1.2 Формирование транзисторов

КМОП пара транзисторов подразумевает собой пару МДП транзисторов, расположенных в кармане (p-область) и пару МДП транзисторов, расположенных вне кармана (n-область). Все они формируются одновременно и поэтому мы будем рассчитывать только один из них в кармане и считать, что все остальные формируются аналогично, с разницей лишь в легирующих примесях: в кармане легирующая примесь – мышьяк, а вне кармана – бор.

В случае формирования транзистора в кармане, коэффициент диффузии для разгонки необходимо считать несколько по-другому, нежели для кармана или резистора. При , т.е. на границе транзистор-карман, концентрации соответствующих примесей, пренебрегая исходной концентрацией примесей, можно считать одинаковыми:

где – концентрация примеси в кармане; – концентрация примеси в транзисторе.

Из равенства этих двух уравнений найдем постоянную диффузии при разгонке транзистора в кармане:

Зададим температуру процесса загонки и вычислим коэффициент диффузии и время проведения процесса разгонки с помощью формулы коэффициента диффузии для бора:

где эВ/К – коэффициент Больцмана.

Далее, из условия равенства доз, найдем коэффициент диффузии для загонки транзистора в кармане:

где – предельная растворимось бора.

Затем, по аналогии с карманом, рассчитываем дозу транзистора:

Зададим температуру процесса загонки и вычислим коэффициент диффузии и время проведения процесса загонки:

1.3 Формирование резистора

Определим коэффициент формы резистивного слоя и сопротивление квадрата резистивного слоя:

где – длина резистора, а – его ширина,

где – номинальное сопротивление резистора.

Загонка проводится ионной имплантацией. Для расчёта параметров процесса разгонки примеси в резисторе необходимо рассчитать среднюю концентрацию примеси в сильнолегированном слое и дозу вводимой примеси .

где – средняя подвижность носителей заряда в слое резистора, – элементарный заряд.

Выберем значение энергии, равное 200 кэВ. Данному значению энергии соответствуют значения длины свободного пробега в 1138 и дисперсии пробега 379 .

Найдем максимальную концентрацию примеси в резисторном слое.

Эффективную постоянную диффузии определим из трансцендентного уравнения, решение которого будем искать графическим методом (рисунок 1):

Разделим это уравнение на две части и приравняем их:

Рисунок 1 – Нахождение постоянной диффузии формирования резистивного слоя

Из рисунка 1 находим эффективную постоянную диффузии для резистора .

Далее, проведем расчет разгонки резистора. Вычислим коэффициент диффузии, зададим температуру и вычислим время разгонки.

;

1.4 Расчет разгонки кармана

Теперь, когда были рассчитаны все процессы, влияющие на разгонку кармана, можно рассчитать ее саму. Для этого, опять же, зададим температуру и вычислим коэффициент диффузии и время процесса.