在上一节中,我们K4S641632K-UC60已经知道嵌人式锗硅源漏工艺通过提高空穴迁移率的方法,在提高PMOS器件的性能上面扮演了重要角色。相应地,嵌入式碳硅源漏工艺可以提高NMOS器件的性能。这是由于碳原子的晶格常数小于硅原子,我们把碳原子放人源漏区单晶硅晶格中所产生的拉应力会作用于NMOS沟道,从而提高电子的迁移率[ll~】6],相对应地,如图5,6所示,它就增加了NMOS器件的驱动电流。正是由于碳的晶格常数远小于硅(硅的 晶格常数是5.43A,碳的晶格常数是3.57A),它只需要相对小的碳原子含量数(比如1%~2%)就可以获得可用水平的应变。

   虽然嵌人式锗硅技术从90nm技术节点后已经被广泛应用于大规模量产产品的PMOS器件,嵌人式碳硅技术的应用却显得异常困难,其中的一个重要原因在于源漏区难以生长出高质量的碳硅。碳硅外延生长工艺无法像锗硅外延薄膜那样选择性生长在源漏区的凹槽中,它同时会在如侧壁和浅沟槽隔离氧化物等非单晶区域上生长[12]。幸运的是,使用化学气相沉积(CVD)工艺可以在单晶硅衬底和隔离薄膜上生长出不同的碳硅结构。它在单晶硅上获得单晶态的碳硅,而在隔离薄膜上得到非晶态的碳硅。由于非晶态碳硅具有较高的刻蚀率,因此,通过多次沉积和刻蚀的循环,可以在源漏区选择性生长出外延碳硅薄膜[l钊。一个通过多次沉积和刻蚀循环来获得嵌人式碳硅薄膜的例子如图5.7所示,同时它用示意图说明了多次沉积和刻蚀循环的过程L11]。