【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及单片三维(3-d)集成技术，并且具体地，涉及用于制造包括层叠的cmos(互补金属氧化物半导体)晶体管结构的单片3-d半导体集成电路器件的技术。半导体工艺技术的持续创新使得能够实现更高的集成密度和器件尺寸。特别地，3d集成技术的发展水平已经成为提供极其密集的集成电路的关键技术增强器。3-d单片设计包括场效应晶体管(fet)器件的层叠层以减小器件占用面积(footprint)。例如，fet-在-fet集成方案是3-d单片集成方案的一种形式，其中p型fet(pfet)和n型fet(nfet)器件形成在单个衬底上的不同器件层中。
技术介绍
1、虽然层叠的cmos结构通过将pfet器件和nfet器件层叠在彼此的顶部上而允许增加的晶体管密度，但是层叠的cmos结构的集成密度受到例如源/漏极接触所需的间隔的限制。特别地，对于其中层叠cmos结构的源/漏元件连接到设置在层叠cmos结构之上的后段制程(beol)互连结构的3-d半导体集成电路器件，必须形成下fet器件的至少一个下源/漏极区以横向延伸超过相应的上fet器件的上源/漏极区，以提供形成从下源/漏极区到beol互连结构的源/漏极接触所需的横向间隔。源/漏极接触所需的额外横向间隔增加了层叠的cmos结构的单元尺寸，这是不期望的。
2、此外，层叠的cmos技术的另一个问题是有效地将层叠的nfet/pfet结构与下面的半导体衬底隔离的能力。例如，在隔离不足的情况下，由于到下层衬底的源/漏极泄漏增加以及金属栅极结构与下层衬底之间的寄生电容和泄漏增加，器件性能将劣化。虽然
技术实现思路
1、现在将关于包括层叠互补晶体管结构的半导体集成电路器件以及用于制造这样的半导体集成电路器件的方法来更详细地描述示例性实施例。
2、示例性实施例包括一种器件，所述器件包括第一互连结构、第二互连结构、层叠的互补晶体管结构、第一接触和第二接触。所述层叠的互补晶体管结构设置在第一和第二互连结构之间。所述层叠的互补晶体管结构包括第一类型的第一晶体管和与所述第一类型相反的第二类型的第二晶体管。所述第一接触将所述第一晶体管的第一源/漏元件连接到所述第一互连结构。所述第二接触将所述第二晶体管的第一源/漏元件连接到所述第二互连结构。第一和第二接触彼此对准地设置。
3、有利地，所述第二互连结构的实现和所述第二接触到所述第二互连结构的连接允许所述层叠的互补晶体管结构的单元尺寸的减小，因为第一和第二接触可以形成为彼此纵向对准。其消除了将第一和第二接触两者连接到相同互连结构(例如，第一互连结构)的需要，该需要将要求第一和第二接触彼此相邻地设置，这将需要附加的横向间隔，并且因此增加了层叠的互补晶体管结构的单元尺寸。
4、另一示例性实施例包括一种器件，所述器件包括第一互连结构、第二互连结构、层叠的互补晶体管结构、绝缘层、第一接触和第二接触。所述层叠的互补晶体管结构设置在第一和第二互连结构之间。所述层叠的互补晶体管结构包括第一类型的第一晶体管和与所述第一类型相反的第二类型的第二晶体管。所述绝缘层设置在所述层叠的互补晶体管结构和所述第二互连结构之间，其中所述第二晶体管的第一和第二源/漏元件均包括延伸到所述第二绝缘层中的延伸部分。所述第一接触将所述第一晶体管的第一源/漏元件连接到所述第一互连结构。所述第二接触耦合到所述第二晶体管的所述第一源/漏元件的延伸部分，以将所述第二晶体管的所述第一源/漏元件连接到所述第二互连结构。所述第一和第二接触彼此对准地设置。
5、有利地，所述第二晶体管的所述第一和第二源/漏元件的延伸部分的实施允许所述第一和第二源/漏元件在所述器件制造期间的某个时间点向所述第二晶体管的有源沟道施加应变(例如，压缩应变或拉伸应变)，其中所述延伸部分在被设置在所述第二绝缘层中之前从半导体衬底释放。
6、另一实施例包括一种器件，所述器件包括第一互连结构、第二互连结构、互补反相器、第一接触、第二接触、以及第三接触。所述互补反相器包括设置在第一和第二互连结构之间的层叠的互补晶体管结构。所述层叠的互补晶体管结构包括第一类型的第一晶体管和与所述第一类型相反的第二类型的第二晶体管。所述第一晶体管包括源极元件和漏极元件，第二晶体管包括源极元件和漏极元件。所述第一接触所述将第一和第二晶体管的漏极元件共同连接到所述第一互连结构。所述第二接触将所述第一晶体管的所述源极元件连接到所述第一互连结构。所述第三接触将所述第二晶体管的所述源极元件连接到所述第二互连结构。所述第二和第三接触彼此对准地设置。
7、另一实施例包括一种用于制造半导体器件的方法。一种层叠的互补晶体管结构，其形成在半导体衬底上。所述层叠的互补晶体管结构包括第一类型的第一晶体管和与所述第一类型相反的第二类型的第二晶体管。形成第一接触，其连接到所述第一晶体管的第一源/漏元件。形成连接到所述第一接触的第一互连结构。去除部分半导体衬底，以暴露出所述层叠的互补晶体管结构的底表面。形成覆盖所述层叠的互补晶体管结构的暴露底表面的绝缘层。在所述绝缘层中形成第二接触，其连接到所述第二晶体管的第一源/漏元件，其中所述第二接触与所述第一接触对准形成。在所述绝缘层上形成第二互连结构，其中所述第二互连结构连接到所述第二接触。
8、有利地，用所述绝缘层替换所述半导体衬底的去除部分以覆盖所述层叠的互补晶体管结构的所述暴露的底表面以及所述第二晶体管的第一和第二源/漏元件的工艺用于提供与所述半导体衬底的隔离，而不需要实现专用工艺模块来实现这种隔离。
9、另一实施例包括一种用于制造半导体器件的方法。一种层叠的互补晶体管结构被形成在半导体衬底上。所述层叠的互补晶体管结构包括第一类型的第一晶体管和与所述第一类型相反的第二类型的第二晶体管。所述第一晶体管包括第一源/漏元件和第二源/漏元件。所述第二晶体管包括第一源/漏元件和第二源/漏元件，其中所述第二晶体管的第一和第二源/漏元件各自包括延伸到所述半导体衬底中的延伸部分。形成第一接触，其连接到所述第一晶体管的第一源/漏元件。形成连接到所述第一接触的第一互连结构。去除部分半导体基底，以露出所述层叠的互补式晶体管结构的底表面，并释放所述第二晶体管的所述第一与第二源/漏元件的延伸部分。形成绝缘层，其覆盖所述层叠的互补晶体管结构的暴露的底表面以及所述第二晶体管的所述第一和第二源/漏元件的延伸部分。在所述绝缘层中形成第二接触，其与所述第二晶体管的所述第一源/漏元件的延伸部分接触，其中所述第二接触与所述第一接触对准形成。在所述绝缘层上形成第二互连结构，其中所述第二互连结构连接到所述第二接触。
10、有利地，通过去除所述半导体衬底的一部分来释放所述第二晶体管的所述第一和第二源/漏元件的延伸部分，允许所述第一和第二源/漏元件在形成所述第二绝缘层之前向所述第二晶体管的有源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种器件，包括：
2.根据权利要求1所述的器件，还包括第三接触，所述第三接触将所述第一晶体管和所述第二晶体管的第二源/漏元件共同连接到所述第一互连结构。
3.根据权利要求1所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括由所述第一晶体管和所述第二晶体管共享的公共金属栅极结构。
4.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一晶体管及所述第二晶体管包括环栅场效应晶体管。
5.根据权利要求1所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括互补反相器单元。
6.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一互连结构包括信号网络和电力分配网络。
7.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二互连结构包括电力分配网络。
8.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一晶体管为P型晶体管且所述第二晶体管为N型晶体管，或其中所述第一晶体管为N型晶体管且所述第二晶体管为P型晶体管。
9.一种器件，包括：
10.根据权利要求9所述的器件，其中：
11.根据权利要求9所述的器件，其中：
12.根据
13.根据权利要求9所述的器件，其中所述第一晶体管及所述第二晶体管包括环栅场效应晶体管。
14.根据权利要求9所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括互补反相器单元。
15.根据权利要求9所述的器件，其中所述第一互连结构包括信号网络和电力分配网络。
16.根据权利要求9所述的器件，其中所述第二互连结构包括电力分配网络。
17.一种器件，包括：
18.根据权利要求17所述的器件，还包括设置在所述层叠的互补晶体管结构与所述第二互连结构之间的绝缘层，其中，所述第二晶体管的所述源极元件和所述漏极元件各自包括延伸到所述绝缘层中的延伸部分。
19.根据权利要求17所述的器件，其中所述第一晶体管及所述第二晶体管包括环栅场效应晶体管。
20.一种用于制造半导体器件的方法，包括：
21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括形成第三接触，所述第三接触共同连接到所述第一晶体管的第二源/漏元件及所述第二晶体管的第二源/漏元件，其中第一互连结构连接到所述第三接触。
22.一种用于制造半导体器件的方法，包括：
23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括形成第三接触，所述第三接触共同连接到所述第一晶体管的第二源/漏元件及所述第二晶体管的第二源/漏元件，其中第一互连结构连接到所述第三接触。
24.根据权利要求22所述的方法，其中释放所述第二晶体管的所述第一和第二源/漏元件的所述延伸部分导致要被施加到所述第二晶体管的有源沟道的应变。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述第二晶体管的所述第一和第二源/漏元件包括外延半导体材料，所述外延半导体材料被配置为施加下列中的一个：(i)当所述第二晶体管包括P型晶体管时，在所述第二晶体管的所述有源沟道上施加压缩应变，以及(ii)当所述第二晶体管包括N型晶体管时，在所述第二晶体管的所述有源沟道上施加拉伸应变。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种器件，包括：
2.根据权利要求1所述的器件，还包括第三接触，所述第三接触将所述第一晶体管和所述第二晶体管的第二源/漏元件共同连接到所述第一互连结构。
3.根据权利要求1所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括由所述第一晶体管和所述第二晶体管共享的公共金属栅极结构。
4.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一晶体管及所述第二晶体管包括环栅场效应晶体管。
5.根据权利要求1所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括互补反相器单元。
6.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一互连结构包括信号网络和电力分配网络。
7.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二互连结构包括电力分配网络。
8.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一晶体管为p型晶体管且所述第二晶体管为n型晶体管，或其中所述第一晶体管为n型晶体管且所述第二晶体管为p型晶体管。
9.一种器件，包括：
10.根据权利要求9所述的器件，其中：
11.根据权利要求9所述的器件，其中：
12.根据权利要求9所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括由所述第一晶体管和所述第二晶体管共享的公共金属栅极结构。
13.根据权利要求9所述的器件，其中所述第一晶体管及所述第二晶体管包括环栅场效应晶体管。
14.根据权利要求9所述的器件，其中所述层叠的互补晶体管结构包括互补反相器单元。
15.根据权利要求9所述的器件，其中所述第一互连结构包括信号网络和电力分配网络。
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【专利技术属性】
技术研发人员：程慷果，望月省吾，李俊涛，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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