[发明专利]具有凹陷栅极晶体管的外围电路及其形成方法

权利要求书

1.一种用于形成三维(3D)存储器装置的方法，包括：

在第一衬底上形成包括NAND存储器串的阵列的第一半导体结构；

在第二衬底上形成包括凹陷栅极晶体管的第二半导体结构，所述凹陷栅极晶体管包括深入到所述第二衬底中的凹陷栅极结构；以及

以面对面的方式键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构，使得所述NAND存储器串的阵列横跨键合界面耦接至所述凹陷栅极晶体管。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第二半导体结构包括：

在所述第二衬底中形成凹陷；

在所述凹陷的侧壁和底表面上形成栅极电介质；以及

在所述栅极电介质上形成栅电极。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述第二半导体结构还包括：

在所述第二衬底中形成阱，使得所述凹陷位于所述阱中；以及

形成通过所述凹陷栅极结构隔开的源极和漏极。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，

形成所述第一半导体结构包括在所述NAND存储器串的阵列之上形成包括多个第一键合触点的第一键合层；

形成所述第二半导体结构包括在所述凹陷栅极晶体管之上形成包括多个第二键合触点的第二键合层；以及

在所述键合之后，所述第一键合触点与所述第二键合触点在所述键合界面处接触。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，还包括：

在所述键合之后，对所述第一衬底和所述第二衬底中的一个衬底减薄，所述一个衬底位于所述第一衬底和所述第二衬底中的另一个衬底之上；以及

在所减薄的第一衬底或第二衬底上形成互连层。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述键合包括混合键合。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，形成所述第二半导体结构包括在所述第二衬底上形成所述凹陷栅极晶体管和平坦栅极晶体管。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，形成所述第二半导体结构包括：

在第一器件层中形成所述凹陷栅极晶体管；以及

在第二器件层中形成平坦栅极晶体管。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一器件层和所述第二器件层层彼此堆叠设置。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中，

形成所述第二半导体结构包括在所述第二衬底上形成所述凹陷栅极晶体管；以及

形成所述第一半导体结构包括在器件层中形成平坦栅极晶体管。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述器件层和所述NAND存储器串的阵列彼此堆叠设置。

12.一种用于形成半导体器件的方法，包括：

在衬底中形成凹陷；

形成位于所述凹陷的侧壁和底表面上的第一栅极电介质以及位于所述衬底上的第二栅极电介质；以及

形成位于所述第一栅极电介质上的第一栅电极以及位于所述第二栅极电介质上的第二栅电极。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述凹陷的深度处于50nm和100nm之间。

14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括：

在所述衬底中形成第一阱和第二阱，使得所述凹陷位于所述第一阱中，并且所述第二栅极电介质位于所述第二阱上；

在所述第一阱中形成通过所述第一栅极电介质和所述第一栅电极隔开的第一源极和第一漏极；以及

在所述第二阱中形成第二源极和第二漏极。