Материал: 4w6ruoSS8h

2.5. Формирование затвора из поликремния. Формирование поликремниевого слоя на основном кремниевом подзатворном оксиде (рис. 5.5). Фоторезист используется как маска для травления, чтобы позволить первой анизо-

набегают на поверхность обрабатываемой детали и уносят материал воспроизводимым и анизотропным способом слой за слоем. Реактивное ионное травление, в частности, используется для анизотропного структурирования кремния, органических и неорганических диэлектриков, металлических барьерных материалов и полимеров для электронных и оптоэлектронных приложений. Для уноса кремния или кремнийсодержащих слоев используются в первую очередь газы травления, основанные на фторе, типа CF4 и SF6. Травление органических молекул или очистка неорганических слоев от органических остатков осуществляется с помощью кислородной плазмы или газовой смеси из O2 и CF4. Металлические слои в первую очередь травятся физически (механическое выбивание атомов/молекул), например, с помощью аргонной плазмы:

deposit material = {Poly} type = anisotropic rate = {1.0} time=0.18 mask name=mask_13_2 segments = {-0.1 0.09 } negative

photo mask=mask_13_2 thickness=2

etch material = {Poly} type=anisotropic rate = {0.2} time=1 etch material = {Oxide} type=anisotropic rate = {0.1} time=1 strip Photoresist

26

2.6. Окисление поликремния. Создание изолирующего слоя:

gas_flow name=gasflow_13_3 pressure=0.5 pO2=0.5 temp_ramp name=tempramp_13_3 time=10 temp=900

diffuse temp_ramp=tempramp_13_3 gas_flow=gasflow_13_3 mgoals.native

2.7. Перегенерация сетки для LDD- и halo-имплантации:

refinebox silicon min= {0.0 -1.625} max= {0.1 00.095} xrefine= {0.01 0.01 0.01} yrefine= {0.01 0.01 0.01} add refinebox remesh

2.8. LDD- и halo-имплантация. LDD (Lightly Doped Drain) – наиболее распространённая конструкция МОП. Её особенностью является наличие мелких слаболегированных областей, которые удлиняют области истока и стока в сторону канала. Концентрацию легирующей примеси в этих областях (фосфор и бор) и режим её разгонки выбирают таким образом, чтобы получить плавный p–n -переход. Обычно концентрация примеси составляет от 4 · 1018 до 8 · 1018 см–3 , в то время как в n±областях она достигает 5 · 1019…1 · 10 20 см–3 . Полученное таким способом снижение напряжённости электрического поля в канале на границе со стоком уменьшает энергию горячих электронов, которые вызывают долговременную деградацию параметров транзистора. Слаболегированные LDD-области также повышают напряжение прокола, инжекционного и лавинного пробоя транзистора, уменьшают DIBL-эффект и эффект модуляции длины канала.

Уменьшение порогового напряжения при снижении длины канала является индикатором появления короткоканальных эффектов при разработке новых технологий и одновременно существенным препятствием на пути сокращения размеров транзисторных структур. Для борьбы с эффектами короткого канала используется изменение профиля легирующей примеси как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. В горизонтальном направлении (вдоль канала) создают ореол (halo) вокруг слаболегированных областей истока и стока, выполняют ионную имплантацию в кармашки (pockets). В вертикальном направлении создают неоднородное (ретроградное) распределение примеси, экстремально мелкие области истока и стока, применяют новые материалы с большей, чем у оксида кремния, диэлектрической проницаемостью:

implant Arsenic dose=4e14 energy=10 tilt=0 rot=0 implant Boron dose=2.5e+12 energy=25 tilt=30 rot=0

27

implant Boron dose=2.5e+12 energy=25 tilt=30 rot=90 implant Boron dose=2.5e+12 energy=25 tilt=30 rot=180 implant Boron dose=2.5e+12 energy=25 tilt=30 rot=270

temp_ramp name=tempramp_13_4 time=0.083333333 temp=1050 diffuse temp_ramp=tempramp_13_4

2.9.Изготовление спейсера. Изоляция между поликремниевым затвором

иконтактами к истоку и стоку выполняется в виде спейсера (разграничителя)

из Si3N4:

deposit material = {Nitride} type = isotropic rate = {1.0} time=0.06 etch material = {Nitride} type=anisotropic rate = {0.084} time=1 etch material = {Nitride} type=isotropic rate = {0.0001} time=1 etch material = {Oxide} type=isotropic rate = {0.01} time=1

2.10. Затем выполняется имплантация стока-истока. Однако перед этим необходима перегенерация (обновление) сетки:

refinebox silicon min= {0.04 0.025} max= {0.18 $ymax} xrefine= {0.01 0.01 0.01} yrefine= {0.05 0.05 0.05} add refinebox remesh

Это гарантирует, что сетка в достаточно вертикальном направлении:

to resolve the

junction depth.

2.11. Имплантация стока-истока. Исток и сток задаются, используя:

implant Arsenic dose=5e15 energy=40 tilt=7 rot=-90

temp_ramp name=tempramp_13_5 time=0.16666667 temp=1050 diffuse temp_ramp=tempramp_13_5

Чтобы гарантировать низкое удельное сопротивление областей стока и истока, этот шаг внедрения использует очень высокую дозу 5 · 1015 cм–2 . Наклон используется, чтобы уменьшить channeling, а угол поворота в 7о не приведёт к асимметрии между истоком и стоком.

2.12. Моделирование до конца не выполнено. Металлические контакты создаются осаждением и травлением, чтобы идентифицировать области контакта для дальнейшего использования в моделировании устройства:

deposit material = {Aluminum} type = isotropic rate = {1.0} time=0.03 mask name=mask_13_3 segments = {-0.1 0.08 } negative

28

photo mask=mask_13_3 thickness=2

mask name=mask_13_4 segments = {0.2 1.1 } negative photo mask=mask_13_4 thickness=2

etch material = {Aluminum} type=anisotropic rate = {0.25} time=1 etch material = {Aluminum} type=isotropic rate = {0.02} time=1 strip Photoresist

2.13. Сохранение структуры:

transform clip min= {-2 -2} max= {2 10} contact name=gate point x=-0.2 y=0.001 replace

contact name=drain point x=-0.02 y=[expr $ymax – 0. 001] replace contact name=substrate box silicon xlo=1.5 ylo=0 xhi=2.5 yhi=$ymax set Ygox [interface oxide /silicon y = 0.001 ]

set Ypol [interface poly /oxide y = 0.001 ] set Ytmp [expr $Ygox + 0.005]

set Tox [expr $Ygox-$Ypol] sel z = { NetActive }

set Xgd [format %.3e [lindex [lsort -real [interpolate x = $Ytmp silicon z=1e10]] 0]]

set Xj [format %.3e [lindex [lsort -real [interpolate y = 0.455 silicon z=1e10]] 0]]

puts "DOE: Lgeff [format %.3e [expr 2.0*$Xgd]]" puts "DOE: Xj [format %.3e $Xj]"

puts "DOE: Ygox [format %.3e $Ygox]" puts "DOE: Tox [format %.3e $Tox]" transform reflect left

struct smesh=n13 exit

2.14.В командной строке необходимо перейти в папку с вашим файлом

изатем ввести команду sprocess имя_файла (например sprocess n13_fps.cmd)

инажать Enter. После этого программа начнёт расчет – это займёт некоторое время.

Таким образом, была создана структура МДП-транзистора. Но для моделирования полученной структуры необходим файл, который даст возможность использовать структуру в Sentaurus Device. Назовём его n25_dvc.cmd.

29

3. Создание переходного файла. Создайте новый текстовой документ

(например, n25_dvc.cmd):

;--- Internal parameters --------------------------------

(begin

(define DopPol "BoronActiveConcentration")

)

*Присваивание переменным определённых значений

(define PolyDop 6e19) (define Lg 0.13)

(define Xgdo (* 0.5 1.326e-01)) (define Xj 1.008e-01)

(define Ygox 6.046e-04)

(define Tox 3.267e-03)

(define PNres 0.006) (define Xg (/ Lg 2.0)) (define Ypol (- Ygox Tox)) (define dXext 0.01)

(define BNDin "n13_bnd.tdr")

(define GRD "n13_fps.tdr")

*Загрузка граничных условий

;--- Load Boundary-----------------------------------------------------

(sdeio:read-tdr-bnd BNDin)

(define Xmin (position:x (car (bbox (get-body-list)))))

(define Xmax (position:x (cdr (bbox (get-body-list)))))

(define Ymin (position:y (car (bbox (get-body-list)))))

(define Ymax (position:y (cdr (bbox (get-body-list)))))

;--- Place sub meshes -------------------------------------------------

*Загрузка переименованного файла с сеткой

(sdedr:define-submesh "SubMesh" GRD 'w)

*Задание общего прямоугольника для сетки

(sdedr:define-refinement-window "Win.RightHalf" "Rectangle"

30