2.2.2. Электронная и ионная литография в микроэлектронике.

Р ассеяние электронов в резисте и в ИС.

l может достигать 0,5 мкм.

Электронный пучок с малой энергией Е = 5 – 10 кэВ трудно сфокусировать. При E > 100 кэВ растет рассеяние.

Электронная литография достаточно широко применяется при изготовлении фотошоблонов на основе металлических пленок на стекле.

 

Ионно - лучевая литография обеспечивает предельно высокое разрешение (до 0.01 мкм (10 нм)).

При этом приходится решать ряд специфических проблем:

1)      Ионная оптика

2)      Управление пучком ионов или создание маски для пучка ионов.

3)      Особая трудность – получение устойчивых моноэнергетических пучков ионов достаточной интенсивности.

 

 

2.2.3. Формообразующие характеристики процессов легирования.

 

Диффузионное легирование :

П роисходит размывание краёв области легирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ионная имплантация (ионное легирование) :

 

В этом случае получаются резкие края зоны легирования.

 

 

 

 

 

 

 

С помощью ионной имплантации можно получить заглубленное легирование.

Для этого подбирается энергия ионного пучка. Возможна последующая диффузионная разгонка.

Обратите внимание на получение утоньшённых областей истока  и стока  в транзисторе с 50 нм каналом. (раздел 1.4.3.).

 

 

2.3.Предельная степень интеграции.

 

Решающим фактором, определяющим степень интеграции, является характерный размер ИС  - в случае КМДП схем это длина канала.

Длина канала определяется разрешающей способностью литографии. В обозримом будущем литография в массовом производстве ИС – это фотолитография. На рисунке показано совершенствование разрешающей способности трёх основных видов литографии по годам: 1 – фотолитография, 2- электронная литография, 3 – ионная литография.

 

 

2.3.1. Минимальная площадь, занимаемая одним элементом ис.

 

Рассмотрим МДП-транзистор.

Положим :

l_T = 10 l_K

b = 20 l_K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примем к рассмотрению следующие оценочные соотношения:

S_тр = l_Tb = 200l_K²

S_эл = 5S_тр

Здесь обозначено:

S_тр – площадь, занимаемая непосредственно транзистором.

S_эл – площадь, приходящаяся на один транзистор с учетом подводящих шин и необходимого расстояния между ними.

Из приведённых двух формул получаем следующее соотношение, которое связывает площадь, приходящуюся на один транзистор, с его характерным размером:

S_эл = 1000 l_K²

 

Полученная оценочная формула справедлива для случая расположения проводников разводки только на одном уровне.

 

Статистические данные производства ИС показывают, что с достаточной степенью надежности можно положить:

 

S_эл = (1000l_К²)/m,

 

где m – число уровней разводки межсоединений.

Это подтверждается графиками, приведёнными на нижеследующем рисунке, на котором показана плотность размещения элементов ИС в тысячах транзисторов на квадратный миллиметр в функции от характерного размера транзистора (длины канала). Цифры на графиках отвечают числу уровней разводки.