Простейшим аналитическим аппроксимативным методом практически невозможно построить точный разрывный профиль распределения примесей при ионном легировании в многослойную структуру типа Si3N4 – SiO2 – Si или Si – SiO2 – Si. Поскольку данная операция часто используется в современных технологических процессах изготовления БИС, это вынуждает для улучшения адекватности применять либо метод Монте – Карло, либо метод интегрирования КУБ для построения требуемого распределения. Метод интегрирования КУБ является более быстрым: если расчет одного одномерного профиля данным методом требует t условных единиц машинного времени, то по методу Монте – Карло (40 – 60)t.
Высокой эффективностью при моделировании ионного легирования в многослойных структурах обладает метод подбора доз, с помощью которого можно получать приемлемую адекватность профиля распределения примеси, характерную для метода интегрирования КУБ, но с минимальными вычислительными затратами, например 10-1 t условных единиц машинного времени.
В данном методе, основанном на статическом распределении и численном интегрировании доз в каждом слое, требуются следующие шаги для моделирования ионного легирования с общей дозой D и энергией E.
Шаг 1. Распределение внедренной примеси в слое 1 (0 – Z1) на рисунке 7, определяется для дозы D и энергии Е как p1f1 (Z), где p1 – пик концентрации; f1(Z) – функция статического распределения от глубины Z. Количество внедренных ионов в слое 1 равно d1.
Шаг 2. Предполагая, что ионное легирование (D,E) было непосредственно проведено в слой 2, на глубине Z1 – границе двух слоев – содержится d1=d2 внедренных ионов:
Шаг 3. распределение внедренной примеси из, взятое с дозой D и энергией E, переносится в слой 2 из. При этом количество ионов в слое 2 толщиной равно d3.
Шаг 4. Шаг 2 повторяется для слоя 3, чтобы получить глубину, для которой количество внедренных примесей определяется выражением
Шаг 5. Распределение примеси из берется таким же, как из слоя 3 (из).
Использование соотношений (4.1) – (4.4) в заданной последовательности шагов позволяет просто и эффективно рассчитывать профили распределения примесей.
На рисунке 8 представлены расчетные и экспериментальные зависимости для ионного легирования мышьяка в многослойную подложку Si – SiO2– Si, подтверждающие приемлемую адекватность приведенного метода для статического распределения.
Наличие в программах технологического моделирования БИС моделей ионного легирования различного уровня сложности – Монте – Карло, интегрирования КУБ, подбора доз для заданных статистических распределений – позволяет в зависимости от типа и конфигурации многослойных мишеней применять наиболее подходящие модели с целью минимизации вычислительных затрат. [5]
Список используемой литературы
1. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств - М.: Радио и связь, 1991. – 528 с.
2. Технология ионного легирования Под ред. С. Намбы: Перевод с японского – М.: Сов радио, 1974 – 160с.
3. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов в ИМ – М.: Высш. школа, 1986. – 320с.
4. Зорин Е.И. Ионное легирование полупроводников – М.: Энергия 1975. – 128с.
5. Бубенников А.Н. Моделирование интегральных микротехнологий, приборов и схем – М.: Высшая школа 1989. – 320с.