Наклонная ионная имплантация. Бормонтов Е.Н - 4 стр.

UptoLike

4
Введение
Постоянная минимизация элементов в современных сверхбольших
интегральных схемах приводит к необходимости формирования
мелкозалегающих легированных слоев с субмикронными размерами. В важных
для практических применений случаях максимум концентрации ионно-
имплантированной примеси должен находиться в пределах 5÷10 нм от
поверхности подложки. Такое распределение имплантированной примеси может
быть достигнуто лишь применением низкоэнергетических ионных пучков с
энергией менее нескольких килоэлектронвольт. Однако большинство
технологических установок не в состоянии обеспечить стабильные пучки столь
низких энергий . В последнее время для формирования мелкозалегающих слоев
используется ионная имплантация наклонными пучками, которая позволяет
получить необходимое распределение имплантированной примеси в
энергетическом диапазоне, доступном для современных ускорителей [2,5].
Применение наклонных пучков может достаточно сильно повлиять на
боковое распределение примеси. Для современных сверхбольших интегральных
схем с высокой плотностью приборов на кристалле необходимость рассмотрения
подобного рода двумерных эффектов имеет принципиальное значение [4,5],
поскольку измерение двумерного распределения концентрации
имплантированной примеси в мелкозалегающих слоях является очень сложной
практической задачей . Поэтому теоретические исследования и математическое
моделирование приобретают в этом случае особую важность.
Так , при создании методом наклонной имплантации истоковых и стоковых
областей современных МОП транзисторов теневой эффект приводит к различию
распределения концентрации примеси в истоковых и стоковых областях [3,4].
Вследствие этого возникает асимметрия и рассогласование электрических
характеристик субмикронных МОП транзисторов при работе в прямом и
обратном включении. Степень асимметрии и рассогласования характеристик
МОП транзисторов снижается при имплантации с поворотом подложек
последовательно на 90° с 25%-ной дозой имплантации в каждом из четырех
положений [3].
Столь актуальные в технологии современной микро- и наноэлектроники
вопросы математического моделирования наклонной имплантации практически
не рассмотрены в существующей учебно-методической литературе, поэтому
данные методические указания помогут студентам в освоении рассматриваемой
темы .
                                          4




                                   В веден ие

      Постоян н ая мин имизация э лемен тов в современ н ы х сверхболь ш их
ин теграль н ы х     схемах      приводит      к   н еобходимости      ф ормирован ия
мелк озалегаю щ их легирован н ы х слоев с субмик рон н ы ми размерами. В важ н ы х
для прак тическ их примен ен ий случаях мак симум к он цен трации ион н о-
имплан тирован н ой примеси долж ен н аходить ся в пределах 5÷10 н м от
поверхн ости подлож к и. Т ак ое распределен ие имплан тирован н ой примеси мож ет
бы ть достигн уто лиш ь примен ен ием н изк оэ н ергетическ их ион н ы х пучк ов с
э н ергией мен ее н еск оль к их к илоэ лек трон воль т. О дн ак о боль ш ин ство
техн ологическ их устан овок н е в состоян ии обеспечить стабиль н ы е пучк и столь
н изк их э н ергий. В последн ее время для ф ормирован ия мелк озалегаю щ их слоев
исполь зуется ион н ая имплан тация н ак лон н ы ми пучк ами, к оторая позволяет
получить       н еобходимое распределен ие имплан тирован н ой примеси в
э н ергетическ ом диапазон е, доступн ом для современ н ы х уск орителей [2,5].
      Примен ен ие н ак лон н ы х пучк ов мож ет достаточн о силь н о повлиять н а
бок овое распределен ие примеси. Д ля современ н ы х сверхболь ш их ин теграль н ы х
схем с вы сок ой плотн ость ю приборов н а к ристалле н еобходимость рассмотрен ия
подобн ого рода двумерн ы х э ф ф ек тов имеет прин ципиаль н ое зн ачен ие [4,5],
поск оль к у       измерен ие      двумерн ого     распределен ия       к он цен трации
имплан тирован н ой примеси в мелк озалегаю щ их слоях является очен ь слож н ой
прак тическ ой задачей. Поэ тому теоретическ ие исследован ия и математическ ое
моделирован иеприобретаю т в э том случаеособую важ н ость .
      Т ак , при создан ии методом н ак лон н ой имплан тации исток овы х и сток овы х
областей современ н ы х М О П тран зисторов тен евой э ф ф ек т приводит к различию
распределен ия к он цен трации примеси в исток овы х и сток овы х областях [3,4].
В следствие э того возн ик ает асимметрия и рассогласован ие э лек трическ их
харак теристик субмик рон н ы х М О П тран зисторов при работе в прямом и
обратн ом вк лю чен ии. Степен ь асимметрии и рассогласован ия харак теристик
М О П тран зисторов сн иж ается при имплан тации с поворотом подлож ек
последователь н о н а 90° с 25%-н ой дозой имплан тации в к аж дом из четы рех
полож ен ий [3].
      Столь ак туаль н ы е в техн ологии современ н ой мик ро- и н ан оэ лек трон ик и
вопросы математическ ого моделирован ия н ак лон н ой имплан тации прак тическ и
н е рассмотрен ы в сущ ествую щ ей учебн о-методическ ой литературе, поэ тому
дан н ы е методическ ие ук азан ия помогут студен там в освоен ии рассматриваемой
темы .