[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件及其制造方法，在该半导体器件中，将第一电路器件和第二电路器件设置在上下层叠结构，两者之间可以通过互连线层、接触孔和通孔实现互连，且第一电路器件和第二电路器件可以为具有不同功能的器件，例如为计算功能器件和存储功能器件，从而将计算功能器件和存储功能器件紧密集成在一起，利用通孔实现计算功能器件和存储功能器件之间的信号传输，从而使得信号传输距离缩短，其传输距离能够达到微米级以下，因而相较于现有技术，提高了半导体器件的带宽和能效。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

信息系统走向高度信息化和智能化，越来越需要更大数据量、更高读取处理速度和更低功耗。传统的用于信息计算处理的半导体器件长期基于传统民用的冯诺依曼结构，即计算芯片与存储芯片分离，通过较长的外部连线进行数据交换，在数据访存带宽、计算能效、系统复杂度上面临极大挑战。

需要从半导体器件的结构上扩大计算芯片与存储芯片之间的访问带宽、速度，并降低传输损耗。

现有的常规改进方法有：1)将计算芯片和存储芯片通过SiP(System In aPackage，系统级封装)或者SoC(System On a Chip，系统级芯片)紧密的结合在一起；2)从电路架构上实现存算一体，在同一器件工艺中将存储芯片和计算芯片集中在同一单元。

但上述方法中，信号的传输距离都在微米级，无法进一步提升带宽和能效。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种半导体器件及其制造方法，以提升半导体器件的带宽和能效。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上方的第一电路器件；

位于所述第一电路器件上方的第一半导体层；

位于所述第一半导体层中的第二电路器件；

其中，所述第一电路器件和所述第二电路器件通过互连线层、接触孔和通孔实现互连。

可选地，所述接触孔包括第一接触孔，所述互连线层包括第一互连线层；

所述半导体器件还包括：

位于所述第一电路器件和所述第一半导体层之间的第一绝缘介质层；

其中，所述第一互连线层位于所述第一绝缘介质层的上方；所述第一接触孔贯穿所述第一绝缘介质层，用于电连接所述第一电路器件和所述第一互连线层。

可选地，所述半导体器件还包括：

覆盖所述第一互连线层的第二绝缘介质层。

可选地，所述接触孔还包括第二接触孔，所述互连线层还包括第二互连线层；

所述半导体器件还包括：

位于所述第二电路器件上方的第三绝缘介质层；

所述第二互连层位于所述第三绝缘介质层的上方，所述第二接触孔贯穿所述第三绝缘介质层，用于电连接所述第二电路器件和所述第二互连线层；

所述通孔贯穿所述第三绝缘介质层、半导体层和第二绝缘介质层，用于电连接所述第二互连层和所述第一互连线层。

可选地，所述半导体器件还包括：

覆盖所述第二互连线层的第四绝缘介质层。

可选地，所述半导体层的材料为二维材料、碳纳米管、低温键合单晶硅、低温沉积多晶硅和低温沉积氧化物半导体中的至少一种。