JPH10189472A - Method and system for simulating semiconductor impurities - Google Patents

Method and system for simulating semiconductor impurities

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JPH10189472A
JPH10189472A JP35114196A JP35114196A JPH10189472A JP H10189472 A JPH10189472 A JP H10189472A JP 35114196 A JP35114196 A JP 35114196A JP 35114196 A JP35114196 A JP 35114196A JP H10189472 A JPH10189472 A JP H10189472A
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JP
Japan
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function
impurity concentration
concentration distribution
data
distribution
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JP35114196A
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Japanese (ja)
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敏 ▲高▼橋
Satoshi Takahashi
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the convergence of parameters indicating the distribution of functions by performing approximate calculation of a person function for impurity concentration distribution of high dose or a person function for impurity concentration distribution of low dose and then determining the parameters of these functions. SOLUTION: Based on a first impurity concentration distribution data of high dose selected by a distribution selecting means 14, a first function setting means 15 calculates the initial values of four function parameters of first person function through approximate calculation of the person function. A second impurity concentration distribution data implanted with ions at a relatively low dose is selected for calculating the function parameters of a second person function. Subsequently, a second function setting means 16 distributes the selected second impurity concentration distribution data depending on predetermined function parameters of first person function. Second function parameters are set through approximate calculation of a distribution data from which random scattering components are removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板へ注入
される不純物の濃度分布データより、注入イオンの半導
体装置の製造過程での振る舞いや最終的な不純物濃度分
布を見積もる半導体不純物シミュレーション方法に関す
る。また、本発明は、このシミュレーション方法の実施
に好適な半導体不純物シミュレーション装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor impurity simulation method for estimating the behavior of implanted ions in a semiconductor device manufacturing process and the final impurity concentration distribution from data on the concentration distribution of impurities implanted into a semiconductor substrate. Further, the present invention relates to a semiconductor impurity simulation apparatus suitable for performing the simulation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】不純物シミュレーションは、シリコン基
板等に打ち込まれた不純物の濃度分布を高精度に求める
だけのものから、その後の熱処理工程(アニール,酸
化,CVD等)での振る舞い(再配置等)や最終的な不
純物濃度分布まで見積もるもの等、用途に応じて種々な
種類のものが実現されてきた。後者の不純物シミュレー
ションは、プロセスシミュレーションの一部として、イ
オン注入と拡散の各機能別の工程に組み込まれており、
この形態のものが不純物シミュレーションの現在の主流
をなしている。
2. Description of the Related Art Impurity simulations are used only to determine the concentration distribution of impurities implanted in a silicon substrate or the like with high accuracy, and then behave in subsequent heat treatment steps (annealing, oxidation, CVD, etc.) (relocation, etc.). Various types have been realized according to applications, such as estimation of the final impurity concentration distribution. The latter impurity simulation is incorporated into the process for each function of ion implantation and diffusion as part of the process simulation.
This form is the current mainstream of impurity simulation.

【0003】この不純物シミュレーションは、イオン注
入時の不純物濃度分布データから、その分布パラメータ
を抽出し、また適宜境界条件等を設定した後、これらの
条件下で、例えば拡散現象を表す所定の物理方程式等を
解くことにより解を求めるものである。注入直後の基板
深さ方向の不純物濃度分布データは、通常、SIMS
(Secondary Ion Mass Spectroscopy)測定等の実測、或
いはモンテカルロイオン注入シミュレーション等、物理
現象を高精度にモデル化した計算によって求められる。
In this impurity simulation, a distribution parameter is extracted from impurity concentration distribution data at the time of ion implantation, and boundary conditions and the like are appropriately set. Under these conditions, a predetermined physical equation representing a diffusion phenomenon, for example, is obtained. And so on to find a solution. The impurity concentration distribution data in the depth direction of the substrate immediately after the implantation is usually obtained by SIMS.
(Secondary Ion Mass Spectroscopy) It can be obtained by actual measurement such as measurement, or calculation by modeling a physical phenomenon with high accuracy, such as Monte Carlo ion implantation simulation.

【0004】また、分布パラメータの抽出は、上記方法
で求めたデータが示す注入直後の不純物濃度分布を、最
小自乗法(Levenberg-Marquart法等)を用いて所定の関
数と比較し、双方の一致度が高くなるように所定関数の
パラメータを変化させる。そして、この最も一致度が高
いときの関数のパラメータを、注入直後の不純物濃度分
布パラメータとして出力する。この分布パラメータ抽出
に用いられる前記所定の関数は、通常、不純物シミュレ
ータに内蔵されており、具体的には、Gauss 分布関数、
Pearson 分布関数、Dual-Pearson分布関数等がある。最
近の半導体デバイスの微細化の流れのなかで、低エネル
ギー、低ドーズ量のイオン注入が素子特性を大きく左右
する傾向が強まっているが、上記に列挙した分布関数の
なかで、このようなイオン注入の基板深さ方向の不純物
濃度分布を最も高精度に再現出来る関数は、Dual-Pears
on関数である。
The extraction of the distribution parameters is performed by comparing the impurity concentration distribution immediately after the injection indicated by the data obtained by the above method with a predetermined function using the least squares method (such as Levenberg-Marquart method), and comparing the two. The parameters of the predetermined function are changed so as to increase the degree. Then, the parameter of the function having the highest degree of coincidence is output as the impurity concentration distribution parameter immediately after the implantation. The predetermined function used for this distribution parameter extraction is usually built in an impurity simulator, and specifically, a Gaussian distribution function,
There are Pearson distribution function, Dual-Pearson distribution function, and the like. In the recent trend of miniaturization of semiconductor devices, low-energy, low-dose ion implantation tends to greatly influence the element characteristics. The function that can reproduce the impurity concentration distribution in the depth direction of the substrate with the highest accuracy is Dual-Pears
It is an on function.

【0005】Dual-Pearson関数は、2つのPearson 関数
の、即ち、ランダムに散乱される不純物の濃度分布を表
す第1Pearson 関数の項と、イオン注入時に基板深くに
チャネリングされる不純物の濃度分布を表す第2Pearso
n 関数の項とから構成される。したがって、Dual-Pears
on関数を用いて分布パラメータの抽出を行なうと、チャ
ネリングによる裾部分(チャネリングテール) の不純物
濃度分布を良く反映したものとなり、その結果、特にチ
ャネリングが問題となる低エネルギー、低ドーズ量のイ
オン注入の不純物シミュレーションでは、高精度なイオ
ン注入濃度計算が可能となる。
[0005] The Dual-Pearson function represents the term of the first Pearson function representing the concentration distribution of the randomly scattered impurities, and the concentration distribution of the impurities channeled deep into the substrate during ion implantation. 2nd Pearso
and n function terms. Therefore, Dual-Pears
When the distribution parameters are extracted using the on function, the impurity concentration distribution in the tail (channeling tail) due to channeling is well reflected, and as a result, ion implantation with low energy and low dose in which channeling is particularly problematic In the impurity simulation, the ion implantation concentration can be calculated with high accuracy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】Dual-Pearson関数中の
注入ドーズ量は、変数Rの割合で第1Pearson 関数にし
たがい、その変数の補数1−Rの割合で第2Pearson 関
数に従うように配分されている。したがって、チャネリ
ングの度合いは、通常、Dual-Pearson関数のパラメータ
Rに依存する。なお、注入エネルギーごと大きく異なる
不純物濃度の分布形状は、主に、第1および第2Pearso
n 関数の4つのパラメータに依存する。このチャネリン
グの度合いは、ドーズ量にも依存することが知られてお
り、これを表現するには、パラメータRを注入ドーズ量
に応じて変化させるとよい。
The injection dose in the Dual-Pearson function is distributed according to the first Pearson function at the ratio of the variable R, and according to the second Pearson function at the ratio of the complement 1-R of the variable. I have. Therefore, the degree of channeling usually depends on the parameter R of the Dual-Pearson function. It should be noted that the distribution shapes of the impurity concentration that differ greatly depending on the implantation energy mainly depend on the first and second Pearso.
n Depends on the four parameters of the function. It is known that the degree of the channeling also depends on the dose. To express this, the parameter R may be changed according to the implantation dose.

【0007】ところが、イオン注入の注入エネルギーが
同じで注入ドーズ量が異なる不純物濃度濃度分布データ
に対し、上記のように、最も一致度が高くなるときのDu
al-Pearson関数のパラメータを分布パラメータとして抽
出した場合、Dual-Pearson関数のパラメータの収束性が
悪く、それぞれの不純物濃度分布データに対して、Dual
-Pearson関数のパラメータのうち、パラメータRを除い
た分布形状のパラメータが一致しない場合が多い。この
場合、同一な注入エネルギーであっても分布形状のパラ
メータを幾つも用意する必要があり計算効率が低下する
だけでなく、それぞれのパラメータの精度が悪く、Dual
-Pearson関数を高精度な不純物シミュレータに用いるこ
とが難しい場合も少なくない。
However, as described above, the Du at the time of the highest degree of coincidence with the impurity concentration distribution data having the same implantation energy and different implantation doses for ion implantation.
When the parameters of the al-Pearson function are extracted as the distribution parameters, the convergence of the parameters of the Dual-Pearson function is poor.
Of the parameters of the -Pearson function, the parameters of the distribution shape excluding the parameter R often do not match. In this case, even if the implantation energy is the same, it is necessary to prepare a number of parameters of the distribution shape, which not only lowers the calculation efficiency but also lowers the accuracy of each parameter,
-It is often difficult to use the Pearson function for a highly accurate impurity simulator.

【0008】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、SIMS等の測定やモンテカルロ法等の
計算により得られる不純物濃度分布データからDual-Pea
rson関数を用いて分布パラメータを抽出する際に、その
関数の分布形状を示すパラメータの収束性および精度が
よいため信頼性が高い分布パラメータを得ることがで
き、これを用いる計算の効率および精度を高めた半導体
不純物シミュレーション方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、この高精度なシミュレーション方
法に好適な半導体不純物シミュレーション装置を提供す
ることを他の目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of such circumstances, and is based on dual-pea analysis based on impurity concentration distribution data obtained by measurement such as SIMS or calculation by Monte Carlo method.
When extracting a distribution parameter using the rson function, a highly reliable distribution parameter can be obtained because the convergence and accuracy of the parameter indicating the distribution shape of the function are good, and the efficiency and accuracy of the calculation using this can be improved. An object of the present invention is to provide an enhanced semiconductor impurity simulation method. It is another object of the present invention to provide a semiconductor impurity simulation apparatus suitable for this highly accurate simulation method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記従来技術の問題を解
決するに際し、本発明者は、様々な不純物分布データか
ら分布パラメータを抽出し、元の不純物分布と抽出結果
を比較検討して、Dual-Pearson関数の分布形状を示すパ
ラメータの一致性が異なる注入ドーズ量間で悪くなる原
因を探った。この結果、Dual-Pearson関数のパラメータ
抽出の元となる不純物濃度分布データ、即ちSIMS等
の測定やモンデカルロ法の計算によって得られた不純物
濃度分布データが、第1Pearson 関数および第2Pearso
n 関数それぞれに適合した不純物濃度の範囲(ダイナミ
ックレンジ)で測定または計算されていないときに、上
記問題が生じやすい傾向にあるとの知見を得た。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor extracts a distribution parameter from various impurity distribution data, compares the original impurity distribution with the extraction result, and makes a dual study. -We investigated the cause of the inconsistency of the parameters indicating the distribution shape of the Pearson function between different implantation doses. As a result, the impurity concentration distribution data serving as the basis for extracting the parameters of the Dual-Pearson function, that is, the impurity concentration distribution data obtained by SIMS or the like or by the Monde Carlo method is calculated by using the first Pearson function and the second Pearso function.
It has been found that the above problem tends to occur when measurement or calculation is not performed within the impurity concentration range (dynamic range) suitable for each of the n functions.

【0010】すなわち、不純物が高濃度にイオン注入さ
れた場合、Dual-Pearson関数における第1Pearson 関数
による不純物濃度分布が注入ドースのほとんどを占めて
おり、第2Pearson 関数による不純物濃度分布のピーク
濃度は、第1Pearson 関数の不純物濃度分布のピーク濃
度に比べ数桁以上低くなっていることを知った。したが
って、この高濃度な不純物濃度分布データを用いて第2
Pearson 関数のパラメータを抽出しようとしても、第2
Pearson 関数に依存した分布は、ほとんどノイズレベル
に埋もれてしまう。このノイズィー(noisy) な状態で分
布の相関を無理にとろうとすると、求めようとする第2
Pearson 関数のパラメータの真値とは異なるパラメータ
で分布の一致度が最も高くなる可能性もあって、これが
パラメータの一致性を悪くする原因と考えられる。
That is, when the impurity is ion-implanted at a high concentration, the impurity concentration distribution by the first Pearson function in the dual-Pearson function occupies most of the implanted dose, and the peak concentration of the impurity concentration distribution by the second Pearson function is: It was found that the concentration was lower by several orders of magnitude than the peak concentration of the impurity concentration distribution of the first Pearson function. Therefore, using the high-concentration impurity concentration distribution data,
When trying to extract the parameters of the Pearson function, the second
The distribution that depends on the Pearson function is almost buried in the noise level. When trying to forcibly correlate the distribution in this noisy state, the second
There is a possibility that the coincidence of the distribution is the highest with the parameter different from the true value of the parameter of the Pearson function, and this is considered to be the cause of poor parameter coincidence.

【0011】このダイナミックレンジは、例えばSIM
S測定で1次イオンに酸素を用いた場合、ボロン(B)
は4桁程度、砒素(As)は3桁程度、リン(P)は3
桁程度であることから、SIMS測定における検出濃度
が数桁低下することは測定精度に致命的な影響を与え
る。一方、モンテカルロ法のイオン注入計算におけるダ
イナミックレンジは、計算点の数や繰り返し回数に応じ
て上げることができるが、例えば1桁ダイナミックレン
ジを大きくすると10倍の計算時間を要することにな
り、数桁のダイナミックレンジを上げることは計算コス
トの高騰を招き現実的でなく、またコンピュータ資源の
有効利用の面からも好ましくない。
The dynamic range is, for example, SIM
When oxygen is used as the primary ion in S measurement, boron (B)
Is about 4 digits, arsenic (As) is about 3 digits, and phosphorus (P) is 3
Since it is of the order of magnitude, a drop in the detection concentration in SIMS measurement by several orders has a fatal effect on the measurement accuracy. On the other hand, the dynamic range in the ion implantation calculation of the Monte Carlo method can be increased according to the number of calculation points and the number of repetitions. For example, if the dynamic range is increased by one digit, the calculation time is required to be ten times, and several digits are required. Increasing the dynamic range of the computer causes an increase in computational cost, which is not realistic, and is not preferable in terms of effective use of computer resources.

【0012】本発明に係わる半導体不純物シミュレーシ
ョン方法は、このような検討および考察を前提としてな
されたものであり、例えばSIMS測定やモンテカルロ
法による不純物分布計算等により求めた入力データが示
すイオン注入時の不純物濃度分布に対し、Dual-Pearson
関数を、そのパラメータを適宜変更させながら合わせ込
み、最も一致度が高い当該関数のパラメータを、前記イ
オン注入時の不純物濃度分布の分布パラメータとして抽
出し、抽出した分布パラメータを用いて、半導体装置の
製造過程での不純物の振る舞いまたは最終的な不純物分
布データを見積もる半導体装置の不純物シミュレーショ
ン方法であって、前記入力データから、ドーズ量のみ異
なる少なくとも2つの不純物濃度分布のデータを選択
し、前記Dual-Pearson関数を構成する第1Pearson 関数
または第2Pearson 関数について、選択されたドーズ量
が高い不純物濃度分布に対する第1Pearson 関数の近似
計算と、ドーズ量が低い不純物濃度分布に対する第2Pe
arson 関数の近似計算との少なくとも何れかを行ない、
第1Pearson 関数および第2Pearson 関数の少なくとも
何れかのパラメータを求めることを特徴とする。
The semiconductor impurity simulation method according to the present invention is based on such considerations and considerations. For example, the method for simulating impurities at the time of ion implantation indicated by input data obtained by SIMS measurement, impurity distribution calculation by Monte Carlo method, or the like. Dual-Pearson for impurity concentration distribution
The function is adjusted while appropriately changing the parameters, the parameter of the function having the highest degree of coincidence is extracted as a distribution parameter of the impurity concentration distribution at the time of the ion implantation, and the extracted distribution parameter is used for the semiconductor device. An impurity simulation method for a semiconductor device for estimating the behavior of impurities or final impurity distribution data in a manufacturing process, comprising: selecting data of at least two impurity concentration distributions differing only in a dose amount from the input data; For the first Pearson function or the second Pearson function constituting the Pearson function, an approximate calculation of the first Pearson function for the selected impurity concentration distribution with a high dose and the second Pe for the impurity concentration distribution with a low dose are performed.
Perform at least one of the approximate calculation of the arson function,
It is characterized in that at least one parameter of the first Pearson function and the second Pearson function is obtained.

【0013】先に記述したように、第1Pearson 関数と
第2Pearson 関数はドーズ量に関し補完関係にあること
から、この関係を利用して第2Pearson 関数のパラメー
タ抽出精度を向上させることができる。すなわち、この
場合、本発明では、前記第1Pearson 関数のパラメータ
を求めた後、前記ドーズ量が低い不純物濃度分布データ
を読みだして、先に求めた第1Pearson 関数のパラメー
タに応じて分布させ、この前記第1Pearson 関数に応じ
た分布の不純物濃度データを、元のドーズ量が低い不純
物濃度分布データから差し引いて、この差し引いた後の
データが示す不純物濃度分布に対して前記近似計算を行
ない、前記第2Pearson 関数のパラメータを求めること
を他の特徴とする。データを差し引くことによって、イ
オン注入時のランダムな散乱に起因した分布箇所が除か
れるので、これにより第2Pearson 関数のパラメータの
一致度が高くなり、この結果、その後の分布パラメータ
の抽出精度が向上する。
As described above, since the first Pearson function and the second Pearson function have a complementary relationship with respect to the dose, the parameter extraction accuracy of the second Pearson function can be improved using this relationship. That is, in this case, in the present invention, after obtaining the parameter of the first Pearson function, the impurity concentration distribution data with a low dose is read out and distributed according to the parameter of the first Pearson function obtained earlier. The impurity concentration data having a distribution corresponding to the first Pearson function is subtracted from the impurity concentration distribution data having a low original dose, and the approximate calculation is performed on the impurity concentration distribution indicated by the subtracted data. Another feature is to obtain the parameters of the 2 Pearson function. By subtracting the data, distribution points due to random scattering at the time of ion implantation are removed, so that the degree of coincidence of the parameters of the second Pearson function is increased, and as a result, the extraction accuracy of the subsequent distribution parameters is improved. .

【0014】このように、本発明の不純物シミュレーシ
ョン方法では、まず、第1Pearson関数および第2Pears
on 関数それぞれに適合した不純物濃度の範囲で測定ま
たは計算された不純物分布データが選択される。すなわ
ち、第1Pearson 関数に対して高ドーズ量の不純物濃度
分布データが選択され、第2Pearson 関数に対しては低
ドーズ量の不純物濃度分布データが選択される。そし
て、これら最適な濃度範囲の不純物濃度分布データから
それぞれ高精度に求められた関数のパラメータを用い
て、例えば最小自乗法等による分布パラメータの初期値
を求めるため、その抽出される分布パラメータが真値に
収束しやすい。
As described above, according to the impurity simulation method of the present invention, first, the first Pearson function and the second Pears function are used.
The impurity distribution data measured or calculated in the range of the impurity concentration suitable for each of the on functions is selected. That is, high dose impurity concentration distribution data is selected for the first Pearson function, and low dose impurity concentration distribution data is selected for the second Pearson function. Then, using the parameters of the function obtained with high precision from the impurity concentration distribution data in these optimum concentration ranges, for example, the initial value of the distribution parameter is obtained by the least square method or the like. Easy to converge to value.

【0015】一方、本発明者は、前記した様々な不純物
分布データの検討において、SIMS測定による不純物
濃度分布データは、ノイズによって測定値がばらついて
おり、これがパラメータの一致性を悪くしているとの見
解を得た。すなわち、SIMS測定のノイズレベルが高
い場合、その重量ノイズに律束されてピーク濃度付近の
不純物濃度分布データしか用いることが出来ないため、
この限られた範囲の不純物濃度分布データを用いてDual
-Pearson関数のパラメータを求めると、最小自乗法等に
よる分布パラメータの抽出の際に、抽出された分布パラ
メータの精度が低いものとなる。SIMS測定における
測定の検出限界は、測定条件や試料作製条件によって異
なるが、例えば1次イオンに酸素を用いた場合、Bは1
×1015/cm2 程度、Asは1×1017/cm2
度、Pは1×1016/cm2 程度である。実際SIMS
測定において、この検出限界まで高い精度のデータが得
られないのは、基板深さ方向の濃度分布を調べるために
基板をスパッタリングで削る際、その基板の表面状態や
スパッタリングの初期効果、或いはスパッタリングによ
る凹部の形状効果によって、低濃度側でノイズ成分が支
配的になることに起因する。
On the other hand, the present inventor has found that, in the examination of the various impurity distribution data described above, the measured values of the impurity concentration distribution data obtained by the SIMS measurement vary due to noise, which deteriorates the consistency of the parameters. Got the view. That is, when the noise level of the SIMS measurement is high, only the impurity concentration distribution data near the peak concentration can be used due to the weight noise.
Dual using this limited range of impurity concentration distribution data
When the parameters of the -Pearson function are obtained, the accuracy of the extracted distribution parameters becomes low when the distribution parameters are extracted by the least square method or the like. The detection limit of measurement in SIMS measurement varies depending on measurement conditions and sample preparation conditions. For example, when oxygen is used for primary ions, B is 1
× 10 15 / cm 2 approximately, As is 1 × 10 17 / cm 2 approximately, P is a 1 × 10 16 / cm 2 approximately. Actual SIMS
In measurement, high accuracy data cannot be obtained up to this detection limit because, when a substrate is cut by sputtering to check the concentration distribution in the depth direction of the substrate, the surface state of the substrate and the initial effect of sputtering, or due to sputtering. This is because the noise effect becomes dominant on the low density side due to the shape effect of the concave portion.

【0016】この検出限界を考慮し、本発明では、さら
に、選択された複数の不純物濃度分布のデータそれぞれ
に対し、その不純物濃度分布データのばらつきを緩和す
るデータ処理を施した後、前記近似計算を行なうことを
他の特徴とする。このデータ処理法としては、例えば低
濃度側はほぼ同じになると予想される他の不純物濃度分
布データを用いて、その低濃度側のみデータを置き換え
る(分布合成)、あるいは同じ条件の複数のデータの平
均をとる、所定の信号処理によってスムージングをかけ
る等によってノイズ成分を除去する方法を適宜選択し得
る。このような方法によって、測定限界に近い精度での
SIMS測定が可能となり、この結果、パラメータ抽出
の精度が更に向上することとなる。
In consideration of this detection limit, the present invention further performs data processing on each of a plurality of selected impurity concentration distribution data to reduce the dispersion of the impurity concentration distribution data, and then performs the approximate calculation. Another feature is to perform. As this data processing method, for example, using other impurity concentration distribution data which is expected to be almost the same on the low concentration side, the data is replaced only on the low concentration side (distribution synthesis), or a plurality of data under the same condition are replaced. A method of removing the noise component by taking an average, applying smoothing by predetermined signal processing, or the like can be appropriately selected. Such a method enables SIMS measurement with an accuracy close to the measurement limit, and as a result, the accuracy of parameter extraction is further improved.

【0017】本発明の半導体不純物シミュレーション装
置は、入力データが示すイオン注入時の不純物濃度分布
に対し、Dual-Pearson関数を、そのパラメータを適宜変
更させながら合わせ込み、最も一致度が高い前記関数の
パラメータを、前記イオン注入時の不純物濃度分布の分
布パラメータとして抽出するパラメータ抽出手段と、当
該抽出された分布パラメータを用いて、半導体装置の製
造過程での不純物の振る舞いまたは最終的な不純物分布
を見積もる解析手段と、を有する半導体不純物シミュレ
ーション装置であって、前記入力データから、ドーズ量
のみ異なる少なくとも2つの不純物濃度分布のデータを
選択する分布選択手段を更に有し、前記Dual-Pearson関
数を構成する第1Pearson 関数について、前記分布選択
手段によって選択されたドーズ量が高い不純物濃度分布
に対する近似計算を行い、当該第1Pearson 関数のパラ
メータを求める第1関数設定手段と、前記Dual-Pearson
関数を構成する第1Pearson 関数について、前記分布選
択手段によって選択されたドーズ量が低い不純物濃度分
布に対する近似計算を行い、当該第2Pearson 関数のパ
ラメータを求める第2関数設定手段と、の少なくとも何
れかを有することを特徴とする。
According to the semiconductor impurity simulation apparatus of the present invention, the Dual-Pearson function is fitted to the impurity concentration distribution at the time of ion implantation indicated by the input data while appropriately changing its parameters, and the function of the function having the highest degree of coincidence is obtained. Parameter extracting means for extracting a parameter as a distribution parameter of the impurity concentration distribution at the time of the ion implantation, and using the extracted distribution parameter, estimating an impurity behavior or a final impurity distribution in a semiconductor device manufacturing process. A semiconductor impurity simulation apparatus having analysis means, further comprising distribution selection means for selecting data of at least two impurity concentration distributions differing only in dose amount from the input data, forming the Dual-Pearson function For the first Pearson function, the Performs approximate calculation for the amount is higher impurity concentration distribution, the first function setting means for obtaining a parameter of the first 1Pearson function, the Dual-Pearson
For the first Pearson function constituting the function, an approximate calculation is performed on the impurity concentration distribution having a low dose selected by the distribution selecting means, and at least one of the second function setting means for obtaining the parameter of the second Pearson function is used. It is characterized by having.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体不純物シ
ミュレーション装置およびシミュレーション方法につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、Dual-P
earson関数について説明する。Dual-Pearson関数は、イ
オン注入時のチャネリングによる濃度分布を精度よく反
映した分布関数であり、次式で表される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor impurity simulation apparatus and a simulation method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, Dual-P
The earson function will be described. The Dual-Pearson function is a distribution function that accurately reflects the concentration distribution due to channeling during ion implantation, and is expressed by the following equation.

【数1】F(x) =DOSE×R×f1 ( x,Rp1,σ1 ,γ
1 ,β1)+ DOSE ×(1−R) ×f2 ( x,Rp2, σ2 ,
γ2 , β2 ) ここで、F (x) はDual-Pearson関数、xは基板の深さ
方向の座標、f1 とf2 は規格化された2つのPearson
関数、DOSEはイオン注入の注入ドーズ量、Rは注入ドー
ズに占めるf1 の割合を示すパラメータである。また、
Rp1, σ1 , γ1 ,β1 は第1pearson 関数f1 の分布
形状を決定するパラメータ、Rp2, σ2, γ2 ,β2 は
第2pearson 関数f2 の分布形状を決定するパラメータ
を示し、具体的に、Rp1, ,Rp2はイオン注入の投影飛
程、σ1 ,σ2 はそれぞれ投影飛程Rp1, Rp2の標準偏
差、γ1 ,γ2 は分布の偏りを表す“ひずみ(skewnes
s)”、β1 ,β2 はピーク付近の分布形状を表す“とが
り(kurtosis)”のパラメータである。
## EQU1 ## F (x) = DOSE × R × f1 (x, Rp1, σ1, γ)
1, β1) + DOSE × (1-R) × f2 (x, Rp2, σ2,
γ2, β2) where F (x) is a Dual-Pearson function, x is the coordinate in the depth direction of the substrate, and f1 and f2 are two normalized Pearson
A function, DOSE, is an implantation dose amount of the ion implantation, and R is a parameter indicating a ratio of f1 to the implantation dose. Also,
Rp1, σ1, γ1, β1 are parameters for determining the distribution shape of the first pearson function f1, and Rp2, σ2, γ2, β2 are parameters for determining the distribution shape of the second pearson function f2. Specifically, Rp1, Rp2 Is the projection range of the ion implantation, σ1 and σ2 are the standard deviations of the projection ranges Rp1 and Rp2, respectively, and γ1 and γ2 are the "skewness"
s) ", and β1 and β2 are" kurtosis "parameters representing the distribution shape near the peak.

【0019】上記の式に示されるように、Dual-Pearson
関数F (x) は、2つのPearson 関数f1 とPearson 関
数f2 から構成されている。Pearson 関数f1 はランダ
ムに散乱された不純物の濃度分布を表しており、Pearso
n 関数f2 は基板格子間をチャネリングした不純物の濃
度分布を表している。このように、2つのPearson 関数
が組み合わされていることから、他のGauss関数、Pears
on 関数では、再現が難しいイオン注入時の基板深さ方
向の不純物濃度分布のチャネリングテールを高精度に表
現できる。また、異なる注入ドーズ量間で、Pearson 関
数f1 の占める割合Rを注入ドーズ量に応じて変化させ
ることにより、チャネリングの度合いの注入ドーズ依存
性を表現することが可能である。
As shown in the above equation, Dual-Pearson
The function F (x) is composed of two Pearson functions f1 and F2. The Pearson function f1 represents the concentration distribution of the randomly scattered impurities.
The n function f2 represents the concentration distribution of impurities channeled between substrate lattices. Thus, since two Pearson functions are combined, other Gauss functions, Pears functions
With the on function, the channeling tail of the impurity concentration distribution in the depth direction of the substrate during ion implantation, which is difficult to reproduce, can be expressed with high accuracy. By changing the ratio R occupied by the Pearson function f1 between different implantation doses according to the implantation dose, it is possible to express the implantation dose dependence of the degree of channeling.

【0020】図1は、本発明の不純物シミュレーション
装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に
おける不純物シミュレーション装置(シミュレータ)
は、実測または計算により求められたイオン注入直後の
不純物濃度分布データの近似計算によって、前記Dual-P
earson関数F (x) のパラメータ(前記R,Rp1,σ1
,γ1 ,β1 ,Rp2, σ2 , γ2 , β2 )の初期値を
求めて、この初期値を変化させながらDual-Pearson関数
F (x) を前記イオン注入直後の不純物濃度分布データ
に合わせ込むことによって、その分布パラメータを抽出
してイオン注入レンジ表を作成した上、適宜境界条件等
を設定した後、これらの条件下で、例えば拡散現象を表
す所定の物理方程式等を解くことにより、半導体製造工
程の熱処理での不純物の振る舞い(再配置)や最終的な
不純物濃度分布を見積もるものである。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an impurity simulation apparatus according to the present invention. Impurity simulation device (simulator) in the present embodiment
Is calculated by an approximate calculation of the impurity concentration distribution data immediately after ion implantation obtained by actual measurement or calculation.
The parameters of the earson function F (x) (the above R, Rp1, σ1
, Γ1, β1, Rp2, σ2, γ2, β2), and by changing this initial value, the Dual-Pearson function F (x) is fitted to the impurity concentration distribution data immediately after the ion implantation. After extracting the distribution parameters and creating an ion implantation range table, setting boundary conditions and the like as appropriate, and then solving a predetermined physical equation or the like representing a diffusion phenomenon under these conditions, a semiconductor manufacturing process is performed. The purpose is to estimate the behavior (rearrangement) of impurities and the final impurity concentration distribution in the heat treatment.

【0021】この不純物シミュレータ1は、大まかに
は、各種データ加工および不純物濃度分布データの初期
パラメータ等の条件設定などを主に行なうプリプロセッ
サ2と、所定の基本方程式をといて解を求めるメインプ
ロセッサ3と、メインプロセッサ3の結果を所定の出力
形式に適合したかたちに変換し、出力するポストプロセ
ッサ4と、これら各プロセッサ2,3,4にデータおよ
び条件を与え、また計算結果を蓄積する記憶手段5と、
表示装置6とから構成されている。また、イオン注入直
後の不純物濃度分布データを実測するSIMS測定装置
7と、イオン注入直後の不純物濃度分布データを粒子化
したモデルにおいて計算により求めるイオン注入モンテ
カルロ・シミュレータ8とが、記憶装置5にオンライン
又はオフラインで接続されている。
The impurity simulator 1 roughly includes a preprocessor 2 that mainly performs various data processing and setting of conditions such as initial parameters of impurity concentration distribution data, and a main processor 3 that obtains a solution by taking a predetermined basic equation. And a post processor 4 for converting the result of the main processor 3 into a form conforming to a predetermined output format and outputting the result, giving data and conditions to each of the processors 2, 3, and 4, and storing means for accumulating calculation results 5 and
And a display device 6. Further, the SIMS measuring device 7 for actually measuring the impurity concentration distribution data immediately after the ion implantation and the ion implantation Monte Carlo simulator 8 for calculating the impurity concentration distribution data immediately after the ion implantation by calculation using a particle model are stored in the storage device 5 online. Or it is connected offline.

【0022】記憶装置5内には、前記SIMS測定装置
7またはイオン注入モンテカルロ・シミュレータ8から
の不純物濃度分布データを記憶するデータベース9と、
シミュレーションに用いようとする不純物濃度分布デー
タの分布パラメータが注入エネルギーごとにテーブル化
され記述されているイオン注入レンジ表10と、が設け
られている。
In the storage device 5, a database 9 for storing impurity concentration distribution data from the SIMS measuring device 7 or the ion implantation Monte Carlo simulator 8;
There is provided an ion implantation range table 10 in which distribution parameters of impurity concentration distribution data to be used in the simulation are tabulated and described for each implantation energy.

【0023】プリプロセッサ2内には、前記データベー
ス9からの不純物濃度分布データに対し、そのバラツキ
を緩和する処理を行なうデータ処理部11と、データ処
理後の不純物濃度分布データから前記Dual-Pearson関数
F (x) のパラメータ(以下、関数パラメータという)
をもとめ、この関数パラメータを用いて前記分布パラメ
ータを抽出するパラメータ処理部12と、抽出された分
布パラメータをイオン注入レンジ表10に反映させるレ
ンジ表作成手段13と、が設けられている。とくに図示
しないが、オペレータの条件入力を受け付ける入力手段
や、各種データからプロセスモデルを作成し、また境界
等の条件を策定する手段等も、このプリプロセッサ2に
含まれる。パラメータ処理部12は、分布選択手段1
4、第1関数設定手段15、第2関数設定手段16およ
びパラメータ抽出手段17から構成されている。これら
の機能および動作については、つぎのシミュレーション
方法において説明する。
The preprocessor 2 includes a data processing unit 11 for performing a process for reducing the variation of the impurity concentration distribution data from the database 9, and the Dual-Pearson function F based on the impurity concentration distribution data after the data processing. (x) parameters (hereinafter referred to as function parameters)
And a parameter processing unit 12 for extracting the distribution parameters using the function parameters, and a range table creating means 13 for reflecting the extracted distribution parameters in the ion implantation range table 10. Although not particularly shown, the preprocessor 2 also includes an input unit that receives an operator's condition input, a unit that creates a process model from various data, and a unit that formulates conditions such as boundaries. The parameter processing unit 12 includes the distribution selection unit 1
4, a first function setting means 15, a second function setting means 16, and a parameter extracting means 17. These functions and operations will be described in the following simulation method.

【0024】以下、本発明の不純物シミュレーション方
法について、前記SIMS測定装置7の測定によってイ
オン注入時の不純物濃度分布データが得られ、前記デー
タベース9に記憶されている場合を例として説明する。
図2は、この不純物シミュレーション方法の全体の流れ
を示すフォローチャートである。まず、ステップST1
で、図1に示すデータ処理手段11が、データベース9
から不純物濃度分布データを取り込む。本実施形態の場
合、取り込まれる不純物濃度分布データとしては、関数
パラメータを求めるために用いられる、イオン注入時の
注入エネルギーが同じでドーズ量が異なる少なくとも一
対の不純物濃度分布データが少なくとも含まれる。
Hereinafter, the impurity simulation method of the present invention will be described by way of an example in which the impurity concentration distribution data at the time of ion implantation is obtained by measurement by the SIMS measuring device 7 and stored in the database 9.
FIG. 2 is a follow chart showing the overall flow of the impurity simulation method. First, step ST1
The data processing means 11 shown in FIG.
Imports impurity concentration distribution data from In the case of the present embodiment, the impurity concentration distribution data to be taken in at least includes at least a pair of impurity concentration distribution data having the same implantation energy and different doses at the time of ion implantation, which is used for obtaining a function parameter.

【0025】ステップST2では、これらの不純物濃度
分布データに対し、データ処理部11によってデータ処
理が施される。よく知られているように、SIMS測定
は、基板の表面スポットをスパッタリングにより削りな
がら、酸素等の1次の照射時に基板から放出される2次
イオンを質量分析し、これにより基板中に含まれる元素
の種類と割合(濃度)を基板深さ方向で分析することが
できる微量不純物の分析方法である。このSIMS測定
の低濃度側の測定精度は、基板の表面状態やスパッタリ
ングの初期効果、或いはスパッタリングによる基板凹部
(クレータ)の形状効果等によって悪化する。このステ
ップST2におけるデータ処理は、SIMS測定によっ
て得られた不純物濃度分布データ上から、後のパラメー
タ抽出精度を悪化させる部分(測定ノイズ成分)を除去
することを目的とする。
In step ST2, the data processing section 11 performs data processing on the impurity concentration distribution data. As is well known, in the SIMS measurement, the secondary ions emitted from the substrate at the time of the primary irradiation of oxygen or the like are mass-analyzed while shaving the surface spot of the substrate by sputtering, and are thereby contained in the substrate. This is a method for analyzing trace impurities that can analyze the type and ratio (concentration) of elements in the depth direction of the substrate. The accuracy of the SIMS measurement on the low concentration side is degraded by the surface condition of the substrate, the initial effect of sputtering, the shape effect of the substrate recess (crater) by sputtering, and the like. The purpose of the data processing in step ST2 is to remove, from the impurity concentration distribution data obtained by the SIMS measurement, a portion (measurement noise component) that deteriorates the later parameter extraction accuracy.

【0026】図3〜図5は、このデータ処理の流れを詳
細に示すフローチャートである。図3のステップST2
0で、取り込まれた不純物分布データから処理対象とな
るデータを選択し、続くステップST21で、選択した
データを図1の表示装置6に表示させる。ステップST
22では、データ処理方法の選択を行なう。すなわち、
オペレータが次のステップST23に示す処理方法(S
T231〜ST235)の何れかを選択すると、フロー
が選択された処理方法のステップに進む。
FIGS. 3 to 5 are flowcharts showing the details of this data processing flow. Step ST2 in FIG.
In step ST21, data to be processed is selected from the acquired impurity distribution data, and in step ST21, the selected data is displayed on the display device 6 in FIG. Step ST
At 22, a data processing method is selected. That is,
The operator selects the processing method (S
When any one of T231 to ST235) is selected, the flow proceeds to the step of the selected processing method.

【0027】以下、各処理方法について、その内容を模
式的に示す図6〜図10によって具体的に例示し、説明
する。
Hereinafter, each processing method will be specifically illustrated and described with reference to FIGS. 6 to 10 which schematically show the contents.

【0028】不純物分布データの合成(ST231) 図6に示すように、処理対象の不純物濃度分布データA
は、SIMS測定に起因する影響、即ち図示例では、基
板の表面状態やスパッタリングの初期効果等によって基
板表面側の濃度が滑らかに変化していない。この処理で
は、このような処理対象の不純物濃度分布データAに対
し、基板表面側(または、基板深部側でも可)が同等と
なると予想される他の不純物濃度分布データBを読みだ
して、濃度分布データを部分的に置き換える処理を行な
う。これにより、処理対象の不純物濃度分布データAか
ら、かかるノイズ成分を除去することが可能となる。
Synthesis of Impurity Distribution Data (ST231) As shown in FIG.
Is that the concentration on the substrate surface side does not change smoothly due to the influence caused by the SIMS measurement, that is, in the illustrated example, the surface state of the substrate, the initial effect of sputtering, and the like. In this process, other impurity concentration distribution data B which is expected to be equivalent to the impurity concentration distribution data A to be processed on the substrate surface side (or on the substrate deep side) is read out. A process for partially replacing the distribution data is performed. This makes it possible to remove such noise components from the impurity concentration distribution data A to be processed.

【0029】複数分布の平均化(ST232) この処理は、図7に示すように、例えば同じ条件下でイ
オン注入された複数の測定データ(図7では、データC
とD)を平均化することで処理後のデータEを算出して
いる。これにより、分布の高濃度側ではイオン注入のバ
ラツキが低減されることに加えて、とくに、測定ごとに
大きくバラツキ易い基板深部の低濃度側のバラツキが緩
和される。
Averaging of a plurality of distributions (ST232) As shown in FIG. 7, this processing is performed, for example, on a plurality of measurement data (in FIG. 7, data C
And D) are averaged to calculate the processed data E. Thereby, in addition to reducing the variation of the ion implantation on the high concentration side of the distribution, the variation on the low concentration side of the deep portion of the substrate, which tends to greatly vary every measurement, is particularly reduced.

【0030】スムージング(ST233) この処理は、図8に示すように、処理の対象となる測定
データ全体にノイズがのっている場合に有効な処理であ
り、所定の信号処理方法等を用いてスムージングをかけ
るものである。これにより、滑らかな分布の処理後のデ
ータを得ることができる。
Smoothing (ST233) As shown in FIG. 8, this processing is effective when noise is present on the entire measurement data to be processed, and is performed by using a predetermined signal processing method or the like. Smoothing is applied. This makes it possible to obtain smoothed processed data.

【0031】不純物分布データの平均化(ST234) この処理は、図9に示すように、処理の対象となる測定
データに対し、例えば基板深さ方向における分解能を粗
くするようにして、そのバラツキを緩和するものであ
る。
Averaging of impurity distribution data (ST234) In this processing, as shown in FIG. 9, for example, the resolution is reduced in the depth direction of the substrate with respect to the measurement data to be processed to reduce the variation. It is alleviating.

【0032】主観的な修正(ST235) この最後の処理は、図10に示すように、経験的に測定
誤差が出やすいことが分かっている部分、例えば基板表
面側や基板奥側の低濃度部分を、オペレータが表示装置
を見ながら外挿等により修正するものである。
Subjective correction (ST235) As shown in FIG. 10, this last processing is performed, as shown in FIG. 10, on a portion where a measurement error is liable to occur empirically, for example, a low-concentration portion on the substrate surface side or the substrate back side. Is corrected by extrapolation while the operator looks at the display device.

【0033】このようなデータ処理を行なった後は、図
4のステップST24に示す処理後データの表示を行
い、さらにステップST25で処理終了か否かの判断を
行う。
After performing such data processing, the post-processing data is displayed in step ST24 of FIG. 4, and it is determined in step ST25 whether or not the processing is completed.

【0034】ステップST25の判断がYesであれば
当該データ処理工程を終了し、Noであれば、図5のス
テップST25に進んで前のデータを処理するか否かの
判断を行なう。このステップST25の判断がYesで
あれば、続くステップST26で前のデータ、即ち、こ
の場合はSIMS測定後の測定データそのままを表示装
置6に表示する。また、ステップST25の判断がNo
であれば、ステップST27で処理後のデータを表示す
る。そして、この何れの場合も、フローが図3のステッ
プST22の前に戻され、データ処理の選択およびデー
タ処理が、図2のステップST25で処理終了と判断さ
れるまで繰り返される。このような手順のデータ処理に
よって、後でDual-Pearson関数F (x) の関数パラメー
タ算出に用いる不純物濃度分布データのバラツキを予め
緩和して、算出精度に影響するノイズ成分の低減を図る
ことができる。また、処理を繰り返す制御が行なわれる
ことから、同じ処理を複数回繰り返して、或いは種類の
異なる処理の任意の組み合わることによって、ノイズ成
分除去効果を更に高めることができる。
If the determination in step ST25 is Yes, the data processing step is terminated. If the determination is No, the process proceeds to step ST25 in FIG. 5 to determine whether or not to process the previous data. If the determination in step ST25 is Yes, the previous data, that is, the measurement data after SIMS measurement in this case, is displayed on the display device 6 in the following step ST26. If the determination in step ST25 is No
If so, the data after processing is displayed in step ST27. In any case, the flow is returned to before step ST22 in FIG. 3, and the selection of the data processing and the data processing are repeated until it is determined in step ST25 in FIG. 2 that the processing is completed. By performing the data processing in such a procedure, it is possible to reduce in advance the variation of the impurity concentration distribution data used for calculating the function parameters of the Dual-Pearson function F (x), thereby reducing the noise component that affects the calculation accuracy. it can. Further, since the control for repeating the processing is performed, the noise component removing effect can be further enhanced by repeating the same processing a plurality of times or by arbitrarily combining different types of processing.

【0035】以上詳細に述べてきたデータ処理工程が終
了すると、これに続く図2のステップST3〜ST6に
おいて、Dual-Pearson関数F (x) の第2Pearson 関数
f2の関数パラメータの初期値を算出し、また、これに
続くステップST7において、Dual-Pearson関数F
(x) の第1Pearson 関数f1 の関数パラメータの初期
値を設定する。これら関数パラメータの設定は、図1の
パラメータ処理部12内で行なわれる。
When the data processing process described in detail above is completed, in steps ST3 to ST6 of FIG. 2 that follow, the initial values of the function parameters of the second Pearson function f2 of the Dual-Pearson function F (x) are calculated. In a subsequent step ST7, the Dual-Pearson function F
The initial value of the function parameter of the first Pearson function f1 of (x) is set. The setting of these function parameters is performed in the parameter processing unit 12 of FIG.

【0036】ここで、この2つの関数パラメータの算出
工程の概略について、予め説明しておく。この2つの関
数パラメータの算出工程は、それぞれ単独で並列処理す
ることもできるが、より算出精度を高めるためには、一
方の関数パラメータを算出し設定した後、その結果を利
用して他方の関数パラメータを算出することが好まし
い。このため、本実施形態では、まずイオン注入時のラ
ンダムな散乱による成分が全体に占める割合が相対的に
高い高ドーズ量の不純物濃度分布データを用いて第1Pe
arson 関数f1 の関数パラメータの初期値を設定する。
そして、他方のチャネリング成分が占める割合が相対的
に高い低ドーズ量の不純物濃度分布データを、関数パラ
メータが既に求められている第1Pearson 関数f1 に応
じて分布させると、この分布データが、当該低ドーズ量
の不純物濃度分布データのランダム散乱成分とみなすこ
とができる。したがって、元の低ドーズ量の不純物濃度
分布データから、このランダム散乱成分を差し引くこと
によって低ドーズ量の不純物濃度分布データのチャネリ
ングによる分布データを得ることができる。よって、こ
のチャネリングによる分布データを用いて第2Pearson
関数f2 の分布パラメータを算出すると、その算出精度
が向上することとなる。なお、例えば基板に対するイオ
ン注入角度等が最適化されていない等、低ドーズな不純
物濃度分布データのチャネリング成分が絶対的にも高い
と考えられる場合にあっては、先に第2Pearson 関数f
2 の関数パラメータを設定し、この結果を用いて第1Pe
arson 関数f1 の関数パラメータを精度よく算出するこ
ともできる。つまり、これら先の算出結果を利用する方
法は、チャネリング成分とランダム散乱成分の何れかが
支配的と考えられる一方の分布データを、まず、その支
配的な成分を表す関数にフィッテイングさせることによ
って粗い近似をおこなっておき、この近似を前提とした
他の関数パラメータの算出において、その精度を高める
方法である。この考えを発展させると、精度が高まった
関数パラメータにもとづいて、同様な方法を他の関数パ
ラメータに再度繰り返し適用し、徐々に関数パラメータ
の確度を向上させることも可能である。
Here, the outline of the process of calculating these two function parameters will be described in advance. The two function parameter calculation steps can be performed independently in parallel. However, in order to further increase the calculation accuracy, one function parameter is calculated and set, and the result is used to calculate the other function parameter. Preferably, the parameters are calculated. For this reason, in the present embodiment, first, the first Pe is used by using the high-dose impurity concentration distribution data in which the ratio of components due to random scattering during ion implantation is relatively high.
The initial value of the function parameter of the arson function f1 is set.
Then, when the impurity concentration distribution data of a low dose in which the ratio of the other channeling component is relatively high is distributed according to the first Pearson function f1 for which the function parameter has already been obtained, this distribution data is obtained. It can be regarded as a random scattering component of the impurity concentration distribution data of the dose. Therefore, distribution data by channeling the low dose impurity concentration distribution data can be obtained by subtracting this random scattering component from the original low dose impurity concentration distribution data. Therefore, the second Pearson is used by using the distribution data by this channeling.
When the distribution parameter of the function f2 is calculated, the calculation accuracy is improved. If the channeling component of the low-dose impurity concentration distribution data is considered to be absolutely high, for example, the ion implantation angle with respect to the substrate is not optimized, the second Pearson function f
Set the function parameters of 2 and use this result to
The function parameters of the arson function f1 can be calculated with high accuracy. In other words, the method using the above calculation results is to fit one of the distribution data in which either the channeling component or the random scattering component is considered dominant to a function representing the dominant component first. This is a method in which rough approximation is performed, and the accuracy of calculation of other function parameters based on this approximation is increased. By developing this idea, it is possible to repeatedly apply the same method to other function parameters again based on the function parameters with increased accuracy, and gradually improve the accuracy of the function parameters.

【0037】以下、本実施形態での具体的な手順を説明
すると、まずステップST3で、データ処理後の測定デ
ータから、第1Pearson 関数f1 のパラメータ抽出に用
いられる比較的に高いドーズ量でイオン注入された第1
の不純物濃度分布データ選択する。この分布データの選
択は、図1の分布選択手段14によって行なわれる。
In the following, a specific procedure in this embodiment will be described. First, in step ST3, ion implantation is performed at a relatively high dose used for extracting a parameter of the first Pearson function f1 from measured data after data processing. The first
Is selected. The selection of the distribution data is performed by the distribution selecting means 14 in FIG.

【0038】次のステップST4では、選択された高ド
ーズな第1の不純物濃度分布データにもとづいて、Dual
-Pearson関数の第1Pearson 関数f1 の4つの関数パラ
メータ(Rp1, σ1 , γ1 , β1 )の初期値を、Pearso
n 関数の近似計算より算出する。この近似計算は、図1
の第1関数設定手段15により行なわれ、その方法とし
ては、例えば、その関数パラメータの全てを所定のモー
メント計算から算出する方法、或いは第1Pearson 関数
f1 をガウス分布(γ1 =0,β1 =3)で近似してお
き、測定データから投影飛程Rp1を見積もった後、最頻
度箇所の基板深さ(Rp1)と、測定データの最頻度箇所
からexp(−0.5)で外挿した基板深さとの距離か
ら標準偏差σ1 を見積もる方法等、既知の計算方法が選
択できる。また、後で詳細に説明する最小自乗法等、関
数のパラメータを変化させながら分布に合わせ込んで一
致度を計算(近似計算)し、最も一致度が高いときのパ
ラメータを抽出する方法を採用することもできる。
In the next step ST4, Dual is performed based on the selected high-dose first impurity concentration distribution data.
-Initial values of four function parameters (Rp1, σ1, γ1, β1) of the first Pearson function f1 of the Pearson function are set as Pearso
Calculated from the approximate calculation of the n function. This approximate calculation is shown in FIG.
The method is performed by, for example, a method of calculating all the function parameters from a predetermined moment calculation, or a method of calculating the first Pearson function f1 by a Gaussian distribution (γ1 = 0, β1 = 3). After estimating the projection range Rp1 from the measurement data, the substrate depth (Rp1) at the most frequent location and the substrate depth extrapolated from the most frequent location of the measurement data by exp (−0.5) A known calculation method such as a method of estimating the standard deviation σ1 from the distance between the two can be selected. In addition, a method of calculating the matching degree (approximate calculation) by adjusting the function parameters to the distribution while changing the parameters of the function, and extracting a parameter having the highest matching degree, such as a least square method described in detail later, is adopted. You can also.

【0039】つぎのステップST4では、第1Pearson
関数f1 のパラメータの初期値が精度よく算出されたか
を確認するため、初期値の算出に用いた第1の不純物濃
度分布データと算出された初期値に応じて分布させた分
布データとを重ねて表示装置6の画面上にグラフ化して
表示する。この画面を見たオペレータが、ステップST
6において、パラメータの初期値の精度が悪いと判断し
た場合には、先のステップST3の前に戻り、他の不純
物濃度分布データを選択してパラメータの初期値算出を
上記と同様に繰り返すこととなる。初期値に問題が無い
場合は、つぎのステップST7に進む。
In the next step ST4, the first Pearson
In order to check whether the initial values of the parameters of the function f1 have been accurately calculated, the first impurity concentration distribution data used for calculating the initial values and the distribution data distributed according to the calculated initial values are overlapped. A graph is displayed on the screen of the display device 6. When the operator who sees this screen proceeds to step ST
If it is determined in step 6 that the accuracy of the initial value of the parameter is low, the process returns to step ST3 to select another impurity concentration distribution data and repeat the calculation of the initial value of the parameter in the same manner as described above. Become. If there is no problem with the initial value, the process proceeds to the next step ST7.

【0040】ステップST7は、第2Pearson 関数f2
の関数パラメータ(Rp2,σ2 ,γ2 ,β2 )の算出に
用いられる、比較的に低いドーズ量でイオン注入された
第2の不純物濃度分布データが選択される。つづくステ
ップST8は、図1の第2関数設定手段16によって行
なわれる。まず、選択された第2の不純物濃度分布デー
タを、既に求められている第1Pearson 関数f1 の関数
パラメータ(Rp1,σ1 ,γ1 ,β1 )応じて分布させ
る。そして、この分布データを元の第2の不純物濃度分
布データから差し引いて、このランダム散乱成分が除去
された分布データに対し、前記近似計算(ステップST
3)を同様な方法により行なって、第2Pearson 関数f
2 の関数パラメータ(Rp2,σ2 ,γ2 ,β2 )を算出
し設定する。先に述べた理由によって、単独に算出した
場合よりも精度が高い関数パラメータを得ることができ
る。
Step ST7 is the second Pearson function f2
The second impurity concentration distribution data which is used for calculating the function parameters (Rp2, .sigma.2, .gamma.2, and .beta.2) and is ion-implanted at a relatively low dose is selected. The following step ST8 is performed by the second function setting means 16 in FIG. First, the selected second impurity concentration distribution data is distributed according to the function parameters (Rp1, σ1, γ1, β1) of the first Pearson function f1 which have already been obtained. Then, this distribution data is subtracted from the original second impurity concentration distribution data, and the distribution data from which the random scattering component has been removed is subjected to the above-described approximate calculation (step ST).
3) is performed in a similar manner to obtain the second Pearson function f
The second function parameter (Rp2, σ2, γ2, β2) is calculated and set. For the above-mentioned reason, it is possible to obtain a function parameter with higher accuracy than when it is calculated independently.

【0041】ステップST9で、前記と同様に、算出し
た関数パラメータの精度を確認し、つぎのステップST
10で問題なしと判断されるまで、分布データの選択と
関数パラメータの初期値算出を繰り返す。ステップST
10で問題なしと判断されると、フローが次のステップ
ST11に進む。
In step ST9, the accuracy of the calculated function parameters is confirmed in the same manner as described above.
The selection of distribution data and the calculation of initial values of function parameters are repeated until it is determined that there is no problem in 10. Step ST
If it is determined in step 10 that there is no problem, the flow proceeds to the next step ST11.

【0042】ステップST11〜ST15は、最小自乗
法によるDual-Pearson関数のパラメータの抽出を行う工
程で、図1のパラメータ抽出手段17によって実行され
る。まず、ステップST11では、ステップS1におい
て取り込まれた不純物濃度分布データからパラメータ抽
出を行うべき対象となる注入エネルギーが同じで異なる
注入ドーズの複数個の不純物濃度分布データを選択す
る。
Steps ST11 to ST15 are steps for extracting the parameters of the Dual-Pearson function by the method of least squares, and are executed by the parameter extracting means 17 of FIG. First, in step ST11, a plurality of impurity concentration distribution data having the same implantation energy and different implantation doses to be subjected to parameter extraction are selected from the impurity concentration distribution data taken in step S1.

【0043】つぎのステップST12において、先に求
められたDual-Pearson関数の関数パラメータの初期値を
用いて、パラメータ抽出の対象である不純物濃度分布に
ついて、Dual-Pearson関数のパラメータRを調整しなが
ら注入ドーズ量に合わせた分布形状を得る。ステップS
T13で、Dual-Pearson関数によって分布させたパラメ
ータ抽出対象の不純物濃度分布データと、それに対応す
る元のパラメータ抽出対象の不純物濃度データ(測定デ
ータ)との自乗誤差を求め、その和を計算する。そし
て、つぎのステップST14において、自乗誤差の和と
収束条件eとを比較する。この比較の結果、自乗誤差の
和が収束条件eより大きい場合には、ステップST15
に進み、Dual-Pearson関数のパラメータRと関数パラメ
ータの更新をLevenberg-Marquart法等の非線形最小自乗
法アルゴリズムを用いて行い、ステップST12に戻
り、自乗誤差の和が収束条件eより小さくなるまで、ス
テップST12〜ステップST15を繰り返す。ステッ
プST15で、自乗誤差の和が収束条件eより小さくな
った場合は、最適なDual-Pearson関数のパラメータが抽
出され、これによってパラメータ抽出対象の不純物濃度
分布データの分布パラメータが得られたことになる。
In the next step ST12, using the initial value of the function parameter of the Dual-Pearson function obtained earlier, the parameter R of the Dual-Pearson function is adjusted for the impurity concentration distribution from which the parameter is to be extracted. A distribution shape corresponding to the implantation dose is obtained. Step S
At T13, the square error between the impurity concentration distribution data of the parameter extraction target distributed by the Dual-Pearson function and the corresponding impurity concentration data of the original parameter extraction target (measurement data) is obtained, and the sum is calculated. Then, in the next step ST14, the sum of the square errors is compared with the convergence condition e. If the result of this comparison indicates that the sum of the squared errors is greater than the convergence condition e, step ST15
Then, the parameter R of the Dual-Pearson function and the function parameter are updated using a non-linear least squares algorithm such as the Levenberg-Marquart method, and the process returns to step ST12 until the sum of the squared errors becomes smaller than the convergence condition e. Steps ST12 to ST15 are repeated. In step ST15, if the sum of the squared errors is smaller than the convergence condition e, the parameters of the optimal Dual-Pearson function are extracted, and the distribution parameters of the impurity concentration distribution data for parameter extraction are obtained. Become.

【0044】このように求められた分布パラメータは、
図2では省略してあるが、図1のレンジ表作成部13に
出力される。レンジ表作成部13では、例えば図11に
例示される如くに、記憶装置5内のイオン注入レンジ表
10の内容が更新される。更新後のイオン注入レンジ表
10の内容は、先の分布パラメータの抽出精度が高いこ
とが反映されて、より高精度なシミュレーションの初期
条件を示すものとなる。
The distribution parameters thus obtained are as follows:
Although omitted in FIG. 2, it is output to the range table creating unit 13 in FIG. The range table creating unit 13 updates the contents of the ion implantation range table 10 in the storage device 5 as illustrated in, for example, FIG. The updated contents of the ion implantation range table 10 reflect the high extraction accuracy of the distribution parameters described above, and indicate the initial conditions for a more accurate simulation.

【0045】そして、図2のステップST16で、図1
のメインプロセッサ3によって、このイオン注入レンジ
表10を用いて、所定のシミュレーションが実行され
る。たとえば、半導体基板領域のプロセスモデルの作成
と、境界条件(例えば、析出の条件)を設定した後、例
えば熱拡散方程式等の所定の基本方程式を数値計算可能
な式に変換して規格化し、この式に初期条件を与えた
後、各計算点ごとに計算が繰り返される。そして、図1
のポストプロッセー4によって、各計算結果が統合さ
れ、所定の出力形式に応じて出力される(ステップST
17)と、当該シミュレーションが終了する。
Then, in step ST16 of FIG.
A predetermined simulation is executed by the main processor 3 using the ion implantation range table 10. For example, after creating a process model of a semiconductor substrate region and setting boundary conditions (for example, conditions for precipitation), a predetermined basic equation such as a thermal diffusion equation is converted into a numerically calculable equation and standardized. After giving the initial condition to the formula, the calculation is repeated for each calculation point. And FIG.
, The respective calculation results are integrated and output according to a predetermined output format (step ST
17), the simulation ends.

【0046】以上説明してきた本発明のシミュレーショ
ン装置およびシミュレーション方法では、次のような効
果がある。すなわち、関数パラメータの初期値設定にお
いて、一般に、半導体製造におけるイオン注入条件はチ
ャネリングに対して最適化されていることを考慮する
と、第1Pearson 関数の関数パラメータの初期値は高ド
ーズに注入された不純物濃度分布データを用いることに
より、より真値に近い初期値が設定できる。また、第2
Pearson 関数の関数パラメータの初期値は、先に求めた
真値に近い第1Pearson 関数のパラメータの初期値と、
低ドーズに注入された不純物濃度分布データを用いるこ
とにより、より真値に近い初期値に設定される。この結
果、高精度なシミュレーションパラメータ(例えば、イ
オン注入レンジ表)を得ることができ、ひいては実デバ
イスの不純物の振る舞いが良く反映したシミュレーショ
ン結果を得ることが可能となる。
The above-described simulation apparatus and simulation method of the present invention have the following effects. That is, in consideration of the fact that the ion implantation conditions in semiconductor manufacturing are generally optimized for channeling in setting the initial values of the function parameters, the initial values of the function parameters of the first Pearson function are determined as follows. By using the density distribution data, an initial value closer to the true value can be set. Also, the second
The initial values of the function parameters of the Pearson function are the initial values of the parameters of the first Pearson function that are close to the true values obtained earlier,
By using the impurity concentration distribution data implanted at a low dose, the initial value is set closer to the true value. As a result, highly accurate simulation parameters (for example, an ion implantation range table) can be obtained, and a simulation result in which the behavior of impurities in an actual device is well reflected can be obtained.

【0047】とくに、図11に示すようなイオン注入エ
ネルギーごとの条件設定においては、先の関数パラメー
タ設定が同じ注入エネルギーごとにドーズ量が異なる複
数の不純物濃度分布データを用いることから、ドーズが
異なる不純物濃度分布に対して、一意に関数パラメータ
が求められ、その結果、分布パラメータも真値に近いも
のとなる。この関数パラメータの収束性がよいことは、
例えば注入エネルギーごとに分布形状を示すパラメータ
は一組でよく、用意するパラメータが少なくて済むこと
から、計算効率および計算環境の有効利用をもたらすと
いった効果もある。また、この関数パラメータ算出に用
いる不純物濃度分布データに対し、予めバラツキを緩和
するデータ処理を施すことで、更なる高精度化を図るこ
とができる。
In particular, in the condition setting for each ion implantation energy as shown in FIG. 11, since a plurality of impurity concentration distribution data having different dose amounts are used for each implantation energy with the same function parameter setting, the doses are different. A function parameter is uniquely obtained for the impurity concentration distribution, and as a result, the distribution parameter also becomes close to the true value. The good convergence of this function parameter is
For example, a parameter indicating the distribution shape for each implantation energy may be one set, and the number of parameters to be prepared can be reduced. Therefore, there is an effect that the calculation efficiency and the effective use of the calculation environment are brought about. Further, by performing data processing for reducing the variation in advance on the impurity concentration distribution data used for calculating the function parameter, it is possible to further improve the accuracy.

【0048】なお、上記実施形態の説明では、SIMS
測定法による実測データを用いた場合を説明したが、図
1のイオン注入モンテカルロ・シミュレータ8による計
算結果、その他の方法により得られた不純物濃度分布デ
ータを用いることができる。モンテカルロ法等の粒子化
モデルのシミュレーションでは、高精度なデータを得よ
うとすると計算時間が長くなることから、この意味で、
本発明の高精度な関数パラメータの算出を行なうシミュ
レーション方法及び装置を用いると、全体の計算時間を
削減することも可能となる。
In the description of the above embodiment, SIMS
Although the case of using the actual measurement data by the measurement method has been described, the calculation result by the ion implantation Monte Carlo simulator 8 in FIG. 1 and the impurity concentration distribution data obtained by other methods can be used. In the simulation of a particle model such as the Monte Carlo method, the calculation time is lengthened in order to obtain highly accurate data.
The use of the simulation method and apparatus for calculating a function parameter with high accuracy according to the present invention makes it possible to reduce the overall calculation time.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
SIMS等の測定やモンテカルロ法等の計算により得ら
れる不純物濃度分布データからDual-Pearson関数を用い
て分布パラメータを抽出する際に、その関数の分布形状
を示すパラメータの収束性および精度がよいため信頼性
が高い分布パラメータを得ることができ、これを用いる
計算の精度を高めた半導体不純物シミュレーション方法
を提供することができる。また、本発明によって、この
高精度なシミュレーション方法に好適な半導体不純物シ
ミュレーション装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
When extracting distribution parameters using the Dual-Pearson function from impurity concentration distribution data obtained by SIMS measurement or Monte Carlo calculation, etc., the convergence and accuracy of parameters indicating the distribution shape of the function are high, so reliability is high. It is possible to obtain a distribution parameter with high reliability, and to provide a semiconductor impurity simulation method with improved calculation accuracy using the distribution parameter. Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor impurity simulation apparatus suitable for this highly accurate simulation method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係わる不純物シミュレーシ
ョン装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an impurity simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係わる不純物シミュレーシ
ョン方法の全体の流れを示すフォローチャートである。
FIG. 2 is a follow chart showing an overall flow of an impurity simulation method according to the embodiment of the present invention.

【図3】データ処理(ST2)の流れを詳細に示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of data processing (ST2) in detail.

【図4】図3に続くフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart following FIG. 3;

【図5】図2および図3のフィードバックループを示す
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a feedback loop of FIGS. 2 and 3;

【図6】不純物分布データの合成(ST231)の内容
を模式的に示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the contents of synthesis of impurity distribution data (ST231).

【図7】複数分布の平均化(ST232)の内容を模式
的に示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the contents of averaging a plurality of distributions (ST232).

【図8】スムージング(ST233)の内容を模式的に
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the contents of smoothing (ST233).

【図9】不純物分布データの平均化(ST234)の内
容を模式的に示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the contents of averaging of impurity distribution data (ST234).

【図10】主観的な修正(ST235)の内容を模式的
に示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the contents of a subjective correction (ST235).

【図11】更新後のイオン注入レンジ表の内容を模式的
に例示する図である。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the contents of an updated ion implantation range table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シミュレータ(半導体不純物シミュレーション装
置)、2…プリプロセッサ、3…メインプロセッサ(解
析手段)、4…ポストプロセッサ、5…記憶装置、6…
表示装置、7…SIMS測定装置、8…イオン注入モン
テカルロ・シミュレータ、9…データベース、10…イ
オン注入レンジ表、11…データ処理部、12…パラメ
ータ処理部、13…レンジ表作成部、14…分布選択手
段、15…第1関数設定手段、16…第2関数設定手
段、17…パラメータ抽出手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Simulator (semiconductor impurity simulation device), 2 ... Preprocessor, 3 ... Main processor (analysis means), 4 ... Postprocessor, 5 ... Storage device, 6 ...
Display device, 7 SIMS measuring device, 8 ion implantation Monte Carlo simulator, 9 database, 10 ion implantation range table, 11 data processing unit, 12 parameter processing unit, 13 range table creation unit, 14 distribution Selection means, 15: first function setting means, 16: second function setting means, 17: parameter extraction means.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力データが示すイオン注入時の不純物
濃度分布に対し、Dual-Pearson関数を、そのパラメータ
を適宜変更させながら合わせ込み、最も一致度が高い当
該関数のパラメータを前記イオン注入時の不純物濃度分
布の分布パラメータとして抽出し、抽出した分布パラメ
ータを用いて、半導体装置の製造過程での不純物の振る
舞いまたは最終的な不純物濃度分布を見積もる半導体装
置の不純物シミュレーション方法であって、 前記入力データから、ドーズ量のみ異なる少なくとも2
つの不純物濃度分布のデータを選択し、 前記Dual-Pearson関数を構成する第1Pearson 関数また
は第2Pearson 関数について、選択されたドーズ量が高
い不純物濃度分布に対する第1Pearson 関数の近似計算
と、選択されたドーズ量が低い不純物濃度分布に対する
第2Pearson 関数の近似計算との少なくとも何れかを行
ない、前記第1Pearson 関数および第2Pearson 関数の
少なくとも何れかのパラメータを求める半導体不純物シ
ミュレーション方法。
1. A dual-Pearson function is fitted to an impurity concentration distribution at the time of ion implantation indicated by input data while appropriately changing parameters thereof, and a parameter of the function having the highest degree of coincidence is set at the time of the ion implantation. An impurity simulation method for a semiconductor device, wherein the input data is extracted as a distribution parameter of an impurity concentration distribution, and using the extracted distribution parameter, estimating an impurity behavior or a final impurity concentration distribution in a process of manufacturing the semiconductor device. At least 2 which differs only in dose
Selecting data of two impurity concentration distributions, for the first Pearson function or the second Pearson function constituting the Dual-Pearson function, an approximate calculation of the first Pearson function for the selected impurity concentration distribution having a high dose, and a selected dose. A semiconductor impurity simulation method for performing at least one of an approximate calculation of a second Pearson function and an approximate calculation of a second Pearson function for an impurity concentration distribution having a low amount to obtain at least one parameter of the first Pearson function and the second Pearson function.
【請求項2】 前記第1Pearson 関数のパラメータを求
めた後、前記ドーズ量が低い不純物濃度分布のデータを
読みだして、先に求めた第1Pearson 関数のパラメータ
に応じて分布させ、この前記第1Pearson 関数に応じた
分布の不純物濃度分布データを、元のドーズ量が低い不
純物濃度分布データから差し引いて、この差し引いた後
のデータが示す不純物濃度分布に対して前記近似計算を
行ない、前記第2Pearson 関数のパラメータを求める請
求項1に記載の半導体不純物シミュレーション方法。
2. After obtaining the parameters of the first Pearson function, the data of the impurity concentration distribution with the low dose is read out and distributed according to the parameters of the first Pearson function obtained earlier. The impurity concentration distribution data having a distribution corresponding to the function is subtracted from the original impurity concentration distribution data having a low dose, and the approximate calculation is performed on the impurity concentration distribution indicated by the subtracted data, thereby obtaining the second Pearson function. The semiconductor impurity simulation method according to claim 1, wherein the parameter is determined.
【請求項3】 選択された前記不純物濃度分布のデータ
のうち、前記Dual-Pearson関数のパラメータを求めよう
とする不純物濃度分布データに対し、その不純物濃度分
布データのばらつきを緩和するデータ処理を施した後、
前記近似計算を行なう請求項1に記載の半導体不純物シ
ミュレーション方法。
3. Data processing for reducing variation in the impurity concentration distribution data of the selected impurity concentration distribution data is performed on the impurity concentration distribution data for obtaining a parameter of the Dual-Pearson function. After doing
2. The semiconductor impurity simulation method according to claim 1, wherein the approximation calculation is performed.
【請求項4】 前記イオン注入時の不純物濃度分布のデ
ータは、2次イオン質量分析法の測定結果から求められ
たものである請求項1に記載の半導体不純物シミュレー
ション方法。
4. The semiconductor impurity simulation method according to claim 1, wherein the data of the impurity concentration distribution at the time of the ion implantation is obtained from a measurement result of a secondary ion mass spectrometry.
【請求項5】 前記イオン注入時の不純物濃度分布のデ
ータは、モンテカルロ法の計算結果から求められたもの
である請求項1に記載の半導体不純物シミュレーション
方法。
5. The semiconductor impurity simulation method according to claim 1, wherein the data of the impurity concentration distribution at the time of the ion implantation is obtained from a calculation result of a Monte Carlo method.
【請求項6】 入力データが示すイオン注入時の不純物
濃度分布に対し、Dual-Pearson関数を、そのパラメータ
を適宜変更させながら合わせ込み、最も一致度が高い当
該関数のパラメータを、前記イオン注入時の不純物濃度
分布の分布パラメータとして抽出するパラメータ抽出手
段と、当該抽出された分布パラメータを用いて、半導体
装置の製造過程での不純物の振る舞いまたは最終的な不
純物分布を見積もる解析手段と、を有する半導体不純物
シミュレーション装置であって、 前記入力データから、ドーズ量のみ異なる少なくとも2
つの不純物濃度分布のデータを選択する分布選択手段を
更に有し、 前記Dual-Pearson関数を構成する第1Pearson 関数につ
いて、前記分布選択手段によって選択されたドーズ量が
高い不純物濃度分布に対する近似計算を行い、当該第1
Pearson 関数のパラメータを求める第1関数設定手段
と、 前記Dual-Pearson関数を構成する第2Pearson 関数につ
いて、前記分布選択手段によって選択されたドーズ量が
低い不純物濃度分布に対する近似計算を行い、当該第2
Pearson 関数のパラメータを求める第2関数設定手段
と、の少なくとも何れかを有する半導体不純物シミュレ
ーション装置。
6. A dual-Pearson function is fitted to the impurity concentration distribution at the time of ion implantation indicated by the input data while appropriately changing its parameter, and the parameter of the function having the highest degree of matching is determined at the time of the ion implantation. A parameter extracting means for extracting as a distribution parameter of the impurity concentration distribution of the semiconductor device, and an analyzing means for estimating a behavior of impurities or a final impurity distribution in a process of manufacturing a semiconductor device using the extracted distribution parameters. An impurity simulation apparatus, comprising: at least two different dose amounts from the input data.
Further comprising distribution selection means for selecting data of two impurity concentration distributions, and performing an approximate calculation on the impurity concentration distribution having a high dose selected by the distribution selection means for the first Pearson function constituting the Dual-Pearson function. , The first
For the first function setting means for obtaining the parameters of the Pearson function, and for the second Pearson function constituting the Dual-Pearson function, an approximate calculation is performed on the impurity concentration distribution having a low dose selected by the distribution selecting means,
And a second function setting means for obtaining a parameter of a Pearson function.
【請求項7】 選択された前記不純物濃度分布のデータ
のうち、前記Dual-Pearson関数のパラメータを求めよう
とする不純物濃度分布データに対し、その不純物濃度分
布データのばらつきを緩和するデータ処理を施した後、
前記第1関数設定部または前記第2関数設定部に出力す
るデータ処理手段を更に有する請求項6に記載の半導体
不純物シミュレーション装置。
7. Data processing for reducing variation in the impurity concentration distribution data of the selected impurity concentration distribution data is performed on the impurity concentration distribution data for obtaining a parameter of the Dual-Pearson function. After doing
The semiconductor impurity simulation apparatus according to claim 6, further comprising a data processing unit that outputs the data to the first function setting unit or the second function setting unit.
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