專利名稱：互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件及其形成方法，尤其涉及一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件及其形成方法。
背景技術(shù)：
在集成電路元件的發(fā)展過程中，藉由縮小元件的尺寸可達(dá)到高速操作和低耗電量的目的。然而，由于目前縮小元件尺寸的技術(shù)遭受到工藝技術(shù)瓶頸、成本昂貴等因素的限制，所以需發(fā)展其他不同于縮小元件的技術(shù)，以改善元件的驅(qū)動電流。因此，有人提出在晶體管的溝道區(qū)利用應(yīng)力(stress)控制的方式，來克服元件縮小化的極限。此方法為藉由使用應(yīng)力改變硅(Si)晶格的間距，以增加電子和空穴的遷移率(mobility)，進(jìn)而提高元件的效能。
現(xiàn)有一種利用應(yīng)力控制方式增加元件效能的方法為，以作為接觸窗蝕刻終止層(contact etch stop layer，CESL)的氮化硅層來產(chǎn)生應(yīng)力，提高元件的驅(qū)動電流(drive current)，以達(dá)到增加元件效能的目的。然而，當(dāng)?shù)鑼拥睦鞈?yīng)力(tensile stress)增加時，n溝道區(qū)的驅(qū)動電流會增加，但卻會造成p溝道區(qū)的驅(qū)動電流降低。相反地，當(dāng)?shù)鑼拥膲嚎s應(yīng)力(compressive stress)增加時，p溝道區(qū)的驅(qū)動電流會增加，但卻會造成n溝道區(qū)的驅(qū)動電流降低。換句話說，利用氮化硅層來產(chǎn)生應(yīng)力以提高晶體管效能的方法，只能用于提升N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(NMOS transistor)的效能或P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(PMOS transistor)的效能，且無法同時提高NMOS晶體管與PMOS晶體管的效能。
在美國專利第6,573,172 B1號中，提出一種能夠提高NMOS晶體管與PMOS晶體管效能的方法。首先，在一襯底上形成NMOS晶體管與PMOS晶體管，且二晶體管之間形成有淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)(STI)，以電性隔離NMOS晶體管與PMOS晶體管。然后，沉積一層第一氮化硅層，以覆蓋住整個襯底。接著，于第一氮化硅層上形成圖案化光致抗蝕劑層，以暴露出NMOS晶體管上的第一氮化硅層。之后，再以此圖案化光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行一蝕刻工藝，以移除所暴露出來的第一氮化硅層，保留PMOS晶體管上的第一氮化硅層。然后，移除此圖案化光致抗蝕劑層，然后于襯底上方形成一層氧化層，覆蓋第一氮化硅層與NMOS晶體管。之后，再以相同的方式，沉積一層第二氮化硅層，覆蓋住整個襯底。然后，移除PMOS晶體管上方的第二氮化硅層，保留NMOS晶體管上方的第二氮化硅層。如此一來，便可在NMOS晶體管與PMOS晶體管上分別形成具有拉伸應(yīng)力與壓縮應(yīng)力的氮化硅層，如此可達(dá)到同時提高NMOS晶體管與PMOS晶體管的效能的目的。
然而，上述方法雖然可同時提高NMOS晶體管與PMOS晶體管的效能。但是，其中仍然存在有一些問題。舉例來說，在移除未被光致抗蝕劑層所覆蓋的氮化硅層之后，通常是利用氧等離子體對光致抗蝕劑層進(jìn)行轟擊，以進(jìn)行光致抗蝕劑層的移除步驟，但是如此一來容易使得暴露出來的膜層與構(gòu)件，例如間隙壁、金屬硅化物層以及無晶體管區(qū)域的淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的二氧化硅層與硅化鎳層，產(chǎn)生損傷(damage)，而影響元件的效能及其可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，能夠避免現(xiàn)有去除光致抗蝕劑層時，造成損傷的問題，且同時可提高NMOS晶體管與PMOS晶體管的效能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，能夠避免現(xiàn)有去除光致抗蝕劑層時，造成損傷的問題，且同時可提高NMOS晶體管與PMOS晶體管的效能。
本發(fā)明提出一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，此形成方法為先提供一襯底，此襯底具有第一有源區(qū)與第二有源區(qū)，且第一有源區(qū)與第二有源區(qū)之間以一隔離結(jié)構(gòu)區(qū)隔。接著，分別于襯底的第一有源區(qū)與第二有源區(qū)形成第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。然后，于襯底上方形成第一應(yīng)力層，順應(yīng)性地覆蓋住第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與隔離結(jié)構(gòu)。之后，于第一應(yīng)力層上順應(yīng)性地形成第一襯層，其中第一襯層與第一應(yīng)力層具有高蝕刻選擇比。接著，于第一有源區(qū)的第一襯層上形成第一光致抗蝕劑層。隨后，以第一光致抗蝕劑層為掩模，移除部分第一襯層至暴露出第一應(yīng)力層表面。然后，移除第一光致抗蝕劑層。隨后，以第一襯層為掩模，移除部分第一應(yīng)力層，直至暴露出第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。接著，于襯底上方形成第二應(yīng)力層，順應(yīng)性地覆蓋第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與第一襯層。之后，于第二有源區(qū)的第二應(yīng)力層上形成第二光致抗蝕劑層。然后，以第二光致抗蝕劑層為掩模，移除部分第二應(yīng)力層，直至暴露出第一襯層表面，隨后，再移除第二光致抗蝕劑層。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一襯層的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳(amorphous carbon)。第一襯層的厚度例如是介于100～500埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一應(yīng)力層與第二應(yīng)力層的材質(zhì)例如是氮化硅。另外，第一應(yīng)力層與第二應(yīng)力層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。第一應(yīng)力層與第二應(yīng)力層的厚度例如是介于500～1200埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述于第二應(yīng)力層形成后，還可例如是，形成第二襯層，順應(yīng)性地覆蓋第二應(yīng)力層，其中第二襯層與第二應(yīng)力層具有高蝕刻選擇比。然后，于第二有源區(qū)的第二襯層上形成第二光致抗蝕劑層。之后，以第二光致抗蝕劑層為掩模，移除部分第二襯層，直至暴露出第二應(yīng)力層表面。然后，移除第二光致抗蝕劑層。隨后，以第二襯層為掩模，移除部分第二應(yīng)力層，直至暴露出第一襯層表面。上述，第二襯層的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。第二襯層的厚度例如是介于100～500埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則第一應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層，第二應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則第一應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層，第二應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層。
本發(fā)明另提出一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其包括襯底、第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、第一應(yīng)力層、第一襯層與第二應(yīng)力層。其中，襯底具有第一有源區(qū)與第二有源區(qū)，且第一有源區(qū)與第二有源區(qū)之間以隔離結(jié)構(gòu)區(qū)隔。另外，第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管配置于襯底的第一有源區(qū)，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管配置于襯底的第二有源區(qū)。第一應(yīng)力層順應(yīng)性地配置于第一有源區(qū)的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。第一襯層順應(yīng)性地配置于第一應(yīng)力層上。第二應(yīng)力層順應(yīng)性地配置于第二有源區(qū)的第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一襯層的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。第一襯層的厚度例如是介于100～500埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一應(yīng)力層與第二應(yīng)力層的材質(zhì)例如是氮化硅。第一應(yīng)力層與第二應(yīng)力層的厚度例如是介于500～1200埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件還包括一第二襯層，順應(yīng)性地配置于第二應(yīng)力層上。其中，第二襯層的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。第二襯層的厚度例如是介于100～500埃之間。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則第一應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層，第二應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層。
依照本發(fā)明的實施例所述，上述的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則第一應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層，第二應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層。
本發(fā)明是于應(yīng)力層上形成襯層，以作為硬掩模層，如此可避免現(xiàn)有在移除光致抗蝕劑層時，會對暴露出來的膜層或構(gòu)件直接造成的損傷(damage)的問題，而影響元件的效能與可靠度。另一方面，本發(fā)明也可達(dá)到同時提高N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的效能的目的。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1A至圖1J為依照本發(fā)明一實施例所繪示的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的制造流程剖面圖；圖2A至圖2D為依照本發(fā)明另一實施例所繪示的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的制造流程剖面圖。
主要元件符號說明100襯底102、104有源區(qū)106隔離結(jié)構(gòu)108第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108a、110a柵介電層108b、110b柵極108c、110c源極/漏極區(qū)108d、110d間隙壁110第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管112、112a第一應(yīng)力層114、114a、130、130a襯層116、120光致抗蝕劑層118、118a第二應(yīng)力層具體實施方式
圖1A至圖1J為依照本發(fā)明一實施例所繪示的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的制造流程剖面圖。
首先，請參照圖1A，提供一襯底100，襯底100具有有源區(qū)102、104，且有源區(qū)102、104之間以隔離結(jié)構(gòu)106區(qū)隔。上述，隔離結(jié)構(gòu)106例如是淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)或其他合適的隔離結(jié)構(gòu)。
接著，請參照圖1B，分別于襯底100的有源區(qū)102、104形成第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110。在本實施例中，第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110分別是以N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為例做說明。第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108是由柵介電層108a、柵極108b、源極/漏極區(qū)108c與間隙壁108d所構(gòu)成。第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110是由柵介電層110a、柵極110b、源極/漏極區(qū)110c與間隙壁110d所構(gòu)成。
在一實施例中，還可分別于柵極108b與源極/漏極區(qū)108c上，以及柵極110b與源極/漏極區(qū)110c上形成金屬硅化物層(未繪示)用以降低阻值，而金屬硅化物層的材質(zhì)例如是硅化鎳、硅化鎢或硅化鈷等。上述，第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110各構(gòu)件的材質(zhì)與形成方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知，于此不再贅述。
之后，請參照圖1C，于襯底100上方形成第一應(yīng)力層112，順應(yīng)性地覆蓋住第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108、第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110與隔離結(jié)構(gòu)106。第一應(yīng)力層112的厚度例如是介于500～1200埃之間。第一應(yīng)力層112的材質(zhì)例如是氮化硅或其他合適的應(yīng)力材料，而其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或其他適合的方法。在此實施例中，第一應(yīng)力層112為拉伸應(yīng)力(tensile stress)層。
接著，于第一應(yīng)力層112上順應(yīng)性地形成一襯層(liner layer)114，此襯層114與第一應(yīng)力層112具有高蝕刻選擇比。襯層114的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳(amorphous carbon)，而其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或其他適合的方法。襯層114的厚度例如是介于100～500埃之間。
隨后，請參照圖1D，于有源區(qū)102的襯層114上形成一光致抗蝕劑層116。光致抗蝕劑層116的形成方法例如是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布法(spin coating)，而其材質(zhì)例如是由樹脂，感光劑及溶劑所混合而成的感光材料。
接著，請參照圖1E，以光致抗蝕劑層116為掩模，移除部分襯層114，直至暴露出第一應(yīng)力層112表面，以形成襯層114a。上述，移除部分襯層114至暴露出第一應(yīng)力層112表面的方法例如是進(jìn)行一蝕刻工藝。
然后，請參照圖1F，移除光致抗蝕劑層116。移除光致抗蝕劑層116的方法例如是以干式去光致抗蝕劑法或濕式去光致抗蝕劑法的方式進(jìn)行，而干式去光致抗蝕劑法例如是氧等離子體，濕式去光致抗蝕劑法例如是利用溶劑以進(jìn)行移除。
接著，請參照圖1G，以襯層114a為掩模，移除部分第一應(yīng)力層112，直至暴露出第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110，而形成第一應(yīng)力層112a。其中，移除部分第一應(yīng)力層112至暴露出第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110表面的方法例如是進(jìn)行一蝕刻工藝。
值得一提的是，本發(fā)明是利用襯層114a作為硬掩模(hard mask)層，以移除部分第一應(yīng)力層112，因此可避免現(xiàn)有在移除光致抗蝕劑層時會對暴露出來的膜層或構(gòu)件直接造成的損傷(damage)的問題，而影響元件的效能與可靠度。
之后，請參照圖1H，于襯底100上方形成第二應(yīng)力層118，以覆蓋第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110與襯層114a。第二應(yīng)力層118的厚度例如是介于500～1200埃之間。第二應(yīng)力層118的材質(zhì)例如是氮化硅或其他合適的應(yīng)力材料，而其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或其他適合的方法。在此實施例中，第二應(yīng)力層118為壓縮應(yīng)力(compressive stress)層。
隨后，請參照圖1I，于第二有源區(qū)104的第二應(yīng)力層118上形成光致抗蝕劑層120。光致抗蝕劑層120的形成方法例如是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布法，而其材質(zhì)例如是由樹脂，感光劑及溶劑所混合而成的感光材料。接著，再以光致抗蝕劑層120為掩模，移除部分第二應(yīng)力層118，直至暴露出襯層114a表面，而此襯層114a可作為蝕刻終止層。
然后，請參照圖1J，移除光致抗蝕劑層120。移除光致抗蝕劑層120的方法例如是以干式去光致抗蝕劑法或濕式去光致抗蝕劑法的方式進(jìn)行，而干式去光致抗蝕劑法例如是氧等離子體，濕式去光致抗蝕劑法例如是利用溶劑以進(jìn)行移除。
在上述圖1A至圖1J的實施例中，第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110分別是以N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為例做說明以詳細(xì)說明的。然而，本發(fā)明并不限定于此，本發(fā)明的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108與第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110也可分別是P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，而第一應(yīng)力層112與第二應(yīng)力層118則分別為壓縮應(yīng)力層與拉伸應(yīng)力層。
當(dāng)然，上述于第二應(yīng)力層118a形成之后，還可繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的內(nèi)連線工藝。內(nèi)連線工藝?yán)缡怯谝r底100上方形成一層介電層(未繪示)，以覆蓋襯層114a與第二應(yīng)力層118a。然后，于介電層、第一應(yīng)力層112a、襯層114a與第二應(yīng)力層118a中形成接觸窗開口(未繪示)，之后于接觸窗開口中形成導(dǎo)體材料層(未繪示)以作為接觸窗，使元件與元件間能夠電性連接。
接下來，是說明利用上述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的制造方法所得到的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)。
請再次參照圖1J，互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件包括襯底100、第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108、第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110、第一應(yīng)力層112a、第二應(yīng)力層118a及襯層114a。襯底100具有第一有源區(qū)102與第二有源區(qū)104，且第一有源區(qū)102與第二有源區(qū)104之間是以隔離結(jié)構(gòu)106區(qū)隔。第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108配置于襯底100的第一有源區(qū)102，而第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110配置于襯底100的第二有源區(qū)104。另外，第一應(yīng)力層112a順應(yīng)性地配置于第一有源區(qū)102的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管108上，第一應(yīng)力層112a的材質(zhì)例如是氮化硅或其他合適的應(yīng)力材料，而其厚度例如是介于500～1200埃之間。襯層114a順應(yīng)性地配置于第一應(yīng)力層112a上，襯層114a的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳，而其厚度例如是介于100～500埃之間。此外，第二應(yīng)力層118a順應(yīng)性地配置于第二有源區(qū)104的第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110上，第二應(yīng)力層118a的材質(zhì)例如是氮化硅或其他合適的應(yīng)力材料，而其厚度例如是介于500～1200埃之間。
本發(fā)明除了上述實施例之外，尚具有其他的實施型態(tài)。圖2A至圖2D為依照本發(fā)明另一實施例所繪示的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的制造流程剖面圖。其中，圖2A是接續(xù)上述實施例的圖1H進(jìn)行，且于圖2A至圖2D中，與圖1A至圖1J相同的構(gòu)件使用相同的標(biāo)號，并省略其說明。
首先，請參照圖2A，于第二應(yīng)力層118形成后，可形成襯層130，順應(yīng)性地覆蓋第二應(yīng)力層118，其中襯層130與第二應(yīng)力層118具有高蝕刻選擇比。襯層130的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳，而其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或其他適合的方法。襯層130的厚度例如是介于100～500埃之間。
接著，請參照圖2B，于第二有源區(qū)104的襯層130上形成光致抗蝕劑層120。然后，以光致抗蝕劑層120為掩模，移除部分襯層130，直至暴露出第二應(yīng)力層118表面，以形成襯層130a。上述，移除部分襯層130至暴露出第二應(yīng)力層118表面的方法例如是進(jìn)行一蝕刻工藝。
之后，請參照圖2C，移除光致抗蝕劑層120。然后，請參照圖2D，以襯層130a為掩模，移除部分第二應(yīng)力層118至暴露出襯層114a表面，以形成襯層130a。同樣地，襯層130a可作為一硬掩模層，以移除部分第二應(yīng)力層118。
當(dāng)然，上述于襯層130a形成之后，還可繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的內(nèi)連線工藝。內(nèi)連線工藝?yán)缡怯谝r底100上方形成一層介電層(未繪示)，以覆蓋襯層114a與襯層130a。然后，于介電層、第一應(yīng)力層112a、襯層114a、襯層130a與第二應(yīng)力層118a中形成接觸窗開口(未繪示)，之后于接觸窗開口中形成導(dǎo)體材料層(未繪示)以作為接觸窗，使元件與元件間能夠電性連接。
接下來，說明利用上述方法制作出的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件。請再次參照圖2D，此實施例的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件除了包括圖1J的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件之外，還包括一襯層130a，順應(yīng)性地配置于第二應(yīng)力層118a上。上述，襯層114a的材質(zhì)例如是氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳，而其厚度例如是介于100～500埃之間。
綜上所述，本發(fā)明是利用于應(yīng)力層上形成襯層，以作為硬掩模層，如此一來可達(dá)到同時提高N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的效能的目的。而且，還可避免現(xiàn)有在移除光致抗蝕劑層時，會對暴露出來的膜層或構(gòu)件直接造成損傷(damage)的問題，而影響元件的效能與可靠度。
雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，包括提供一襯底，該襯底具有一第一有源區(qū)與一第二有源區(qū)，且該第一有源區(qū)與該第二有源區(qū)之間以一隔離結(jié)構(gòu)區(qū)隔；分別于該襯底的該第一有源區(qū)與該第二有源區(qū)形成一第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與一第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管；于該襯底上方形成一第一應(yīng)力層，順應(yīng)性地覆蓋住該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與該隔離結(jié)構(gòu)；于該第一應(yīng)力層上順應(yīng)性地形成一第一襯層，其中該第一襯層與該第一應(yīng)力層具有高蝕刻選擇比；于該第一有源區(qū)的該第一襯層上形成一第一光致抗蝕劑層；以該第一光致抗蝕劑層為掩模，移除部分該第一襯層至暴露出該第一應(yīng)力層表面；移除該第一光致抗蝕劑層；以該第一襯層為掩模，移除部分該第一應(yīng)力層至暴露出該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管；于該襯底上方形成一第二應(yīng)力層，順應(yīng)性地覆蓋該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與該第一襯層；于該第二有源區(qū)的該第二應(yīng)力層上形成一第二光致抗蝕劑層；以該第二光致抗蝕劑層為掩模，移除部分該第二應(yīng)力層至暴露出該第一襯層表面；以及移除該第二光致抗蝕劑層。
2.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一襯層的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。
3.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一襯層的厚度介于100～500埃之間。
4.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一應(yīng)力層與該第二應(yīng)力層的材質(zhì)包括氮化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一應(yīng)力層與該第二應(yīng)力層的形成方法包括化學(xué)氣相沉積法。
6.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一應(yīng)力層與該第二應(yīng)力層的厚度介于500～1200埃之間。
7.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中于該第二應(yīng)力層形成后，還包括形成一第二襯層，順應(yīng)性地覆蓋該第二應(yīng)力層，其中該第二襯層與該第二應(yīng)力層具有高蝕刻選擇比；于該第二有源區(qū)的該第二襯層上形成該第二光致抗蝕劑層；以該第二光致抗蝕劑層為掩模，移除部分該第二襯層至暴露出該第二應(yīng)力層表面；移除該第二光致抗蝕劑層；以及以該第二襯層為掩模，移除部分該第二應(yīng)力層至暴露出該第一襯層表面。
8.如權(quán)利要求7所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第二襯層的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。
9.如權(quán)利要求7所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第二襯層的厚度介于100～500埃之間。
10.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則該第一應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層，該第二應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層。
11.如權(quán)利要求1所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件的形成方法，其中該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則該第一應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層，該第二應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層。
12.一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，包括一襯底，該襯底具有一第一有源區(qū)與一第二有源區(qū)，且該第一有源區(qū)與該第二有源區(qū)之間以一隔離結(jié)構(gòu)區(qū)隔；一第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，配置于該襯底的該第一有源區(qū)；一第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，配置于該襯底的該第二有源區(qū)；一第一應(yīng)力層，順應(yīng)性地配置于該第一有源區(qū)的該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上；一第一襯層，順應(yīng)性地配置于該第一應(yīng)力層上；以及一第二應(yīng)力層，順應(yīng)性地配置于該第二有源區(qū)的該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。
13.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一襯層的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。
14.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一襯層的厚度介于100～500埃之間。
15.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一應(yīng)力層與該第二應(yīng)力層的材質(zhì)包括氮化硅。
16.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一應(yīng)力層與該第二應(yīng)力層的厚度介于500～1200埃之間。
17.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，還包括一第二襯層，順應(yīng)性地配置于該第二應(yīng)力層上。
18.如權(quán)利要求17所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第二襯層的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅或非晶碳。
19.如權(quán)利要求17所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第二襯層的厚度介于100～500埃之間。
20.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則該第一應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層，該第二應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層。
21.如權(quán)利要求12所述的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其中該第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，則該第一應(yīng)力層為壓縮應(yīng)力層，該第二應(yīng)力層為拉伸應(yīng)力層。
全文摘要
一種互補式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，其包括襯底、第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、第一應(yīng)力層、第一襯層與第二應(yīng)力層。其中，襯底具有第一有源區(qū)與第二有源區(qū)，且第一有源區(qū)與第二有源區(qū)之間以隔離結(jié)構(gòu)區(qū)隔。另外，第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管配置于襯底的第一有源區(qū)，第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管配置于襯底的第二有源區(qū)。第一應(yīng)力層順應(yīng)性地配置于第一有源區(qū)的第一型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。第一襯層順應(yīng)性地配置于第一應(yīng)力層上。第二應(yīng)力層順應(yīng)性地配置于第二有源區(qū)的第二型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管上。
文檔編號H01L27/085GK101051624SQ20061007402
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者孫世偉, 鄒世芳, 廖俊雄, 周珮玉 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司