一种半导体器件及其制造方法技术

技术编号:43090596 阅读:18 留言:0更新日期:2024-10-26 09:38
本发明专利技术公开一种半导体器件及其制造方法,涉及半导体技术领域,以提高三维集成的半导体器件的良率。半导体器件包括半导体基底、底层硅基场效应晶体管、顶层碳纳米管场效应晶体管、中部互联层和顶层互联金属层。中部互联层包括绝缘层、以及设置在绝缘层内的互联结构。顶层碳纳米管场效应晶体管和底层硅基场效应晶体管通过中部互联层和顶层互联金属层电性耦合。其中,顶层碳纳米管场效应晶体管包括的沟道设置在源极、漏极和部分栅介质层上;或者,中部互联层包括的绝缘层靠近顶层碳纳米管场效应晶体管的一侧的材料包括具有悬挂键的绝缘材料,且顶层碳纳米管场效应晶体管包括的沟道设置在源极、漏极和部分栅介质层上栅介质层分别与源极和漏极之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,尤其涉及一种半导体器件及其制造方法


技术介绍

1、随着科学技术的不断发展,计算机处理对芯片性能提出了更高的要求,需要更高的芯片集成度,因而半导体器件的特征尺寸逐渐缩小,但由于摩尔定律接近极限,基于传统的二维硅基芯片集成度提高受限,因此需要新的技术方案解决集成度问题。针对上述技术问题,目前现有的半导体器件可以在三维层次上堆叠不同晶体管,并将需要连接的端口采用互联技术进行连接,将二维平面结构改为三维,减少了器件的二维面积,指数级提高芯片的集成度。具体的,上述半导体器件主要分为前端器件和后端器件,两端器件均采用硅基晶体管器件进行制备,在制备好前端硅基器件后,继续采用掺杂、化学气相淀积、溅射、高温扩散等方法,在垂直方向的上层进行一层或多层的后端硅基器件的制备,并通过金属通孔或引线将底层器件和上层器件互联,实现硅基器件的三维堆叠集成,提高芯片的集成度。

2、但是,受目前工艺、材料、技术限制,上述三维集成的半导体器件的良率较低,在实际电路应用具有很大的功能局限性,不能很好的满足实际电路的功能及性能需求。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:半导体基底;

2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述具有悬挂键的绝缘材料包括氧化铪和/或氧化钇。

3.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述具有悬挂键的绝缘材料的厚度大于等于10nm、且小于等于25nm。

4.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述中部互联层包括的绝缘层靠近所述顶层碳纳米管场效应晶体管的一侧的材料与所述绝缘层靠近所述底层硅基场效应晶体管的一侧的材料不同;和/或,

5.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,在所述顶层碳纳米管场效应晶体管中,沿源极至漏...

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:半导体基底;

2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述具有悬挂键的绝缘材料包括氧化铪和/或氧化钇。

3.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述具有悬挂键的绝缘材料的厚度大于等于10nm、且小于等于25nm。

4.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述中部互联层包括的绝缘层靠近所述顶层碳纳米管场效应晶体管的一侧的材料与所述绝缘层靠近所述底层硅基场效应晶体管的一侧的材料不同;和/或,

5.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,在所述顶层碳纳米管场效应晶体管中,沿源极至漏极的方向,所述栅介质层覆盖在部分栅极上、且延伸至所述栅极的侧壁,所述栅极暴露在所述栅介质层之外的部分与所述顶层互联金属层电性耦合,且通过栅介质层与所述顶层互联金属层中分别与所述源极和所述漏极电性耦合的部分间隔开;和/或,

6.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括:

7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:李晓静高玥鹏陆芃孙一超段亚驰杨灿张栋高见头李博
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:

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