CN1195881A - 离子注入过程模拟装置和模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明装置包括:根据离子注入剖面数据制成Dual Pearson数据表的Dual Pearson数据抽出部;从DualPearson数据表取得用于剂量系数的内插和外插参数的内插用Dual Pearson数据取得部;剂量系数内插/外插部,通过分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个函数的线性结合来表述离子注入剖面,同时,使用不依赖于剂量的瞬间参数和依赖于剂量的线性结合的系数,使沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插;输出模拟结果的模拟结果输出部。

Description

离子注入过程模拟装置和模拟方法

本发明涉及离子注入过程模拟装置和模拟方法，在对半导体器件的离子注入过程模拟中，实现包含末端部分的离子注入剖面的正确内插和外插。

在LSI和其他的半导体器件的制造工序中，具有这样的工序：通过离子注入技术把杂质离子作为掺杂剂注入到半导体衬底中，进而经过热处理工序来进行扩散激活。此时的杂质分布，使阈值电压Vt和晶体管的ON电流以及其他的电气特性参数发生较大的变化，这是公知的。特别是，在最近，为了通过把半导体器件进行小型化来达到高密度大容量化和高速化，而使得更浅的接合深度的晶体管的设计变得重要起来。即，不仅要求杂质的峰值浓度的控制是正确的，而且还要求离子注入剖面的末端位置的控制是正确的。

为了对应于该要求，而采用使用计算机的离子注入过程模拟。这是这样的方法：在计算机中使用预定的模型和算法来预测计算在半导体器件的制造中所使用的各种离子注入剖面。通过使用离子注入过程模拟就能削减用于提高半导体器件的元件特性的试验制作的工序，而大大有助于设计作业的效率。

通常，在对离子注入剖面进行模拟时，当为非晶态晶体时，使用高斯型(Gaussian)或皮尔森型(Pearson)的函数来描述离子注入剖面可以得到令人满意的近似。此时，向半导体晶体衬底的离子注入，由于反映了衬底的晶体性，而产生依赖于衬底的晶体取向和离子的注入角度而导致剖面不同的现象即沟道效应现象。该沟道现象表示出随剂量值的增加而减少的倾向。这是因为在剂量值增加的同时，晶体发生非晶态化。由此，向半导体晶体衬底的离子注入剖面不能用单纯的高斯型或皮尔森型的函数来描述，而是可以通过使用多个函数来进行描述。

使用函数来描述向半导体晶体衬底的离子注入剖面的模拟技术被公开在例如文献“An Improved Approach tp Accurately Model Shallow BAnd BF₂ Implants in Silicon”(Al F.Tasch，H.Shin，and C.Park；J.Electrochem.Soc.，Vol.136，No3，March 1989，pp.810-814；The Electrochemical Society.inc.)中。在该文献中记述的模拟方法比进行离子注入的杂质的实验剖面更正确。实验剖面由SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)所进行的测定结果。所谓SIMS，作为这样的方法是公知的：通过在半导体的表面区域上照射氧离子和铯离子及其他一次离子，而产生二次离子，通过对该二次离子进行质量分析，来测定杂质分布。使用分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个皮尔森型函数来表示在实验中所得到的离子注入剖面。当用式子来表示其时，就能按下式(1)那样用两个成分之和来描述离子注入剖面N(x)：

N(x)＝D_mainf_main(x)+D_subf_sub(x)    …(1)

其中，所谓主峰值的非晶态成分函数f_main(x)和副峰值的沟道效应成分函数f_sub(x)是不依赖于剂量值的标准化的函数，D_main是主峰值的非晶态成分剂量值系数，D_sub是副峰值的沟道效应成分剂量值系数。离子注入剖面N(x)的全剂量值D_T可以按下式(2)那样用非晶态成分剂量值和沟道效应成分剂量值的各系数之和来记述： $D_T={\∫}_0^{\∞}N\left(x\right)\mathrm{dx}=D_{\mathrm{main}}+D_{\mathrm{sub}}----\left(2\right)$

其中，可以使用投影范围(the projected range)Rp、标准偏差(the standard deviation)ΔRp、偏斜度(skewness)γ和峰态(kurtosis)β这4种瞬间参数来表述所使用的皮尔森型函数。

下面参照图6的流程图来说明通过内插来求出所指定的剂量的离子注入剖面的现有的离子注入过程模拟方法。当参照图6时，最初，从几个剂量值的离子注入剖面的表数据中抽出分别代表非晶态成分和沟道效应成分的2个标准化的函数中的投影范围Rp、偏差ΔRp、偏斜度γ和峰态β的瞬间参数(Dual Pearson函数的瞬间参数)以及非晶态成分剂量值系数、沟道效应成分剂量值系数(步骤601)。由此，准备Dual Pearson数据表。接着，从Dual Pearson数据表中选出任意的剂量值的最靠近的2点中的剂量值的参数(步骤602)。接着，在所选出的参数中，使依赖于剂量值的非晶态成分剂量值系数和沟道效应成分剂量值系数用剂量值来进行线性内插(步骤603)。

具体地说，首先，使用在多个剂量值点中的SIMS实验剖面数据，来抽出函数型的参数值和主峰值中的非晶态成分剂量值与全剂量值的系数比D_main/D_T。对于硼和BF₂，在上述文献中记载了函数型参数和主峰值中的非晶态成分剂量值和全剂量值的系数比。

图7是表示作为可以进行内插的参数的剂量值依存性的图。在图7中，横坐标表示剂量值，纵坐标表示主峰值非晶态成分剂量值比，折线表示主峰值非晶态成分剂量值比的剂量值依存性。如图7所记载的那样，在图中所使用的实验数据的剂量点不一定为五个点的程度。这样，除此以外的剂量值中的主峰值的非晶态成分剂量和全剂量的系数比就需要与全剂量相关来进行内插。对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插或外插的两个点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和主峰值的非晶态成分剂量与全剂量的系数比(D_main，a/D_T，i)，(D_main，a+1/D_T，i+1)时，若通过现有的模拟方法来进行线性内插，就能按下式(3)这样来表述任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量和沟道效应成分剂量的各系数的全剂量比(D_main，a/D_T，a)、(D_sub，a/D_T，a)： $(D_{\mathrm{main},a}/D_{T,a})=\frac{(D_{T,i+1}-D_{T,a})(D_{\mathrm{main},i}/D_{T,i})+(D_{T,a}-D_{T,i})(D_{\mathrm{main},i+1}/D_{T,i+1})}{(D_{T,i+1}-D_{T,i})}$ (D_sub，a/D_T，a)＝1-(D_main，a/D_T，a)

                                                  …(3)

但是，在上述现有的离子注入过程模拟方法中，当两个点的剂量值D_T，i、D_T，i+1(D_T，i＜D_T，i+1)的各自中的剖面N_i(x)和N_i+1(x)满足N_i(x)＜N_i+1(x)的关系时，存在这样的情况：会发生与该两点间的剂量点D_T，a相关进行线性内插的剖面N_a(x)的强度和剖面N_i+1(x)的强度出现反转。作为一个例子，在图8中表示出了由现在广泛使用的标准的过程模拟器SUPREM-3所产生的计算结果。当参照图8时，按照上述现有的线性内插方法，在剖面曲线CP2和CP4之间进行线性内插的剖面N_a(x)的曲线CP3在末端部与剂量更大的剖面曲线CP1、CP3交叉，即，显示出：浓度在剖面曲线CP3的情况下高于剖面曲线CP1、CP2情况下，因而产生了这样缺陷。

与该结果相对，考虑这样的方法：对于作为横轴量的剂量的对数量，通过下式(4)来进行内插：

  (D_main，a/D_T，a) $=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})(D_{\mathrm{main},i}/D_{T,i})+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})(D_{\mathrm{main},i+1}/D_{T,i+1})}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

  (D_sub，a/D_T，a)＝1-(D_main，a/D_T，a)

                                                  …(4)

但是，在此情况下的内插结果虽然与图8的情况相比进行了若干改善但仍不能克服在末端部强度发生反转的缺陷。

如上述那样，现有的离子注入过程模拟方法存在这样的问题：在例如接合深度的杂质剖面的模拟中，在离子注入剖面的末端部分的内插中存在缺陷，而不能得到正确的模拟结果。

本发明的目的是提供离子注入过程模拟装置及其模拟方法，对包含末端部分的对半导体器件的离子注入剖面正确地进行内插和外插。

为了实现上述目的，本发明的离子注入过程模拟装置，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，以进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列部分：

数据抽出装置(10)，从离子注入剖面数据中取出分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个标准化的函数中的投影范围、偏差、偏斜度、峰态等各个瞬间参数以及非晶态成分剂量值系数、沟道效应成分剂量值系数，来制作数据表(11)；

内插用数据取得装置(20)，从由上述数据抽出装置(10)所制作的上述数据表(11)来取得用于剂量系数的内插和外插的参数；

剂量系数内插/外插装置(30)，在由上述内插用数据取得装置(20)所取得的参数中，使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述半导体晶体衬底中的离子注入剖面，同时，在表述由使用者所指定的剂量值的上述离子注入剖面时，使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插；

模拟结果输出装置(40)，输出由上述剂量系数内插/外插装置(30)而对剂量系数进行内插和外插的模拟结果。

根据优选实施例，上述剂量系数内插/外插装置(30)，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的两个点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$ D_main，a＝D_T，a-D_sub，a。

根据优选实施例，上述剂量系数内插/外插装置(30)，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，进一步使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量的对数值进行内插和外插。

根据优选实施例，上述剂量系数内插/外插装置(30)，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a

在实验地抽出的瞬间数据依赖于剂量值的情况下，进一步，对于任意的剂量值D_T，a，把用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的依赖于剂量的瞬间参数分别定义为μ_m，i、μ_m，i+1，并且，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的瞬间参数μ_m，a： ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

为了实现上述目的，本发明的离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

从离子注入剖面数据中取出分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个标准化的函数中的投影范围、偏差、偏斜度、峰态等各个瞬间参数以及非晶态成分剂量值系数、沟道效应成分剂量值系数，来制作数据表；

从由上述数据抽出步骤所制作的上述数据表来取得用于剂量系数的内插和外插的参数；

在由上述内插用数据取得步骤所取得的参数中，使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述向半导体晶体衬底中的离子注入剖面，同时，在记述向使用者所指定的剂量值的上述离子注入剖面时，使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插。

根据优选实施例，在上述剂量系数内插/外插步骤中，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i-1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a。

根据优选实施例，上述剂量系数内插/外插步骤，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，进一步包含使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量的对数值进行内插和外插的步骤。

根据优选实施例，在上述剂量系数内插/外插步骤中，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$ D_maina＝D_T，a-D_sub，a；

在实验地抽出的瞬间数据依赖于剂量值的情况下，进一步，对于任意的剂量值D_T，a，把用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的依赖于剂量的瞬间参数分别定义为μ_m，i、μ_m，i+1，并且，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的瞬间参数μ_m，a： ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$ 。

为了实现上述目的，本发明的离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述向半导体晶体衬底中的离子注入剖面；

使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插。

根据优选实施例，在使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插的步骤中，对于作为内插和外插的对象的任意的剂量值，使用该剂量值最靠近的两点的剂量值中的上述非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数，来进行与该任意的剂量值相对的沟道效应成分剂量系数的内插和外插。

为了实现上述目的，本发明的离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述向半导体晶体衬底中的离子注入剖面；

使用多个剂量值中的从离子注入剖面中所抽出的瞬间参数和线性结合系数，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量值的对数值进行内插和外插。

根据优选实施例，在权利要求11的离子注入过程模拟方法中，在使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插的步骤中，对于作为内插和外插的对象的任意的剂量值，使用该剂量值的最靠近的两点的剂量值中的依赖于剂量的上述瞬间参数，来对与该剂量值相对的瞬间参数进行内插和外插。

本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中：

图1是表示本发明的一个实施例的离子注入过程模拟装置的构成的方框图；

图2是表示本实施例的离子注入过程模拟装置的动作的方框图；

图3是表示本实施例的离子注入剖面的内插状态的剖面图；

图4是把本实施例的沟道效应成分剂量系数与现有的内插结果进行比较来进行表示的图；

图5是表示本实施例的离子注入过程模拟装置的其他动作的流程图；

图6是表示现有的离子注入过程模拟的程序的流程图；

图7是表示在现有的离子注入过程模拟方法中的应该进行内插的参数的剂量依存性的图；

图8是表示现有的离子注入过程模拟方法所产生的离子注入剖面的内插状态的剖面图。

图1是表示本发明的一个实施例的离子注入过程模拟装置的构成的方框图。本实施例的离子注入过程模拟装置是使用工作站和个人计算机以及其他的计算机系统来实现的，通过控制相应的计算机系统的控制程序来执行下面说明的本实施例的功能。该控制程序是存储在磁盘和半导体存储器以及其他的存储媒体中来提供的，通过下载到计算机系统的处理装置中来实现本实施例的离子注入过程模拟装置。

当参照图1时，本发明的离子注入过程模拟装置包括：从离子注入剖面数据50取出所需要的Dual Pearson数据而制成Dual Pearson数据表11的Dual Pearson数据抽出部10；从由Dual Pearson数据抽出部10所制成的Dual Pearson数据表11来取得用于剂量值系数的内插(interpolate)和外插(extrapolate)的Dual Pearson参数的内插用DualPearson数据取得部20；使用由内插用Dual Pearson数据取得部20所取得的参数来进行剂量值系数的内插或外插的剂量系数内插/外插部30；输出对剂量系数进行内插的模拟结果的模拟结果输出部40。在图1中仅记载了本实施例中的特征结构，对其他的一般的结构则省略其描述。

Dual Pearson数据抽出部10在模拟执行之前预先输入几个剂量值的离子注入剖面数据50，来制成Dual Pearson数据表11。在Dual Pearson数据表11中存储着分别代表沟道效应成分和沟道效应成分的两个标准化的函数中的投影范围Rp、偏差ΔRp、偏斜度γ、峰态β的瞬间参数(Dual Pearson函数的瞬间参数)；非晶态成分剂量系数；沟道效应成分剂量系数。

内插用Dual Pearson数据取得部20从Dual Pearson数据表11取得通过未图示的指定装置所指定的任意剂量的最靠近的2点中的剂量值的参数(下面称为Dual Pearson参数)。

剂量系数内插/外插部30，在由内插用Dual Pearson数据取得部20所取得的Dual Pearson参数中，如果非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数依赖于剂量值的话，与全剂量值相关，而以下面所示的方法来对非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数进行内插或外插。

即，剂量系数内插/外插部30，首先使用分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数，来通过该两个函数的线性结合来表述向半导体晶体衬底中的离子注入剖面。接着，在记述由使用者所指定的剂量值的离子注入剖面时，使用不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插或外插。

若使用式子来表示以上动作，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式(5)来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a。

                                                  …(5)

模拟结果输出部40使用由剂量系数内插/外插部30所产生的进行了内插和外插的模拟结果，来制成图3所示的剖面图，以在显示装置上进行显示或者进行打印输出。

下面，参照图2的流程图来对本实施例动作进行说明。首先，DualPearson数据抽出部10从几个剂量值的离子注入剖面数据50中抽出Dual Pearson函数的瞬间参数、非晶态成分剂量系数、沟道效应成分剂量系数，来制成Dual Pearson数据表11(步骤201)。

接着，内插用Dual Pearson数据取得部20从Dual Pearson数据表11取得通过未图示的指定装置所指定的任意剂量的最靠近的2点中的剂量值的Dual Pearson参数(步骤202)。

接着，剂量系数内插/外插部30，在由内插用Dual Pearson数据取得部20所取得的Dual Pearson参数中，判断非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数是否依赖于剂量值，如果依赖的话，与相应剂量值相关，而通过上述方法来对非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数进行内插或外插(步骤203)。

根据以上那样进行的对剂量系数进行内插和外插的离子注入剖面计算结果，通过模拟结果输出部40来制成剖面图并输出。在图3中，表示本实施例的BF₂离子注入的剖面计算结果。

当参照图3时，对剖面曲线CP2、CP4两种剂量之间的D_T，a进行内插的离子注入剖面N_a(x)的曲线CP3遍及包括末端部的全体中，而得到不会与剂量更大的剖面曲线CP1、CP2相交叉的正确的剖面。

图4是把沟道效应成分剂量系数与现有的模拟进行比较来进行表示的图。在图4中，实线表示使用本实施例的模拟中的沟道效应成分剂量系数的对数值与全剂量值的对数值的关系，虚线表示现有的模拟中的沟道效应成分剂量系数的对数值与全剂量值的对数值的关系。当参照图4时，在现有的模拟中，如用虚线所示的那样，出现凹凸，而在使用本实施例的模拟中，如用实线所示的那样，为单调增加的特性。

如上述那样，根据本实施例，在半导体器件的制造中，就能通过重要的接合深度的模拟来实现所要求的包含末端部分的离子注入剖面的正确的内插。

下面对本发明的另一个实施例的离子注入过程模拟装置进行说明。由于本实施例的构成与图1所示的第一实施例构成相同，而不进行图示。

在本实施例中，剂量系数内插/外插部30，与第一实施例相同，除了与剂量值相关而对非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数进行内插或外插之外，在Dual Pearson参数中，判断应进行计算的剂量值的最靠近的两点中的剂量值的Dual Pearson函数的瞬间参数是否依赖于剂量，如果依赖的话，在与剂量相关，而用下面表示的方法对该DualPearson函数的瞬间参数进行内插或外插。

即，在所抽出的瞬间数据依赖于剂量的情况下，使上述剂量依存瞬间参数对全剂量的对数值进行内插、外插。

若用式子来表示该动作，对于任意的剂量值D_T，a，把用于进行内插或外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的依赖于剂量的Dual Pearson函数的瞬间参数分别定义为μ_m，i、μ_m，i+1，由此，使用下式(6)来计算任意的剂量值D_T，a中的的Dual Pearson函数的瞬间参数μ_m，a： ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$ ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

                                                 …(6)

图5是表示本实施例的另一个动作例子的流程图。当参照图5时，由剂量系数内插/外插部30所进行的步骤503之前的动作与图3所示的动作例子的步骤203之前动作相同。此后，在Dual Pearson参数中，判断应进行计算的剂量值的最靠近的两点中的剂量值的Dual Pearson函数的瞬间参数是否依赖于剂量，如果依赖的话，在与剂量相关，而用下面表示的方法对该Dual Pearson函数的瞬间参数进行内插或外插(步骤504、505)。

例如，在实验地把砷离子注入到半导体晶体衬底中时，得到偏斜度γ依赖于剂量的参数。在此情况下，在现有的线性内插所产生的剂量的内插方法中，在末端部中存在剖面曲线发生交叉的情况，但是，根据本发明，能够得到在末端部剖面曲线不会交叉的正确的剖面。

如上述那样，本发明由于使非晶态成分剂量系数的对数值和依赖于剂量值的瞬间参数对全剂量的对数值进行内插和外插，而具有能够正确地对包含末端部分的离子注入剖面进行内插和外插的效果。

Claims (12)

1.一种离子注入过程模拟装置，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，以进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列部分：

数据抽出装置(10)，从离子注入剖面数据中取出分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个标准化的函数中的投影范围、偏差、偏斜度、峰态等各个瞬间参数以及非晶态成分剂量值系数、沟道效应成分剂量值系数，来制作数据表(11)；

内插用数据取得装置(20)，从由上述数据抽出装置(10)所制作的上述数据表(11)来取得用于剂量系数的内插和外插的参数；

剂量系数内插/外插装置(30)，在由上述内插用数据取得装置(20)所取得的参数中，使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述半导体晶体衬底中的离子注入剖面，同时，在表述由使用者所指定的剂量值的上述离子注入剖面时，使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插；

模拟结果输出装置(40)，输出由上述剂量系数内插/外插装置(30)而对剂量系数进行内插和外插的模拟结果。

2.根据权利要求1所述的离子注入过程模拟装置，其特征在于，上述剂量系数内插/外插装置(30)，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的两点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$ D_main，a＝D_T，a-D_sub，a。

3.根据权利要求1所述的离子注入过程模拟装置，其特征在于，剂量系数内插/外插装置(30)，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，进一步使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量的对数值进行内插和外插。

4.根据权利要求1所述的离子注入过程模拟装置，其特征在于，上述剂量系数内插/外插装置(30)，

对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的两点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a

在实验地抽出的瞬间数据依赖于剂量值的情况下，进一步，对于任意的剂量值D_T，a，把用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的依赖于剂量的瞬间参数分别定义为μ_m，i、μ_m，i+1，并且，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的瞬间参数μ_m，a： ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}.$

5.一种离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，以进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

从离子注入剖面数据中取出分别代表非晶态成分和沟道效应成分的两个标准化的函数中的投影范围、偏差、偏斜度、峰态等各个瞬间参数以及非晶态成分剂量值系数、沟道效应成分剂量值系数，来制作数据表；

从由上述数据抽出步骤所制作的上述数据表来取得用于剂量系数的内插和外插的参数；

在由上述内插用数据取得步骤所取得的参数中，使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述向半导体晶体衬底中的离子注入剖面，同时，在表述由使用者所指定的剂量值的上述离子注入剖面时，使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插。

6.根据权利要求5所述的离子注入过程模拟方法，其特征在于，在上述剂量系数内插/外插步骤中，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的2点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a。

7.根据权利要求5所述的离子注入过程模拟方法，其特征在于，上述剂量系数内插/外插步骤，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，进一步包含使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量的对数值进行内插和外插的步骤。

8.根据权利要求5所述的离子注入过程模拟方法，其特征在于，在上述剂量系数内插/外插步骤中，对于任意的剂量值D_T，a，在提供用于进行内插和外插的两点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的离子注入剖面的瞬间数据和非晶态成分剂量及沟道效应成分剂量系数D_main，i、D_sub，i、D_sub，i+1时，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数D_main，a、D_sub，a： $D_{\mathrm{sub},a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a})D_{\mathrm{sub},i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i})D_{\mathrm{sub},i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}$

D_main，a＝D_T，a-D_sub，a；在实验地抽出的瞬间数据依赖于剂量值的情况下，进一步，对于任意的剂量值D_T，a，把用于进行内插和外插的两点的剂量值D_T，i、D_T，i+1中的依赖于剂量的瞬间参数分别定义为μ_m，i、μ_m，i+1，并且，使用下式来计算任意的剂量值D_T，a中的瞬间参数μ_m，a： ${\mathrm{\μ}}_{m,a}=\frac{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,a}){\mathrm{\μ}}_{m,i}+(\log D_{T,a}-\log D_{T,i}){\mathrm{\μ}}_{m,i+1}}{(\log D_{T,i+1}-\log D_{T,i})}.$ 。

9.一种离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，以进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述半导体晶体衬底中的离子注入剖面；

使用多个剂量值中的不依赖于从离子注入剖面所抽出的剂量的瞬间参数和依赖于剂量的上述线性结合的系数，使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插。

10.根据权利要求9所述的离子注入过程模拟方法，其特征在于，在使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插的步骤中，对于作为内插和外插的对象的任意的剂量值，使用该剂量值最靠近的两点的剂量值中的上述非晶态成分剂量系数和沟道效应成分剂量系数，来进行与该任意的剂量值相对的沟道效应成分剂量系数的内插和外插。

11.一种离子注入过程模拟方法，进行对半导体器件的离子注入过程模拟，以进行对离子注入剖面的必要的内插和外插，包括下列步骤：

使用分别代表非晶态成分、沟道效应成分的两个标准化的函数和与该两个函数相对应的非晶态成分剂量系数及沟道效应成分剂量系数，通过该两个函数的线性结合来表述半导体晶体衬底中的离子注入剖面；

使用多个剂量值中的从离子注入剖面中所抽出的瞬间参数和线性结合系数，在实验地抽出的瞬间参数依赖于剂量值的情况下，使依赖于上述剂量值的瞬间参数对全剂量值的对数值进行内插和外插。

12.根据权利要求11所述的离子注入过程模拟方法，其特征在于，在使上述沟道效应成分剂量系数的对数值对全剂量值的对数值进行内插和外插的步骤中，对于作为内插和外插的对象的任意的剂量值，使用该剂量值的最靠近的两点的剂量值中的依赖于剂量的上述瞬间参数，来对与该剂量值相对的瞬间参数进行内插和外插。

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