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技术

本发明专利技术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，第一沟槽出定义一鳍状结构，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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术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。
技术介绍
随着场效晶体管(FieldEffectTransistors,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(FinFieldEffectTransistor,FinFET)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(strainedsilicon)，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(contactetchingstoplayer,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。
技术实现思路
根据本专利技术的一优选实施例，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。根据本专利技术的另一优选实施例，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为本专利技术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为本专利技术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14第二沟槽16第一鳍状结构18第二鳍状结构20氧化硅层22图案化掩模24浅沟槽隔离26单一扩散隔离结构26a单一扩散隔离结构26b单一扩散隔离结构28第一栅极结构30第二栅极结构32过路栅极34间隙壁36多晶硅栅极38介电层40外延层42源极/漏极掺杂区44源极/漏极掺杂区46层间介电层48栅极介电层50金属栅极52第一金属栅极结构54第二金属栅极结构100N型晶体管区200P型晶体管区300互补式鳍状晶体管结构400N型鳍状晶体管500P型鳍状晶体管具体实施方式图1至图8为根据本专利技术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，其中图1为基底、第一沟槽和第二沟槽的上视图，图2中的范例(a)为沿着图1中A-A’切线的剖面示意图，图2的范例(b)为沿着图1中B-B’切线的剖面示意图，图3为接续图2的制作工艺示意图，图3至图8中的范例(a)和范例(b)都是接续前图中的范例(a)和范例(b)的示意图。请同时参阅图1和图2，首先提供一基底10，例如一硅基底等的半导体材料，基底10划分为一N型晶体管区100和一P型晶体管区200，接着在基底10上形成多条第一沟槽12和多条第二沟槽14于基底10中，第二沟槽14截断第一沟槽12，详细来说一条第二沟槽14穿过多条第一沟槽12，二条第一沟槽12之间定义出一条长的鳍状结构，多条第二沟槽14则将长的鳍状结构截断为多条短的鳍状结构。多条短的鳍状结构中的一第一鳍状结构16位于N型晶体管区100，一第二鳍状结构18位于P型晶体管区200，其中第一鳍状结构16的上表面和第二鳍状结构18的上表面切齐。如图3所示，进行一流动型化学气相沉积(flowablechemicalvapordeposition)步骤，以形成一氧化硅层20覆盖于整个基底10并且填入各个第一沟槽12和各个第二沟槽14，流动型化学气相沉积利用旋转晶片的方式将氧化硅涂布在基底10上。在沉积之后利用加热步骤将氧化硅层20致密化，接着如图4所示，进行一平坦化步骤，平坦化氧化硅层20，并且在平坦化氧化硅层20后，维持氧化硅层20的上表面不低于第一鳍状结构16和第二鳍状结构18的上表面，在图4中以氧化硅层20的上表面高于第一鳍状结构16和第二鳍状结构18的上表面为例。如图5所示，形成一掩模(图未示)全面覆盖基底10，掩模可以为一光致抗蚀剂，然后图案化掩模后形成一图案化掩模22，图案化掩模22只位于N型晶体管区100，并且只重叠位于第二沟槽14内的氧化硅层20，如图6所示，以图案化掩模22为掩模，去除部分的氧化硅层20直至位于各个第一沟槽12内以及位于P型晶体管区200内的第二沟槽14中的氧化硅层20的上表面低于第一鳍状结构16和第二鳍状结构18的上表面，并且曝露出基底10的水平表面。然后移除图案化掩模22。此时余留在第一沟槽12内的氧化硅层20就作浅沟槽隔离24，而余留在第二沟槽内的氧化硅层20就作为单一扩散隔离结构(singlediffusionbreak,SDB)26，为了清楚描述本专利技术，在N型晶体管区100内的单一扩散隔离结构26在后续标记为26a，在P型晶体管区200内的单一扩散隔离结构26在后续标记为26b。值得注意的是：在N型晶体管区100内的单一扩散隔离结构26a在形成过程中被图案化掩模22保护，所以会维持其上表面不低于第一鳍状结构16的上表面，而在P型晶体管区200内的单一扩散隔离结构26b以及基底10上所有浅沟槽隔离24在形成过程中未被图案化掩模22覆盖，因此其不但同时形成且两者的上表面均会低于第一鳍状结构16和第二鳍状结构18的上表面，此外单一扩散隔离结构26b的上表面和浅沟槽隔离24切齐。由于利用流动型化学气相沉积步骤所形成的氧化硅层20会提供伸张应力，而单一扩散隔离结构26a被维持在不低于第一鳍状结构16的上表面，所以在本实施例中，N型晶体管区100的第一鳍状结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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；形成二条第一沟槽和二条第二沟槽于该基底中，该二条第一沟槽出定义一鳍状结构，该二条第二沟槽截断该二条第一沟槽；进行一流动型化学气相沉积步骤，以形成一氧化硅层填入该二条第一沟槽和该二条第二沟槽；平坦化该氧化硅层，其中在平坦化该氧化硅层后，该氧化硅层的上表面不低于该鳍状结构的上表面；形成一图案化掩模只位于该N型晶体管区，该图案化掩模只重叠位于该二条第二沟槽内的该氧化硅层；以该图案化掩模为掩模，去除部分的氧化硅层直至位于N型晶体管区内的该第一沟槽中的该氧化硅层的上表面以及位于该P型晶体管区内的该氧化硅层的上表面低于该鳍状结构的上表面；以及移除该图案化掩模。

【技术特征摘要】
1.一种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；形成二条第一沟槽和二条第二沟槽于该基底中，该二条第一沟槽出定义一鳍状结构，该二条第二沟槽截断该二条第一沟槽；进行一流动型化学气相沉积步骤，以形成一氧化硅层填入该二条第一沟槽和该二条第二沟槽；平坦化该氧化硅层，其中在平坦化该氧化硅层后，该氧化硅层的上表面不低于该鳍状结构的上表面；形成一图案化掩模只位于该N型晶体管区，该图案化掩模只重叠位于该二条第二沟槽内的该氧化硅层；以该图案化掩模为掩模，去除部分的氧化硅层直至位于N型晶体管区内的该第一沟槽中的该氧化硅层的上表面以及位于该P型晶体管区内的该氧化硅层的上表面低于该鳍状结构的上表面；以及移除该图案化掩模。2.如权利要求1所述的具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，另包含：在平坦化该氧化硅层之后以及形成该图案化掩模之前，该氧化硅层的上表面高于该鳍状结构的上表面；以及在移除该图案化掩模后，位于N型晶体管区内的该二条第二沟槽中的该氧化硅层的上表面高于该鳍状结构的上表面。3.如权利要求1所述的具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，另包含：在平坦化该氧化硅层之后以及形成该图案化掩模之前，该氧化硅层的上表面与该鳍状结构的上表面切齐；以及其中在移除该图案化掩模之后，位于N型晶体管区内的该二条第二沟槽中的该氧化硅层的上表面与该鳍状结构的上表面切齐。4.如权利要求1所述的具有伸张应力的鳍状结构的制作方法，其中该图案化掩模不形成在该P型晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯霖，李志成，陈威任，康庭绚，何仁愉，黄泓文，陈纪孝，杨皓翔，石安石，谢宗翰，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71