- •Содержание
- •1. Техническое задание на курсовой проект.
- •2. Разработка проекта полного технологического маршрута создания кмоп-структуры.
- •3 .1. Предварительные расчёты порогового напряжения транзисторов с учётом их конструктивно-технологических параметров.
- •3.2. Расчёт зависимости порогового напряжения от концентрации примеси на поверхности полупроводника.
- •3.3. Расчёт зависимости порогового напряжения от толщины подзатворного оксида.
- •3.4. Построение эскизов одномерных распределений примеси в вертикальных сечениях затвора и стока-истока.
- •3.5. Определение режимов операций технологического маршрута.
- •3.5.1. Определение режимов формирования кармана.
- •3.5.2. Определение режимов формирования подзатворного оксида.
- •3.5.3. Определение режимов корректировки порогового напряжения.
- •3.5.4. Определение режимов формирования стока-истока.
- •3.6. Двухмерное моделирование технологического маршрута создания
- •4. Реферативная часть курсового проекта
- •Заключение
- •Список использованных источников.
- •Приложение.
3.5.4. Определение режимов формирования стока-истока.
С учетом проведенных расчетов технологический маршрут создания n- и p-МОП-транзистора в вертикальном сечении стока прибора имеет вид:
выбор типа подложки:
n-тип (Nп = 1* 1015 см-3), кристаллографическая ориентация поверхности (100);
окисление:
1000 °С, 30 мин;
имплантация:
B, E = 20 кэВ, D= 2*1013 см-2;
отжиг (разгонка) карманов:
диффузия: 1200 °С, 25 мин, окисляющая среда – O2;
диффузия: 1200 °С, 50 мин, нейтральная среда – N2;
удаление всего SiO2 до Si;
окисление:
1000 °С, 30 мин;
корректировка порогового напряжения n-МОП-транзистора:
имплантация: P, E=20 кэВ, D=8,97*1012 см-2;
корректировка порогового напряжения p-МОП-транзистора:
имплантация: P, E=30 кэВ, D=1,16*1012 см-2;
удаление всего SiO2 до Si;
создание подзатворного SiO2 толщиной 33 нм:
992 °С, 34 мин, O2;
создание n+-Si*-затвора:
нанесение n+-поликремния: 0.8 мкм, P, 1020 см-3;
создание p+-Si*-затвора:
нанесение p+-поликремния: 0.8 мкм, B, 1020 см-3;
создание спейсеров: окисление:
850 °С, 20 мин, O2;
создание n+- и p+-истоков и стоков транзистора:
имплантация: P, E= 55 кэВ, D= 1,5*1015 см-2;
имплантация: B, E= 20 кэВ, D= 2,3*1015 см-2;
окисление: 900 °С, 15 мин, O2.
Распределение примеси в области вертикального сечения стока n-МОП-транзистора приведено на рисунке 3.5.4.1 и p-МОП-транзистора на рисунке 3.5.4.2.
Рисунок 3.5.4.1 - Расчетное распределение примеси в области вертикального сечения стока n-МОП-транзистора
Рисунок 3.5.4.2 - Расчетное распределение примеси в области вертикального сечения стока p-МОП-транзистора
3.6. Двухмерное моделирование технологического маршрута создания
n-МОП-транзистора и p-МОП-транзистора.
Перед проведением двухмерного моделирования n-МОП-транзистора и p-МОП-транзистора необходимо составить технологический маршрут создания прибора на основе полного эскизного маршрута КМОП-структуры и проведенных ранее расчетов и исследований. Такой маршрут имеет следующий вид:
выбор типа подложки:
n-тип (Nп = 1* 1015 см-3), кристаллографическая ориентация поверхности (100);
окисление:
1000 °С, 30 мин;
имплантация:
B, E = 20 кэВ, D= 2*1013 см-2;
отжиг (разгонка) карманов:
диффузия: 1200 °С, 25 мин, окисляющая среда – O2;
диффузия: 1200 °С, 55 мин, нейтральная среда – N2;
удаление всего SiO2 до Si;
окисление:
1000 °С, 30 мин;
корректировка порогового напряжения n-МОП-транзистора:
имплантация: P, E=20 кэВ, D=8,97*1012 см-2;
корректировка порогового напряжения p-МОП-транзистора:
имплантация: P, E=30 кэВ, D=1,16*1012 см-2;
удаление всего SiO2 до Si;
создание подзатворного SiO2 толщиной 33 нм:
992 °С, 34 мин, O2;
создание n+-Si*-затвора:
нанесение n+-поликремния: 0.8 мкм, P, 1020 см-3;
создание p+-Si*-затвора:
нанесение p+-поликремния: 0.8 мкм, B, 1020 см-3;
создание n-LDD-областей:
имплантация: P, E=60 кэВ, D=3*1013 см-2;
создание p-LDD-областей:
имплантация: B, E=20кэВ, D=3*1013 см-2;
создание спейсеров:
нанесение оксида толщиной 0,4 мкм;
ПХТ оксида на 0,427 мкм;
окисление: 850 °С, 20 мин, O2;
создание n+- и p+-истоков и стоков транзистора:
имплантация: P, E=55 кэВ, D=1,5*1015 см-2;
имплантация: B, E=20 кэВ, D=2,3*1015 см-2;
окисление: 900 °С, 15 мин, O2.
Командные файлы показаны в приложении к данному курсовому проекту.
Результаты моделирования технологического процесса создания n-МОП-транзистора представлены на рисунке 3.6.1 и p-МОП-транзистора на рисунке 3.6.2.
Рисунок 3.6.1 - Расчетное распределение результирующей примеси в структуре исследуемого n-МОП-транзистора
Эскиз n-МОП-транзистора построен в соответствии с требованиями ТЗ и с учётом всех измерений проведённых в одномерном моделировании.
Рисунок 3.6.2 - Расчетное распределение результирующей примеси в структуре исследуемого p-МОП-транзистора
Эскиз p-МОП-транзистора построен в соответствии с требованиями ТЗ и с учётом всех измерений проведённых в одномерном моделировании.
Структура для электрофизического моделирования показана для n-МОП-транзистора на рисунке 3.6.3 и для p-МОП-транзистора на рисунке 3.6.4.
Рисунок 3.6.3 - Структура n-МОП-транзистора для электрофизического моделирования.
Рисунок 3.6.4 - Структура p-МОП-транзистора для электрофизического моделирования.
Для определения порогового напряжения n-МОП-транзистора необходимо рассчитать проходную ВАХ транзистора (IС(UЗИ)) при UЗИ ≥ 0 и UСИ = 0,1 В, а для p-МОП-транзистора при UЗИ ≤ 0 и UСИ = -0,1 В.
Перед расчетом следует задать величину плотности поверхностных состояний границы раздела оксид – кремний.
Расчетная ВАХ n-МОП-транзистора показана на рисунке 3.6.5, p-МОП-транзистора на рисунке 3.6.6.
Так как исследуемая структура представлена в виде двухмерной (а не трехмерной) структуры, то все токи транзистора имеют размерность А/мкм (считается, что размер структуры по оси Z равен 1 мкм).
В результате моделирования для n-МОП-транзистора получено пороговое напряжение 0,722 и для p-МОП-транзистора равное -0,785.
Рисунок 3.6.5 - Расчетная проходная ВАХ n-МОП-транзистора
Рисунок 3.6.6 - Расчетная проходная ВАХ p-МОП-транзистора
Для достижения нужного значения Uпор была проведена дополнительная корректировка порогового напряжения n- и p-МОП-транзисторов. Требуется уменьшить дозу подлегирования канала p-МОП-транзистора до 1,06*1012 см-2 и n-МОП-транзистора до 8,9*1012 см-2.
В результате получено пороговое напряжение n-МОП-транзистора равное 0,705 В и p-МОП-транзистора равное -0,701 В.