襯底102 (例如,娃襯底)。具有一個(gè)或多個(gè)外延層的外延堆疊件103設(shè)置在半導(dǎo)體襯底102的上方。在一些實(shí)施例中，外延堆疊件103包括設(shè)置在半導(dǎo)體襯底102上方的碳摻雜的外延層104以及設(shè)置在碳摻雜的外延層104上方的輕摻雜外延層106(例如，無(wú)摻雜生長(zhǎng)外延層，但是由于來(lái)自半導(dǎo)體襯底102的摻雜劑的反擴(kuò)散導(dǎo)致具有低摻雜濃度)。柵極結(jié)構(gòu)114設(shè)置在輕摻雜外延層106的上方。
[0036]外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)114的相對(duì)側(cè)的外延堆疊件103和半導(dǎo)體襯底102內(nèi)。外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b可包括與外延層的第二摻雜類(lèi)型(P型)不同的第一摻雜類(lèi)型(例如，NMOS晶體管摻雜的η型)。溝道區(qū)109延伸在晶體管器件100的外延堆疊件103內(nèi)的外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b之間。在一些實(shí)施例中，外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b可包括菱形或V型凹槽，該凹槽已填充有應(yīng)力誘導(dǎo)材料。在一些實(shí)施例中，應(yīng)力誘導(dǎo)材料可包括磷酸硅(SiP)(例如，用于增強(qiáng)η溝道MOSFET溝道遷移率)。在其他實(shí)施例中，應(yīng)力誘導(dǎo)材料可包括其他材料，如硅鍺(SiGe)、碳化硅(SiC)等。
[0037]第一錯(cuò)位應(yīng)力記憶(DSM)區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)114的相對(duì)偵U。第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb包括重結(jié)晶非晶材料。第一 DSM區(qū)IlOa和第二DSM區(qū)IlOb的重結(jié)晶非晶材料包括沿著平面(111)的堆疊缺陷Illa和111b。通過(guò)電子顯微鏡可檢測(cè)到的堆疊缺陷Illa和11 Ib使第一 DSM區(qū)I 1a和第二 DSM區(qū)IlOb內(nèi)的晶格的鍵長(zhǎng)變形。例如，堆疊缺陷Illa和Illb可導(dǎo)致第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb具有原子間的距離小于標(biāo)準(zhǔn)距離的應(yīng)力晶格。
[0038]第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb的應(yīng)力晶格被配置為將應(yīng)力誘導(dǎo)至溝道區(qū)109，這樣增強(qiáng)了電荷載子遷移率并且提高了晶體管器件100的短溝道效應(yīng)。第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb也被配置為加應(yīng)力于外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b的一部分和下面的半導(dǎo)體襯底102的一部分(即，第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb包括具有應(yīng)力(即，重結(jié)晶)晶格的半導(dǎo)體襯底材料和具有應(yīng)力晶格的源極/漏極外延材料)。在一些實(shí)施例中，源極區(qū)108a和漏極區(qū)108b下面的半導(dǎo)體襯底102的一部分可包括應(yīng)力誘導(dǎo)摻雜劑，如鍺。在一些實(shí)施例中，第一 DSM區(qū)IlOa可從外延源極區(qū)108a下方的位置延伸至沿外延源極區(qū)108a的頂面設(shè)置的開(kāi)槽的源極接觸件112a。同樣地，第二 DSM區(qū)IlOb可從外延漏極區(qū)108b下方的位置延伸至沿外延漏極區(qū)108b的頂面設(shè)置的開(kāi)槽的漏極接觸件112b。
[0039]圖2示出了具有包括被配置為向外延溝道區(qū)提供應(yīng)力的DSM區(qū)的外延源極和漏極區(qū)的晶體管器件100的一些附加實(shí)施例。
[0040]晶體管器件200包括設(shè)置在半導(dǎo)體襯底102上方的碳摻雜外延層104和設(shè)置在碳摻雜外延層104上方的輕摻雜外延層106。碳摻雜外延層104被配置為通過(guò)緩解來(lái)自半導(dǎo)體襯底102的摻雜劑反擴(kuò)散來(lái)證明晶體管器件200的性能(例如，提高器件內(nèi)的局部和全部閾值電壓和驅(qū)動(dòng)電流的變化)，進(jìn)而產(chǎn)生晶體管器件200的溝道區(qū)的陡峭后退摻雜濃度剖面圖。在一些實(shí)施例中，碳摻雜外延層104可具有小于I %的碳摻雜濃度。在一些實(shí)施例中，后退摻雜濃度剖面圖可在輕摻雜外延層106和柵極結(jié)構(gòu)114之間的界面處提供小于lel8cm_3的摻雜濃度。
[0041]第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb從外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b下方的位置在垂直方向上分別延伸至沿著外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b的頂面設(shè)置的開(kāi)槽的源極接觸件112a和開(kāi)槽的漏極接觸件112b。在一些實(shí)施例中，開(kāi)槽的源極接觸件112a和開(kāi)槽的漏極接觸件112b可包括鎳。在一些實(shí)施例中，DSM區(qū)IlOa和IlOb的頂面可具有包括開(kāi)槽的源極接觸件112a和漏極接觸件112b的凹坑或凹槽。在一些實(shí)施例中，第一 DSM區(qū)I 1a和第二 DSM區(qū)IlOb可分別具有底面，該底面位于相距外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b —段距離202的下方。例如，第一 DSM區(qū)I 1a和第二 DSM區(qū)IlOb可延伸至相距外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b —段距離202 (大于或等于約2nm)的下方。在一些實(shí)施例中，外延堆疊件103的高度204低于第一和第二 DSM區(qū)IlOa和IlOb的高度206。
[0042]第一 DSM區(qū)IlOa和第二 DSM區(qū)IlOb從外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b內(nèi)的第一位置沿著橫向方向延伸至外延區(qū)108a和108b內(nèi)的第二位置。在一些實(shí)施例中，選擇第一和第二位置，這樣使得DSM區(qū)IlOa和IlOb具有小于外延源極區(qū)108a和外延漏極區(qū)108b的寬度。在一些實(shí)施例中，第一和第二 DSM區(qū)IlOa和IlOb可與柵極結(jié)構(gòu)112橫向分隔開(kāi)一段相對(duì)小的距離208，從而增強(qiáng)溝道區(qū)上的壓力。例如，第一 DSM區(qū)IlOa或第二 DSM區(qū)IlOb可與柵極結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)一段距離208，該距離208小于約10nm。
[0043]在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)114可包括堆疊的柵極介電層210和柵極電極層212。柵極介電層210(例如，二氧化硅層、高k介電層等)設(shè)置在輕摻雜外延層106上。柵極電極層212(例如，多晶硅層、替代金屬柵極層等)設(shè)置在柵極介電層210上。在一些實(shí)施例中，柵極介電層210和柵極電極層212可位于側(cè)壁間隔件214的側(cè)面。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁間隔件214可包括氮化物間隔件。
[0044]圖3示出了形成具有包括被配置為向外延溝道區(qū)提供應(yīng)力的DSM區(qū)的外延源極和漏極區(qū)的晶體管器件的方法300的一些實(shí)施例的流程圖。
[0045]在動(dòng)作302，提供半導(dǎo)體襯底。半導(dǎo)體襯底可包括具有第一摻雜類(lèi)型(例如，η型摻雜或P型摻雜)的本征摻雜半導(dǎo)體襯底。
[0046]在動(dòng)作304，選擇蝕刻半導(dǎo)體襯底以在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成凹槽。
[0047]在動(dòng)作306，進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝以在凹槽內(nèi)形成外延堆疊件。在一些實(shí)施例中，夕卜延堆疊件可包括碳摻雜外延層(例如，SiC)和非摻雜外延層(例如,娃)。碳摻雜外延層可外延生長(zhǎng)在凹槽的底面上，而非摻雜外延層可外延生長(zhǎng)在碳摻雜外延層上。碳摻雜外延層被配置為緩解來(lái)自半導(dǎo)體襯底的摻雜劑的反擴(kuò)散，以在溝道區(qū)內(nèi)形成陡峭后退摻雜剖面圖，其導(dǎo)致相對(duì)低的表面摻雜劑濃度(例如，小于lelScm—3)，從而提高閾值電壓和驅(qū)動(dòng)電流的變化。
[0048]在動(dòng)作308，進(jìn)行錯(cuò)位應(yīng)力記憶技術(shù)(DSMT)以在位于晶體管器件的源極和漏極區(qū)相對(duì)應(yīng)的位置處的外延堆疊件和半導(dǎo)體襯底內(nèi)的錯(cuò)位應(yīng)力記憶(DSM)區(qū)。在一些實(shí)施例中，DSM區(qū)可具有應(yīng)力晶格，其具有小于標(biāo)準(zhǔn)值的原子間距離(即，DSM區(qū)的晶格常數(shù)小于不被應(yīng)力的自然晶格常數(shù))。在其他實(shí)施例中，DSM區(qū)可具有應(yīng)力晶格，其具有大于標(biāo)準(zhǔn)值的原子間距離。
[0049]在動(dòng)作310中，在鄰近DSM區(qū)的一部分的位置處的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極和漏極區(qū)。在一些實(shí)施例中，源極和漏極區(qū)包括外延源極和漏極區(qū)。在這樣的實(shí)施例中，在動(dòng)作312中，可通過(guò)選擇蝕刻半導(dǎo)體襯底以形成鄰近DSM區(qū)的一部分的源極和漏極空腔來(lái)形成外延源極和漏極區(qū)。在一些實(shí)施例中，空腔可包括DSM區(qū)的一部分。在動(dòng)作314中，然后在源極和漏極空腔內(nèi)的外延材料沉積在DSM區(qū)的部分上。因?yàn)橥庋硬牧仙L(zhǎng)在DSM區(qū)的一部分上，所以外延材料會(huì)因DSM區(qū)的應(yīng)力晶格而具有應(yīng)力晶格，從而導(dǎo)致DSM區(qū)從半導(dǎo)體襯底延伸至外延源極和漏極區(qū)。
[0050]圖4示出了形成具有包括被配置為向外延溝道區(qū)提供應(yīng)力的DSM區(qū)的外延源極和漏極區(qū)的晶體管器件的方法400的一些附加實(shí)施例的流程圖。
[0051]盡管下面以一系列動(dòng)作或事件示出和描述了公開(kāi)的方法(例如，方法300和400)，但是，應(yīng)該理解，所示這些動(dòng)作或事件的順序不應(yīng)理解為限制意義。例如，一些動(dòng)作可以不同的順序發(fā)生和/或與本文所示和/或所述的動(dòng)作或事件以外的其他動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，無(wú)需所有示出的動(dòng)作來(lái)實(shí)施本文描述的一個(gè)或多個(gè)方面或?qū)嵤├?。此外，可在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)動(dòng)作和/或階段中進(jìn)行本文描述的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。
[0052]在動(dòng)作402中，提供半導(dǎo)體襯底。在各種實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底可包括任一類(lèi)型的半導(dǎo)體主體(例如，硅、硅鍺、絕緣體上硅等)，如半導(dǎo)體晶圓和/或半導(dǎo)體晶圓上的一個(gè)或多個(gè)管芯、以及任一其他類(lèi)型的半導(dǎo)體和/或與其相關(guān)的外延層。
[0053]在動(dòng)作404中，進(jìn)行阱/Vt注入工藝以將摻雜劑引入半導(dǎo)體襯底。在一些實(shí)施例中，阱/Vt注入工藝之后可對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行阱退火工藝，以活化阱/Vt注入工藝引入的摻雜劑。
[0054]在動(dòng)作406中，選擇蝕刻半導(dǎo)體襯底，以沿著半導(dǎo)體襯底的頂面在阱區(qū)內(nèi)形成凹槽。
[0055]在動(dòng)作408中，進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝以在凹槽內(nèi)生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層。在一些實(shí)施例