[发明专利]半导体装置以及制造包括多堆栈混合定向层之半导体装置之方法

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

具有第一晶向的衬底(18)；

位于该衬底(18)上的第一绝缘层(14)；以及

位于该第一绝缘层(14)上的多个硅层，其中，第一硅层(42)包含具有第二晶向和一晶面的硅，以及第二硅层(25)包含具有该第二晶向及与该第一硅层(42)的晶面垂直的晶面的硅，该第一硅层(42)和该第二硅层(25)的上表面共面，该第一硅层(42)和该第二硅层(25)由绝缘区域(48)所隔开。

2.如权利要求1所述的半导体装置，还包括位于该衬底(18)上的第三硅层(40)。

3.如权利要求2所述的半导体装置，其中，该第三硅层(40)通过绝缘区域(48)而与该第一硅层(42)和第二硅层(25)隔开。

4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，MOSFET(60，62，58)形成在该第一硅层(42)、第二硅层(25)及第三硅层(40)的各层。

5.一种形成半导体装置的方法，包括下列步骤：

提供绝缘体上硅结构，包括：

提供第一绝缘层(14)形成于其上且具有第一晶向的第一硅衬底(18)，以及具有第二晶向和位于该第一绝缘层(14)上的晶面的第一硅层(19)；

提供具有该第二晶向和一晶面的第二硅衬底(20)以及形成在该第二硅衬底上的第二绝缘层(24)，其中，该第二硅衬底(20)包括通过注入氢离子至该第二硅衬底(20)中所产生的缺陷线(22)；

经由该第二绝缘层(24)和该第一硅层(19)而键合该第二硅衬底(20)至该绝缘体上硅结构，以使该第二硅衬底(20)的晶面定向为与该第一硅层(19)的晶面垂直；以及

沿该缺陷线(22)分裂及移除该第二硅衬底(20)而在该绝缘体上硅结构上留下该第二绝缘层(24)及第二硅层(25)。

6.如权利要求5所述的形成半导体装置的方法，其中，该提供绝缘体上硅结构的步骤还包括移除部分的该第二硅层(25)、第二绝缘层(24)、第一硅层(19)及第一绝缘层(14)以在该绝缘体上硅结构的第一区域(52)中形成第一开口(30)，暴露该第一硅衬底(18)的一部分(34)；以及

移除部分的该第二硅层(25)和第二绝缘层(24)以在该绝缘体上硅结构的第二区域(54)中形成第二开口(32)，暴露该第一硅层(19)的一部分(36)。

7.如权利要求6所述的形成半导体装置的方法，其中，该提供绝缘体上硅结构的步骤还包括在该第一开口(30)和该第二开口(32)的侧壁上形成侧壁间隔件(38)；以及

在该第一开口(30)和第二开口(32)中生长外延硅以提供绝缘体上硅结构，其具有在该绝缘体上硅结构的该第一区域(52)中具有第一晶向的第三硅层(40)、在该绝缘体上硅结构的该第二区域(54)中具有第二晶向与一晶面的第一硅层(19，42)、以及在该绝缘体上硅结构的第三区域(56)中具有该第二晶向以及与该第一硅层(19，42)的晶面垂直的晶面的第二硅层(25)。

8.如权利要求7所述的形成半导体装置的方法，其中，该提供绝缘体上硅结构的步骤还包括在该绝缘体上硅结构中形成多个绝缘区域(48)以使该第一区域(52)与该第二区域(54)和第三区域(56)绝缘，以及使该第二区域(54)与该第三区域(56)绝缘。

9.如权利要求7所述的形成半导体装置的方法，其中，该提供绝缘体上硅结构的步骤还包括在该绝缘体上硅结构的该第一区域(52)、第二区域(54)及第三区域(56)中形成MOSFET(58，60，62)。