[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成第一绝缘层；

在所述第一绝缘层的正面上形成分立的第一垂直栅极、第二垂直栅极以及电感器，所述电感器包括分别位于首尾的第一端和第二端；

形成覆盖所述第一垂直栅极、第二垂直栅极、电感器和第一绝缘层的第二绝缘层；

刻蚀所述第二绝缘层、第一垂直栅极、第二垂直栅极和第一绝缘层，形成贯穿所述第二绝缘层、第一垂直栅极和第一绝缘层的第一通孔，以及形成贯穿所述第二绝缘层、第二垂直栅极和第一绝缘层的第二通孔；

在所述第一通孔的侧壁表面形成第一栅介质层，在所述第二通孔的侧壁表面形成第二栅介质层；

在所述第一通孔和第二通孔中填充满半导体材料分别形成第一有源区和第二有源区；

在所述第一有源区的顶部中形成第一源漏区，在所述第二有源区的顶部中形成第二源漏区，所述第一源漏区与所述第二源漏区中掺杂的杂质离子类型相反；

在所述第二绝缘层表面上以及第二绝缘层中形成将所述电感器的第一端与所述第二源漏区电连接的第一金属布线层；

去除所述半导体衬底以暴露出所述第一有源区和第二有源区的底部表面；在所述第一有源区的底部中形成第三源漏区，在所述第二有源区的底部中形成第四源漏区，所述第三源漏区与所述第一源漏区中的掺杂的杂质离子类型相同，所述第四源漏区与所述第二源漏区中的掺杂的杂质离子类型相同；

在所述第一绝缘层的背面上形成连接所述第三源漏区和第四源漏区的金属连接层。

2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一垂直栅极、第二垂直栅极和电感器的形成过程包括：

在所述第一绝缘层上形成多晶硅层；在所述多晶硅层上形成图形化的第一掩膜层，所述图形化的第一掩膜层暴露出所述多晶硅层需要被刻蚀的区域；以所述图形化的第一掩膜层为掩膜刻蚀所述多晶硅层，在所述第一绝缘层上形成分立的第一垂直栅极和第二垂直栅极；在所述第一绝缘层表面上形成导电金属层；在所述导电金属层上形成图形化的第二掩膜层，所述图形化的第二掩膜层暴露出所述导电金属层需要被刻蚀的区域；以所述图形化的第二掩膜层为掩膜刻蚀所述导电金属层，在所述第一垂直栅极或第二垂直栅极一侧的第一绝缘层上形成电感器。

3.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述电感器的形成过程包括：在所述第一绝缘层上形成图形化的硬掩膜层，所述图形化的硬掩膜层中具有暴露出所述第一绝缘层部分表面的第一开口；在所述第一开口中填充满金属材料层，形成电感器；去除所述图形化的硬掩膜层。

4.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第二绝缘层上形成层间介质层；在所述层间介质层中以及第二绝缘层中形成第一金属布线层，所述第一金属布线层将所述电感器的第一端与所述第二源漏区电连接；在所述层间介质层中形成第二金属布线层，所述第二金属布线层与所述第一源漏区电连接；所述去除所述半导体衬底之前，还包括：在所述层间介质层表面上形成顶层氧化硅层；在所述顶层氧化硅层表面键合一载板；键合所述载板后，翻转所述半导体衬底，然后去除所述半导体衬底。

5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在去除所述半导体衬底后，还包括：沿所述第一绝缘层的背面方向依次刻蚀所述第一绝缘层、第二绝缘层和层间介质层，直至暴露出所述第二金属布线层的下表面，在所述第一绝缘层、第二绝缘层和层间介质层中形成暴露出所述第二金属布线层的底部表面的第三通孔；沿所述第一绝缘层的背面方向刻蚀所述第一绝缘层，直至暴露出所述电感器的第二端下表面，在所述第一绝缘层中形成暴露出所述电感器的第二端下表面的第四通孔；在所述第三通孔中填充金属形成第一通孔连接结构，在所述第四通孔中填充金属形成第二通孔连接结构。

6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述去除所述半导体衬底以暴露出所述第一有源区和第二有源区的底部表面以及形成金属连接层的过程包括：去除全部的半导体衬底，以暴露所述第一绝缘层的背面以及所述第一有源区和第二有源区的底部表面；在所述暴露的第一绝缘层的背面表面形成连接所述第三源漏区和第四源漏区的金属连接层。