Методы расчета ионно-имплантированных структур. Быкадорова Г.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
1. Распределение примеси при двойной последовательной имплантации
Для создания транзисторных структур типа n-p-n с тонкими базовыми и
эмиттерными областями последовательно проводят базовую имплантацию ионов
акцепторной примеси с энергией E
a
и дозой Q
a
и эмиттерную имплантацию с
энергией E
d
и Q
d
. Функционирование транзисторных структур накладывает
следующие условия на режимы имплантации:
- R
Pa
>R
Pd
, где R
Pa
и R
Pd
– соответственно нормальные пробеги акцепторной и
донорной примесей (условие для выбора энергий);
- N
maxa
< N
maxd
, где N
maxa
, N
maxd
– максимальные концентрации соответственно
акцепторной и донорной примесей (условие для выбора доз имплантации).
В случае неусеченной гауссовской аппроксимации ионно-
имплантированных профилей суммарное распределение будет иметь вид (рис.1):
,
2
)(
exp
2
2
)(
exp
2
)(
2
2
2
2
исх
Pd
Pd
Pd
d
Pa
Pa
Pa
a
N
R
Rx
R
Q
R
Rx
R
Q
xN −
∆
−
−⋅
∆
−
∆
−
−⋅
∆
=
ππ
где ∆R
Pa
и ∆R
Pd
– среднеквадратичные отклонения нормальных пробегов
соответственно акцепторной и донорной примесей .
Поскольку в реальных транзисторных структурах N(x
je
)>>N
исх
, то глубина
залегания эмиттерного p-n перехода x
je
может быть найдена из условия
.
2
)(
exp
2
2
)(
exp
2
2
2
2
2
∆
−
−⋅
∆
=
∆
−
−⋅
∆
Pd
Pdje
Pd
d
Pa
Paje
Pa
a
R
Rx
R
Q
R
Rx
R
Q
ππ
Получаем квадратное уравнение, решение которого
,
4
2
a
acbb
x
je
−+−
=
где ;RRRRb
2
PaPd
2
PdPa
∆+∆−= ;
22
PaPd
RRa ∆−∆=
.ln2
222222
Pad
Pda
PdPaPaPdPdPa
RQ
RQ
RRRRRRc
∆
∆
⋅∆−∆−∆=
Глубина залегания x
jk
коллекторного p-n перехода определяется из условия
,
2
)(
exp
2
2
2
исх
Pa
Pajk
Pa
a
N
R
Rx
R
Q
=
∆
−
−⋅
∆ π
откуда 
                                                               4

    1. Распределение примеси при двойной последовательной имплантации

      Для создания транзисторных структур типа n-p-n с тонкими базовыми и
эмиттерными областями последовательно проводят базовую имплантацию ионов
акцепторной примеси с энергией Ea и дозой Qa и эмиттерную имплантацию с
энергией Ed и Qd. Функционирование транзисторных структур накладывает
следующие условия на режимы имплантации:
- RPa>RPd , где RPa и RPd – соответственно нормальные пробеги акцепторной и
  донорной примесей (условие для выбора энергий);
- Nmaxa< Nmaxd, где Nmaxa, Nmaxd – максимальные концентрации соответственно
  акцепторной и донорной примесей (условие для выбора доз имплантации).
      В     случае    неусеченной     гауссовской   аппроксимации    ионно-
имплантированных профилей суммарное распределение будет иметь вид (рис.1):

                         Qa            � ( x −RPa ) 2    �  Qd           � ( x −R Pd ) 2    �
             N ( x) =             ⋅ exp�
                                       �− 2∆R 2          �−
                                                         � 2π ∆R    ⋅ exp�−
                                                                         �
                                                                                            �−N исх ,
                                                                                            �
                        2π ∆RPa        �       Pa        �       Pd      �    2∆RPd
                                                                                  2
                                                                                            �

где ∆RPa и ∆RPd – среднеквадратичные отклонения нормальных пробегов
соответственно акцепторной и донорной примесей.
      Поскольку в реальных транзисторных структурах N(xje)>>Nисх, то глубина
залегания эмиттерного p-n перехода xje может быть найдена из условия

                        Qa          � ( x je −R Pa ) 2   �                 � ( x je −R Pd ) 2   �
                               ⋅ exp�−                   � = Qd       ⋅ exp�−                   �.
                     2π ∆RPa        �      2∆RPa
                                               2         �   2π ∆R         �      2∆RPd
                                                                                      2         �
                                    �                    �         Pd      �                    �

       Получаем квадратное уравнение, решение которого

                                                     −b + b 2 −4ac
                                            x je =                 ,
                                                          a

где b =−R Pa ∆R 2Pd +R Pd ∆R 2Pa ; a =∆R Pd2 −∆RPa2 ;
                                                     Qa ∆RPd
      c =R Pa
           2
              ∆R Pd
                 2
                    −R Pd
                       2
                          ∆R Pa
                             2
                                −2 R Pa
                                     2
                                        ∆RPd
                                          2
                                             ⋅ ln            .
                                                     Qd ∆RPa

       Глубина залегания xjk коллекторного p-n перехода определяется из условия

                                      Qa            � ( x jk −RPa ) 2   �
                                               ⋅ exp�−                  � =N исх ,
                                    2π ∆R Pa        �      2∆RPa
                                                               2        �
                                                    �                   �

откуда

Страницы