[发明专利]半导体元件及其制作方法

权利要求书

1.一种半导体元件，包括：

基底；

源极掺杂区，设于该基底中；

漏极掺杂区，设于该基底中，并与源极掺杂区相隔一预定距离；

通道区域，介于该源极掺杂区与该漏极掺杂区之间；以及

栅极结构，设于该通道区域上，该栅极结构包括一栅极介电层、一栅极导电层，以及一复合应力导向层，该复合应力导向层由一具有相对较高热膨胀系数的第一应力导向层以及一具有相对较低热膨胀系数的第二应力导向层所构成。

2.如权利要求1所述的半导体元件，其中该复合应力导向层在一退火制作工艺中将该栅极导电层内的伸张应力导向该通道区域。

3.如权利要求1所述的半导体元件，其中该第一应力导向层包含有金属或金属合金。

4.如权利要求3所述的半导体元件，其中该金属包括镍、钴。

5.如权利要求3所述的半导体元件，其中该金属合金包括锌铜合金、镍锌合金、镍铜合金、铝铜合金。

6.如权利要求1所述的半导体元件，其中该第二应力导向层包含有金属或绝缘体。

7.如权利要求6所述的半导体元件，其中该第二应力导向层包含有二氧化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硅、氮氧化硅、金属氮化物、金属氧化物。

8.如权利要求1所述的半导体元件，其中该第一应力导向层的热膨胀系数介于10至35(10^-6/K)之间，该第二应力导向层热膨胀系数小于10(10^-6/K)。

9.如权利要求1所述的半导体元件，其中在该栅极结构的侧壁上设置有一间隙壁。

10.如权利要求9所述的半导体元件，其中在该间隙壁与该栅极结构的侧壁之间，设置有一衬垫间隙壁。

11.如权利要求1所述的半导体元件，其中在该栅极导电层与该第一应力导向层之间，另设置有一缓冲层。

12.如权利要求11所述的半导体元件，其中该缓冲层包括二氧化硅层、氮化硅层或非金属层。

13.如权利要求1所述的半导体元件，其中该栅极导电层为一经过应力记忆退火制作工艺处理过的多晶硅层。

14.如权利要求13所述的半导体元件，其中该应力记忆退火制作工艺在高于620℃的温度下进行。

15.如权利要求1所述的半导体元件，其中该栅极导电层为一经过应力记忆退火制作工艺处理过的多晶铝金属层。

16.如权利要求15所述的半导体元件，其中该应力记忆退火制作工艺在350～420℃的温度下进行。

17.如权利要求1所述的半导体元件，其中在该栅极结构上具有一下凹轮廓。

18.一种半导体元件的制作方法，包括:

提供一基底；

在该基底上形成一栅极介电层、一栅极导电层以及一复合应力导向层，其中该复合应力导向层由一具有相对较高热膨胀系数的第一应力导向层以及一具有相对较低热膨胀系数的第二应力导向层所构成；

进行一光刻及蚀刻制作工艺，将形成在该基底上的该栅极介电层、该栅极导电层以及该复合应力导向层蚀刻成一栅极图案，其具有相对的两侧壁；

在该栅极图案的该相对的两侧壁上形成间隙壁，形成一栅极结构；

进行一离子注入制作工艺，在该基底中分别形成一源极掺杂区以及一漏极掺杂区；以及

进行一应力记忆(SMT)退火制作工艺，使得该栅极导电层进行再结晶。