[发明专利]具伸张应力鳍状结构的制作方法与互补式鳍状晶体管结构

说明书

本发明公开一种具有伸张应力的鳍状结构的制作方法与互补式鳍状晶体管结构，其具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，包含提供一基底包含一N型晶体管区和一P型晶体管区，接着形成二第一沟槽和二第二沟槽于基底中，第一沟槽定义出一鳍状结构，第二沟槽截断第一沟槽，然后进行一流动型化学气相沉积步骤，以形成一氧化硅层填入第一沟槽和第二沟槽，之后形成一图案化掩模只位于N型晶体管区，图案化掩模只重叠位于第二沟槽内的氧化硅层，然后以图案化掩模为掩模，去除部分的氧化硅层直至曝露出的氧化硅层的上表面低于鳍状结构的上表面。

技术领域

本发明涉及一种具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，特别是涉及利用单一扩散隔离结构提供鳍状结构伸张应力的制作方法。

背景技术

随着场效晶体管(Field Effect Transistors,FETs)元件尺寸持续地缩小，现有平面式场效晶体管元件的发展已面临制作工艺上的极限。为了克服制作工艺限制，以非平面的场效晶体管元件，例如鳍状场效晶体管(Fin Field Effect Transistor,Fin FET)元件取代平面晶体管元件已成为目前的主流发展趋趋势。

业界已知可对元件施加应力(stress)而达到增进效能的目的。常用的方法包含在元件的源/漏极区制作应变硅(strained silicon)，或者是形成一应力层(stressorlayer)，例如形成具有应力的间隙壁(spacer)或接触蚀刻停止层(contact etching stoplayer,CESL)直接覆盖栅极结构。然而，对于互补式金属氧化物半导体元件，其中具P导电型晶体管和N导电型晶体管对于应力的反应常具有相反的趋势，例如压缩(compressive)应力有利于提升P导电型晶体管的效能，但却不利于N导电型晶体管的效能。相反的，伸张(tensile)应力有利于提升N导电型晶体管的效能，但却不利于P导电型晶体管的效能。

有鉴于此，本领域仍需要一种改良的互补式金属氧化物半导体元件，可差异化地针对其中不同导电型的半导体元件提供不同应力而分别增其效能。

发明内容

根据本发明的一优选实施例，一种具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，包含首先提供一基底包含一N型晶体管区和一P型晶体管区，接着形成二条第一沟槽和二条第二沟槽于基底中，第一沟槽定义一鳍状结构，第二沟槽截断第一沟槽和鳍状结构，然后进行一流动型化学气相沉积步骤，以形成一氧化硅层填入各条第一沟槽和各条第二沟槽，接续平坦化氧化硅层，使得氧化硅层的上表面不低于鳍状结构的上表面，之后形成一图案化掩模只位于N型晶体管区，图案化掩模只重叠位于第二沟槽内的氧化硅层，然后图案化掩模为掩模，去除部分的氧化硅层直至位于N型晶体管区内第一沟槽中的氧化硅层的上表面以及位于P型晶体管区内的氧化硅层的上表面低于鳍状结构的上表面，最后移除图案化掩模。

根据本发明的另一优选实施例，一种互补式鳍状晶体管结构，包含一N型鳍状晶体管和一P型鳍状晶体管，N型鳍状晶体管包含：一第一鳍状结构，二浅沟槽隔离分别位于第一鳍状结构的相对两侧，第一单一扩散隔离结构分别位于第一鳍状结构的两末端，其中第一单一扩散隔离结构的上表面不低于第一鳍状结构的上表面，一第一栅极结构横跨第一鳍状结构，一第一源极/漏极掺杂区位于第一栅极结构两侧的第一鳍状结构内，P型鳍状晶体管，包含一第二鳍状结构，浅沟槽隔离分别位于第二鳍状结构的相对两侧，二第二单一扩散隔离结构分别位于第二鳍状结构的两末端，其中第二单一扩散隔离结构的上表面低于第二鳍状结构的上表面，一第二栅极结构横跨第二鳍状结构以及一第二源极/漏极掺杂区位于第二栅极结构两侧的第二鳍状结构内。

附图说明

图1至图8为本发明的第一优选实施例所绘示的具有伸张应力的鳍状结构的制作方法示意图；

图9至图10为本发明的第二优选实施例所绘示的具有伸张应力的鳍状结构的制作方法示意图。

主要元件符号说明

10 基底 12 第一沟槽