JPH10177937A - 半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体シミュレーションにおいて、最適条件
を求めるための計算を効率化して、半導体素子の設計・
開発期間を短縮する。 【解決手段】 一連のシミュレーションにおいて、ある
工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じで
あっても、それぞれ異なる物質として扱い、他の工程で
導入された同一物質や途中の多くの工程に影響されるこ
となしに、それぞれの物質による素子の特性が得られる
ようにすることで、工程の手順などを変えながら何回も
シミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られ
た素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを
容易に判断できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所望の特性を有す
る半導体素子の設計・開発を行う際に用いられる半導体
シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及
び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピ
ュータ読取り可能な記録媒体に関し、特に、プロセス・
デバイスシミュレーションにおいて最適化すべき工程を
容易に特定して、最適条件を求めるための計算を効率化
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子の設計・開発において
は、所望の電気特性を有する素子を実現する製造工程を
決めるために、半導体素子の製造工程をシミュレーショ
ンするプロセスシミュレータと、素子の電気的な特性を
シミュレーションするデバイスシミュレータとが用いら
れている。

【０００３】実際の作業としては、まずプロセスシミュ
レータを用い、原料とそれに施す製造手順と個々の工程
の条件を入力として与え、その方法で形成される素子の
構造を計算する。次に、こうして得られた素子構造と外
部から素子に印加する電気的な条件とを入力としてデバ
イスシミュレータを実行し、その素子の電気的な特性を
得るという作業を行い、得られた特性が作ろうとしてい
る所望の特性になるかどうかを調べる。ここで、所望の
特性にならないときには、考えた製造工程では作りたい
素子は作れないので、製造工程の条件を変更したり、工
程の順番など手順そのものを変更したりして再度プロセ
ス・デバイスシミュレーションを行う。以上の作業を所
望の特性を有する素子の製造工程が得られるまで繰り返
し行って、製造方法を決定するという方法がとられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなプロセス・
デバイスシミュレータを用いて素子を設計・開発する際
には、前述のように最初にプロセスシミュレータへの入
力として組んだ製造手順と条件では所望の特性が得られ
なかった時に、よりよい手順や条件に技術者が変更する
作業が必要となる。しかし、最近の大規模集積回路を構
成する微細素子の製造工程は数百にものぼり、同種の物
質が異なる工程で導入されて途中の多くの工程の影響を
受けて最終的な素子構造ができあがるため、この素子構
造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを判断する
のが難しい。

【０００５】また、プロセスシミュレータが実際に製造
するのと全く同じ構造をシミュレーション結果として出
すことができ、同様にデバイスシミュレータが実際に電
圧を印加したときと全く同じ特性を計算結果として求め
ることができれば、上記方法によって欲しい素子の製造
方法をシミュレーションのみで決定することができる。
しかし、実際の製造工程で起こっている物質の化学的な
変化や製造装置で制御しきれない製造条件など、解明さ
れていない事柄は非常にたくさんあり、それらが製造過
程で素子構造に与える影響も決して小さくはないため、
プロセスシミュレーションの結果は実際に製造された素
子構造と全く同一にはならない。また、電圧を印加した
ときに素子の内部の電子の振る舞いなどについても、現
実の素子で起きている現象やその原因がすべて解明され
ているわけではない。さらに、設計・開発のためのツー
ルとしては身近に使える計算機資源を使って実用時間内
で計算結果が得られなければ全く意味がないので、シミ
ュレータの内部では自然の第一原理からすべてを計算す
る方法を採っている訳ではなく、ある程度物理に基づい
た現象論的な扱いで、現実に近い結果を再現するパラメ
ータを組み込んだモデル式を使って計算を行っている。
このため、プロセス・デバイスシミュレータを使って得
られた特性は必ずしも現実の特性とは一致しない。

【０００６】このように、プロセスシミュレーションの
結果が現実の素子構造とは一部または複数部分で、特性
に大きな影響を及ぼすほどの食い違いがあることがわか
っている場合には、プロセスシミュレーションで得られ
た構造をそのままデバイスシミュレーションの入力デー
タとして素子特性を求めてもあまり役に立たないことに
なる。

【０００７】そこで、実際に設計・開発にこれらのシミ
ュレータを用いるときには、素子やテスト構造の実測デ
ータや過去の経験を、シミュレータが実際とは異なる結
果を出す部分の補正をするために同時に用いるか、ある
いは、実測データや過去の類似素子の製造経験をもとに
して、作りたい素子の製造工程を決める際の補助的なツ
ールとしてシミュレータを使う、というように、現実と
シミュレーションの間を埋める知識があるとより効果的
に設計・開発を行うことができる。

【０００８】前述したような実測データや過去の経験を
用いてプロセスシミュレーションの結果を一部修正して
からデバイスシミュレーションを行えば効果的である
し、また効率的でもある。しかし、これまでのプロセス
・デバイスシミュレーションは２次元断面あるいは３次
元構造であり、プロセスシミュレーションの結果得られ
た構造、すなわち素子形状や内部の不純物分布の一部を
編集するのは非常に難しく、編集するためのツールを提
供することも難しかった。

【０００９】また、変更したい工程が分かっていても、
条件をいくつか変えてシミュレーションを実行したい場
合、従来は該当する工程で実行する条件の数だけ、少な
くともその後に続く工程を含めた計算を実行しなければ
ならず、大雑把な条件の範囲を決定するのにも電気的特
性まですべてきちんと計算するため、手間と計算時間が
かかるという問題点があった。

【００１０】このように、工程数の多い製造プロセスの
条件や手順を最適化するためには、まず多くの工程の中
から特性改善に効く工程を判断するとともに、その特定
した工程の条件を変化させて繰り返しシミュレーション
を行わなければならなかった。このため、変化させるプ
ロセス条件がその他の工程で導入する物質に影響をほと
んど与えない場合でも、変化させたあとのすべての工程
を計算することになり計算時間が長く、多くの計算費用
と手間がかかっていた。

【００１１】この発明は上記従来の課題を解決するため
になされたもので、最適条件を求めるための計算を効率
化することにより、半導体素子の設計・開発を短期間で
行うことができる半導体シミュレーション方法、半導体
シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプロ
グラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒
体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、半導体製造に係わる一連の製造
工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、ある工程
で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっ
ても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導
入する物質とは異なる物質として扱うように設定するこ
とを含むことを特徴とする。

【００１３】上記請求項１の発明においては、導入され
る物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別し
て扱われるので、シミュレーションの最終結果では、他
の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響
されることなしに、それぞれの物質による素子の特性を
得ることができる。したがって、工程の手順などを変え
ながら何回もシミュレーションを繰り返さなくても、最
終的に得られた素子構造から途中のどの工程の条件を変
更すべきかを容易に知ることができる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１における物質
が不純物原子または発生した点欠陥であることを特徴と
する。

【００１５】このように、不純物原子または発生した点
欠陥をそれぞれ異なる物質として扱うことにより、例え
ば堆積、エッチング、イオン注入、酸化、拡散などの製
造工程における不純物分布や素子構造を得ることができ
る。

【００１６】請求項３の発明は、半導体製造に係わる一
連の製造工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、
異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において
異なる物質として扱うように設定することを含むことを
特徴とする。

【００１７】上記請求項３の発明においては、同一の物
質について複数の条件を設定した場合であっても、それ
ぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導入
する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数回
行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了する
ことができる。例えば、導入する物質の条件を３種類に
変える場合について見てみると、従来では条件を変えて
３回のシミュレーションを実行することになるが、この
発明では３つの条件を設定することにより、１回のシミ
ュレーションで結果を得ることができるため、従来に比
べてシミュレーション回数を２回少なくすることができ
る。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１または２にお
いて、物質の全工程終了後の空間分布が近似的に互いの
定数倍になる場合は、１条件についてのみ全工程のシミ
ュレーションを行い、他の条件のシミュレーションにつ
いては、すでに行った１条件のシミュレーションで得ら
れた当該物質の空間分布を定数倍することにより代替す
ることを特徴とする。

【００１９】上記請求項４の発明においては、すでに得
られた１条件についての最終結果を定数倍することによ
り、他の条件でのシミュレーション結果を代替するよう
にしたので、条件を変えたシミュレーションを繰り返す
ことなしに、複数の条件について簡単に所望の結果を得
ることができる。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１または２にお
ける物質を導入する工程で、当該物質にどの工程で導入
したかを示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の
空間分布が出力された後に、指定された物質がどの工程
で導入されたかを前記識別情報に基づいて特定するよう
にしたことを特徴とする。

【００２１】ここで、物質ごとに付加される識別情報と
しては、例えば、導入した工程を示す記号、番号または
名称などを用いることができる。

【００２２】上記請求項５の発明においては、異なる物
質として扱われたそれぞれの物質の空間分布が出力され
た後に、一つの物質が指定されると、その物質に付加さ
れた識別情報に基づいて、その物質が導入された工程を
特定するようにしたので、最終結果の空間分布が所望の
特性を与えないものであった場合に、どの工程の条件を
変えればよいかを容易に知ることができる。

【００２３】請求項６の発明は、請求項１または２にお
いて、導入した全ての物質の空間分布が出力された後
に、指定された物質の空間分布を、入力された値に応じ
て書き替えることを特徴とする。

【００２４】上記請求項６の発明においては、指定され
た物質の空間分布を書き替えるようにしているので、特
定の物質の空間分布のみを意図的に変更することができ
る。したがって、例えばプロセスシミュレーションによ
り得られた空間分布のうち、ある物質の結果が実測結果
と合わない場合には、当該物質の空間分布を修正するこ
とにより、条件を変えて再度プロセスシミュレーション
を行うことなく、速やかに次のデバイスシミュレーショ
ンの作業に入ることができる。

【００２５】請求項７の発明は、請求項１または２にお
ける新たに物質を導入する工程で、当該物質にその物質
を導入した際のマスクパターンまたはパターン開口部を
示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布
が出力された後に、指定された物質がどのマスクパター
ンまたはパターン開口部で導入されたかを前記識別情報
に基づいて特定するようにしたことを特徴とする。

【００２６】上記請求項７の発明においては、異なる物
質として扱われたそれぞれの物質の空間分布が出力され
た後に、一つの物質が指定されると、その物質に付加さ
れた識別情報に基づいて、その物質を導入した際のマス
クパターンまたはパターン開口部を特定するようにした
ので、最終結果の空間分布が所望の特性を与えないもの
であった場合に、どのマスクパターンまたはパターン開
口部について変えればよいかを容易に知ることができ
る。

【００２７】請求項８の発明は、請求項１または２にお
いて、導入した全ての物質の空間分布が出力された後
に、指定された物質の存在する位置を指定された方向に
平行移動することを特徴とする。

【００２８】ここで、平行移動とは、例えば水平方向へ
の平行移動、垂直方向への平行移動のほか、斜め方向へ
の平行移動なども含まれる。

【００２９】このように、出力された各物質の空間分布
を指定された方向に平行移動することで、例えばマスク
パターンの位置を横にずらした場合の空間分布を、再度
計算を行わなくても容易に得ることができる。

【００３０】請求項９の発明は、請求項８において、指
定された物質の位置を平行移動する際に、平行移動する
前には当該物質が存在しなかった部分を外挿または補間
することを特徴とする。

【００３１】上記請求項９の発明においては、ある物質
の空間分布を平行移動したときに、もともとその物質の
存在しなかった部分に生じる切り欠き線や空白などが外
挿または補間されるので、再度計算を行って空間分布を
書き直さなくても、その部分の分布を自然な形に修正す
ることができる。

【００３２】請求項１０の発明は、請求項６、８または
９において、導入した全ての物質の空間分布が出力され
た後に、指定された物質の空間分布を位置座標の関数と
して表現し、当該関数により前記空間分布を編集するこ
とを特徴とする。

【００３３】このように、物質の空間分布を位置座標の
関数に変換し、この関数を使って空間分布を編集するこ
とで、上述した空間分布の書き替え、平行移動及び外挿
・補間などの処理を容易に行うことができる。

【００３４】請求項１１の発明は、請求項１または２に
おいて、異なる物質として扱うことに設定した同一物質
について、それぞれ異なる物質定数またはパラメータ値
を設定するようにしたことを特徴とする。

【００３５】請求項１２の発明は、請求項１１におい
て、複数の異なる不純物原子として扱うことに設定した
同一の不純物原子について、活性化率、拡散係数、移動
度などの物質定数またはパラメータ値を独立に設定する
ようにしたことを特徴とする。請求項１３の発明は、請
求項１または２において、複数の異なる物質として扱う
ことに設定した同一物質について、当該物質の振る舞い
を支配するモデル式をそれぞれ独立に設定するようにし
たことを特徴とする。

【００３６】上記請求項１１乃至請求項１３の発明によ
れば、導入された不純物原子や素子特性の複雑な振る舞
いをさらに精密にシミュレーションすることができる。

【００３７】また、上記目的を達成するため、請求項１
４の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う
半導体シミュレーション装置において、ある工程で導入
する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、
前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する
物質とは異なる物質として扱うように設定する手段を含
むことを特徴とする。

【００３８】上記請求項１４の発明においては、導入さ
れる物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別
して扱われるので、シミュレーションの最終結果では、
他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影
響されることなしに、それぞれの物質の特性を得ること
ができる。したがって、工程の手順などを変えながら何
回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得
られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべき
かを容易に知ることができる。

【００３９】請求項１５の発明は、半導体製造に係わる
一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション装置にお
いて、異なる条件で導入される同一物質を、同一工程に
おいて異なる物質として扱うように設定する手段を含む
ことを特徴とする。

【００４０】上記請求項１５の発明においては、同一の
物質について複数の条件を設定した場合であっても、そ
れぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導
入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数
回行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了す
ることができる。例えば、導入する物質の条件を３種類
に変える場合について見てみると、従来では条件を変え
て３回のシミュレーションを実行することになるが、こ
の発明では３つの条件を設定することにより、１回のシ
ミュレーションで結果を得ることができるため、従来に
比べてシミュレーション回数を２回少なくすることがで
きる。

【００４１】さらに、上記目的を達成するため、請求項
１６の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱
う半導体シミュレーション処理を実行するためのプログ
ラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体であ
って、ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物
質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前
記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うよ
うに設定する処理を含み、これら処理をコンピュータに
実行させることを特徴とする。

【００４２】上記請求項１６の発明においては、導入さ
れる物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別
して扱われるので、シミュレーションの最終結果では、
他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影
響されることなしに、それぞれの物質の特性を得ること
ができる。したがって、工程の手順などを変えながら何
回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得
られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべき
かを容易に知ることができる。

【００４３】請求項１７の発明は、半導体製造に係わる
一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション処理を実
行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取り
可能な記録媒体であって、異なる条件で導入された同一
物質を、同一工程において異なる物質として扱うように
設定する処理を含み、これら処理をコンピュータに実行
させることを特徴とする。

【００４４】上記請求項１７の発明においては、同一の
物質について複数の条件を設定した場合であっても、そ
れぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導
入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数
回行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了す
ることができる。例えば、導入する物質の条件を３種類
に変える場合について見てみると、従来では条件を変え
て３回のシミュレーションを実行することになるが、こ
の発明では３つの条件を設定することにより、１回のシ
ミュレーションで結果を得ることができるため、従来に
比べてシミュレーション回数を２回少なくすることがで
きる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる半導体シ
ミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び
半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュ
ータで読み取り可能な記録媒体を、プロセスシミュレー
ション装置に適用した場合の実施形態について説明す
る。

【００４６】この実施形態におけるプロセスシミュレー
ション装置は、堆積、エッチング、イオン注入、酸化、
拡散などの半導体素子製造工程をシミュレーションする
機能と、素子形状や不純物分布などを出力装置上に表示
する機能を有する。また、デバイスシミュレーション装
置は、プロセスシミュレーションで得られた素子構造と
不純物分布を入力する機能を有し、入力した構造に対し
て印加電圧、電流などの電気的な境界条件を設定して素
子の電気的特性をシミュレーションする機能、またその
結果得られる構造内の電位・電界・電流分布や電子・正
孔などのキャリア分布や電流−電圧特性などを出力装置
上に表示する機能を有する。

【００４７】図１は、本実施形態に係わるプロセスシミ
ュレーション装置の機能的な構成を示すブロック図であ
り、各実施形態に共通の装置構成を示している。このプ
ロセスシミュレーション装置１０は、操作者からのデー
タや命令などの入力を受け付ける入力部１１と、一連の
製造工程をシミュレーションする機能手段として、酸化
工程処理手段２１、堆積工程処理手段２２、エッチング
工程処理手段２３、イオン注入工程処理手段２４、拡散
工程処理手段２５を備えた処理制御部１２と、シミュレ
ーション結果を出力する出力部１３と、入力データとし
てのシミュレーションプログラムなどを格納したデータ
記憶部１４とから構成されている。

【００４８】ここで、入力部１１はキーボード、マウ
ス、ライトペンまたはフロッピーディスク装置などで構
成される。処理制御部１２及びデータ記憶部１４はＣＰ
Ｕ、及びこのＣＰＵに接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気
ディスクなどの記憶装置を含む通常のコンピュータシス
テムで構成される。また出力部１３はディスプレイ装置
やプリンタ装置などにより構成されている。

【００４９】上記処理制御部１２で実行される各処理の
入力データや命令はデータ記憶部１４に格納されてお
り、必要に応じてＣＰＵに読み込まれ演算処理が実行さ
れるとともに、各工程で発生した数値情報などのデータ
はＲＡＭや磁気ディスクなどの記憶装置に格納される。

【００５０】なお、図１の処理制御部１２に示す各機能
処理手段は、以下に示す各実施形態においては、通常の
シミュレーションの機能と、各実施形態に特徴的な機能
をそれぞれ実現している。

【００５１】［１］第１の実施形態 第１の実施形態は、バイポーラ素子のベース領域形成の
ためのイオン注入において、そのイオン注入エネルギー
を変化させたとき、素子の最終的な不純物分布がどのよ
うになるか予測するシミュレーションにおいて、異なる
イオン注入エネルギーで導入されたホウ素を、それぞれ
異なる不純物として扱う場合について説明する。

【００５２】図２（ａ）は、実際のシミュレーションに
よって得られたコレクタ形成後の深さ方向１次元断面の
不純物分布を表す説明図であり、横軸は表面からの深さ
（μｍ）を、縦軸は濃度（ｃｍ-3）をそれぞれ示してい
る。ここでは、コレクタ形成用不純物として、深いとこ
ろの高濃度部分にはアンチモン（Ｓｂ）を用い、基板表
面に近い部分ではリン（Ｐ）を用いている。コレクタ形
成の次には、ベース領域形成のためのイオン注入を行
う。ここでは、ホウ素（Ｂ）のイオン注入エネルギーを
５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３条件変えてシ
ミュレーションを行い、最適な素子特性を与える条件を
求める場合を例に挙げる。

【００５３】従来の技術では、まず５０ｋｅＶでイオン
注入を行う計算をして、その後のエミッタ形成のイオン
注入、エミッタ活性化をはじめとする様々な熱工程の計
算を行うことにより、図２（ｂ）に示すようなイオン注
入条件が５０ｋｅＶの場合の最終的な不純物分布が得ら
れる。しかる後に、再度ベース形成のためのイオン注入
条件を６０ｋｅＶに設定して同様の計算を行い、最後ま
で計算した後に、さらにイオン注入条件を７０ｋｅＶに
設定して同様の計算を行い、これら３種類のイオン注入
条件に対する最終構造が出そろったところで比較を行
い、最適条件を決めていた。

【００５４】図３は、上述した従来方法の処理手順を示
すフローチャートである。ここでは、ホウ素のイオン注
入条件として、５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの
３種類の値を与えている。

【００５５】まず、シミュレーションの実行回数を示す
カウンタ値Ｎを０とし（ステップ１０１）、Ｎをインク
リメントする（ステップ１０２）。次に、前工程として
コレクタ形成を行う（ステップ１０３）。続いて、ベー
ス形成工程の一処理として行われるホウ素のイオン注入
条件として、Ｎ番目のイオン注入条件を例えばデータ記
憶部１４から読み出し（ステップ１０４）、この読み出
したイオン注入条件に従ってホウ素のイオン注入を行う
（ステップ１０５）。次に、後工程としてベース形成工
程の残りの処理とエミッタ形成を行い（ステップ１０
６）、結果を出力する（ステップ１０７）。次に、Ｎ＝
３かどうかを判断し（ステップ１０８）、Ｎ≠３であれ
ばステップ１０２に戻り、Ｎ＝３であれば処理を終了す
る。

【００５６】この例において、計算時間の大部分を占め
るのがベース形成のためのイオン注入後の拡散シミュレ
ーションである。従来の方法ではベース形成のためのイ
オン注入条件を３種類に変えて計算するために、イオン
注入後、ヒ素、ホウ素、リン、アンチモンの４元素につ
いてシミュレーションを３回繰り返さなくてはならなか
った。

【００５７】これに対して、第１の実施形態に係わるシ
ミュレーション方法おいては、ベース形成のためのホウ
素のイオン注入条件として、５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、
７０ｋｅＶの３条件を与えるとともに、図４（ａ）に示
すようにそれぞれ異なる元素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３として扱
うようにしている。これらの元素は本来はホウ素そのも
のであるので、それぞれホウ素としての物理法則に従う
ものとしてこの後のシミュレーションを行う。ただし、
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の間の相互作用はないものとする。そ
して、従来と同様、エミッタ形成のためのヒ素のイオン
注入を行い、その後エミッタ活性化をはじめとする様々
な熱工程を行った後、図４（ｂ）に示すような最終的な
不純物分布が得られる。

【００５８】図５は、上述した第１の実施形態に係わる
シミュレーション方法の処理手順を示すフローチャート
であり、以下、図５を用いて第１の実施形態における処
理手順について説明する。

【００５９】まず、前工程としてコレクタ形成を行う
（ステップ２０１）。次に、ベース形成のためのホウ素
のイオン注入条件を例えばデータ記憶部１４から読み出
す（ステップ２０２）。ここでは、５０ｋｅＶ、６０ｋ
ｅＶ、７０ｋｅＶの３条件が読み出されたものとする。
次に、ベース形成工程の一処理として行われるホウ素の
イオン注入を、読み出した５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７
０ｋｅＶの３条件について行う（ステップ２０３）。そ
して、後工程としてベース形成工程の残りの処理とエミ
ッタ形成を行い（ステップ２０４）、結果を出力する
（ステップ２０５）。

【００６０】このように、第１の実施形態では、従来方
法に比べて時間のかかる拡散計算はヒ素、Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、リン、アンチモンの６元素に対して１回だけとな
るので、計算回数は従来より２回少なくなる。そして、
拡散シミュレーションに要する計算時間は、ほぼ不純物
の数と繰り返し回数に比例するので、第１の実施形態の
手法をとることにより、シミュレーションに要する時間
をほぼ６／（４×３）、すなわち半分にまで短縮するこ
とができる。なお、ベース形成に用いられるホウ素の濃
度は比較的低いので他の不純物に与える影響を無視して
も、得られる素子の特性に大きな変化は与えることはな
い。

【００６１】上述した第１の実施形態では、ベース形成
工程のうち、とくにホウ素のイオン注入エネルギーを変
化させた例について説明したが、他の工程におけるイオ
ン注入エネルギーなどを変化させた場合にも適用するこ
とができる。

【００６２】［２］第２の実施形態 第２の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の
しきい値制御シミュレーションにおいて、異なる工程で
導入された同じホウ素を、それぞれ異なる不純物として
扱うとともに、１条件についての最終結果を定数倍する
ことにより、他の条件でのシミュレーション結果を代替
するようにした場合について説明する。

【００６３】図６（ａ）はｎ型基板にホウ素を用いてｐ
型ウェルを形成した後のチャネル領域の不純物の１次元
断面図であり、横軸は表面からの深さ（μｍ）を、縦軸
は濃度（ｃｍ-3）をそれぞれ示している。ｐ型ウェルを
形成した後は、しきい値制御のために例えばばホウ素を
５０ｋｅＶでドーズ量１Ｅ１２／ｃｍ2 でイオン注入す
る。このとき、従来方法ではイオン注入に用いたホウ素
はウェル形成に用いたホウ素と同じ元素Ｂであるため、
その後の工程では区別せず、例えばそれぞれの値を加算
するなどの操作がなされてしまう。しかし、この第２の
実施形態に係わるシミュレーション方法では、しきい値
制御用ホウ素をＢ１とし、ウェルのＢとは異なる元素で
あるとして扱うようにしている。

【００６４】次に、ゲート酸化膜を形成し、ゲート電極
形成の工程をシミュレーションする。こうして、最終的
に得られたＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の１次元断面
図を図６（ｂ）に示す。

【００６５】通常、ｐ型ウェル形成に用いられるホウ素
Ｂ、及びしきい値制御用に用いられるホウ素Ｂ１の濃度
は低いため、ＢとＢ１との間の相互作用は無視すること
ができる。このため、Ｂ１のドーズ量をα倍した場合に
は最終的分布でもＢ１はα倍になるだけなので、しきい
値制御用のドーズ量を変化させて最適な構造を得ようと
する場合には、あらためて製造工程のシミュレーション
を行わなくても、最終結果のＢ１の濃度を定数倍するだ
けで所望の結果を得ることができる。図６（ｂ）におい
て、Ｂ２及びＢ３は、Ｂ１の結果をそれぞれα１倍、α
２倍した場合の結果を示している。

【００６６】ここで、Ｂ及びＢ１の濃度が１Ｅ１８／ｃ
ｍ3 以下であれば、定数倍の計算により算出した不純物
分布Ｂ２、Ｂ３は、厳密な計算によって算出した不純物
分布とよい精度で一致する。また１Ｅ１９／ｃｍ3 以下
であれば、大雑把な見積もりには充分に使える精度で一
致する。

【００６７】また、上述した第２の実施形態では、しき
い値制御用のホウ素Ｂ１を変化させた例について述べた
が、ウェル形成に用いられるホウ素のみを変化させるこ
ともできる。

【００６８】なお、以下に述べる第３の実施形態から第
６の実施形態では、この第２の実施形態と同様に、異な
る工程で導入された同じ元素を、それぞれ異なる元素と
して扱うものとする。

【００６９】［３］第３の実施形態 第３の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程におい
て、シミュレーションの最終結果の不純物分布から、指
定した位置に存在する不純物が工程のどこで導入された
かを特定できるようにした場合について説明する。

【００７０】図７は、ｎ型基板にｐ型ウェルを形成し、
そこにｎチャネルＭＯＳＦＥＴを形成する製造工程の概
略を示した説明図である。

【００７１】ここで、製造工程を簡単に説明すると、ま
ずｎ型シリコン基板に、素子分離工程を行う。パターニ
ングした素子分離領域には厚い酸化膜が形成され、酸化
膜の下には反転防止のためｐ型不純物のホウ素（Ｂ１）
が導入される。次に、素子領域になる部分にｐ型ウェル
を形成するためホウ素（Ｂ２）をイオン注入し、熱拡散
して所望の深さと濃度にする。次に、ダミー酸化膜越し
にしきい値制御用のホウ素（Ｂ３）とパンチスルー防止
用のホウ素（Ｂ４）をそれぞれイオン注入し、ダミー酸
化膜を剥離してゲート酸化膜を形成する。その上にゲー
ト電極となるポリシリコンを堆積してゲートをパターニ
ングし、後酸化を行い、ソース・ドレイン領域とゲート
電極にｎ型不純物であるＡｓをイオン注入する。続い
て、酸化膜を剥離し、ＣＶＤ酸化膜で上面を被い、Ａｓ
を活性化させる熱工程を行い、コンタクトのパターニン
グを行って配線を行う。

【００７２】上述した製造工程を入力データとして入力
したときに、所定の工程で導入される元素それぞれにつ
いて、その元素をどの工程で導入したかを示す識別情報
が付加される。この識別情報としては、例えば導入した
工程を示す記号、番号または名称などがある。

【００７３】この一連のシミュレーションを行った最終
結果のチャネル領域の１次元断面は図８に示すようにな
る。このうち、反転防止用ホウ素（Ｂ１）は直接チャネ
ル領域にはイオン注入では入らないが、後の熱工程で横
方向にも拡散し、図８に示すようにチャネル領域にまで
しみだしてくる。従来のシミュレーションではホウ素は
すべて区別せずに扱うため、４つの値が加算されて１つ
のホウ素のグラフとなって出力される。したがって、最
終結果のホウ素のプロファイルから、ある指定した位置
に存在するホウ素が、どのイオン注入工程で導入された
ものか知ることはできなかった。

【００７４】しかし、この第３の実施形態に係わるシミ
ュレーション方法によれば、同じホウ素であってもイオ
ン注入工程により、それぞれ異なる元素として扱うの
で、最終結果の不純物分布を見れば、それぞれのホウ素
がどのような割合でそこに存在するかがわかる。そし
て、その中の１種、たとえばＢ４を指定すると、Ｂ４に
付加された識別情報に基づいて、Ｂ４が図７の工程のど
こでイオン注入されたかを即座に知ることができる。具
体的には、例えばシミュレーションを実行するためのユ
ーザインターフェースとして、コンピュータのディスプ
レイ上に、計算結果の断面図や数値と同時に、図７に示
す入力データを表示し、断面図からＢ４のプロファイル
をマウスで選んでクリックすると、入力データを表示し
ているウィンドウで、Ｂ４を導入した工程が他の工程の
表示とは異なる色で表示されたり、あるいは反転表示さ
れるなどして、どの工程でイオン注入されたものか容易
に知ることができる。

【００７５】また、ここでは元素と導入した工程を示す
識別情報とを対応付けて記憶しているため、工程を選択
することにより、導入した元素を特定することもでき
る。例えば、コンピュータのディスプレイ上に図７に示
す入力データを表示し、この入力データを表示している
ウィンドウからＢ４を導入した工程をマウスで選んでク
リックすると、断面図のＢ４のプロファイルが他のホウ
素のプロファイルとは異なる色で表示されたり、あるい
は反転表示されるなどして、Ｂ４のプロファイルかを容
易に知ることができる。

【００７６】したがって、最終結果の不純物濃度分布が
所望の電気特性を与えないものであった場合に、どのイ
オン注入工程のドーズ量やエネルギー等の条件を変える
べきかを考えやすくなる。また、例えばウェル形成で導
入したＢ２の分布が最終までの多くの熱工程でどのよう
に変化するか追跡することもでき、その分布を最適にす
るために熱工程の条件を変更する作業も効率よく行うこ
とができる。

【００７７】なお、途中の工程で導入すべき元素のデー
タを入れずに計算した場合でも、当該元素を除いたシミ
ュレーション結果を得ることができる。このようにして
得られた結果は通常のシミュレーション結果としては使
えないものであるが、不純物の特性そのものは知ること
ができる。

【００７８】［４］第４の実施形態 第４の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程におい
て、デバイスシミュレーションへの入力データであっ
て、プロセスシミュレーションを用いて計算した素子構
造のうち、一部が所望の構造ではない元素のプロファイ
ルを書き替える場合について説明する。

【００７９】この実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴのチャ
ネル部分に、ウェル形成用ホウ素Ｂ１としきい値制御用
ホウ素Ｂ２とパンチスルー防止用ホウ素Ｂ３が導入され
ている場合を考える。図９はシミュレーションによって
得られたチャネル領域の１次元断面図である。

【００８０】導入した各ホウ素の不純物分布が出力され
た後に、最終的なチャネルのｐ型不純物の基板表面の濃
度はほとんど変えずに、基板表面から１．０ｕｍ程度の
深さの濃度をプロセスシミュレーションの計算結果より
も少し低くしたい場合、例えばＢ３について結果を書き
替えたい場合には、図９に示すように、Ｂ３のプロファ
イルを選んでその深さの分布を所望の値になるまで広げ
る。具体的には、図９の断面図からＢ３のプロファイル
をカーソルで選択し、そのままカーソルを所望の数値の
域までドラッグするなどの操作を行うことにより、破線
Ｂ３´のようなプロファイルが表示される。

【００８１】したがって、例えばプロセスシミュレーシ
ョンにより得られた空間分布のうち、不純物Ｂ３の結果
が実測結果と合わない場合には、Ｂ３の空間分布を上記
方法で書き替えることにより、条件を変えて再度プロセ
スシミュレーションを行うことなく、速やかに次のデバ
イスシミュレーションの作業に入ることができる。

【００８２】上述したプロファイルの書き替えは、具体
的にはＢ３の深さ方向の分布を深さの関数として近似式
で表現し、その分布の幅が広がる関数に書き換えてＢ３
の新たな分布とし、プロセスシミュレーション結果のＢ
３と入れ替えることにより実現することができる。分布
を変化させる場合には、導入した物質の総量を保つよう
な制限を加えてもよいし、また、条件によってはピーク
濃度のみ低下させるような制限を付けてもよい。このよ
うに、物質の空間分布を位置座標の関数として表現する
ことにより、空間分布の書き替え処理を容易に行うこと
ができる。

【００８３】また、分布関数の形式に書き換えるのでは
なく、プロセスシミュレーションの工程に戻り、Ｂ３の
拡散係数のみ作為的に大きくして再度拡散計算を実行
し、Ｂ３のピーク濃度を下げることで所望の素子構造を
作り出すようにしてもよい。

【００８４】［５］第５の実施形態 第５の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程におい
て、導入した不純物がどのマスクパターンあるいはマス
ク開口部で導入されたかを特定できるようにするととも
に、不純物のプロファイルを指定された方向に平行移動
する場合について説明する。

【００８５】図１０に示すように、ＮＭＯＳＦＥＴのソ
ース・ドレイン領域に導入するヒ素Ａｓ１と、コンタク
ト抵抗を下げるためにコンタクト下の基板部に導入する
Ａｓ２とを区別するために、Ａｓ１にはＮＭＯＳＦＥＴ
素子領域のマスクパターンＭ１の開口部を示す識別情報
を付加し（図１０（ａ))、Ａｓ２にはソース・ドレイン
のコンタクトのマスクパターンＭ２の開口部を示す識別
情報を付加する（図１０（ｂ))。この識別情報として
は、例えば導入されたマスクパターンあるいはマスク開
口部を示す記号、番号または名称などがある。

【００８６】さて、全工程のシミュレーション終了後の
不純物空間分布は図１１に示すようになる。この実施形
態のシミュレーション方法によれば、同じヒ素であって
も導入工程により、それぞれ異なる元素として扱うの
で、最終結果の不純物分布を見れば、それぞれのヒ素が
どのような割合でそこに存在するかがわかる。そして、
その中の１つ、例えばＡｓ２を指定すると、Ａｓ２に付
加された識別情報に基づいて、Ａｓ２がどのマスクパタ
ーンあるいはマスク開口部で導入されたかを即座に知る
ことができる。したがって、最終結果の空間分布が所望
の特性を与えないものであった場合に、どのマスクパタ
ーンあるいはマスク開口部ついて変更すればよいかを容
易に知ることができる。

【００８７】ここで、図１０（ａ）のマスクＭ１に対す
る同図（ｂ）のマスクＭ２の相対的な位置が水平方法に
０．０２μｍずれていたとする。この場合、従来の方法
ではマスクＭ２の位置を示す数値を０．０２μｍずらし
て再度シミュレーションを行わなければならなかった。
しかし、この実施形態のシミュレーション方法では、図
１１に示すように、Ａｓ２の分布の位置を水平方法に
０．０２μｍ移動することにより、マスク位置を動かし
たと同じ効果を最終結果の不純物分布に対して与えるこ
とができるので、マスクずれの計算を新たに最初からし
直さなくても所望の結果を得ることができる。

【００８８】上述した不純物分布の平衡移動は、分布を
形成する各座標値のＸ座標（ここでは水平座標）の値に
＋０．０２μｍに相当する数値を与えることにより実現
することができる。また、不純物分布を関数として近似
式で表現することにより実現するようにしてもよい。

【００８９】なお、図１１では空間分布を水平方向に平
行移動する例について示したが、平行移動する際の方向
は水平に限らず、垂直方向、斜め方向など、どの方向で
あってもよい。

【００９０】ところで、コンピュータのディスプレイ上
に表示した空間分布を平行移動すると、平行移動する前
には物質が存在しなかった部分に切り欠きや空白などが
生じることがある。例えば、図１２（ａ）に示すよう
に、凹領域２７と特定物質のプロファイル２８とが重な
っている場合に、プロファイル２８を水平方向に平行移
動すると、同図（ｂ）に示すようにプロファイル２８の
一部に切り欠き部分２９が生じてしまう。また、図１３
（ａ）に示すように、プロファイル３０を垂直方向に平
行移動すると、同図（ｂ）に示すようにプロファイル３
０と座標軸との間に空白部分３１が生じてしまう。

【００９１】しかし、平行移動する前には物質が存在し
なかった部分を外挿または補間することにより、切り欠
きや空白を修正することができる。例えば、図１２に対
応する図１４に示すように、プロファイル２８を水平方
向に平行移動したときに生じる切り欠き部分２９を消す
とともに、接線との間に生じる空白部分に曲線３１を書
き加える。また、図１３に対応する図１５に示すよう
に、プロファイル２９を垂直方向に平行移動したときに
生じる空白部分には曲線３２を書き加える。このよう
に、平行移動する前には物質が存在しなかった部分を外
挿または補間することにより、再度計算を行って空間分
布を書き直さなくても、その部分の空間分布を自然な形
に修正することができる。

【００９２】上述した空間分布の移動や外挿・補間は、
具体的にはＡｓ２の深さ方向の分布を深さの関数として
近似式で表現し、この関数を使って空間分布を編集する
ことにより実現することができる。また、分布関数の形
式に書き換えるのではなく、画像処理などの他の手法に
より空間分布を移動や外挿・補間を行うようにしてもよ
い。

【００９３】［６］第６の実施形態 第６の実施形態では、ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴのシミュ
レーションにおいて、ホウ素の導入条件に対して活性化
率や拡散係数などの値をそれぞれ独立に設定する場合に
ついて説明する。

【００９４】表面チャネル型ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴで
は、ｎ型基板またはウェルの中に形成される素子の中
に、しきい値電圧制御用にチャネル部分に導入するホウ
素と、ソース・ドレイン拡散層を形成するホウ素と、ド
レイン端の電界緩和のためのＬＤＤ領域のホウ素とがそ
れぞれ存在している。

【００９５】図１６は、ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴの製造
工程を模式的に表した断面図である。具体的なシミュレ
ーションでは、まずチャネルイオン注入でしきい値制御
用ホウ素（Ｂ１）を導入して（図１６（ａ))、ゲートを
形成した後（図１６（ｂ))、ＬＤＤ用のホウ素（Ｂ２）
をイオン注入する（図１６（ｃ))。その後、ＳｉＮや酸
化膜を使ってゲートに側壁を形成して（図１６（ｄ))、
これをマスクとしてソース・ドレイン領域のホウ素（Ｂ
３）をイオン注入により導入し（図１６（ｅ))、熱工程
を通して活性化を行う。従来のシミュレーション方法で
は、導入したホウ素はその後の工程ではすべて同じ元素
として扱われ、同じ物理法則に従って振る舞うように計
算されていた。しかし、現実の素子特性を見ると、ホウ
素の拡散や活性化率が領域により異なっていると考えた
方がよい結果が得られる場合がある。実際には、拡散や
活性化率などは、ホウ素という元素そのものの固有の物
理定数だけで決まるものではなく、ホウ素が存在する媒
質、すなわち、ここで問題にしている例ではシリコン中
のホウ素の存在形態によって変わる値である。物質と原
子の相互作用や存在形態に関しては、すべてが解明され
ているわけではなく、またわかっていることに関しても
詳細な取扱いが現実的な計算時間内で必ずしも扱えるわ
けではないので、現状のシミュレーションでは例えばシ
リコン中のホウ素の拡散係数や活性化率をホウ素のパラ
メータ値として設定している。

【００９６】これに対して第６の実施形態に係わるシミ
ュレーション方法では、上記３種のホウ素（Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３）導入条件に対して、活性化率や拡散係数など
を決める物質定数やパラメータ値をそれぞれ独立に設定
できるようにしている。これによると、ＬＤＤ領域に対
して存在するホウ素（Ｂ２）の濃度の割には、最終的な
抵抗値が高くなるという現実の素子で見られる現象を、
その他のチャネル部分やソース・ドレイン部分の活性化
を変化させずにシミュレーションで再現することが可能
になる。本実施形態では、プロセスシミュレーションで
のモデルパラメータ設定の例を挙げたが、この他にも、
構造を計算した後電気的な特性を計算する際に、たとえ
ばＬＤＤ領域に導入したホウ素に関してのみ移動度のパ
ラメータ値を他と異なる値に設定したり、活性化率の上
限濃度を、ソース・ドレイン領域のみ他と異なる値に設
定したりすることで、より現実に近いシミュレーション
結果を容易に得ることができる。またこの機能を利用し
て、従来のシミュレーション方法ではできなかった現実
の素子内部で起きている現象や、たとえば寄生抵抗など
の問題の同定や推定をシミュレーションで行うこともで
きる。

【００９７】また、本実施形態に係わるシミュレーショ
ン方法では、導入した元素が同じであっても、その元素
の振る舞いを支配するモデル式を、それぞれ独立に設定
することができる。例えば、高濃度拡散層を形成すると
きに問題となる活性化を決めるクラスターモデルでは、
Ａｓの場合には以下のような２種類のモデル式が知られ
ている。

【００９８】（１）荷電クラスターモデル 一般的に、不純物原子はシリコン基板中に高濃度で存在
すると、熱工程を経ることでクラスターを形成し（原子
が集まる）、活性化濃度が低下するモデルがある。例え
ばヒ素（Ａｓ）を例にとると、以下のようにＡｓ原子が
３個荷電クラスターを形成する荷電クラスターモデルが
ある。

【００９９】３Ａｓ⁺ ＋ ｅ^- → Ａｓ₃ ²⁺ このときのＡｓの全濃度Ｃと活性化濃度Ｎとの関係は、
クラスター反応の平衡定数をＫとすると、 Ｃ＝ Ｎ＋Ｋ・Ｎ^m+1 ／ １−（ｍ−１）・Ｋ・Ｎ^m （ｍ＝３） と表される。

【０１００】（２）中性クラスターモデル このクラスターモデルでは、空孔とＡｓ原子２個でクラ
スターを形成し、 ２Ａｓ ＋ Ｖ → ＶＡｓ₂ となる。この場合、ＣとＮとの関係式は、 Ｃ ＝Ｎ ＋ （Ｋ・Ｎ）^m （ｍ＝４） により、近似的に扱うことができる。

【０１０１】通常、１回のシミュレーションでは、上記
のいずれかのクラスターモデルを用いて計算を行うが、
本実施形態のシミュレーションでは、例えばある工程で
イオン注入したＡｓは荷電クラスターモデルに従い、別
の工程で導入したＡｓは中性クラスターモデルの式に従
うように設定することができる。このように、各工程ご
とに元素の振る舞いを支配するモデル式をそれぞれ独立
に設定できるようにすることで、より精密なシミュレー
ションを行うことが可能となる。

【０１０２】上述した各実施形態においては、異なる物
質として扱うものとしてホウ素などの不純物原子を例に
説明してきたが、対象となる物質は、例えばイオン注入
時に発生する点欠陥であってもよい。点欠陥とは、シリ
コン基板の素子構造一部が壊れたもので、シリコン基板
に不純物を注入したときや、シリコン基板表面に酸化や
チッ化などの処理を施したときに生じる。また、異なる
物質として扱うものとしては、上記不純物原子や発生し
た点欠陥だけでなく、通常の元素が含まれることは言う
までもない。

【０１０３】なお、上述した半導体シミュレーション方
法を実現するためのプログラムはコンピュータ読取り可
能な記録媒体に保存することができる。この記録媒体を
コンピュータシステムによって読み込ませ、前記プログ
ラムを実行してコンピュータを制御しながら上述した半
導体シミュレーション方法を実現することができる。こ
こで、前記記録媒体とは、例えばメモリ装置、磁気ディ
スク装置、光ディスク装置などのプログラムを記録する
ことができるような装置が含まれる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション
装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納した
コンピュータ読取り可能な記録媒体によれば、一連の製
造工程の半導体シミュレーションを行う際に、異なる工
程で導入した同一物質を異なる物質として扱うようにし
たので、シミュレーションの最終結果においては、他の
工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響さ
れることなしに、それぞれの物質の特性を得ることがで
きる。したがって、工程の手順などを変えながら何回も
シミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られ
た素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを
容易に知ることができる。

【０１０５】また、上記異なる工程で導入した同一物質
を異なる物質として扱うときに、その物質を導入した工
程を示す識別情報、あるいは当該物質を導入する際に用
いたマスクパターンやパターン開口部を示す識別情報を
それぞれの物質に付加し、この識別情報に基づいて導入
した工程やマスクパターンなどを特定するようにした場
合には、シミュレーション結果を見て変更すべき工程と
その条件を発見する作業の効率を著しく上げることがで
きる。したがって、シミュレーションの最終結果の空間
分布が所望の特性を与えないものであってた場合に、ど
の工程の条件を変えればよいかを容易に知ることができ
る。

【０１０６】また、異なる条件で導入した同一の物質を
異なる物質として扱うようにした場合には、従来のよう
に導入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを
複数回行う必要がなく、シミュレーションを一回で終了
することができる。したがって、とくに計算時間の多く
の部分を占める拡散シミュレーションを無駄に繰り返す
ことがなくなり、大幅に計算時間を短縮することができ
るので、半導体素子の設計・開発を短期間で行うことが
可能となる。

【０１０７】さらに、異なる工程や条件で導入した物質
を区別して扱い、工程終了後にその物質の分布を編集す
るようにした場合には、再度条件を変えて計算を行うこ
となしに所望の素子構造を得ることができる。このた
め、所望の素子構造に対して速やかに電気的特性のシミ
ュレーションに入ることができる。

【０１０８】また、さらに異なる工程や条件で導入した
物質を区別して扱い、それらの物質の従う物質定数、パ
ラメータ、モデル式などを、それぞれ独立に設定するよ
うにしたものにおいては、不純物や素子特性の複雑な振
る舞いを精密にシミュレーションすることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係わるプロセスシミュレーション装
置の機能的な構成を示すブロック図。

【図２】実際のシミュレーションによって得られたコレ
クタ形成後の深さ方向１次元断面の不純物分布を表す説
明図。（ａ）はコレクター形成後の不純物分布、（ｂ）
はベース形成時のイオン注入エネルギーを５０ＫｅＶと
したときの最終的な不純物分布を示す。

【図３】同一物質について異なる条件でシミュレーショ
ンを行う場合の従来方法による処理手順を示すフローチ
ャート。

【図４】第１の実施形態に係わるシミュレーション方法
によりバイポーラ素子のシミュレーションをした時の１
次元深さ方向の不純物分布を表す説明図。（ａ）はベー
スイオン注入条件を３種類同時に計算した直後の不純物
分布、（ｂ）は最終的な不純物分布を示す。

【図５】同一物質について異なる条件でシミュレーショ
ンを行う場合の、第１の実施形態に係わるシミュレーシ
ョン方法による処理手順を示すフローチャート。

【図６】ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の不純物分布を
示す１次元断面図。（ａ）はｎ型基板にｐ型ウェルを形
成した後の不純物分布、（ｂ）は工程の最終までシミュ
レーションした後の不純物分布を示す。

【図７】ＮＭＯＳＦＥＴを形成するための製造工程の概
略を示した説明図。

【図８】ＮＭＯＳＦＥＴ形成の全行程が終了した後のチ
ャネル部分の１次元断面図。

【図９】ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の不純物分布を
示す１次元断面図。

【図１０】ＮＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン領域形成
の様子を模式的に表した２次元断面図。（ａ）はＡｓ１
をマスクパターンＭ１の開口部に導入したときの断面
図、（ｂ）はＡｓ２をマスクパターンＭ２の開口部に導
入したときの断面図を示す。

【図１１】マスクパターンの相対的な位置をずらした場
合の不純物分布を求めるための模式図。

【図１２】空間分布を水平方向に平行移動した場合の例
を示す説明図。（ａ）は移動前、（ｂ）は移動後の様子
を示す。

【図１３】空間分布を垂直方向に平行移動した場合の例
を示す説明図。（ａ）は移動前、（ｂ）は移動後の様子
を示す。

【図１４】水平方向に平行移動した空間分布の一部を外
挿・補間した場合の説明図。

【図１５】垂直方向に平行移動した空間分布の一部を外
挿・補間した場合の説明図。

【図１６】ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴの製造工程を模式的
に表した断面図。

【符号の説明】

１０…プロセスシミュレーション装置 １１…入力部 １２…処理制御部 １３…出力部 １４…データ記憶部 ２１…酸化工程処理手段 ２２…堆積工程処理手段 ２３…エッチング工程処理手段 ２４…イオン注入工程処理手段 ２５…拡散工程処理手段 Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４…ホウ素 Ｍ１、Ｍ２…マスク開口部

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造に係わる一連の製造工程を扱
   う半導体シミュレーションにおいて、 ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同
   じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の
   工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設
   定することを含むことを特徴とする半導体シミュレーシ
   ョン方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体シミュレーション
   方法において、 前記物質が不純物原子または発生した点欠陥であること
   を特徴とする半導体シミュレーション方法。
3. 【請求項３】 半導体製造に係わる一連の製造工程を扱
   う半導体シミュレーションにおいて、 異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において
   異なる物質として扱うように設定することを含むことを
   特徴とする半導体シミュレーション方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の半導体シミュレ
   ーション方法において、 前記物質の全工程終了後の空間分布が近似的に互いの定
   数倍になる場合は、１条件についてのみ全工程のシミュ
   レーションを行い、他の条件のシミュレーションについ
   ては、すでに行った１条件のシミュレーションで得られ
   た当該物質の空間分布を定数倍することにより代替する
   ことを特徴とする半導体素子シミュレーション方法。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載の半導体シミュレ
   ーション方法において、 物質を導入する工程で、当該物質にどの工程で導入した
   かを示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間
   分布が出力された後に、指定された物質がどの工程で導
   入されたかを前記識別情報に基づいて特定するようにし
   たことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
6. 【請求項６】 請求項１または２記載の半導体シミュレ
   ーション方法において、 導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定
   された物質の空間分布を、入力された値に応じて書き替
   えることを特徴とする半導体シミュレーション方法。
7. 【請求項７】 請求項１または２記載の半導体シミュレ
   ーション方法において、 新たに物質を導入する工程で、当該物質にその物質を導
   入した際のマスクパターンまたはパターン開口部を示す
   識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布が出
   力された後に、指定された物質がどのマスクパターンま
   たはパターン開口部で導入されたかを前記識別情報に基
   づいて特定するようにしたことを特徴とする半導体シミ
   ュレーション方法。
8. 【請求項８】 請求項１または２記載の半導体シミュレ
   ーション方法において、 導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定
   された物質の存在する位置を指定された方向に平行移動
   することを特徴とする半導体シミュレーション方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の半導体シミュレーション
   方法において、 指定された物質の位置を平行移動する際に、平行移動す
   る前には当該物質が存在しなかった部分を外挿または補
   間することを特徴とする半導体シミュレーション方法。
10. 【請求項１０】 請求項６、８または９記載の半導体シ
    ミュレーション方法において、 導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定
    された物質の空間分布を位置座標の関数として表現し、
    当該関数により前記空間分布を編集することを特徴とす
    る半導体シミュレーション方法。
11. 【請求項１１】 請求項１または２記載の半導体シミュ
    レーション方法において、 異なる物質として扱うことに設定した同一物質につい
    て、それぞれ異なる物質定数またはパラメータ値を設定
    するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーショ
    ン方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の半導体シミュレーシ
    ョン方法において、 複数の異なる不純物原子として扱うことに設定した同一
    の不純物原子について、活性化率、拡散係数、移動度な
    どの物質定数またはパラメータ値を独立に設定するよう
    にしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
13. 【請求項１３】 請求項１または２記載の半導体シミュ
    レーション方法において、 複数の異なる物質として扱うことに設定した同一物質に
    ついて、当該物質の振る舞いを支配するモデル式をそれ
    ぞれ独立に設定するようにしたことを特徴とする半導体
    シミュレーション方法。
14. 【請求項１４】 半導体製造に係わる一連の製造工程を
    扱う半導体シミュレーション装置において、 ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同
    じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の
    工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設
    定する手段を含むことを特徴とする半導体シミュレーシ
    ョン装置。
15. 【請求項１５】 半導体製造に係わる一連の製造工程を
    扱う半導体シミュレーション装置において、 異なる条件で導入される同一物質を、同一工程において
    異なる物質として扱うように設定する手段を含むことを
    特徴とする半導体シミュレーション装置。
16. 【請求項１６】 半導体製造に係わる一連の製造工程を
    扱う半導体シミュレーション処理を実行するためのプロ
    グラムであって、 ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同
    じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の
    工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設
    定する処理を含み、 これら処理をコンピュータに実行させることを特徴とす
    る半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピ
    ュータ読取り可能な記録媒体。
17. 【請求項１７】 半導体製造に係わる一連の製造工程を
    扱う半導体シミュレーション処理を実行するためのプロ
    グラムであって、 異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において
    異なる物質として扱うように設定する処理を含み、 これら処理をコンピュータに実行させることを特徴とす
    る半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピ
    ュータ読取り可能な記録媒体。