Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

полным отжигом кристаллов сразу же после ионного легирования при уме-
ренных температурах. К другим ограничениям следует отнести трудность
создания и воспроизведения глубоких легированных областей, сложность
обработки больших полупроводниковых пластин из-за расфокусировки при
существенных отклонениях ионных пучков.
Большое число регулирующих параметров процесса ионного легиро-
вания (доза, тип, энергия ионов, температура и среда отжига и др.) позво-
ляют в широких пределах изменять свойства легированных слоев, но наря-
ду с этим требуют глубокого физического понимания процессов внедрения
ионов, их поведения в кристаллической решетке, кинетики образования и
устранения радиационных дефектов, что необходимо для высококачест-
венного технологического моделирования в конечном итоге эффективной
реализации приборных структур и схем в интегральном исполнении.
Физические основы ионного легирования. Процесс ионного леги-
рования заключается в ионизации и ускорении до больших скоростей ато-
мов примеси. Эффективная масса иона в 10
3
…10
5
больше массы электрона,
поэтому при заданной энергии ион имеет импульс, в 10
2
…10
4
раз превы-
шающий импульс электрона. Ускоренные атомы примеси внедряются в
кристаллическую решетку полупроводника под воздействием приобретен-
ного импульса. Проникая в кристаллическую решетку, ионизированный
атом примеси постепенно теряет кинетическую энергию за счет взаимодей-
ствия с электронами и упругих столкновений с атомами полупроводника и
примеси, т.е. в результате электронного и ядерного торможения.
Траектория атома примеси до полной остановки представляет собой
ломаную линию, характеризует его пробег R, а проекция этого пути на на-
правление падения первичного ионного пучка – проекцию пробега R
p
.
Профиль легирования обычно определяется проекцией пробега и ее
случайного разброса ∆R
p
. На рис. 1.1 [1] приведены зависимости R
p
и R
p
+
∆R
p
от энергии Е внедренных в кремний ионов бора, фосфора, мышьяка и
сурьмы.
В предположении, что полупроводник ориентирован относительно
направления ионного пучка, значительно отличающегося от направлений
главных кристаллографических осей, результирующие профили легирова-
ния примесей близки к распределению Гаусса. При этом для изотропной
или аморфной полубесконечной мишени в упрощенной классической мо-
дели ЛШШ (Линхарда–Шарфа–Шиотта) концентрация легирующей приме-
си зависит от расстояния от поверхности полупроводника.
Рис. 1.1 Зависимости средней проекции пробега R
p
(сплошные линии) и ис-
тинной проекции с учетом ее случайного разброса R
p
+ ∆R
p
(пунктирные ли-
нии) при имплантации в кремниевую подложку ионов бора (кривые 1), фосфо-
ра (кривые 2), мышьяка (кривые 3) и сурьмы (кривые 4) от их энергий
(
)
(
)
[
]
2
2
max
exp
pp
RRxCxC ∆−−= , (1.1)
где
()
2
21
max
2
pD
RCC ∆π= ; C
D
– число имплантированных атомов на едини-
цу площади, см
–2
.
Однако в данной модели не рассматриваются зависимости пробега
внедренных ионов от различных факторов в многослойной мишени и эф-
фекты каналирования.
10
20 50
0
0,02
R
p
, R
p
+∆R
p
,
мкм
0,1
0,05
0,5
0,2
100
200
500
1000
E
, кэв
1
2
3
4

Страницы