[發明專利]半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202110480078.8
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113594156A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陳志良;田麗鈞
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L27/092;H01L21/8234;H01L21/8238
• 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;李偉

半導體器件包括襯底、柵極結構、源極/漏極結構、后側通孔和電源軌。柵極結構沿著與襯底的前側表面平行的第一方向延伸。后側通孔沿著與襯底的前側表面平行但垂直于第一方向的第二方向延伸，后側通孔具有沿著第一方向與源極/漏極結構中的一個對準的第一部分和沿著第一方向與柵極結構對準的第二部分，后側通孔的第一部分沿著第一方向具有第一寬度，并且后側通孔的第二部分沿著第一方向具有第二寬度，其中第一寬度大于第二寬度。電源軌位于襯底的后側表面上，并且與后側通孔接觸。本發明的實施例還涉及半導體器件的形成方法。

技術領域

本發明的實施例涉及半導體器件及其形成方法。

背景技術

半導體集成電路(IC)行業經歷了快速增長。IC材料和設計的技術進步已經產生了多代IC。每一代都具有比上一代更小和更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性。

在IC發展的過程中，功能密度(即，每個芯片面積的互連器件的數量)通常增加，而幾何尺寸(即，可以使用制造工藝創建的最小組件(或線))減小。這種按比例縮小工藝通常通過提高生產效率和降低相關成本來提供益處。

然而，由于部件尺寸不斷減小，因此制造工藝繼續變得更加難以執行。因此，以越來越小的尺寸形成可靠的半導體器件是個挑戰。

發明內容

本發明的實施例提供了一種半導體器件，包括：襯底；柵極結構，沿著與所述襯底的前側表面平行的第一方向延伸；源極/漏極結構，分別位于所述柵極結構的相對側上；后側通孔，沿著與所述襯底的所述前側表面平行但是垂直于所述第一方向的第二方向延伸，所述后側通孔具有沿著所述第一方向與所述源極/漏極結構中的一個對準的第一部分以及沿著所述第一方向與所述柵極結構對準的第二部分，所述后側通孔的所述第一部分沿著所述第一方向具有第一寬度，并且所述后側通孔的所述第二部分沿著所述第一方向具有第二寬度，其中，所述第一寬度大于所述第二寬度；以及電源軌，位于所述襯底的后側表面上，并且與所述后側通孔接觸。

本發明的另一實施例提供了一種形成半導體器件的方法，包括：在襯底的前側上方交替地形成第一半導體層和第二半導體層；蝕刻所述第一半導體層、所述第二半導體層和所述襯底以形成溝槽；形成襯所述于溝槽的側壁的第一介電間隔件；形成襯于所述第一介電間隔件的側壁的第二介電間隔件；在形成所述第二介電間隔件之后，在所述溝槽中形成后側通孔；形成跨越所述第一介電間隔件和所述第二介電間隔件與所述后側通孔延伸的柵極結構；在形成所述柵極結構之后，去除所述第二介電間隔件的未由所述柵極結構覆蓋的部分，以形成第一凹槽；用第一導電材料填充所述第一凹槽以擴大所述后側通孔；在擴大所述后側通孔之后，蝕刻所述第一介電間隔件的未由所述柵極結構覆蓋的部分，以形成第二凹槽；以及用第二導電材料填充所述第二凹槽。

本發明的又一實施例提供了一種形成半導體器件的方法，包括：在襯底的前側上方形成交替的第一半導體層和第二半導體層的外延堆疊件；在所述外延堆疊件旁邊形成第一介電間隔件；在所述第一介電間隔件旁邊形成第二介電間隔件；在所述第二介電間隔件旁邊形成第三介電間隔件；形成靠近所述第三介電間隔件的犧牲介電層，其中，所述第一介電間隔件、所述第二介電間隔件、所述第三介電間隔件、所述犧牲介電層包括至少兩種不同的材料；在形成所述犧牲介電層之后，用源極/漏極外延結構替換所述外延堆疊件的部分；在用所述源極/漏極外延結構替換所述外延堆疊件的所述部分之后，對所述襯底的后側執行化學機械拋光工藝，直到所述犧牲介電層的底面暴露；去除所述犧牲介電層以形成暴露所述源極/漏極外延結構的側壁的凹槽；以及用后側通孔填充所述凹槽。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A至圖1E是根據本發明的一些實施例的集成電路的示意圖。

圖2至圖26C示出了根據本發明的一些實施例的在制造集成電路的各個階段中的方法。