1. Эпитаксиальный слой (n-):

р_э/с = 0,9 Ом × см (по условию)

С_э/с = f(р_э/с)= 8×10¹⁵ см^-3

2. Карман (р+):

р_э/с = R_sэ/с × x_jэ/с = 80 Ом/□ × 4,4 мкм = 3,52×10^-2 Ом × см

С_кар = f(р_э/с)= 7×10¹⁷ см^-3

3. Канал (р-):

р_э/с = R_sэ/с × x_jэ/с = 500 Ом/□ × 2,8 мкм = 1,4×10^-1 Ом × см

С_кнл = f(р_э/с)= 4×10¹⁶ см^-3

4. Исток (n+):

р_э/с = R_sэ/с × x_jэ/с = 65 Ом/□ × 0,6 мкм = 3,9×10^-3 Ом × см

С_ист = f(р_э/с)= 5× 10¹⁹ см^-3

Таблица 2

Параметры областей структуры.

	xj(мкм)	р(Ом ×см)	С (см^-3)
эпитакс. слой (n-)	11	0,9	8×10^15
карман p+)	4,4	3,52×10^-2	7×10^1^7
канал (p-)	2,8	1,4×10^-2	4×10^1^6
исток (n+)	0,6	3,9×10^-3	5×10^19

Рассчитываем режимы формирования легированных областей:

- кармана(с разгонкой)

- канала(с разгонкой)

- истока(без разгонки)

Расчёт режимов формирования кармана.

Сначала формируем область с помощью ионного легирования фосфором, а затем проводим разгонку кармана.

Для ионной имплантации:

Определяем количество вводимой примеси:

N_карм = (С_э/с + С_кар ) × x_jкар = (8×10¹⁵ + 7×10¹⁷) × 4,4×10^-4 = 3,15×10¹⁴ см^-2

Рассчитываем дозу легирования:

Q_карм=N_карм×q= 3,15×10¹⁴ см^-2×1,6×10^-19Кл = 4,984 ×10^-5Кл/см² = 49,84мкКл/см²

Выбор энергии ионов:

Для процесса легирования с разгонкой выбираем энергию ионной имплантации исходя из условия: .

где и

Из рисунков 5 и 6, выбираем энергию, удовлетворяющую этому требованию.

Выбираем E=100 кэВ, тогда .

<xj(4,2мкм)

Тогда d_SiO2=425 <700 .

Расчёт режимов разгонки:

отсюда получаем:

1,01 см²

Выбираем температуру разгонки:

Т = 1200 С^о = 1473 К.

D₀=10,5 см²/с

E_a=5,92 × 10^-19 Дж

D = D_oexp( ) = 10,5× exp ( ) =2,36

Тогда: t = 1 час 13мин

Расчёт режимов формирования канала.

Формируем область с помощью ионного легирования фосфором.

Для ионной имплантации:

Определяем количество вводимой примеси:

N_кнл = (С_э/с + С_кнл) × x_jкнл = (8×10¹⁵ + 4×10¹⁶ ) × 2,8×10^-4 = 1,34×10¹³ см^-2

Рассчитываем дозу легирования:

Q_кнл = N_кнл × q = 1,34×10¹³ см^-2 × 1,6×10^-19Кл =2,15 мкКл/см²

Выбор энергии ионов:

Выбираем E=100 кэВ, тогда .

< (2,8мкм)

Тогда dSiO₂=425 <700

Расчёт режимов разгонки:

3,0 см²

Выбираем температуру разгонки Т = 1180 С^о = 1453 К.

D₀=10,6 см²/с

E_a=5,76 × 10^-19 Дж

D = D_oexp( ) = 10,6 × exp ( ) =1,581

Тогда: t = 31мин

Расчёт режимов формирования истока.

Формируем область с помощью ионного легирования бором.

Для ионной имплантации:

Определяем количество вводимой примеси:

N_кнл = (С_кнл + С_ист) × x_jкнл = (5×10¹⁷ + 1×10¹⁹) × 0,6×10^-4 = 6,3×10¹⁴ см^-2

Рассчитываем дозу легирования:

Q_кнл = N_кнл × q= 6,3×10¹⁴ см^-2 × 1,6×10^-19Кл =10,8×10^-5Кл = 10,8 мкКл/см²

Выбор энергии ионов:

Необходимо, чтобы:

где

Энергию загонки возьмем равную 70 кэВ, тогда R_p=1600 A, ∆R_p=500 A.

xj₀ =0,60 мкм, значит энергия в 70 кэВ нам подходит.

Толщинаокисла: dSiO₂= 425 A< 500 A.

Анализ полученных результатов

В ходе расчета были получены данные о режиме формирования легированных областей MOSFET структуры. Из размерности данных видно, что данные технические операция можно проводить на реальном производстве. Все результаты занесены в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты расчета режимов формирования легированных областей

№	Параметр	Карман	Канал	Исток
1	E (кэВ)	100	100	70
2	Rp (А)	2000	2000	1600
3	∆Rp (А)	700	700	500
4	dSiO2 (мкм)	425	425	425
5	Q (мкКл)	71,04	17,90	10,8
6	T (К)	1473	1453	-
7	t (мин)	73	31	-

Заключение

В результате расчета технологических режимов формирования легированных областей выяснили, что для формирования MOSFET структуры(в данном случае р-канальный MOSFET) необходимо учитывать глубину залегания примеси,температуру разгонки, энергию ионов,и т.д.Учитывая все эти параметры оптимизируем технологический режим формирования структуры ивыбираем наиболее благоприятный условия.

Список использованных литературных источников

1. Технология СБИС: в 2-х кн. Кн.1. С. Зи.

2. Технология интегральных схем. А. П. Достанко. «Вышэйшая школа». Минск 1982г.

3. Технология интегральных схем. А. П. Достанко. «Вышэйшая школа». Минск 1982г.

4. Лабораторный практикум по дисциплинам: «Технология изделий интегральной электроники», специальное технологическое оборудование. ч.2. «Интегралполиграф». Минск 2007г.

5. Ионная имплантация // Физическая энциклопедия. Т. 2 / Гл. ред. А.М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 197–199

6. А. И. Курносов, В. В. Юдин «Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем».

7. http://uravia.narod.ru/p_ii.htm

8. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/3387/ИОННАЯ

9. http://www.ionlab.ru/services/implantacia