[發明專利]具伸張應力鰭狀結構的制作方法與互補式鰭狀晶體管結構

有效

• 申請號: 201710584810.X
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109273440B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李凱霖;李志成;陳威任;康庭絢;何仁愉;黃泓文;陳紀孝;楊皓翔;石安石;謝宗翰
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238;H01L29/78
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法與互補式鰭狀晶體管結構，其具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法，包含提供一基底包含一N型晶體管區和一P型晶體管區，接著形成二第一溝槽和二第二溝槽于基底中，第一溝槽定義出一鰭狀結構，第二溝槽截斷第一溝槽，然后進行一流動型化學氣相沉積步驟，以形成一氧化硅層填入第一溝槽和第二溝槽，之后形成一圖案化掩模只位于N型晶體管區，圖案化掩模只重疊位于第二溝槽內的氧化硅層，然后以圖案化掩模為掩模，去除部分的氧化硅層直至曝露出的氧化硅層的上表面低于鰭狀結構的上表面。

技術領域

本發明涉及一種具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法，特別是涉及利用單一擴散隔離結構提供鰭狀結構伸張應力的制作方法。

背景技術

隨著場效晶體管(Field Effect Transistors,FETs)元件尺寸持續地縮小，現有平面式場效晶體管元件的發展已面臨制作工藝上的極限。為了克服制作工藝限制，以非平面的場效晶體管元件，例如鰭狀場效晶體管(Fin Field Effect Transistor,Fin FET)元件取代平面晶體管元件已成為目前的主流發展趨趨勢。

業界已知可對元件施加應力(stress)而達到增進效能的目的。常用的方法包含在元件的源/漏極區制作應變硅(strained silicon)，或者是形成一應力層(stressorlayer)，例如形成具有應力的間隙壁(spacer)或接觸蝕刻停止層(contact etching stoplayer,CESL)直接覆蓋柵極結構。然而，對于互補式金屬氧化物半導體元件，其中具P導電型晶體管和N導電型晶體管對于應力的反應常具有相反的趨勢，例如壓縮(compressive)應力有利于提升P導電型晶體管的效能，但卻不利于N導電型晶體管的效能。相反的，伸張(tensile)應力有利于提升N導電型晶體管的效能，但卻不利于P導電型晶體管的效能。

有鑒于此，本領域仍需要一種改良的互補式金屬氧化物半導體元件，可差異化地針對其中不同導電型的半導體元件提供不同應力而分別增其效能。

發明內容

根據本發明的一優選實施例，一種具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法，包含首先提供一基底包含一N型晶體管區和一P型晶體管區，接著形成二條第一溝槽和二條第二溝槽于基底中，第一溝槽定義一鰭狀結構，第二溝槽截斷第一溝槽和鰭狀結構，然后進行一流動型化學氣相沉積步驟，以形成一氧化硅層填入各條第一溝槽和各條第二溝槽，接續平坦化氧化硅層，使得氧化硅層的上表面不低于鰭狀結構的上表面，之后形成一圖案化掩模只位于N型晶體管區，圖案化掩模只重疊位于第二溝槽內的氧化硅層，然后圖案化掩模為掩模，去除部分的氧化硅層直至位于N型晶體管區內第一溝槽中的氧化硅層的上表面以及位于P型晶體管區內的氧化硅層的上表面低于鰭狀結構的上表面，最后移除圖案化掩模。

根據本發明的另一優選實施例，一種互補式鰭狀晶體管結構，包含一N型鰭狀晶體管和一P型鰭狀晶體管，N型鰭狀晶體管包含：一第一鰭狀結構，二淺溝槽隔離分別位于第一鰭狀結構的相對兩側，第一單一擴散隔離結構分別位于第一鰭狀結構的兩末端，其中第一單一擴散隔離結構的上表面不低于第一鰭狀結構的上表面，一第一柵極結構橫跨第一鰭狀結構，一第一源極/漏極摻雜區位于第一柵極結構兩側的第一鰭狀結構內，P型鰭狀晶體管，包含一第二鰭狀結構，淺溝槽隔離分別位于第二鰭狀結構的相對兩側，二第二單一擴散隔離結構分別位于第二鰭狀結構的兩末端，其中第二單一擴散隔離結構的上表面低于第二鰭狀結構的上表面，一第二柵極結構橫跨第二鰭狀結構以及一第二源極/漏極摻雜區位于第二柵極結構兩側的第二鰭狀結構內。

附圖說明

圖1至圖8為本發明的第一優選實施例所繪示的具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法示意圖；

圖9至圖10為本發明的第二優選實施例所繪示的具有伸張應力的鰭狀結構的制作方法示意圖。

主要元件符號說明

10 基底 12 第一溝槽