[发明专利]借由提供阶化嵌入应变诱导半导体区于晶体管的效能增进

权利要求书

1.一种形成半导体装置的方法，包括：

在半导体装置的有源区的结晶半导体基材上形成临界电压调整用半导体材料；

在该半导体装置的该有源区中形成第一空腔，该第一空腔横向邻接该临界电压调整用半导体材料上的晶体管的栅极电极结构，该第一空腔具有由该有源区的半导体基材形成的第一侧壁面及底面；

借由在该第一空腔中形成第一应变诱导半导体材料而形成尺寸减少的第二空腔，以便覆盖该底面及该等第一侧壁面，在该第一应变诱导半导体材料上方形成尺寸减少的该第二空腔且具有由该第一应变诱导半导体材料形成的第二侧壁面，以及该等第二侧壁面的斜率小于由该半导体基材形成的该第一空腔的该等第一侧壁面的斜率；

在尺寸减少的该第二空腔中形成第二应变诱导半导体材料，以便以应变诱导材料填充该第一应变诱导半导体材料上方的尺寸减少的该第二空腔，该第二应变诱导半导体材料至少有一个材料参数与该第一应变诱导半导体材料不同，其中，该第一应变诱导半导体材料的一部份横向接触该临界电压调整用半导体材料且配置于该第二应变诱导半导体材料与该临界电压调整用半导体材料之间；以及

至少在该第一及该第二应变诱导半导体材料的一部份中形成漏极和源极区；

其中，形成该第一空腔包括：形成该第一空腔的该第一侧壁面，以便至少在相对于该栅极电极结构的高度方向的中央区中具有5度或更小的斜率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该第一应变诱导半导体材料对于该半导体基材所具有的晶格失配大于该第二应变诱导半导体材料对于该半导体基材所具有的晶格失配。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，该第一应变诱导半导体材料包含浓度有25原子百分比或更高的锗。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该第二应变诱导半导体材料包含浓度有20原子百分比或更低的锗。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成该第一应变诱导半导体材料包括：执行第一外延生长步骤，其基于经选定的制程参数集，以在该等第一侧壁面及该底面上引发材料成长。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成该第二应变诱导半导体材料包括：执行第二外延生长步骤，其借由改变该制程参数集中影响该第二应变诱导半导体材料的材料组成物的至少一个参数的数值。

7.根据权利要求1所述的方法，更包括：在形成该空腔之前，形成该临界电压调整用半导体材料于该半导体基材上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，该临界电压调整用半导体材料包含浓度有20原子百分比或更高的锗。

9.一种形成半导体装置的方法，包括：

在半导体装置的有源区的结晶半导体基材上形成临界电压调整用半导体材料；

在该临界电压调整用半导体材料上方形成栅极电极结构；

在该栅极电极结构存在下，在该有源区中形成空腔；

以由该空腔的侧壁的底端至顶端变动以致在该空腔的该顶端为最低的横向成长速率，在该空腔的暴露表面区上形成第一结晶半导体材料，该第一结晶半导体材料对于该半导体基材具有第一晶格失配；以及

在该第一结晶半导体材料上方形成第二结晶半导体材料，该第二结晶半导体材料对于该半导体基材具有第二晶格失配，该第二晶格失配小于该第一晶格失配，其中，该第一结晶半导体材料的一部份横向接触该临界电压调整用半导体材料且配置于该第二结晶半导体材料与该临界电压调整用半导体材料之间；

其中，形成该空腔包括：形成该空腔的侧壁，以便至少在相对于该栅极电极结构的高度方向的中央区中具有5度或更小的斜率。

10.根据权利要求9所述的方法，更包括：决定选择性外延生长制程中实质影响该变动横向成长速率的至少一个制程参数，以及使用该至少一个经决定的制程参数调整该第一结晶半导体材料的侧壁斜率。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，形成该第一及第二结晶半导体材料包括：形成材料，以便在该有源区的沟道区中诱导压缩应变。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，形成该第一及第二结晶半导体材料包括：形成材料，以便在该有源区的沟道区中诱导拉伸应变。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，该第一及第二结晶半导体材料经形成，以含有锗与锡中的至少一者。