JP3050290B2 - アモルファス化領域決定方法 - Google Patents
アモルファス化領域決定方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ＬＳＩの製造
プロセスの計算機シミュレーション方法に関し、特にア
モルファス化領域決定方法に関する。
プロセスの計算機シミュレーション方法に関し、特にア
モルファス化領域決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＬＳＩの製造プロセスをプロセス
シミュレータを用いて最適化する試みが行われている。
ここでプロセスシミュレータは、イオン注入プロセス、
拡散プロセス等の半導体ＬＳＩの製造プロセスを計算機
を用いて計算し、デバイス内部の不純物プロファイル等
の物理量や形状を予測するものである。
シミュレータを用いて最適化する試みが行われている。
ここでプロセスシミュレータは、イオン注入プロセス、
拡散プロセス等の半導体ＬＳＩの製造プロセスを計算機
を用いて計算し、デバイス内部の不純物プロファイル等
の物理量や形状を予測するものである。
【０００３】プロセスシミュレータを用いて、半導体デ
バイスが最高の電気特性を発揮するようにプロセスの最
適化を行えば、実際にＬＳＩを試作するのに比べて、費
用／期間とも大幅に短縮することができる。また、プロ
セスシミュレータでは半導体デバイス内部の物理量を計
算するので、半導体内部での不純物の振る舞いを解析す
ることが可能である。プロセスシミュレータについての
詳細な説明は、檀良編著、「プロセスデバイスシミュレ
ーション技術」（産業図書）、１８−７９頁、１９９０
年４月２０日発行、に述べられている。
バイスが最高の電気特性を発揮するようにプロセスの最
適化を行えば、実際にＬＳＩを試作するのに比べて、費
用／期間とも大幅に短縮することができる。また、プロ
セスシミュレータでは半導体デバイス内部の物理量を計
算するので、半導体内部での不純物の振る舞いを解析す
ることが可能である。プロセスシミュレータについての
詳細な説明は、檀良編著、「プロセスデバイスシミュレ
ーション技術」（産業図書）、１８−７９頁、１９９０
年４月２０日発行、に述べられている。
【０００４】プロセスシミュレータにて拡散プロセスを
計算するために用いられる拡散シミュレーションでは、
半導体内部での不純物の振る舞いをあらわすため各不純
物の拡散方程式を解く必要がある。
計算するために用いられる拡散シミュレーションでは、
半導体内部での不純物の振る舞いをあらわすため各不純
物の拡散方程式を解く必要がある。
【０００５】また、イオン注入によって発生した格子間
シリコンや空孔等の点欠陥が、イオン注入された不純物
と相互作用を生じ、不純物の拡散を増速させることが、
アイ・イー・イー・イー、トランザクションズ オン
エレクトロン デバイセズ、第４０巻、第７号、１２１
５−１２２２頁、１９９３年７月、Ｈ．Ｈａｎｅ ａｎ
ｄ Ｈ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，“Ａ ｍｏｄｅｌ ｆｏ
ｒ Ｂｏｒｏｎ Ｓｈｏｒｔ Ｔｉｍｅ Ａｎｎｅａｌ
ｉｎｇ Ａｆｔｅｒ Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏ
ｎ”，（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．４０，Ｎ
ｏ．７，ｐｐ．１２１５−１２２２，Ｊｕｌｙ，１９９
３）に述べられており、この様な現象を計算機上でシミ
ュレートするためには、格子間シリコンや空孔等の点欠
陥の拡散方程式も同時に解く必要がある。
シリコンや空孔等の点欠陥が、イオン注入された不純物
と相互作用を生じ、不純物の拡散を増速させることが、
アイ・イー・イー・イー、トランザクションズ オン
エレクトロン デバイセズ、第４０巻、第７号、１２１
５−１２２２頁、１９９３年７月、Ｈ．Ｈａｎｅ ａｎ
ｄ Ｈ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，“Ａ ｍｏｄｅｌ ｆｏ
ｒ Ｂｏｒｏｎ Ｓｈｏｒｔ Ｔｉｍｅ Ａｎｎｅａｌ
ｉｎｇ Ａｆｔｅｒ Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏ
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Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．４０，Ｎ
ｏ．７，ｐｐ．１２１５−１２２２，Ｊｕｌｙ，１９９
３）に述べられており、この様な現象を計算機上でシミ
ュレートするためには、格子間シリコンや空孔等の点欠
陥の拡散方程式も同時に解く必要がある。
【０００６】一方、イオン注入によって大量の点欠陥が
発生した領域では、結晶性がくずれるためアモルファス
化がおこる。アモルファス化した領域では、不純物や点
欠陥の初期状態などが結晶領域と異なっているため、不
純物の拡散を精度良くシミュレートするためには、アモ
ルファス化した領域を正確に決定する必要がある。
発生した領域では、結晶性がくずれるためアモルファス
化がおこる。アモルファス化した領域では、不純物や点
欠陥の初期状態などが結晶領域と異なっているため、不
純物の拡散を精度良くシミュレートするためには、アモ
ルファス化した領域を正確に決定する必要がある。
【０００７】従来、ジャーナル オブ エレクトロケミ
カル ソサイエティ、第１３９巻、第１２号、３６３１
−３６３８頁、１９９２年１２月、Ｈ．Ｃｅｒｖａ ａ
ｎｄＧ．Ｈｏｂｌｅｒ、“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆ
Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｉｎ Ｉｏｎ
Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｗｉｔｈ Ｐ
ｏｉｎｔ−Ｄｅｆｅｃｔ ＤｅｎｓｉｔｙＣａｌｃｕｌ
ａｔｉｏｎｓ”，（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｌｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．１３
９，Ｎｏ．１２，ｐｐ．３６３１−３６３８，Ｄｅｃｅ
ｍｂｅｒ，１９９２）に記載されているように、イオン
注入によって発生する点欠陥濃度を用いてアモルファス
化領域を決定する方法が用いられている。この方法で
は、図３に示したように、イオン注入によって発生する
点欠陥濃度２１がある濃度Ｄα以上の領域をアモルファ
ス化領域としている。
カル ソサイエティ、第１３９巻、第１２号、３６３１
−３６３８頁、１９９２年１２月、Ｈ．Ｃｅｒｖａ ａ
ｎｄＧ．Ｈｏｂｌｅｒ、“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆ
Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｉｎ Ｉｏｎ
Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｗｉｔｈ Ｐ
ｏｉｎｔ−Ｄｅｆｅｃｔ ＤｅｎｓｉｔｙＣａｌｃｕｌ
ａｔｉｏｎｓ”，（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｌｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．１３
９，Ｎｏ．１２，ｐｐ．３６３１−３６３８，Ｄｅｃｅ
ｍｂｅｒ，１９９２）に記載されているように、イオン
注入によって発生する点欠陥濃度を用いてアモルファス
化領域を決定する方法が用いられている。この方法で
は、図３に示したように、イオン注入によって発生する
点欠陥濃度２１がある濃度Ｄα以上の領域をアモルファ
ス化領域としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、アモル
ファス化領域を決定する精度を向上することが困難であ
る。その理由は、アモルファス化領域を決定するため
に、イオン注入によって発生する点欠陥濃度を用いてい
るためである。なぜなら、点欠陥濃度は実測が困難であ
り正確な値は不明であるので、イオン注入シミュレータ
を用いて求めなければならず、イオン注入シミュレータ
のモデルやパラメータに大きく依存し、しかも、それら
のモデルには近似が含まれているためにアモルファス化
領域を正確に決定するパラメータを得るのは困難である
からである。
ファス化領域を決定する精度を向上することが困難であ
る。その理由は、アモルファス化領域を決定するため
に、イオン注入によって発生する点欠陥濃度を用いてい
るためである。なぜなら、点欠陥濃度は実測が困難であ
り正確な値は不明であるので、イオン注入シミュレータ
を用いて求めなければならず、イオン注入シミュレータ
のモデルやパラメータに大きく依存し、しかも、それら
のモデルには近似が含まれているためにアモルファス化
領域を正確に決定するパラメータを得るのは困難である
からである。
【０００９】それ故に本発明の課題は、アモルファス化
領域を正確に決定することのできるアモルファス化領域
決定方法を提供することにある。
領域を正確に決定することのできるアモルファス化領域
決定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
ＬＳＩの製造プロセスの計算機シミュレーションを伴っ
てアモルファス化領域を決定するアモルファス化領域決
定方法において、実測値に基づいて割り出された結晶−
アモルファス界面の不純物濃度をパラメータＣαとして
用い、前記計算機シミュレーションによりイオン注入さ
れた注入イオン濃度を求め、前記注入イオン濃度を前記
パラメータＣαで割った値をアモルファス化率パラメー
タと定義し、前記アモルファス化率パラメータが１以上
の領域をイオン注入時にアモルファス化した領域と決定
することを特徴とするアモルファス化領域決定方法が得
られる。
ＬＳＩの製造プロセスの計算機シミュレーションを伴っ
てアモルファス化領域を決定するアモルファス化領域決
定方法において、実測値に基づいて割り出された結晶−
アモルファス界面の不純物濃度をパラメータＣαとして
用い、前記計算機シミュレーションによりイオン注入さ
れた注入イオン濃度を求め、前記注入イオン濃度を前記
パラメータＣαで割った値をアモルファス化率パラメー
タと定義し、前記アモルファス化率パラメータが１以上
の領域をイオン注入時にアモルファス化した領域と決定
することを特徴とするアモルファス化領域決定方法が得
られる。
【００１１】ここで前記イオン注入の条件は複数あり、
それらの条件のうち特定の数の条件に対して結晶−アモ
ルファス界面の不純物濃度を測定し、それらの測定値か
ら内挿もしくは外挿し推定した値を各条件に対する前記
パラメータＣαとして用いることは好ましい。
それらの条件のうち特定の数の条件に対して結晶−アモ
ルファス界面の不純物濃度を測定し、それらの測定値か
ら内挿もしくは外挿し推定した値を各条件に対する前記
パラメータＣαとして用いることは好ましい。
【００１２】またイオン注入を不純物種が異なる場合も
含め複数回行い、各々のイオン注入に対する前記アモル
ファス化率パラメータの和をとり、その値が１以上の領
域をイオン注入時にアモルファス化した領域と決定する
ことは好ましい。
含め複数回行い、各々のイオン注入に対する前記アモル
ファス化率パラメータの和をとり、その値が１以上の領
域をイオン注入時にアモルファス化した領域と決定する
ことは好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず本発明の第１の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
ついて図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態におい
て、イオン注入時にアモルファス化する領域を決定する
方法を模式的に示したものである。
て、イオン注入時にアモルファス化する領域を決定する
方法を模式的に示したものである。
【００１５】本実施の形態では、まず、イオン種、注入
ドーズ量、注入エネルギーや注入角度などの各イオン注
入条件に対して結晶−アモルファス界面における注入イ
オン濃度を測定し、その値をパラメータＣαとする。
ドーズ量、注入エネルギーや注入角度などの各イオン注
入条件に対して結晶−アモルファス界面における注入イ
オン濃度を測定し、その値をパラメータＣαとする。
【００１６】
【数１】 イオン注入条件の数は無数にあるため、実際には必要な
精度が得られる数のイオン注入条件に対して測定したの
ち、それら測定値から内挿もしくは外挿し推定した値を
各イオン注入条件に対するパラメータＣαとする。
精度が得られる数のイオン注入条件に対して測定したの
ち、それら測定値から内挿もしくは外挿し推定した値を
各イオン注入条件に対するパラメータＣαとする。
【００１７】次に、イオン注入シミュレータを用いてイ
オン注入された注入イオン濃度Ｃシミュレーション１１
を求め、その注入イオン濃度を前記パラメータＣαで割
った値Ｒαをアモルファス化率パラメータ１２と定義す
る。
オン注入された注入イオン濃度Ｃシミュレーション１１
を求め、その注入イオン濃度を前記パラメータＣαで割
った値Ｒαをアモルファス化率パラメータ１２と定義す
る。
【００１８】
【数２】 そして、前記アモルファス化率パラメータが１以上の領
域をアモルファス化領域と決定する。
域をアモルファス化領域と決定する。
【００１９】次に本発明の第２の実施の形態について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００２０】図２は、本実施の形態において、イオン注
入時にアモルファス化する領域を決定する方法を模式的
に示したものである。第１の実施の形態と異なるところ
は、イオン注入が複数回行われるところである。
入時にアモルファス化する領域を決定する方法を模式的
に示したものである。第１の実施の形態と異なるところ
は、イオン注入が複数回行われるところである。
【００２１】本実施の形態では、イオン注入シミュレー
タを用いてイオン注入された注入イオン濃度Ｃ(i) シミ
ュレーション３１，３２の分布を求め、次にそれらの注
入イオン濃度をそれぞれのイオン注入条件に対応したパ
ラメータＣ(i) αで割った値Ｒ(i) α３３，３４を得
る。
タを用いてイオン注入された注入イオン濃度Ｃ(i) シミ
ュレーション３１，３２の分布を求め、次にそれらの注
入イオン濃度をそれぞれのイオン注入条件に対応したパ
ラメータＣ(i) αで割った値Ｒ(i) α３３，３４を得
る。
【００２２】
【数３】 ここで、（ｉ）は複数回行われたイオン注入の第ｉ番目
のイオン注入に対応するものであることを意味する。本
実施の形態では、アモルファス化率パラメータＲα３５
は、Ｒ(i) αの和として求められ、その値が１以上の領
域をアモルファス化領域と決定する。
のイオン注入に対応するものであることを意味する。本
実施の形態では、アモルファス化率パラメータＲα３５
は、Ｒ(i) αの和として求められ、その値が１以上の領
域をアモルファス化領域と決定する。
【００２３】
【数４】
【００２４】
【発明の効果】本発明の効果はアモルファス化領域を決
定する精度が向上することである。これによりプロセス
シミュレータの実用性が向上する。
定する精度が向上することである。これによりプロセス
シミュレータの実用性が向上する。
【００２５】その理由は、実測可能な結晶−アモルファ
ス界面における不純物濃度をパラメータとし、またイオ
ン注入シミュレータで十分な精度が得られる注入イオン
濃度を用いてアモルファス化領域を決定しているからで
ある。
ス界面における不純物濃度をパラメータとし、またイオ
ン注入シミュレータで十分な精度が得られる注入イオン
濃度を用いてアモルファス化領域を決定しているからで
ある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアモルファス
化領域決定方法を模式的に示した図である。
化領域決定方法を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るアモルファス
化領域決定方法を模式的に示した図である。
化領域決定方法を模式的に示した図である。
【図３】従来のアモルファス化領域決定方法を模式的に
示した図である。
示した図である。
１１ イオン注入による注入イオン濃度分布Ｃシミュ
レーション １２ アモルファス化率パラメータＲα ２１ イオン注入による初期点欠陥濃度分布 ２２ イオン注入による注入イオン濃度分布 ３１ 第１番目のイオン注入による注入イオン濃度分
布Ｃ(i) シミュレーション ３２ 第２番目のイオン注入による注入イオン濃度分
布Ｃ(2) シミュレーション ３３ Ｒ(1) α＝Ｃ(1) シミュレーション／Ｃ(1) α ３４ Ｒ(2) α＝Ｃ(2) シミュレーション／Ｃ(2) α ３５ アモルファス化率パラメータＲα＝Σi Ｒ(i)
α
レーション １２ アモルファス化率パラメータＲα ２１ イオン注入による初期点欠陥濃度分布 ２２ イオン注入による注入イオン濃度分布 ３１ 第１番目のイオン注入による注入イオン濃度分
布Ｃ(i) シミュレーション ３２ 第２番目のイオン注入による注入イオン濃度分
布Ｃ(2) シミュレーション ３３ Ｒ(1) α＝Ｃ(1) シミュレーション／Ｃ(1) α ３４ Ｒ(2) α＝Ｃ(2) シミュレーション／Ｃ(2) α ３５ アモルファス化率パラメータＲα＝Σi Ｒ(i)
α
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ＬＳＩの製造プロセスの計算機シ
ミュレーションを伴ってアモルファス化領域を決定する
アモルファス化領域決定方法において、実測値に基づい
て割り出された結晶−アモルファス界面の不純物濃度を
パラメータＣαとして用い、前記計算機シミュレーショ
ンによりイオン注入された注入イオン濃度を求め、前記
注入イオン濃度を前記パラメータＣαで割った値をアモ
ルファス化率パラメータと定義し、前記アモルファス化
率パラメータが１以上の領域をイオン注入時にアモルフ
ァス化した領域と決定することを特徴とするアモルファ
ス化領域決定方法。 - 【請求項２】 前記イオン注入の条件は複数あり、それ
らの条件のうち特定の数の条件に対して結晶−アモルフ
ァス界面の不純物濃度を測定し、それらの測定値から内
挿もしくは外挿し推定した値を各条件に対する前記パラ
メータＣαとして用いる請求項１記載のアモルファス化
領域決定方法。 - 【請求項３】 イオン注入を不純物種が異なる場合も含
め複数回行い、各々のイオン注入に対する前記アモルフ
ァス化率パラメータの和をとり、その値が１以上の領域
をイオン注入時にアモルファス化した領域と決定する請
求項１記載のアモルファス化領域決定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054397A JP3050290B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | アモルファス化領域決定方法 |
| EP98104306A EP0864991A3 (en) | 1997-03-10 | 1998-03-10 | Method and apparatus of establishing a region to be made amorphous |
| US09/037,852 US6212487B1 (en) | 1997-03-10 | 1998-03-10 | Method and apparatus of establishing a region to be made amorphous |
| KR1019980007964A KR100316314B1 (ko) | 1997-03-10 | 1998-03-10 | 비정질화영역 결정방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054397A JP3050290B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | アモルファス化領域決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256172A JPH10256172A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3050290B2 true JP3050290B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=12969561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054397A Expired - Fee Related JP3050290B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | アモルファス化領域決定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6212487B1 (ja) |
| EP (1) | EP0864991A3 (ja) |
| JP (1) | JP3050290B2 (ja) |
| KR (1) | KR100316314B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366873B1 (en) * | 1999-01-20 | 2002-04-02 | The Regents Of The University Of California | Dopant profile modeling by rare event enhanced domain-following molecular dynamics |
| JP2002373163A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 最大エントロピーモデル生成方法および装置ならびにそれを用いた自然言語処理方法および装置 |
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