[发明专利]薄体MOSFET的阈值电压调节

权利要求书

1.一种结构，包括：

衬底；

晶体管，设置在所述衬底之上，所述晶体管包括由注入有碳的硅构成的鳍片；以及

栅极介质层和栅极金属层，遮盖所述鳍片的限定所述晶体管的沟道的部分，其中

选择在所述鳍片中的碳浓度以建立所述晶体管的期望的电压阈值。

2.根据权利要求1的结构，其中所述碳的浓度遍及所述鳍片是基本均匀的。

3.根据权利要求1或2中任一项的结构，其中在形成所述鳍片之前将所述碳注入到所述硅中。

4.根据权利要求1或3中任一项的结构，其中在形成所述鳍片之后将所述碳注入到所述硅中。

5.根据权利要求1或4中任一项的结构，其中存在设置在所述衬底之上的多个晶体管，每一个都包括相关的鳍片，并且其中在至少两个鳍片中的碳浓度是不同的，以便每个相关晶体管具有不同值的电压阈值。

6.一种制造晶体管器件的方法，包括：

提供具有在顶表面上形成的屏蔽氧化物层的硅层；

施加第一掩蔽层以便使所述屏蔽氧化物层的第一部分未被覆盖；

穿过所述屏蔽氧化物层的未被覆盖的所述第一部分向所述硅层注入碳以形成所述硅层的具有第一碳浓度的第一碳注入体积；

除去所述第一掩蔽层；

施加第二掩蔽层以便使所述屏蔽氧化层的第二部分未被覆盖；

穿过所述屏蔽氧化物层的未被覆盖的所述第二部分向所述硅层注入碳，以形成所述硅层的具有不同于所述第一碳浓度的第二碳浓度的第二碳注入体积；

除去所述第二掩蔽层；以及

处理所述硅层以便形成第一鳍片FET器件和第二鳍片FET器件，所述第一鳍片FET器件具有包含所述硅层的所述第一体积的沟道以及所述第二鳍片FET器件具有包含所述硅层的所述第二体积的沟道，其中所述第一鳍片FET器件具有第一电压阈值并且所述第二鳍片FET器件具有不同于所述第一电压阈值的第二电压阈值，所述第二电压阈值与所述第一电压阈值相差的量与所述第一碳浓度和所述第二碳浓度之间的差相关。

7.根据权利要求6的方法，其中每个注入步骤都包括使用每一个都使用不同的注入能量进行的至少两个碳注入操作，以便所述碳浓度在注入的体积内遍及所述硅层的厚度是基本均匀的。

8.根据权利要求6或7中任一项的方法，还包括在处理所述硅层的所述步骤之前除去所述屏蔽氧化物层。

9.根据权利要求6到8中任一项的方法，其中所述第一和第二碳浓度每一个都在约2x10¹⁴到约5x10¹⁵原子/cm³的范围内。

10.根据权利要求6到9中任一项的方法，其中所述硅层为绝缘体上硅（SOI）层。

11.一种制造晶体管器件的方法，包括：

从硅层形成多个鳍片；

向第一鳍片施加第一掩蔽层而使第二鳍片未被掩蔽；

向未掩蔽的所述第二鳍片注入碳以具有第一碳浓度；

除去所述第一掩蔽层；

向注入的所述第二鳍片施加第二掩蔽层而留下所述第一鳍片未被掩蔽；

向未掩蔽的所述第一鳍片注入碳以具有第二碳浓度；

除去所述第二掩蔽层；以及

形成包括在所述第一鳍片中的沟道的第一鳍片FET器件和具有在所述第二鳍片中的沟道的第二鳍片FET器件，其中所述第一鳍片FET器件具有第一电压阈值并且所述第二鳍片FET器件具有不同于所述第一电压阈值的第二电压阈值，所述第二电压阈值与所述第一电压阈值相差的量与所述第一碳浓度和所述第二碳浓度之间的差相关。

12.根据权利要求11的方法，其中每个注入步骤都包括使用在所述鳍片的两个主表面的每一个上进行的至少两个碳注入操作，以便所述碳浓度遍及所述鳍片的所述厚度是基本均匀的。

13.根据权利要求11或12中任一项的方法，其中所述第一和第二碳浓度的每一个都在约2x10¹⁴到约5x10¹⁵原子/cm³的范围内。

14.根据权利要求11到13中任一项的方法，其中所述硅层为绝缘体上硅（SOI）层。

15.一种制造晶体管器件的方法，包括：

向硅层的表面中进行阱注入以形成注入的阱；

退火所述注入的阱；以及

向所述退火的阱中注入碳，其中在所述硅层的所述表面上形成界面层之前注入所述碳，并且其中与非碳注入的阱相比，产生的晶体管器件具有减小的电压阈值，所述电压阈值减小的量至少由在所述注入的阱中的碳浓度确定。