Также рассчитаем полученную глубину залегания кармана:

Полученные значения концентраций примеси и глубины залегания кармана с учетом имплантации незначительно отличаются от исходно заданных, что говорит о корректности расчетов. В дальнейших расчетах для описания распределения примеси в кармане будет использоваться выражение учитывающее ионную имплантацию.

1.2 Формирование транзисторов

КМДП пара подразумевает собой пару МДП транзисторов,

сформированных в кармане (p-канальный) и вне кармана (n-канальный).

Предполагаем, что транзисторы формируются одинаково и отличаются только типом легирующей примеси: для p-канального используется бор, а для n-

канального – фосфор. Также считаем, что сток и исток формируются одновременно и имеют одинаковые размеры, поэтому расчет технологического процесса будет производиться только для истока p-

канального транзистора.

Расчет параметров разгонки истока производим исходя из условия равенства примеси в кармане и примеси в истоке на границе между ними,

пренебрегая исходной концентрацией примеси:

к( и) = и( и),

где к( и) = 2.086 × 1017см−3 – концентрация примеси кармана при = и;

2

и( ) = и exp (− 4(и2 и2)) – распределение примеси истока.

10

Из равенства этих двух выражений при = и найдем постоянную диффузии при разгонке истока в кармане:

вычислим коэффициент диффузии при данной температуре, учитывая, что в качестве примеси используется бор:

см2

и2 = B( и2) = 2.582 × 10−12 .

Произведем расчет времени процесса разгонки истока:

и2 = и2 и2 = 21.469 мин.и2 × 60

Из условия постоянства дозы при загонке и разгонке, найдем коэффициент диффузии для загонки истока в кармане:

и1 и1 = и2 и2 ( 2 и )2 = 8.207 × 10−11 см2,

и1

где и1 = 5 × 1020 см−3 – предельная растворимость бора.

11

Вычислим время проведения процесса загонки истока:

и1 = и1 и1 = 27.282 мин.и1 × 60

Дополнительно рассчитаем дозу, вводимую при формировании истока:

Qи = и√π( и2 и2) = 5.111 × 1015 см−2.

1.3 Формирование резистора

Определим коэффициент формы резистора и сопротивление квадрата резистивного слоя :

= = 20,

где – длина резистора;

– ширина резистора.

= = 180 Ом,

где – номинальное сопротивление резистора.

12

Процесс загонки осуществляется методом ионной имплантации. Для расчёта параметров разгонки примеси в резисторе рассчитаем среднюю концентрацию примеси в сильнолегированном слое ср:

1ср = = 1.736 × 1018 см−3,

где – средняя подвижность носителей заряда в слое резистора;

= 1,6 × 10−19 Кл – элементарный заряд;

– глубина залегания границы резистора.

Из найденной средней концентрации найдем дозу, вводимую при загонке:

= ср = 6.944 × 1014 см−2.

Примем энергию имплантированных ионов бора равной 180 кэВ.

Данной энергии соответствуют значения проецированного пробега ионов

Определим глубину залегания металлургической границы после ионной имплантации 1 и сравним её с требуемой глубиной после отжигов:

13

max

1 = + √2 ln исх = 0.57 мкм;

= 6.997.1

Из расчёта делаем вывод о том, что в ходе отжигов глубина залегания резистора должна увеличиться в почти в 7 раз, что является типичным значением.

Эффективную постоянную диффузии (р2 р2)эфф определим из равенства концентрации примеси в резисторе и исходной концентрации на глубине залегания границы .

Для описания распределения примеси в резисторе используем выражение, учитывающее ионную имплантацию и последующий отжиг:

определим с помощью графического метода (рисунок 1):

14

Рисунок 1 – Нахождение эффективной постоянной диффузии при разгонке резистора

Из рисунка 1 находим точку пересечения, которая соответствует эффективной постоянной диффузии ( р2 р2)эфф = 4.058 × 10−9 см−2.

Зная эффективную постоянную диффузии для разгонки резистора и постоянные диффузии для процессов, идущих после загонки резистора,

определим постоянную диффузии для разгонки резистора:

р2 р2 = ( р2 р2)эфф − ( и2) и2 − ( и1) и1 = 3.991 × 10−9 см2.

Проведем расчет процесса разгонки резистора. Зададим температуру

р2 = 1200 ºС (1473 K) и определим время разгонки.

15