具有不同溝道材料的多層半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明中描述的技術(shù)總體涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，并且更具體地，涉及多層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的集成電路（1C)技術(shù)經(jīng)常用于在單片集成電路（1C)芯片上的大約相同的水 平面處制造許多半導(dǎo)體器件，諸如場效應(yīng)晶體管（FET)、雙極結(jié)型晶體管炬JT)、二極管、和 電容器。
[0003] 在單片1C芯片上的大約相同水平面處集成不同的半導(dǎo)體器件可W具有許多劣 勢。例如，在先進(jìn)技術(shù)中經(jīng)常需要實(shí)施更多的光刻和其他隨后的工藝步驟W單獨(dú)地制造各 個(gè)器件，該通常會(huì)增加制造成本和復(fù)雜性。此外，由于減小了每個(gè)器件的尺寸和器件之間的 空間，因此通常需要昂貴的光刻工藝。另外，將具有不同襯底或溝道材料的各種器件集成在 相同的水平面中是復(fù)雜且困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明所描述的教導(dǎo)，提供了用于制造半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。一種 示例性半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括第一器件層和形成在第一器件層上的第二器件層。第一器件層 形成在襯底上且包括配置為傳導(dǎo)第一電流的第一溝道結(jié)構(gòu)，第一溝道結(jié)構(gòu)包括能夠承受第 一加工溫度的第一材料。第二器件層包括配置為傳導(dǎo)第二電流的第二溝道結(jié)構(gòu)，第二溝道 結(jié)構(gòu)包括能夠承受第二加工溫度的第二材料，第二加工溫度等于或小于第一加工溫度。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種制造半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法。選擇能夠承受第一加 工溫度的第一材料。在襯底上形成第一器件層。第一器件層包括用于傳導(dǎo)第一電流的第一 溝道結(jié)構(gòu)，且第一溝道結(jié)構(gòu)包括第一材料。選擇能夠承受第二加工溫度的第二材料。第二 加工溫度等于或小于第一加工溫度。在第一器件層上形成第二器件層。第二器件層包括用 于傳導(dǎo)第二電流的第二溝道結(jié)構(gòu)，且第二溝道結(jié)構(gòu)包括第二材料。
[0006] 在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括第一器件層和第二器件層。第一器件層形 成在襯底上且包括配置為傳導(dǎo)第一電流的第一溝道結(jié)構(gòu)。第一溝道結(jié)構(gòu)包括第一材料，第 一材料能夠承受與制造第一器件層相關(guān)的第一熱預(yù)算和第二熱預(yù)算。第二器件層形成在第 一器件層上且包括配置為傳導(dǎo)第二電流的第二溝道結(jié)構(gòu)。第二溝道結(jié)構(gòu)包括第二材料，第 二材料能夠承受與制造第二器件層相關(guān)的第二熱預(yù)算。
[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，包括：第一器件 層，形成在襯底上并包括配置為傳導(dǎo)第一電流的第一溝道結(jié)構(gòu)，所述第一溝道結(jié)構(gòu)包括能 夠承受第一加工溫度的第一材料；W及第二器件層，形成在所述第一器件層上并包括配置 為傳導(dǎo)第二電流的第二溝道結(jié)構(gòu)，所述第二溝道結(jié)構(gòu)包括能夠承受第二加工溫度的第二材 料，所述第二加工溫度等于或小于所述第一加工溫度。
[0008] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，還包括：第H器件層，形成在所述第二器件層上并包括 配置為傳導(dǎo)第H電流的第H溝道結(jié)構(gòu)，所述第H溝道結(jié)構(gòu)包括能夠承受第H加工溫度的第 H材料，所述第H加工溫度等于或小于所述第二加工溫度。
[0009] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，在所述第一加工溫度下形成所述第一溝道結(jié)構(gòu)。
[0010] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，在所述第二加工溫度下形成所述第二溝道結(jié)構(gòu)。
[0011] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，所述第一材料選自由碳化娃、娃、娃錯(cuò)、錯(cuò)、神化 嫁、石墨和碳納米管組成的組。
[0012] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，所述第二材料選自由碳化娃、娃、娃錯(cuò)、錯(cuò)、神化 嫁、石墨和碳納米管組成的組。
[0013] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第一 半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極結(jié) 構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流。
[0014] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第一 半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極結(jié) 構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流；所述第一半導(dǎo)體器件選自由金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、錯(cuò)式場效應(yīng)晶體管、雙極結(jié)晶體管、二極管、電容器和存儲(chǔ)器件組成 的組。
[0015] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第 一半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極 結(jié)構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流；其中：所述第一半導(dǎo)體器件包括晶體 管，所述晶體管包括源極電極、漏極電極和溝道區(qū)；所述第一電極結(jié)構(gòu)與所述源極電極相對(duì) 應(yīng)；所述第二電極結(jié)構(gòu)與所述漏極電極相對(duì)應(yīng)；W及所述第一溝道結(jié)構(gòu)與所述溝道區(qū)相對(duì) 應(yīng)。
[0016] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第一 半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極結(jié) 構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流；其中：所述第二器件層包括第二半導(dǎo)體 器件，所述第二半導(dǎo)體器件包括第H電極結(jié)構(gòu)、第四電極結(jié)構(gòu)和所述第二溝道結(jié)構(gòu)；W及所 述第H電極結(jié)構(gòu)和所述第四電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第二電流。
[0017] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第一 半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極結(jié) 構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流；其中：所述第二器件層包括第二半導(dǎo)體 器件，所述第二半導(dǎo)體器件包括第H電極結(jié)構(gòu)、第四電極結(jié)構(gòu)和所述第二溝道結(jié)構(gòu)；W及所 述第H電極結(jié)構(gòu)和所述第四電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第二電流；其中；所述第二半導(dǎo)體器 件包括晶體管，所述晶體管包括源極電極、漏極電極和溝道區(qū)；所述第H電極結(jié)構(gòu)與所述源 極電極相對(duì)應(yīng)；所述第四電極結(jié)構(gòu)與所述漏極電極相對(duì)應(yīng)；所述第二電極結(jié)構(gòu)與所述溝道 區(qū)相對(duì)應(yīng)。
[0018] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中：所述第一器件層包括第一半導(dǎo)體器件，所述第一 半導(dǎo)體器件包括第一電極結(jié)構(gòu)、第二電極結(jié)構(gòu)和所述第一溝道結(jié)構(gòu)；W及所述第一電極結(jié) 構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第一電流；其中：所述第二器件層包括第二半導(dǎo)體 器件，所述第二半導(dǎo)體器件包括第H電極結(jié)構(gòu)、第四電極結(jié)構(gòu)和所述第二溝道結(jié)構(gòu)；W及所 述第H電極結(jié)構(gòu)和所述第四電極結(jié)構(gòu)配置為傳導(dǎo)所述第二電流；其中，所述第二半導(dǎo)體器 件選自由金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、錯(cuò)式場效應(yīng)晶體管、雙極結(jié)晶體管、二極管、電 容器和存儲(chǔ)器件組成的組。
[0019] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，所述第一材料是P慘雜或n慘雜的。
[0020] 在上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，其中，所述第二材料是P慘雜或n慘雜的。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，所述方 法包括：選擇能夠承受第一加工溫度的第一材料和能夠承受第二加工溫度的第二材料，所 述第二加工溫度等于或低于所述第一加工溫度；在襯底上形成第一器件層，所述第一器件 層包括用于傳導(dǎo)第一電流的第一溝道結(jié)構(gòu)，所述第一溝道結(jié)構(gòu)包括所述第一材料；W及在 所述第一器件層上形成第二器件層，所述第二器件層包括用于傳導(dǎo)第二電流的第二溝道結(jié) 構(gòu)，所述第二溝道結(jié)構(gòu)包括所述第二材料。
[0022] 在上述方法中，其中，在所述第一加工溫度下形成所述第一溝道結(jié)構(gòu)。
[0023] 在上述方法中，其中，在所述第二加工溫度下形成所述第二溝道結(jié)構(gòu)。
[0024] 在上述方法中，其中，所述第一材料選自由碳化娃、娃、娃錯(cuò)、錯(cuò)、神化嫁、石墨和碳 納米管組成的組。
[00巧]在上述方法中，其中，所述第二材料選自由碳化娃、娃、娃錯(cuò)、錯(cuò)、