Министерство образования и науки РФ

НГТУ

Кафедра ППиМЭ

Лабораторная работа №2

« Технологическое моделирование двумерной структуры МОП-транзисторов на напряженном кремнии »

Факультет: РЭФ

Группа: РМС7-81

Преподаватель: Чебанов М.А.

Студент: Малюгин П.С.

Группа: 1

Новосибирск, 2011г.

Цель работы – освоение методик одномерных и двумерных технологических расчетов, анализа и графического представления результатов в TCAD Sentaurus на основе фрагментов реальных технологических маршрутов.

Содержанием работы является подготовка командного файла для SProcess в текстовом редакторе ОС Windows с последующим его переносом в оболочку SWB, исследование зависимости параметров реального p-n-перехода от режимов технологических операций, моделирование 2D структуры и профилей легирования в ней для n- и p- МОП нанотранзисторов на напряженном кремнии.

ЧАСТЬ A.

Моделируемый технологический маршрут:

№ п/п	Описание операции	А
		Сценарий part1				Сценарий part2
1	Исходная подложка	КЭФ-1 (100)		КЭФ-1 (111)	КЭФ-4.5 (100)
2	Ионная имплантация	Бор D=112мкКл/cм2 E=50 кэВ		Бор D=112мкКл/cм2 E=50 кэВ	Бор D=80, 800 мкКл/cм2 E=100 кэВ
3	Термический отжиг	Атмосфера				Инертный отжиг в азоте Т=1050 0С t=4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196
		O2 N2	O2 N2
		100% 0% 10% 90% 1% 99% 0% 100%	100% 0% 10% 90% 1% 99% 0% 100%
		T=1150 0C t=60 мин	T=1150 0C t=60 мин

PART 1.

Ручной расчёт Rs и Xj

Узел	Толщина окисла, нм	Глубина Xj, мкм	Поверхностное сопротивление Rs, кОм/□
1	142.66	2.963	128.8
12	42.52	2.732	109.1
15	13.83	2.645	103.1
18	-0.00	2.600	101.2
26	158.81	2.881	152.3
29	49.57	2.654	120.1
32	-0.00	2.500	106.2
35	16.87	2.568	109.4

Автоматический расчёт с помощью инструмента Measure

Командный файл:

# Моделирование NPN Биполярного транзистора (1D процесс моделирования)

# Выключаем графический режим используемый Tecplot

graphics off

# Функция расчёта параметров оксидной плёнки

defineproc OxiTh { Sign YY } {

set LAYERS [layers y=$YY]

set FirstColumn [list]

foreach Row $LAYERS {

lappend FirstColumn [lindex $Row 0]

}

#Устанавливаем значение толщины оксидной плёнки параметру Tox

set Tox [expr [lindex $FirstColumn 2] - [lindex $FirstColumn 1]]

puts ""

puts "------------------------------------------------------------------------"

puts "The thickness of the grown oxide is [format %.2f [expr 1e3*$Tox]] <nm>"

puts "------------------------------------------------------------------------"

puts ""

# ----- Экстрактор параметров из выходного файла SProcess -----

puts "DOE: $Sign [format %.2f [expr 1e3*$Tox]]"

}

# ///////////////////////////// PROCESS HEADER \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

# Выбираем модель.

pdbSet Silicon Dopant DiffModel Pair #Упрощённая 3-потоковая модель многочастичной диффузии

# Параметры сетки

mgoals on min.normal.size=10<nm> max.lateral.size=50<nm> \

normal.growth.ratio=1.2 accuracy=1<nm>

# ----- Создаём сетку -----------------

line x location=0 spacing=0.1 tag=SiTop

line x location=15 spacing=0.1 tag=SiBottom

# ----- Создаём подложку --------------------

region Silicon xlo=SiTop xhi=SiBottom

init field=Phosphorus resistivity=@Res@ wafer.orient=@Orient@

# ///////////////////////////////// PROCESS \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

# ----- Ионная имплантация Бора (P-Buried Layer). ---------------------------

implant Boron energy=@Energy@ dose=@<B_Dose*1e-6/1.6022e-19>@

# ----- Термический отжиг -------------------------------

# Задаём параметры окисляющей атмосферы

gas_flow name=Anneal flows= { O2=@<Oxi/100.>@ N2=@<Nit/100.>@ }

diffuse temperature=@Temp@ time=@Time@ gas_flow=Anneal

# ----- Сохраняем профили легирования. --------------

SetPlxList { Phosphorus }

WritePlx n@node@_Phosphorus

SetPlxList { Boron }

WritePlx n@node@_Boron

SetPlxList { NetActive }

WritePlx n@node@_NetActive

# -----Пример использования функции. -------------

OxiTh dox_nm 0

# -----Рассчитываем поверхностное сопротивление. -----------------

SheetResistance

# \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ THE END ///////////////////////////////////

Основное отличие командного файла sprocess_fps.cmd с sprocess_lig.cmd состоит в методе ввода. В файл sprocess_lig.cmd мы добавляли команды с помощью графического интерфейса, а в sprocess_fps.cmd команды мы записываем вручную, поэтому файл получается более компактным.