用于具有多個半導(dǎo)體器件層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利文件中描述的技術(shù)總體涉及半導(dǎo)體器件，且更具體地，涉及具有多個半導(dǎo)體器件層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路(“1C”)可以包括一種或多種類型的半導(dǎo)體器件，諸如η溝道MOSFET ( “NM0S”)器件、ρ溝道MOSFET ( “PM0S”)器件、雙極結(jié)晶體管(“BJT”)器件、二極管器件和電容器器件等。對于半導(dǎo)體設(shè)計者而言，不同類型的器件可代表不同的設(shè)計依據(jù)。IC也可以包括具有不同電路功能的電路，諸如具有模擬功能、邏輯功能和存儲功能的1C。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本文所描述的教導(dǎo)，提供了一種具有多個半導(dǎo)體器件層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在一個實例中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第一掩埋氧化物和制造在第一掩埋氧化物之上的第一半導(dǎo)體器件層。第一半導(dǎo)體器件層包括圖案化的頂面。包括絕緣材料的毯式層制造在圖案化的表面上方。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括接合至毯式層的第二掩埋氧化物和制造在第二掩埋氧化物之上的第二半導(dǎo)體器件層。
[0004]在另一個實例中，提供了一種制造多個半導(dǎo)體器件層結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括提供第一晶圓，第一晶圓包括接合至第一掩埋氧化物層的第一溝道材料；以及使用第一溝道材料制造第一半導(dǎo)體器件層。該第一半導(dǎo)體器件層包括圖案化的頂面。該方法還包括制造包括位于圖案化的表面上方的絕緣體材料的毯式層；提供包括接合至第二掩埋氧化物層的第二溝道材料的第二晶圓；將第二掩埋氧化物接合至毯式層；使用第二溝道材料制造第二半導(dǎo)體器件層；以及使第一半導(dǎo)體器件層的部件與第二半導(dǎo)體器件層的部件互聯(lián)。
[0005]在又一個實例中，提供了一種制造多個半導(dǎo)體器件層結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括提供第一 SOI晶圓，第一 SOI晶圓包括接合至第一掩埋氧化物層的第一溝道材料；以及使用第一溝道材料制造第一半導(dǎo)體器件層。該第一半導(dǎo)體器件層包括圖案化的頂面。該方法還包括制造毯式層，該毯式層包括位于圖案化的表面上方的絕緣材料；將包括第二溝道材料和第二掩埋氧化物的第二晶圓接合至毯式層；以及使用第二溝道材料制造第二半導(dǎo)體器件層。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種具有多個半導(dǎo)體器件層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括:第一掩埋氧化物；第一半導(dǎo)體器件層，制造在所述第一掩埋氧化物之上，且包括圖案化的頂部表面；毯式層，包括制造在所述圖案化的頂部表面上方的絕緣體材料；第二掩埋氧化物，接合至所述毯式層；以及第二半導(dǎo)體器件層，制造在所述第二掩埋氧化物之上。
[0007]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，由第一類型的溝道材料制造所述第一半導(dǎo)體器件層，并且由第二類型的溝道材料制造所述第二半導(dǎo)體器件層。
[0008]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，由第一類型的溝道材料制造所述第一半導(dǎo)體器件層，并且由第二類型的溝道材料制造所述第二半導(dǎo)體器件層；所述第一類型的溝道材料不同于所述第二類型的溝道材料。
[0009]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上。
[0010]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上，一種類型的器件包括PMOS器件，并且另一種類型的器件包括NMOS器件。
[0011]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，所述第一掩埋氧化物和所述第一半導(dǎo)體器件層均由絕緣體上半導(dǎo)體(“SOI”)襯底產(chǎn)生。
[0012]在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中，所述第一掩埋氧化物和所述第一半導(dǎo)體器件層均由絕緣體上半導(dǎo)體(“SOI”)襯底產(chǎn)生；所述第二掩埋氧化物和所述第二半導(dǎo)體器件層均由絕緣體上半導(dǎo)體(“SOI”)襯底產(chǎn)生。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種制造多個半導(dǎo)體器件層結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:提供第一晶圓，所述第一晶圓包括接合至第一掩埋氧化物層的第一溝道材料；由所述第一溝道材料制造第一半導(dǎo)體器件層，所述第一半導(dǎo)體器件層包括圖案化的頂部表面；制造毯式層，所述毯式層包括位于所述圖案化的頂部表面上方的絕緣體材料；提供第二晶圓，所述第二晶圓包括接合至第二掩埋氧化物層的第二溝道材料；將所述第二掩埋氧化物層接合至所述毯式層；由所述第二溝道材料制造第二半導(dǎo)體器件層；以及將所述第一半導(dǎo)體器件層的部件與所述第二半導(dǎo)體器件層的部件互連。
[0014]在上述方法中，其中，所述第一溝道材料和所述第二溝道材料不同。
[0015]在上述方法中，其中，提供所述第一晶圓包括提供第一絕緣體上硅(“SOI”)晶圓。
[0016]在上述方法中，其中，提供所述第二晶圓包括提供第二 SOI晶圓。
[0017]在上述方法中，其中，將一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且將另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上。
[0018]在上述方法中，其中，將一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且將另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上；所述一種類型的器件包括PMOS器件，并且所述另一種類型的器件包括NMOS器件。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種制造多個半導(dǎo)體器件層結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:提供第一 SOI晶圓，所述第一 SOI晶圓包括接合至第一掩埋氧化物層的第一溝道材料；由所述第一溝道材料制造第一半導(dǎo)體器件層，所述第一半導(dǎo)體器件層包括圖案化的頂部表面；制造毯式層，所述毯式層包括位于所述圖案化的頂部表面上方的絕緣體材料；將包括第二溝道材料和第二掩埋氧化物的第二晶圓接合至所述毯式層；以及由所述第二溝道材料制造第二半導(dǎo)體器件層。
[0020]在上述方法中，其中，所述第一溝道材料和所述第二溝道材料不同。
[0021]在上述方法中，其中，將一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且將另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上。
[0022]在上述方法中，其中，將一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的一個上，并且將另一種類型的器件僅制造在所述第一半導(dǎo)體器件層和所述第二半導(dǎo)體器件層的另一個上；所述一種類型的器件包括PMOS器件，并且所述另一種類型的器件包括NMOS器件。
[0023]在上述方法中，其中，接合所述第二晶圓還包括將氧化物材料沉積到所述第二溝道材料上。
[0024]在上述方法中，其中，接合所述第二晶圓還包括平坦化所述第二溝道材料。
[0025]在上述方法中，還包括將所述第一半導(dǎo)體器件層的部件與所述第二半導(dǎo)體器件層的部件互連。
【附圖說明】
[0026]圖1是具有多個晶體管層的示例性半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0027]圖2至圖5是示出了用于產(chǎn)生多層半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的示例性方法的工藝流程圖。
[0028]圖6至圖22示出了在制造多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)期間半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示例性狀態(tài)的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]在一些實施方案中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中兩個或多個半導(dǎo)體器件層的使用可以簡化半導(dǎo)體制造，然而在一些半導(dǎo)體器件的制造中允許有利的使用某些溝道材料并且在一些其他半導(dǎo)體器件的制造中允許使用不同的溝道材料。圖1是具有多個晶體管層的示例性半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)10的截面圖。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括制造在絕緣體上半導(dǎo)