3. Результаты моделирования

Вывод результата моделирования в виде графика распределения концентрации примеси для бора после операций окисления и травления оксида задается строкой 4, а соответствующий график представлен на Рис. 1.

Рис. 1. Распределение концентрации бора

Вывод результата моделирования в виде графиков распределения концентраций примесей отдельно для бора и фосфора и суммарной концентрации после операции эпитаксиального наращивания задается строками 6 и 7, а соответствующие графики представлены на Рис. 2 и 3.

Рис. 2. Распределение концентрации бора и фосфора Рис. 3. Распределение суммарной концентрации бора и

после операции эпитаксиального наращивания фосфора после операции эпитаксиального наращивания

Вывод результата моделирования в виде графиков распределения концентраций примесей отдельно для бора и фосфора и суммарной концентрации после операции диффузионного легирования задается строками 9 и 10, а соответствующие графики представлены на Рис. 4 и 5.

Рис. 4. Распределение концентрации бора и фосфора Рис. 5. Распределение суммарной концентрации бора и

после операции диффузионного легирования фосфора после операции диффузионного легирования

Задание расчетной сетки

Решение уравнений, описывающих модели технологических операций в SUPREMIII, осуществляются численно. В связи с этим важное значение имеет выбор оптимальных (с точки зрения точности расчетов) параметров расчетной сетки.

Если концентрация примесей в моделируемой области изменяется в широком диапазоне, то для достижения приемлемой точности расчетов необходимо использовать неравномерную сетку: в области высоких концентраций шаг сетки должен быть меньше, чем в области низких концентраций.

В нашем случае в результате диффузионного легирования бора максимум его концентрации располагается вблизи 0,1 мкм. Разумно в этой части моделируемой области использовать более мелкую сетку. С этой целью ввели параметр Gridspacinglocation,xdx=0,1мкм, устанавливающий координату вблизи которой шаг сетки устанавливается более мелким. Величину шага расчетной сетки в этой области установили с помощью параметраNominalgridspacing,dx=0,001 мкм.

Рис. 6. Результат расчета глубины залегания Рис. 7. Результат расчета глубины залегания

p-n-перехода и объемных зарядов в моделируемой p-n-перехода и объемных зарядов в моделируемой структуре после операции диффузионного легирования структуре после операции диффузионного легирования

(равномерная сетка) (неравномерная сетка)

Как видно из Рис. 6 и 7 результаты расчета более точны в том случае, когда для расчета используется неравномерная сетка. Из Рис.7 видно, что глубина залегания p-n-перехода равна толщине эпитаксиального слоя 5 мкм.

В случае если при моделировании используется равномерная сетка, то для достижения приемлемой точности расчетов важное значение имеет выбор шага расчетной сетки (Nominalgridspacing,DX). На Рис. 8 и 9 в качестве примера приведены окна с необходимыми параметрами для организации равномерных расчетных сеток с шагомdx=0,03 мкм (Рис. 8) иdx=1 мкм (Рис. 9). На Рис. 10 и 11 представлены результаты моделирования.

Рис. 8. Результат расчета глубины залегания Рис. 9. Результат расчета глубины залегания

p-n-перехода и объемных зарядов в моделируемой p-n-перехода и объемных зарядов в моделируемой

структуре после операции диффузионного легирования структуре после операции диффузионного легирования

(равномерная сетка с шагом dx=0,03 мкм) (равномерная сетка с шагом dx=1 мкм)

Рис. 10. Распределение концентрации бора, фосфора и Рис. 11. Распределение концентрации бора, фосфора и

суммарной концентрации бора и фосфора суммарной концентрации бора и фосфора

после операции диффузионного легирования после операции диффузионного легирования

(равномерная сетка с шагом dx=0,03 мкм) (равномерная сетка с шагом dx=1 мкм)

Данные, представленные на Рис. 7. позволяют сделать вывод о глубине залегания переходов:

– p-n-переход:X=5,00 мкм;

– n-область-подложка: Х=5,66 мкм.

Также на Рис. 7. кроме глубин залегания переходов приведены значения объемных зарядов Q_D (в кулонах). Они обусловлены ионизированными (active) примесями в количестве, равном алгебраической сумме донорных и акцепторных примесей (net), и отдельными примесями (chemical), в соответствующих элементах моделируемой структуры.

Проведение расчетов электрических характеристик сформированной структуры и вывод соответствующих результатов задаются строками 11, 12, 13, а результаты расчетов в табличном виде представлены на Рис. 12.

Рис. 12. Результат расчета основных электрических характеристик моделируемой структуры

после диффузионного легирования

Данные, представленные на Рис.12 позволяют сделать вывод о слоевых сопротивлениях R_Sсозданной структуры дляT=1000⁰С:

– p- область:R_S=6,47 Ом/□;

– n- область:R_S=1,51·10⁷ Ом/□.

слоевое сопротивление R_Sсозданной структуры дляT=1100⁰С:

– p- область:R_S=7,331 Ом/□;

– n- область:R_S=8,722·10⁶ Ом/□.

слоевое сопротивление R_Sсозданной структуры дляT=1200⁰С:

– p- область:R_S=8,271 Ом/□;

– n- область:R_S=1,575·10⁷ Ом/□.

Также на Рис.12 кроме слоевых сопротивлений созданной структуры приведены значения концентраций (concentration) электронов и дырок, удельных проводимостей (conductivity), обусловленных электронами и дырками.