不同的設計考慮。IC還可以包括具有不同電路功能的電路，諸如具有模擬功能、邏輯功能和存儲功能的IC。

發明內容

根據本文所描述的教導，提供了用于具有多個半導體器件層的半導體結構的系統和方法。在一個示例中，提供了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。半導體結構包括在塊狀襯底上所制造的第一半導體器件層。第一半導體器件層包括用于實施第一電路功能的第一半導體器件。第一半導體器件層包括不同材料的圖案化頂面。半導體結構進一步包括在絕緣體上半導體（“SOI”）襯底上所制造的第二半導體器件層。第二半導體器件層包括用于實施第二電路功能的第二半導體器件。第二電路功能不同于第一電路功能。包括連接在第一半導體器件層的圖案化頂面和SOI襯底的底面之間的接合表面。SOI襯底的底面經由接合表面結合至第一半導體器件層的圖案化頂面。

優選地，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。

優選地，在第一半導體器件層和第二半導體器件層中的一個上僅制造一種類型的器件，并且在第一半導體器件層和第二半導體器件層中的另一個上僅制造另一類型的器件。

優選地，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。優選地，非平面器件包括FinFET器件。

優選地，一種類型的器件包括PMOS器件并且另一類型的器件包括NMOS器件。

優選地，一種類型的器件包括無源器件并且另一類型的器件包括有源器件。

優選地，接合表面包括粘合層。

優選地，該半導體結構還包括：在絕緣體上半導體（“SOI”）襯底上所制造的第三半導體器件層，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，第三電路功能不同于第一電路功能和第二電路功能。

優選地，在第一半導體器件層上僅制造一種類型的器件，在第二半導體器件層上僅制造第二類型的器件，并且在第三半導體器件層上僅制造第三類型的器件。

在另一示例中，提供了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。該方法包括提供塊狀襯底并且在塊狀襯底上制造第一半導體器件層。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。第一半導體器件層包括不同材料的圖案化頂面。該方法進一步包括將絕緣體上半導體（“SOI”）襯底的底面接合至圖案化頂面并且在SOI襯底上制造第二半導體器件層。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。第二電路功能不同于第一電路功能。該方法進一步包括將第一半導體器件的部件與第二半導體器件的部件互連。