[发明专利]具有均匀阈值电压分布的FIN结构及半导体器件的形成方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件结构的方法，包括：

确定沿着硅锗(SiGe)鳍结构的高度的阈值电压分布曲线，其中，所述硅锗鳍结构位于半导体衬底上方；

根据所述硅锗鳍结构中的锗(Ge)浓度与阈值电压之间的相关性，确定锗浓度曲线以抵消所述阈值电压分布曲线；

形成SiGe外延层，其中，所述SiGe外延层具有沿着SiGe外延层的厚度的所述锗浓度曲线；

蚀刻所述SiGe外延层以形成所述硅锗鳍结构；以及

在所述硅锗鳍结构上形成沿着所述硅锗鳍结构的高度具有均匀阈值电压的场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的形成半导体器件结构的方法，其中，确定沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布曲线包括：

获得包含所述硅锗鳍结构的半导体器件的设计；以及

基于所述设计的计算机仿真，得出沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布曲线。

3.根据权利要求1所述的形成半导体器件结构的方法，其中，所述相关性是随着所述硅锗鳍结构中的锗浓度的增加，所述阈值电压降低。

4.根据权利要求1所述的形成半导体器件结构的方法，其中，所述相关性是所述硅锗鳍结构中的锗浓度每增加百分之一(1％)，所述阈值电压降低4mV。

5.根据权利要求1所述的形成半导体器件结构的方法，其中，确定沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布曲线包括：

形成包括所述硅锗鳍结构的半导体器件；以及

测量沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布曲线。

6.根据权利要求1所述的形成半导体器件结构的方法，其中，确定沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布曲线包括：

获得包含所述硅锗鳍结构的半导体器件的设计；

基于所述设计的计算机仿真，得出沿着所述硅锗鳍结构的高度的理论阈值电压分布；

根据所述设计形成半导体器件，其中，所述半导体器件包括所述硅锗鳍结构；

测量所述半导体器件中的所述硅锗鳍结构的参数；以及

通过基于测量的参数对所述理论阈值电压分布进行校正来获得所述阈值电压分布曲线。

7.一种形成硅锗鳍(SiGe)结构的方法，其中，所述硅锗鳍结构位于半导体衬底上方并沿着所述硅锗鳍结构的高度具有均匀阈值电压分布，所述方法包括：

确定沿着所述硅锗鳍结构的高度的阈值电压分布，其中，所述阈值电压分布至少是以下因素的函数：三栅极效应、沿着所述硅锗鳍结构的高度的鳍宽度分布、与源极/漏极部件的接近度、所述源极/漏极部件中的掺杂剂的水平、以及沿着所述硅锗鳍结构的高度的掺杂剂的浓度分布；

基于所述硅锗鳍结构中的Ge浓度与阈值电压之间的相关性，根据所述阈值电压分布来产生Ge浓度曲线，其中，所述Ge浓度曲线是不均匀的；

形成SiGe外延层，所述SiGe外延层具有沿着所述SiGe外延层的厚度的所述Ge浓度曲线；以及

蚀刻所述SiGe外延层，以形成沿着所述硅锗鳍结构的高度具有均匀阈值电压分布的所述硅锗鳍结构。

8.根据权利要求7所述的形成硅锗鳍结构的方法，其中，确定沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布包括：

获得包含所述硅锗鳍结构的半导体器件的设计；以及

基于所述设计的计算机仿真，得出沿着所述硅锗鳍结构的高度的所述阈值电压分布。

9.根据权利要求7所述的形成硅锗鳍结构的方法，其中，所述相关性是随着所述硅锗鳍结构中的Ge浓度的增加，所述阈值电压降低。

10.根据权利要求7所述的形成硅锗鳍结构的方法，其中，所述相关性是Ge浓度每增加百分之一(1％)，所述阈值电压降低4mV。