源漏嵌入SiGe应变技术简介

与通过源漏嵌入 SiC 应变材料来提高NMOS 的速度类似，通过源漏嵌入 SiGe 应变材料可以提高PMOS的速度。源漏嵌入 SiGe 应变技术被广泛用于提高90nm 及以下工艺制程PMOS的速度。它是通过外延生长技术在源漏嵌入SiGe 应变材料，利用锗和硅晶格常数不同，从而对衬底硅产生应力，改变硅价带的能带结构，降低空穴的电导有效质量。

硅的晶格常数是5.431A，锗的晶格常数是5.653A，硅与锗的不匹配率是4.09%，从而使得 SiGe 的晶格常数大于纯硅。图2-10 所示为在硅衬底上外延生长 SiGe 应变材料外延。SiGe 应变材料会对横向的沟道产生压应力，从而使沟道的晶格发生形变，晶格变小。

在 PMOS的源漏嵌入SiGe 应变材料，如图2-11所示，PMOS 的沟道制造在［110］方向上，SiGe 应变材料会在该方向产生单轴的压应力，该压应力可以使价带能带发生分裂，重空穴带离开价带顶，轻空六带占据价带顶，从而减小沟道方向的空穴的电导有效质量，最终源漏嵌入 SiGe 应变材料可以有效地提高 PMOS 的速度。

源漏嵌入 SiGe 应变材料也是利用选择性外延技术生长的。源漏嵌入 SiGe 应变材料的工艺的硅源有SiCl4,SiHCl3,SiH2Cl3和SiH4，锗源有GeH4，硅源中的氯原子（或者HCI）可以提高原子的活性，氯原子的数目越多，选择性越好，这是因为氯可以抑制Si在气相中和掩膜层表面成核。锗含量是 SiGe 应变材料外延工艺的一个重要参数，锗的含量越高，应力越大。但是，锗含量过高容易造成位错，反而降低了应力的效果。

图2-12所示为PMOS 的源漏嵌入 SiGe应变材料的工艺流程。