[发明专利]一种绝缘体上半导体器件结构和形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件结构，其特征在于，包括：设于半导体外延层衬底正面和背面的多个结构；其中，

设于所述半导体外延层衬底正面的结构包括：

位于所述半导体外延层衬底的正面上的浅沟槽隔离，阱区，源漏极和栅极；

位于所述半导体外延层衬底的正面表面上的后道介质层，以及位于所述后道介质层中的后道金属互连层；

设于所述半导体外延层衬底背面的结构包括：

位于所述半导体外延层衬底的背面上的背面沟槽隔离和掺杂反扩层；所述背面沟槽隔离相连位于所述浅沟槽隔离的上方，所述掺杂反扩层相连位于所述阱区的上方；

位于所述半导体外延层衬底的背面表面上的背面介质层，位于所述背面介质层中且下端连接所述掺杂反扩层的多个背面接触孔，以及相连位于所述背面接触孔上端上的背面金属层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于，所述半导体外延层衬底由利用半导体衬底进行外延层生长所形成的外延层形成；所述掺杂反扩层由所述半导体衬底上形成的掺杂埋层在进行外延层生长时，向所述外延层中反扩后形成。

3.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于，所述背面沟槽隔离中填充有介质材料。

4.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于，所述半导体器件结构为NMOS或PMOS结构。

5.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于，所述半导体器件结构为NMOS和PMOS交替排列的结构，所述NMOS和PMOS之间通过上下对准的浅沟槽隔离和背面沟槽隔离所形成的全隔离结构相隔离。

6.根据权利要求4或5所述的半导体器件结构，其特征在于，当所述半导体器件结构为NMOS结构时，所述阱区为P阱体区，所述掺杂反扩层为P型反扩层；当所述半导体器件结构为PMOS结构时，所述阱区为N阱体区，所述掺杂反扩层为N型反扩层。

7.一种半导体器件结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半导体衬底，使用光刻和离子注入工艺，在所述半导体衬底上形成N型埋层和P型埋层；

在所述半导体衬底上进行外延层生长，使N型埋层和P型埋层中的杂质元素向外延层中反扩，相应在外延层中形成N型反扩层和P型反扩层，由此形成半导体外延层衬底；

在所述半导体外延层衬底的正面上形成浅沟槽隔离，NMOS的P阱体区、N+源漏极和栅极，PMOS的N阱体区、P+源漏极和栅极；

在所述半导体外延层衬底的正面表面上淀积形成后道介质层，并在后道介质层中形成接触孔和后道金属互连层；

将所述半导体外延层衬底进行倒置，使所述后道介质层的表面与一载片进行粘合；然后进行退火；

对所述半导体衬底进行背面减薄，直至露出所述半导体外延层衬底背面的N型反扩层和P型反扩层；

在所述半导体外延层衬底的背面上形成背面沟槽，在背面沟槽内进行介质填充，形成与浅沟槽隔离上下相连并对准的背面沟槽隔离，从而形成NMOS和PMOS之间的全隔离结构；

在所述半导体外延层衬底的背面表面上淀积形成背面介质层，并在背面介质层中进行PMOS和NMOS的背面接触孔的定义和填充，使背面接触孔在背面介质层中进行密集排布，构成背面接触孔阵列，从而形成背面接触孔与N型反扩层、P型反扩层之间的欧姆接触；

在背面接触孔上形成背面金属层，通过背面金属层和电源、地的连接，来实现N阱体区和P阱体区的电源连接和地连接。

8.根据权利要求7所述的半导体器件结构的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底及其外延层材料为硅、锗、碳化硅或氮化镓或磷化铟。

9.根据权利要求7所述的半导体器件结构的形成方法，其特征在于，所述背面沟槽隔离中的填充介质为二氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的半导体器件结构的形成方法，其特征在于，所述N型埋层的注入杂质为磷、砷或碲，P型埋层的注入杂质为硼或二氟化硼。