[发明专利]互补式金属氧化物半导体元件及其制作方法

说明书

本发明公开一种互补式金属氧化物半导体元件及其制作方法。该互补式金属氧化物半导体元件包含多个主动区，沿着第一方向延伸，并沿着第一方向排列在基底上，彼此由绝缘结构区隔开，其中位于相邻主动区相邻末端之间的绝缘结构包含一凹陷区域，该凹陷区域被一包含应力的层间介电层填满。

技术领域

本发明涉及互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)元件及其制作方法，特别是涉及一种具有包含应力的层间介电层的互补式金属氧化物半导体元件及其制作方法。

背景技术

先进半导体技术中，鳍式场效晶体管(fin field effect transistor,FinFET)已取代平面式(planar)场效晶体管，成为主流发展趋势。制作鳍式场效晶体管的第一步，是利用例如光刻暨蚀刻制作工艺(photolithograph-etching process,PEP)等图案化制作工艺，根据布局图案，在半导体基底上形成沟槽并同时定义出鳍状结构(fin structure)。接着，再于沟槽中填入绝缘材料，完成各鳍状结构之间的绝缘。后续进行一凹陷制作工艺，回蚀刻部分绝缘材料以使鳍状结构的顶面和上侧壁暴露出来后，再形成跨越鳍状结构的栅极结构。被栅极结构覆盖的鳍状结构顶面和上侧壁，即为鳍式场效晶体管的通道区。

目前已知可对元件施加不同种类的应力(stress)，以达到增进效能的目的。常用的方法包含于元件的源/漏极区制作应变硅(strained silicon)，或者形成一应力层(stressor layer)直接覆盖栅极结构。随着半导体元件尺寸的微缩和更佳效能的需求，如何能进一步提升元件的效能仍为本领域积极研究的课题。

发明内容

为达上述目的，本发明一方面提供一种互补式金属氧化物半导体元件，包含一基底；

一绝缘结构位于该基底上；多个主动区位于该基底上并贯穿该绝缘结构，其中该多个主动区沿着一第一方向延伸并且沿着该第一方向排列；一对第一栅极设在各该主动区的两末端，其中各该第一栅极包含一内边缘横跨该主动区，以及一外边缘完全位于该绝缘结构上；至少一第二栅极，位于该对第一栅极之间并且横跨该主动区；多个该绝缘结构的凹陷区域，沿着该第一方向排列在相邻该主动区的相邻末端之间，并且邻接该第一栅极的外边缘；一层间介电层，覆盖该绝缘结构、该主动区、该第一栅极以及该第二栅极并且填满该凹陷区域，其中该层间介电层包含一应力。

本发明另一方面提供一种互补式金属氧化物半导体元件的制作方法，包含提供一基底；形成多个主动区，沿着一第一方向延伸并沿着该第一方向排列在该基底上；

形成一绝缘结构，位于该基底上并包围各该主动区；形成一对第一栅极，各覆盖各该主动区的一末端，以及至少一第二栅极，位于该对第一栅极之间并且横跨过该主动区；形成一图案化掩模层，包含多个开口，沿着该第一方向排列在该多个主动区的相邻末端之间，暴露出部分该绝缘结构；进行一蚀刻制作工艺，自该多个开口移除部分该绝缘结构，形成多个凹陷区域；移除该图案化掩模层，

并形成一层间介电层，覆盖该绝缘结构、该主动区、该第一栅极以及该第二栅极，并且填满该凹陷区域。

附图说明

图1至图7为根据本发明一实施例的互补式金属氧化物半导体元件的制作方法步骤示意图，各图上部为顶视图，下部为沿着顶视图中I-I’切线方向的剖面示意图；

图8为本发明另一实施例的顶视图。

主要元件符号说明

10 基底

12 主动区

12a 上表面

14 绝缘结构