本申请涉及一种互补场效应管器件及其制备方法、逻辑电路及逻辑与非门、或非门电路。所述互补场效应管器件包括在垂直于衬底的方向上堆叠且互连的至少两层场效应管；其中，有源层用于连接第一电源电压端的各场效应管位于最顶层，且有源层用于连接第一电源电压端的表面位于对应场效应管背离最底层场效应管的表面；有源层用于连接第二电源电压端的各场效应管位于最底层，且有源层用于连接第二电源电压端的表面位于对应场效应管背离最顶层场效应管的表面。所述互补场效应管器件能够提升面积利用效率，有利于提升逻辑电路的器件密度。
1、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，简称cmos)逻辑电路广泛应用在电子、物联网及通讯等领域，是半导体产业较为重要的逻辑电路。cmos逻辑电路中包括多个mos晶体管，mos晶体管由源极、漏极、栅极及沟道组成。
2、相关技术中，在优化逻辑电路的工艺设计时，通常要求缩减mos晶体管的占据面积以提升逻辑电路的器件密度。然而，当前尚未提出合理的方式，能够有效缩减mos晶体管的占据面积。
>6、所述第一型场效应管包括：沿远离所述第二型场效应管的方向依次层叠的第一第一型有源层、第二型沟道层和第二第一型有源层；7、所述第二第一型有源层具有第一反型掺杂区；所述第一反型掺杂区连通所述第二型沟道层与所述第一电源电压端。
8、在一些实施例中，所述互补场效应管器件还包括：
9、第一隔离结构，至少位于连接所述第一电源电压端的所述第一型场效应管的所述第二第一型有源层和未连接所述第一电源电压端的所述第一型场效应管的所述第二第一型有源层之间。
10、在一些实施例中，所述互补场效应管器件还包括：
11、至少一个第一接触结构，位于对应所述第一反型掺杂区背离所述第二型沟道层的表面；
12、布线层，与所述第一接触结构对应连接。
13、在一些实施例中，所述互补场效应管器件还包括第一金属图案；其中，
14、所述第一接触结构为所述第一金属图案的硅化区域；
15、所述布线层为所述第一金属图案的未硅化区域。
16、在一些实施例中，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
17、所述第二型场效应管包括：沿远离所述第一型场效应管的方向依次层叠的第一第二型有源层、第一型沟道层和第二第二型有源层；
18、所述第二第二型有源层具有第二反型掺杂区；所述第二反型掺杂区连通所述第一型沟道层与所述第二电源电压端。
19、在一些实施例中，所述互补场效应管器件还包括设置于所述衬底一侧的绝缘层；其中，
20、最底层的所述第二型场效应管设置于所述绝缘层背离所述衬底的表面；
21、在一些实施例中，所述互补场效应管器件还包括：
22、第二接触结构，设置于所述绝缘层的沟槽内并贯穿所述绝缘层，与所述衬底及对应的所述第二反型掺杂区分别连接。
23、在一些实施例中，所述第二接触结构呈环状；
24、所述第二型场效应管还包括：依次贯穿所述第一第二型有源层、所述第一型沟道层和所述第二第二型有源层的栅极柱；所述栅极柱与所述第一第二型有源层、所述第一型沟道层和所述第二第二型有源层均绝缘；
25、所述栅极柱与所述第二接触结构相绝缘，且所述栅极柱在所述衬底上的正投影位于所述第二接触结构的环内区域在所述衬底上的正投影范围内。
26、在一些实施例中，位于所述第二型场效应管正上方的所述第一型场效应管和所述第二型场效应管共用同一所述栅极柱。
27、本申请还提供一种互补场效应管器件的制备方法，包括：在垂直于衬底的方向上形成堆叠且互连的至少两层场效应管；其中，
28、有源层用于连接第一电源电压端的各所述场效应管形成于最顶层，且所述有源层用于连接所述第一电源电压端的表面形成于对应所述场效应管背离最底层所述场效应管的表面；有源层用于连接第二电源电压端的各所述场效应管形成于最底层，且所述有源层用于连接所述第二电源电压端的表面形成于对应所述场效应管背离最顶层所述场效应管的表面。
29、在一些实施例中，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，形成所述第一型场效应管，包括：
30、沿远离所述衬底的方向依次形成第一第一型有源层、第二型沟道层和第二第一型有源层；
31、于所述第二第一型有源层中形成第一反型掺杂区；所述第一反型掺杂区用于连通所述第二型沟道层与所述第一电源电压端。
32、在一些实施例中，所述互补场效应管器件的制备方法还包括：
33、于对应所述第一反型掺杂区背离所述第二型沟道层的表面形成第一金属图案；
34、对所述第一金属图案靠近所述第一反型掺杂区的部分形成硅化区域；所述第一金属图案的所述硅化区域作为第一接触结构，所述第一金属图案的未硅化区域作为布线层。
35、在一些实施例中，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；形成所述第二型场效应管，包括：
36、沿朝向所述衬底的方向依次形成第一第二型有源层、第一型沟道层和第二第二型有源层；
37、于所述第二第二型有源层中形成第二反型掺杂区；所述第二反型掺杂区用于连通所述第一型沟道层与所述第二电源电压端。
38、在一些实施例中，所述互补场效应管器件的制备方法还包括：
39、于所述衬底上依次形成绝缘材料层、所述第二第二型有源层、所述第一型沟道层及所述第一第二型有源层；其中，所述第二第二型有源层具有所述第二反型掺杂区；
40、形成贯穿所述第二第二型有源层、所述第一型沟道层及所述第一第二型有源层的第一贯穿孔，并去除部分的所述绝缘材料层以形成暴露所述衬底表面的第一开口；其中，所述第一开口在所述衬底表面的正投影内含所述第一贯穿孔在所述衬底表面的正投影；
41、于所述第一开口内填充所述第二接触材料层；
42、去除部分的所述第二接触材料层以形成暴露所述衬底表面的第二开口，保留的所述第二接触材料层在所述衬底上的正投影与所述第二反型掺杂区在所述衬底上的正投影至少部分交叠，保留的所述第二接触材料层作为第二接触结构。
43、本申请还提供一种逻辑电路，包括至少一个如前述任一实施例中所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种互补场效应管器件，其特征在于，包括：在垂直于衬底的方向上堆叠且互连的至少两层场效应管；其中，
2.根据权利要求1所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
3.根据权利要求2所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2或3所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括第一金属图案；其中，
6.根据权利要求1所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
7.根据权利要求6所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括设置于所述衬底一侧的绝缘层；其中，
8.根据权利要求7所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述第二接触结构呈环状；
9.根据权利要求8所述的互补场效应管器件，其特征在于，位于所述第二型场效应管正上方的所述第一型场效应管和所述第二型场效应管共用同一所述栅极柱。
10.一种互补场效应管器件的制备方法，其特征在于，包括：在垂直于衬底的方向上形成堆叠且互连的至少两层场效应管；其中，
11.根据权利要求10所述的互补场效应管器件的制备方法，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
12.根据权利要求11所述的互补场效应管器件的制备方法，其特征在于，还包括：
13.根据权利要求10所述的互补场效应管器件的制备方法，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；
14.根据权利要求13所述的互补场效应管器件的制备方法，其特征在于，还包括：
15.一种逻辑电路，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至9中任一项所述的互补场效应管器件。
16.一种逻辑与非门电路，其特征在于，包括：第一第一型场效应管、第二第一型场效应管、第一第二型场效应管及第二第二型场效应管；
17.一种逻辑或非门电路，其特征在于，包括：第一第一型场效应管、第二第一型场效应管、第一第二型场效应管及第二第二型场效应管；
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【技术特征摘要】
1.一种互补场效应管器件，其特征在于，包括：在垂直于衬底的方向上堆叠且互连的至少两层场效应管；其中，
2.根据权利要求1所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
3.根据权利要求2所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2或3所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括第一金属图案；其中，
6.根据权利要求1所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述至少两层场效应管包括位于最顶层的至少两个第一型场效应管，以及位于最底层的至少两个第二型场效应管；其中，
7.根据权利要求6所述的互补场效应管器件，其特征在于，还包括设置于所述衬底一侧的绝缘层；其中，
8.根据权利要求7所述的互补场效应管器件，其特征在于，所述第二接触结构呈环状；
9.根据权利要求8所述的互补场效应管器件，其特征在于，位于所述第二型场效应管正上方的所述第一型场效应管和所述第二型场效应管共用同一所述栅极柱。
【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑾，余泳，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：
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