[發明專利]多層場效應晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201410472615.4
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104241288A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 吳東平;許鵬;周祥標;付超超
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L27/105
• 分類號: H01L27/105;H01L21/77
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

1.一種多層場效應晶體管，其特征在于，包括：N個依次堆疊的場效應晶體管，第N-1個場效應晶體管和第N個場效應晶體管之間由第M-1層介質層隔離開，在所述第N個場效應晶體管上形成有第M層介質層，其中，N、M均為大于或等于2的整數。

2.根據權利要求1所述的多層場效應晶體管，其特征在于，還包括多個通孔連線，所有場效應晶體管的源漏區均通過所述通孔連線引出至所述第M層介質層的表面。

3.根據權利要求2所述的多層場效應晶體管，其特征在于，N個依次堆疊的場效應晶體管為PN結型MOS場效應晶體管、肖特基場效應晶體管或無結型MOS場效應晶體管中的一種或多種堆疊而成。

4.一種多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成第一個場效應晶體管；

步驟S2：在所述半導體襯底和第一個場效應晶體管的表面形成第一層介質層；

步驟S3：在所述第一層介質層的表面形成第二個場效應晶體管；

步驟S4：在所述第一層介質層及第二個場效應晶體管上形成第二層介質層；

步驟S5：依次循環，直至在第M-1層介質層上形成第N個場效應晶體管，并在第M-1層介質層及第N個場效應晶體管上形成第M層介質層。

5.根據權利要求4所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，在第M-1層介質層上形成第N個場效應晶體管包括如下步驟：

在所述第M-1層介質層上形成第N-1層半導體薄膜；

刻蝕所述第N-1層半導體薄膜，暴露出位于所述第N-1個場效應晶體管的源漏區上的第M-1層介質層；

在所述第N-1層半導體薄膜上形成第N個場效應晶體管。

6.根據權利要求4所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，在第M層介質層之后，還包括步驟：

依次刻蝕第M層介質層至第一層介質層，形成多個通孔，所述通孔分別暴露出所述第一個場效應晶體管至第N個場效應晶體管的源漏區；

在所述通孔中形成通孔連線，所述通孔連線與暴露出的第一個場效應晶體管至第N個場效應晶體管的源漏區相連。

7.根據權利要求5所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，所述第一層半導體薄膜至第M-1層半導體薄膜均通過鍵合及減薄工藝形成。

8.根據權利要求6所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，所述場效應晶體管為PN結型MOS場效應晶體管堆疊而成，所述PN結型MOS場效應晶體管的形成步驟包括：

在所述半導體襯底上形成柵介質層和柵極，所述柵極位于所述柵介質層的表面；

采用離子注入輕摻雜在所述柵介質層的兩側的半導體襯底內形成源漏延伸區；

在所述柵介質層和柵極兩側形成側墻；

采用離子注入摻雜在所述側墻兩側的半導體襯底內形成源漏區。

9.根據權利要求8所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，在第M-1層介質層上形成第N個PN結型MOS場效應晶體管，并在第M-1層半導體薄膜上形成第M層介質層之后，采用低溫退火激活第一個PN結型MOS場效應晶體管至第N個PN結型MOS場效應晶體管的源漏區的摻雜。

10.根據權利要求9所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，所述低溫退火采用微波退火或快速熱退火。

11.根據權利要求9所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，在形成所述通孔之后，形成通孔連線之前，在暴露出的源漏區的表面采用自對準工藝形成自對準硅化物，所述自對準硅化物的形成步驟包括：

在所述第M層介質層和暴露出的源漏區表面沉積金屬；

采用退火工藝形成自對準硅化物；

刻蝕去除殘留在所述第M層介質層表面和通孔側壁內的金屬。

12.根據權利要求6所述的多層場效應晶體管制造方法，其特征在于，所述場效應晶體管為肖特基場效應晶體管堆疊而成，所述肖特基場效應晶體管的形成步驟包括：

在所述半導體襯底上形成柵介質層、柵極及側墻，所述柵極形成于所述柵介質層的表面，所述側墻形成于所述柵介質層和柵極的兩側；

在位于側墻兩側、半導體襯底內的源漏區及柵極表面形成肖特基接觸。