Процесс формирования легированного бором стока

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кабардино-Балкарский Государственный Университет им. Х.М. Бербекова

ФАКУЛЬТЕТ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИИ

Курсовая работа

по дисциплине Процессы нанотехнологии

Процесс формирования легированного бором стока

Выполнил: Цримов Ильдар

Студент 4-го курса 1 гр. ЭиНЭ

Преподаватель:

к.т.н., доцент Шауцуков А.Г.

Нальчик 2014

Содержание

легированный бор ионный диффузия

Введение

1. Разработка физической модели

2. Разработка алгоритмов

3. Разработка математической программы

Выводы

Литература

Введение

Данная работа представляет с собой математическое моделирование процесса формирования истока толщиной 4 мкм и легированного бором стока.

На практике в настоящее время для формирования легированного бором стока и истока используют ионную имплантацию и диффузию из бесконечного источника. В данной работе применяется ионно-диффузионный метод.

1. Разработка физической модели

Диффузия имплантированных примесей в кремнии является сложным процессом даже при отсутствии радиационных дефектов. Важную роль при этом играют термические вакансии кремния и междоузельные атомы кремния, поскольку они действуют в качестве стоков примесных частиц.

Для ионов, входящих в подложку с энергией E_о, профиль распределения легирующей примеси описывается кривой Гаусса и его можно характеризовать следующим выражением:

где R_p - средний проективный пробег;

ДR_p - средний квадратичный разброс.

Профиль распределения легирующей примеси для случая, когда коэффициент диффузии можно считать постоянным, описывается диффузионным уравнением Фика:

Для случая диффузии из бесконечного источника начальные и граничные условия записываются в виде: С(х,0) = 0; C(0,t) = С₀; C(?,t) = 0.

Температурная зависимость коэффициента диффузии описывается уравнением Аррениуса и характеризуется предэкспоненциальным множителем Do и энергией Е. D_о имеет смысл коэффициента диффузии при бесконечно большой температуре.

Коэффициент диффузии бора может быть повышен за счет вытеснения междоузельными атомами кремния атомов бора из узлов кристаллической структуры, образования комплексов междоузельный Si - атом бора и его ускоренной диффузии.

Неразмытому пику концентрации в профиле распределения соответствует область с неупорядоченной структурой, которая при данном отжиге не устраняется.

Во время отжига при 1150 °С происходит размытие концентрационного пика. Это явление можно объяснить тем, что дислокации, располагающиеся в области пиковой концентрации примеси начинают отжигаться с образованием кремниевых вакансий и междоузельных атомов, которые могут ускорять диффузию атомов бора.

Если D не зависит от концентрации, времени, дефектов, расстояния и т.д. (D=const), то можно записать решение диффузионного уравнения для диффузии из ограниченного источника, заменив ДR_p , на ДR_p + 2Dt; оно имеет следующий вид:

Как видно из формулы, меняя время t можно регулировать толщину диффузионного слоя.

2. Разработка алгоритмов

С использованием выше приведенной физической модели разработаны алгоритмы моделирования процесса формирования легированного бором стока и истока толщиной 4 мкм.

Таблица 1. Исходные данные

3. Разработка математической программы

Используя выше приведенные алгоритмы разработана математическая программа моделирования процесса формирования легированного бором стока и истока толщиной 4 мкм.

Рис. 1. Профиль распределения бора в кремнии после ионной имплантации с энергией ионов 100 кэВ и дозой 10¹⁵ см^-2

Рис. 2. Профиль распределения внедренной примеси в кремнии после разгонки при температуре 1150 ^оС в течении 2-х часов 45 мин.

Рис. 3. Профиль распределения внедренной примеси в кремнии после разгонки при температуре 1150 ^оС в течении 2 часа

Рис. 4. Профиль распределения внедренной примеси в кремнии после разгонки при температуре 1150 ^оС в течении 2.5 часов

Выводы

В данной курсовой работе разработана математическая модель процесса формирования легированного бором стока и истока толщиной 4 мкм ионной-диффузионным методом для трех времен.

Литература

1. Шауцуков А. Г. Бондарчук Лабораторный практикум по дисциплине «Математическое моделирование технологических процессов, полупроводниковых приборов и интегральных схем» Нальчик 1999.

2. Буренков А. Ф., Комаров Ф. Ф., Кумахов М. А., Темкин М. М. «Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей». Минск, 1980 издательство БГУ им. В. И. Ленина.

Размещено на Allbest.ru