用于堆叠的垂直传输场效应晶体管的双重传输取向制造技术

一种半导体结构，包括：衬底；垂直鳍状物，所述垂直鳍状物设置在所述衬底的顶表面上方；第一垂直传输场效应晶体管(VTFET)，所述第一垂直传输场效应晶体管围绕所述垂直鳍状物的第一部分设置在所述衬底的所述顶表面上方；隔离层，所述隔离层围绕所述垂直鳍状物的第二部分设置在所述第一VTFET上方；以及第二VTFET，所述第二VTFET围绕所述垂直鳍状物的第三部分设置在所述隔离层的顶表面上方。垂直鳍状物的第一部分包括具有第一晶体取向的第一半导体层，第一晶体取向为第一VTFET提供第一垂直传输沟道，所述垂直鳍状物的所述第二部分包括绝缘体，并且所述垂直鳍状物的所述第三部分包括具有第二晶体取向的第二半导体层，所述第二晶体取向提供用于所述第二VTFET的第二垂直传输沟道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于堆叠的垂直传输场效应晶体管的双重传输取向
技术介绍
本专利技术涉及半导体，并且更具体地涉及用于形成半导体结构的技术。半导体和集成电路芯片在许多产品中已经变得普遍存在，特别是因为它们在成本和尺寸上持续减小。持续期望减小结构特征的尺寸和/或针对给定芯片尺寸提供更大量的结构特征。一般来说，小型化允许在较低功率电平和较低成本下增加性能。本技术处于或接近诸如逻辑门、场效应晶体管(FET)和电容器的某些微型器件的原子级缩放。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于形成具有双传输取向的堆叠的垂直传输场效应晶体管的技术。在一个实施例中，一种半导体结构包括：衬底；至少一个垂直鳍状物，至少一个垂直鳍状物设置在衬底的顶表面上方；第一垂直传输场效应晶体管，第一垂直传输场效应晶体管围绕至少一个垂直鳍状物的第一部分设置在衬底的顶表面上方；隔离层，隔离层围绕至少一个垂直鳍状物的第二部分设置在第一垂直传输场效应晶体管上方；以及第二垂直传输场效应晶体管，第二垂直传输场效应晶体管围绕至少一个垂直鳍状物的第三部分设置在隔离层的顶表面上方。至少一个垂直鳍状物的第一部分包括具有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，包括：/n衬底；/n至少一个垂直鳍状物，所述至少一个垂直鳍状物设置在所述衬底的顶表面上方；/n第一垂直传输场效应晶体管，所述第一垂直传输场效应晶体管围绕所述至少一个垂直鳍状物的第一部分设置在所述衬底的所述顶表面上方；/n隔离层，所述隔离层围绕所述至少一个垂直鳍状物的第二部分设置在所述第一垂直传输场效应晶体管上方；以及/n第二垂直传输场效应晶体管，所述第二垂直传输场效应晶体管围绕所述至少一个垂直鳍状物的第三部分设置在所述隔离层的顶表面上方；/n其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第一部分包括具有第一晶体取向的第一半导体层，所述第一晶体取向为所述第一垂直传输场效应晶体管提供第一垂直...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190102 US 16/237,9351.一种半导体结构，包括：
衬底；
至少一个垂直鳍状物，所述至少一个垂直鳍状物设置在所述衬底的顶表面上方；
第一垂直传输场效应晶体管，所述第一垂直传输场效应晶体管围绕所述至少一个垂直鳍状物的第一部分设置在所述衬底的所述顶表面上方；
隔离层，所述隔离层围绕所述至少一个垂直鳍状物的第二部分设置在所述第一垂直传输场效应晶体管上方；以及
第二垂直传输场效应晶体管，所述第二垂直传输场效应晶体管围绕所述至少一个垂直鳍状物的第三部分设置在所述隔离层的顶表面上方；
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第一部分包括具有第一晶体取向的第一半导体层，所述第一晶体取向为所述第一垂直传输场效应晶体管提供第一垂直传输沟道；
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第二部分包括绝缘体；以及
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第三部分包括具有第二晶体取向的第二半导体层，所述第二晶体取向为所述第二垂直传输场效应晶体管提供第二垂直传输沟道。


2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一晶体取向为n型场效应晶体管(nFET)和p型场效应晶体管(pFET)中的一个提供第一垂直传输取向，并且其中所述第二晶体取向为nFET和pFET中的另一个提供垂直传输取向。


3.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一半导体层包括具有(110)晶体取向和(100)晶体取向中的一个的硅，并且其中所述第二半导体层包括具有(110)晶体取向和(100)晶体取向中的另一个的硅。


4.如权利要求1所述的半导体结构，进一步包括：
用于所述第一垂直传输场效应晶体管的第一底部源极/漏极区，所述第一底部源极/漏极区包括邻近所述衬底的所述顶表面的掺杂区和邻近所述衬底的所述顶表面的所述第一半导体层的第一部分的掺杂区；
第一底部间隔体，所述第一底部间隔体设置在所述衬底的所述顶表面上方并且围绕所述第一半导体层的所述第一部分；
第一栅极堆叠，所述第一栅极堆叠设置在所述第一底部间隔体的顶表面上方并且围绕所述第一半导体的第二部分；
第一顶部间隔体，所述第一顶部间隔体设置在所述第一栅极堆叠的顶表面上方并且围绕所述第一半导体层的第三部分；以及
用于所述第一垂直传输场效应晶体管的第一顶部源极/漏极触点，所述第一顶部源极/漏极触点被设置在所述第一顶部间隔体的顶表面上方并且围绕所述第一半导体层的第四部分；
其中掺杂所述第一半导体层的所述第三部分和所述第一半导体层的所述第四部分，以提供用于所述第一垂直传输场效应晶体管的第一顶部源极/漏极区。


5.如权利要求4所述的半导体结构，进一步包括：
用于所述第二垂直传输场效应晶体管的第二底部源极/漏极触点，所述第二底部源极/漏极触点被设置在所述隔离层的所述顶表面上方并且围绕所述第二半导体层的第一部分；
第二底部间隔体，所述第二底部间隔体设置在所述第二底部源极/漏极触点的顶表面上方并且围绕所述第二半导体层的第二部分；
第二栅极堆叠，所述第二栅极堆叠设置在所述第二底部间隔体的顶表面上方并且围绕所述第二半导体层的第三部分；以及
第二顶部间隔体，所述第二顶部间隔体设置在所述第二栅极堆叠的顶表面上方并且围绕所述第二半导体层的第四部分；
其中对所述第二半导体层的所述第一部分和所述第二半导体层的所述第二部分进行掺杂，以提供用于所述第二垂直传输场效应晶体管的第二底部源极/漏极区；以及
其中掺杂所述第二半导体层的所述第四部分和设置在所述第二半导体层的第四部分上方的所述第二半导体层的第五部分，以提供用于所述第二垂直传输场效应晶体管的第二顶部源极/漏极区。


6.如权利要求5所述的半导体结构，进一步包括：
用于所述第二垂直传输场效应晶体管的第二顶部/源极漏极触点，所述第二顶部/源极漏极触点围绕所述第二半导体层的所述第五部分并且设置在所述第二半导体层的顶表面上方；以及
层间电介质，所述层间电介质设置在所述第二顶部间隔体上方并且围绕所述第二顶部/源极漏极触点。


7.如权利要求6所述的半导体结构，进一步包括第一侧壁间隔体，所述第一侧壁间隔体具有邻近所述层间电介质的第一侧壁设置的第一垂直表面，所述第二顶部间隔体，所述第二栅极堆叠和所述第二底部间隔体，其中所述第二底部源极/漏极触点还被设置成邻近所述第一侧壁间隔体的第二垂直表面。


8.如权利要求7所述的半导体结构，进一步包括第二侧壁间隔体，所述第二侧壁间隔体具有邻近所述层间电介质的第二侧壁设置的第一垂直表面，所述第二顶部间隔体，所述第二栅极叠层，所述第二底部间隔体和所述隔离层，其中所述第一顶部源极/漏极触点还被设置成邻近所述第二侧壁间隔体的第二垂直表面。


9.如权利要求6所述的半导体结构，进一步包括第一侧壁间隔体，所述第一侧壁间隔体具有邻近所述层间电介质的第一侧壁设置的第一垂直表面，所述第二顶部间隔体，所述第二栅极堆叠和所述第二底部间隔体，其中所述第一顶部源极/漏极触点和所述第二底部源极/漏极触点包括邻近所述第一侧壁间隔体的第二垂直表面并且邻近所述隔离层的第一边缘设置的共享触点。


10.如权利要求5所述的半导体结构，进一步包括：
第一侧壁间隔体，所述第一侧壁间隔体具有与所述至少一个垂直鳍状物的第一端间隔开的第一垂直表面，邻近所述层间电介质、所述第二顶部间隔体、所述第二栅极堆叠、所述第二底部间隔体、所述隔离层、所述第一顶部间隔体、所述第一栅极堆叠和所述第一底部间隔体的第一端设置；以及
用于所述第一垂直传输场效应晶体管的第一底部源极/漏极触点，所述第一垂直传输场效应晶体管被设置在所述衬底的顶表面上方并且邻近所述第一侧壁间隔体的第二垂直表面。


11.如权利要求10所述的半导体结构，还包括设置在所述层间电介质、所述第二顶部间隔体、所述第二栅极堆叠、所述第二底部间隔体和所述第一顶部间隔体中的到所述第一栅极堆叠和所述第二栅极堆叠的共享栅极触点，所述共享栅极触点与所述至少一个垂直鳍状物的第二端间隔开。


12.一种集成电路，包括如以上任一项权利要求所述的半导体结构。


13.一种形成半导体结构的方法，包括：
在衬底的顶表面上方形成至少一个垂直鳍状物；
在所述衬底的所述顶表面上方围绕所述至少一个垂直鳍状物的第一部分形成第一垂直传输场效应晶体管；
在所述第一垂直传输场效应晶体管的上方围绕所述至少一个垂直鳍状物的第二部分形成隔离层；以及
在所述隔离层的顶表面上方围绕所述至少一个垂直鳍状物的第三部分形成第二垂直传输场效应晶体管；
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第一部分包括具有第一晶体取向的第一半导体层，所述第一晶体取向为所述第一垂直传输场效应晶体管提供第一垂直传输沟道；
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第二部分包括绝缘体；以及
其中所述至少一个垂直鳍状物的所述第三部分包括具有第二晶体取向的第二半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下典洪，张辰，程慷果，吴恒，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US