Химия /
примесей или разложение протяженных дефектов на составные части.
-диффузия примесей или составных частей дислокаций.
-поглощении примесей или собственных межузельных атомов некоторым стоком.
Рассмотрим четыре основные механизма геттерирования примесей.
1. Образование пар ионов.
Диффузия фосфора является эффективным методом геттерирования. Профиль распределения таких примесей, как медь, которая в основном находится в междоузлиях в решетке нелегированного кремния и диффундирует по межузельному механизму, принимает форму диффузионного профиля распределения фосфора. Атомы меди занимают положения в узлах кристаллической решетки кремния в области, легированной фосфором, а затем захватываются вакансиями, расположенными около атомов фосфора, образуя пары Р+Сu3- . Энергия связи и коэффициент диффузии ионных пар определяются обоими ионами.
2. Геттерирование с использованием нарушенных слоев.
Геттерируюшее действие дефектов было исследовано с использованием пескоструйной обработки, механического абразивного воздействия ультразвуком или шлифованием. Особенности дефектов зависят от концентрации и вида имплантированных частиц.
Оптимальная температура геттерирования определяется для каждого конкретного случая. Время жизни неосновных носителей в слое, имплантированном аргоном, существенно увеличивается после отжига при температуре 850 С.
3. Внутреннее геттерирование
Геттером может служить преципитаты SiOx и комплексы дислокаций, присутствующие в объеме кремниевой подложки после предварительной имплантации в нее кислорода. Воздействие этих преципитатов на дислокации приводит к тому, что последние действуют в качестве стока для примесей тяжелых металлов, тогда как поверхностные области становятся свободными от дефектов.
Эффекты, используемые в технологии СБИС
При высокой дозе имплантированного азота скорость окисления кремния уменьшается из-за образования нитрида кремния, тогда как появление дефектов, вводимых при имплантации B, Ar, As, Sb может привести к увеличению скорости окисления. С помощью этих эффектов можно изменять толщину окисла в различных областях приборов СБИС.
В другом случае окислы с поврежденной поверхностью используются для уменьшения толщины маски по краям вытравленных в маске окон, при этом поверхностная область стравливается быстрее, чем бездефектные участки.
2. Постановка задачи.
Постановка задачи заключается в разработке программного обеспече-ния, которое необходимо, чтобы наглядно представить и понять, а также самому принять неотъемлемое участие в процессе расчета основных явле-ний при ионной имплантации.
1. По числу компонентов, заданной массе атомов, собственной кон-центрации атомов в кристалле, зарядам ядер ионов и атомов ми-шени, необходимо сделать расчет, конечным результатом кото-рого послужит графическое представление расчета (зависимость концентрации примеси от глубины проникновения иона).
Рис. 1.1. Окно заставки
Далее следует окно, в котором пользователь должен будет выбрать тип решаемой задачи (Рис. 1.2.).
Рис. 1.2. Выбор требуемой задачи (в данном случае выбрана задача №1)
Затем появляется окно, в котором пользователю необходимо ввести все необходимые данные, для ее реализации (Рис. 1.3.).
Затем выводится окно, в кото-ром представлены результаты расчета (Рис. 1.4.).
Конечным результатом данной задачи является форма с отчетом, по-казанная в приложении.
2. Расчет профилей распределения концентрации внедренных приме-сей в структурах с двойной имплантацией. Расчет производится путем использования данных из предыдущей задачи, а также име-ется набор новых данных: энергия акцепторов, доза и все тоже самое для доноров. Конечным результатом является расчет глу-бины залегания p-n перехода и построение графической зависимо-сти на основе рассчитанных данных.
Также, при выборе задачи №2 из меню заставки (см. Рис. 1.2.), появля-ется окно для ввода необходимых данных (Рис. 2.1.).
Рис. 2.1. Окно ввода данных (задача№2)
Затем выводится окно, в котором представлены результаты расчета (Рис. 2.2.).
Рис. 2.2. Результаты расчета задачи№2
3. Расчет ионно-имплантированных структур с покрытием и без по-крытия.
Данная задача находится еще в проекте!
3. Математическая модель.
Задача№1:
Глубина проникновения в вещество характеризуется пробегом. Траек-тория отдельных ионов в кристалле подобны ломанным линиям, каждый прямолинейный участок и полная длина которых отличаются друг от дру-га. Вся совокупность пробегов отдельных ионов группируется по закону нормального распределения случайной величины со значением среднего полного пробега R и среднеквадратичным отклонением пробега R. Прак-тическую важность имеет средний нормальный пробег Rp – проекция тра-ектории среднего полного пробега на направление первоначальной скоро-сти иона и его среднеквадратичное отклонение Rp. Для расчета среднего полного пробега R (см) иона с энергией Е (эВ) используют формулы, в ко-торых энергия и пробег выражены в безразмерных единицах и соответ-ственно:
Здесь L-нормирующий множитель пробега, см-1; F-нормирующий множитель энергии, 1/эВ.
Радиус экранирования заряда ядра атомными электронами (см):
Коэффициент передачи ионом с массой М1 атому с массой М2 мак-симально возможной энергии при лобовом столкновении:
Коэффициенты, учитывающие торможение, обусловленное ядерным электронным взаимодействием:
Параметры, учитывающие торможение, обусловленные ядерным взаимодействием, с=0.45, d=0.3.
Собственная концентрация атомов в кристалле N2, см-3, заряды ядер иона Z1, атомов мишени Z2.
Профили распределения концентрации внедренных ионов опреде-ляются характером распределения средних нормальных пробегов по глу-бине облученного слоя. Пучок ионов, попадая в такие вещества, испыты-вает случайные столкновения с атомами, и распределение пробегов описы-вается законом распределения случайной величины. Аналогичная ситуа-ция наблюдается и в монокристаллах, если ионный пучок попадает на про-извольную ориентированную поверхность пластины относительно кри-сталлографических направлений с малыми индексами, например вдоль оси (763). Такое внедрение называют не ориентированным. В этом случае профиль внедренных атомов описывается, как и для аморфных веществ, кривой Гаусса:
Максимум концентрации примеси в отличие от случая введения ее методом диффузии залегает не на поверхности, а на глубине x=Rp:
Задача№2:
К примеру, для создания транзистора типа n-p-n в эпитаксиальный слой с электропроводностью n- типа производят последовательную имплантацию ионов акцепторной примеси с энергией Еа и дозой Nа для формирования базовой области и ионов донорной примеси с энергией Ед и дозой Nд для формирования эмиттера, причем Rpa>Rpd, а Cmax a < Cmax d. Суммарное распределение примеси описывается выражением:
Глубину залегания коллекторного перехода определяем из условия:
откуда
где
Глубину залегания эмиттерного перехода с учетом того, что С(Xjэ) >>Cb, определяем из условия:
откуда
где
4. Программное обеспечение:
Разработанная расчетно-информационная система предназначена для работы в среде Windows. Windows разработана корпорацией Microsoft, дата первого поступления в продажу 1995 год и крупнейшие мировые компании организовали выпуск различных приложений, использующих богатые возможности новой операционной системы.
Эффективность работы компьютера определяется не только его ап-паратным обеспечением: моделью процессора, размерами жесткого диска, оперативной памяти и т. п., но и установленной на нем оперативной сис-темой. Оперативная система это программа, которая осуществляет управ-ление всеми устройствами компьютера и процессом обработки на нем ин-формации.
Windows 95/98 представляет собой высокопроизводительную, мно-гозадачную и многопоточную 32-разрядную операционную систему с гра-фическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Она работает в защищенном режиме и предназначена для настольных и персо-нальных компьютеров. Операционная система Windows позволяет более полно использовать потенциал персонального компьютера.
Многозадачность означает