- •Практическая часть:
- •Моделирование процесса ионной имплантации при создании легированных карманов в кремнии
- •Практическая часть:
- •Практическая часть:
- •1. В соответствии со своим вариантом выберите для моделирования значения напряжений на затворе и стоке, длины канала и глубины залегания истока и стока, а также температуры
Практическая часть:
1. Рассчитайте профили имплантированных ионов для всех трех случаев – симметричного распределения, слабой асимметрии и сильной асимметрии.
2. В соответствии со своим вариантом выберите энергию ионов (для случая сильной асимметрии) и их тип (для всех трех случаев)
|
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 |
Вариант 7 |
Вариант 8 |
E, кэВ |
10 |
30 |
100 |
10 |
30 |
100 |
30 |
30 |
Тип иона |
B |
B |
B |
P |
P |
P |
B |
P |
3. Значение дозы возьмите такое же, что и в предыдущей работе.
Лабораторная работа 3.
Моделирование подвижности электронов в короткоканальных
МОП-транзисторах
Цель работы: Рассчитать распределение значения подвижности электронов по области протекания электрического тока в короткоканальных МОП-транзисторах.
Теоретическая часть:
На рис. 3.1 представлена конструкция моделируемого МОП-транзистора, и в ней в правой части рисунка отмечена область моделирования. Внутри этой области в короткоканальных МОП-транзисторах протекает весь электрический ток, составляющий рабочий ток транзистора – ток стока. В длинноканальных приборах (Lch>0,7 мкм) это утверждение несправедливо, но они рассматриваться не будут.
Рис. 3.1. Конструкция моделируемого прибора и область моделирования
Величина тока стока внутри области моделирования зависит от концентрации электронов и их подвижности . Оба этих параметра являются сильно неоднородными, т.е. существенно изменяются с координатами x и y, являясь таким образом, функциями и . Точное определение этих функций возможно только с помощью кинетического моделирования электронного переноса в МОП-транзисторе на основе метода Монте-Карло. Однако для подвижности электронов предложено несколько моделей, которые позволяют во многих случаях с высокой степенью точности рассчитать распределение подвижности по области моделирования, т.е. получить функцию .
В модели подвижности в качестве базовых входят четыре параметра — температура кристалла Т, концентрация легируемой примеси в подложке (в нашем случае акцепторной) , напряженности продольной составляющей и поперечной составляющей электрического поля. За исключением температуры три остальных параметра также являются функциями координат, причем зависит только от x (величина концентрации изменяется в глубь подложки, а с изменением y не меняется), зависит только от y (с изменением x не меняется), а зависит и от x и от y.
Рассчитать распределение подвижности можно по следующим трем формулам, которые составляют так называемые модели подвижности Когей–Томаса и Ширахаты:
,
,
.
Особо следует отметить, что размерности входящих в эти формулы величин следующие: T [К], [м–3], и [Всм–1].
Точно определить функции и можно только с помощью численного решения уравнения Пуассона в области моделирования. Однако для многих практических случаев можно воспользоваться аналитическими приближениями. В настоящей работе это будут линейные приближения, т.е. есть линейно возрастающая с ростом функция от 0 до , а есть линейно убывающая с ростом функция от до 0. Причем величина постоянна и равна , а изменяется в области моделирования от 0 у самого истока до у самого стока для любого x. Величина вообще говоря есть функция y, т.е. линейно изменяется вдоль x, но для каждого y будет наблюдаться свое линейное изменение. Величину можно рассчитать согласно , где и есть максимальное значение концентрации легируемой примеси в подложке. С ростом y, как легко видно из двух последних формул, величина уменьшается (так как растет ).
Замечание: при расчете распределения вдоль любого x нужно иметь в виду, что величина при конкретном значении y равна для и равна 0 для . В то же время область моделирования ограничена размером , величина которого всегда меньше , а для некоторых случаев может наблюдаться и <<
. Это означает, что в действительности в области моделирования величина будет изменяться от до какого-то значения, которое будет заметно больше 0.