JPH11307468A - Method and equipment of ion implantation simulation, and recording medium for recording ion implantation simulation program - Google Patents

Method and equipment of ion implantation simulation, and recording medium for recording ion implantation simulation program

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JPH11307468A
JPH11307468A JP10988098A JP10988098A JPH11307468A JP H11307468 A JPH11307468 A JP H11307468A JP 10988098 A JP10988098 A JP 10988098A JP 10988098 A JP10988098 A JP 10988098A JP H11307468 A JPH11307468 A JP H11307468A
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JP
Japan
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distribution
semiconductor substrate
parameters
ion implantation
amorphous film
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JP10988098A
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Takanaga Kanemura
貴永 金村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To contract the scale of a parameter table, by obtaining a distribution rate of first and second distribution in a distribution function from a first parameter table, and obtaining a plurality of distribution parameters from a second parameter table on the basis of the distribution rate and implantation energy. SOLUTION: Target structure formed before ion implantation process and ion implantation condition are read (S1). Setting for calculating a surface layer is performed (S2). On the basis of a plurality of implantation parameters determining ion implantation condition, a first parameter table is referred, distribution rage is obtained from a first parameter table, and on the basis of the distribution rate and implantation energy, a plurality of distribution parameters are determined from a second parameter table (S3). On the basis of each distribution parameter, concentration of a multilayer film containing different kind of films is calculated (S4-S5).

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、アモルファス層を
通して結晶層の半導体基板にイオン注入したときの注入
分布を求める解析モデルに基づくイオン注入シミュレー
ション方法、イオン注入シミュレーション装置及びイオ
ン注入シミュレーションプログラムを記録した記録媒体
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention records an ion implantation simulation method, an ion implantation simulation apparatus, and an ion implantation simulation program based on an analytical model for obtaining an implantation distribution when an ion is implanted into a crystalline semiconductor substrate through an amorphous layer. It relates to a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】物質にイオン注入した原子の注入分布を
求めるイオン注入シミュレーション方法として、注入条
件毎に注入分布の平均深さ、標準偏差等のパラメータを
用意しておき、そのパラメータを参照して求める分布関
数を計算する方法(解析モデル法)がある。イオン注入
シミュレーション方法としては他に、モンテカルロシミ
ュレーション法やボルツマン輸送方程式法があり、物理
的描像に基づくモデルなので、広範囲なイオン注入条件
で適応可能であるが、計算時間がかかり、全てのイオン
注入シミュレーションを行なうのは非現実的である。
2. Description of the Related Art As an ion implantation simulation method for obtaining an implantation distribution of atoms implanted into a substance, parameters such as an average depth and a standard deviation of the implantation distribution are prepared for each implantation condition, and the parameters are referred to. There is a method (analysis model method) of calculating a distribution function to be obtained. Other ion implantation simulation methods include the Monte Carlo simulation method and the Boltzmann transport equation method. Since the model is based on a physical picture, it can be applied under a wide range of ion implantation conditions. It is impractical to do

【0003】一方、解析モデルは、計算時間が短くて済
み、実際の測定結果を元にパラメータを作成した条件な
ら精度は確かであるので、頻繁に用いられている。
[0003] On the other hand, the analysis model is frequently used because the calculation time is short and the accuracy is certain if parameters are created based on actual measurement results.

【0004】次に、注入分布関数とそのパラメータ設定
法について説明する。
Next, an injection distribution function and its parameter setting method will be described.

【0005】注入した原子の深さ方向zの濃度分布を表
す関数f(z)は、文献[Tasch etal., J.Electrochem.
Soc.,136,810(1989).]に記載されているように、非晶質
中であれば1つのピアソン(Pearson)関数、単結晶物
質中ならば2つのPearson関数fR(z),fC(z)の
組み合わせで以下に示すように表せる。
[0005] A function f (z) representing the concentration distribution of implanted atoms in the depth direction z is described in the literature [Tasch et al., J. Electrochem.
Soc., 136, 810 (1989)]], one Pearson function in an amorphous state, and two Pearson functions f R (z) and f C in a single crystal substance. It can be expressed as shown below by the combination of (z).

【0006】 f(z)=rfR(z)+(1−r)fC(z) ここで、f(z),fR(z),fC(z)は全物質区間
についての積分値が注入量になるように規格化してあ
る。fR(z),fC(z)は、それぞれ、ランダムに散
乱した粒子による分布形状と、低指数の結晶軸に沿った
所謂「チャネリング」によってより深く迄到達した粒子
の分布形状を示すと解釈される。rは、両者の分配率を
表す。Pearson関数は、以下の微分方程式の解P(x)
である。
F (z) = rf R (z) + (1−r) f C (z) where f (z), f R (z) and f C (z) are integrals over the entire material section. The value is normalized so as to be the injection amount. f R (z) and f C (z) denote the distribution shape of randomly scattered particles and the distribution shape of particles reaching deeper by so-called “channeling” along a low-index crystal axis, respectively. Will be interpreted. r represents the distribution ratio between the two. The Pearson function is a solution P (x) of the following differential equation
It is.

【0007】[0007]

【数4】 多くの場合、fR(z),fC(z)のパラメータは、以
下の4パラメータによって示される(式中添字は省略し
てある)ことが多いが、これら4パラメータから、上述
のa,b0,b1,b2は、一意に定まる。ここで、
(Equation 4) In many cases, the parameters of f R (z) and f C (z) are often indicated by the following four parameters (subscripts are omitted in the formula). b 0 , b 1 , and b 2 are uniquely determined. here,

【数5】 上式により、結晶中の注入濃度分布f(z)は、rとf
R,fC の二組のパラメータ(Rp,σ,γ,β)の計
9つの分布パラメータで定められる。
(Equation 5) From the above equation, the injection concentration distribution f (z) in the crystal is r and f
R, two sets of parameters f C (R p, σ, γ, β) defined by a total of nine distribution parameters.

【0008】チャネリングの起きやすさは、同じエネル
ギーであっても、イオンビーム注入角度で大きく変わ
る。また、イオン注入によって注入最中に結晶構造が崩
壊するので、注入量や注入速度、注入時の基板温度など
にも依存する。更に、表面についている酸化膜の厚さに
も大きく依存する。例えば、表面に酸化膜がないときに
<100>軸方向にイオンビームを入射すると、多くの
粒子が<100>軸に沿ったチャネリングをする。しか
し、表面に酸化膜があると、酸化膜中で注入粒子が散乱
され、結晶層に入射した粒子が<100>軸に沿ったチ
ャネリングをする確率は小さくなる。このため、上記9
つの分布パラメータは、注入エネルギーEはもちろん、
三次元上の入射方向を表す2つの注入角θ,ψ、注入量
Q、表面酸化膜厚TOXなどの注入パラメータに依存する
ことになる。
[0008] The likelihood of channeling varies greatly with the ion beam implantation angle, even at the same energy. In addition, since the crystal structure collapses during implantation due to ion implantation, it depends on the implantation amount, implantation speed, substrate temperature at the time of implantation, and the like. Furthermore, it largely depends on the thickness of the oxide film on the surface. For example, when an ion beam is incident in the <100> axis direction when there is no oxide film on the surface, many particles channel along the <100> axis. However, if there is an oxide film on the surface, the injected particles are scattered in the oxide film, and the probability that the particles incident on the crystal layer will be channeled along the <100> axis is reduced. Therefore, the above 9
The two distribution parameters are, of course, the implantation energy E,
It depends on the implantation parameters such as two implantation angles θ and 表 す representing the three-dimensional incident direction, the implantation amount Q, and the surface oxide film thickness T OX .

【0009】そこで、多くのシミュレータでは、各注入
パラメータ毎の数〜数十点に対してマトリックス上に分
布パラメータ値(テーブル)を用意しておき、シミュレ
ーションしたい注入条件の分布パラメータは、それに近
い幾つかの注入条件の分布パラメータから補間して求め
ている(例えば、文献「Morris et al., IEEE Trans.Se
micond.Manuf.,8,408(1995).」)。すなわち、イオン注
入分布パラメータを求める手順は、図3に示すように、
注入パラメータの種類の数だけの次元を持つパラメータ
テーブルを使用して分布パラメータを求める。
Therefore, in many simulators, distribution parameter values (tables) are prepared on a matrix for several to several tens of points for each injection parameter, and the distribution parameters of the injection conditions to be simulated are several similar to those. (See, for example, the document “Morris et al., IEEE Trans.
micond.Manuf., 8,408 (1995). "). That is, the procedure for obtaining the ion implantation distribution parameter is as shown in FIG.
The distribution parameters are obtained using a parameter table having dimensions equal to the number of types of the injection parameters.

【0010】[0010]

【数6】 図3に示すパラメータテーブルの値からの補間方法は、
簡単の為ある注入エネルギー、注入量だけに依存してお
り、求める条件が注入エネルギーE,注入量Qである場
合について説明する。
(Equation 6) The interpolation method from the values in the parameter table shown in FIG.
For the sake of simplicity, it depends only on a certain implantation energy and implantation amount, and a case where the required conditions are implantation energy E and implantation amount Q will be described.

【0011】まず、E=E1,E2,E3,…,ENE-1
NE、Q=Q1,Q2,Q3,…,QNQ-1,QNQの中から
最も近くて大きい値E+,Q+と、最も近くて小さい値E
-,Q- を見つける。次に、補間は注入エネルギー、注
入量の順に補間する。通常、注入量については対数補間
とする。すなわち、
First, E = E 1 , E 2 , E 3 ,..., E NE-1 ,
E NE , Q = Q 1 , Q 2 , Q 3 ,..., Q NQ -1 , Q NQ , the closest and large values E + , Q + and the closest and small value E
-, Q - find. Next, interpolation is performed in the order of implantation energy and implantation amount. Normally, the injection amount is logarithmic interpolation. That is,

【数7】 としたのちに、(Equation 7) After that,

【数8】 として求める。(Equation 8) Asking.

【0012】ここで、問題となるのが用意するパラメー
タテーブルが巨大になることである。先の依存する注入
パラメータが5つの場合は、用意するテーブルは5次元
マトリクスでなくてはならない。各注入パラメータを1
0個づつとしても、注入パラメータが5個ならば10万
個、分布パラメータは9つあるので、90万個になって
しまう。これは、10万通りのイオン注入条件について
の濃度分布をモンテカルロシミュレーションにより計算
し、或いはSIMS分析などによって調べた後に、それ
ぞれ9つのパラメータについて数値データとしてプログ
ラム上に用意しなくてはならない。これは、テーブルデ
ータの取り扱いが困難になると同時に、使用するメモリ
も非常に多くなる。
The problem here is that the prepared parameter table becomes huge. If there are five dependent injection parameters, the prepared table must be a five-dimensional matrix. Set each injection parameter to 1
Even if the number is 0, if the number of the injection parameters is 5, 100,000 and the number of the distribution parameters is 9, the number is 900,000. This means that after calculating the concentration distribution under 100,000 ion implantation conditions by Monte Carlo simulation or by SIMS analysis or the like, nine parameters must be prepared as numerical data in the program. This makes it difficult to handle table data, and at the same time, uses a very large amount of memory.

【0013】一方、半導体製造工程において、イオン注
入するシリコン結晶基板の表面にあるものは、酸化膜単
層に限らず、窒化膜やレジストなどを含めた積層である
ことも多い。このような、複雑な条件のパラメータテー
ブルを網羅的に用意するのは、実質的に不可能であり、
非現実的であった。
On the other hand, in a semiconductor manufacturing process, what is on the surface of a silicon crystal substrate to be ion-implanted is not limited to a single oxide film, but is often a laminate including a nitride film and a resist. It is practically impossible to prepare a comprehensive parameter table with such complicated conditions.
It was unrealistic.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
アモルファス層を介して結晶質の半導体基板にイオンを
注入した際の注入分布を求める解析モデルにおける注入
分布関数の分布パラメータを求める従来の手法にあって
は、全ての注入パラメータの組み合わせにより予め分布
パラメータをパラメータテーブルとして用意しておき、
このパラメータテーブルを参照することにより注入パラ
メータから分布パラメータを求めていた。
As described above,
In a conventional method for obtaining a distribution parameter of an injection distribution function in an analysis model for obtaining an implantation distribution when ions are implanted into a crystalline semiconductor substrate through an amorphous layer, a distribution parameter is previously determined by a combination of all implantation parameters. Is prepared as a parameter table,
By referring to this parameter table, a distribution parameter is determined from the injection parameter.

【0015】このような手法にあっては、注入パラメー
タならびに分布パラメータの数が増えると、パラメータ
テーブルが大規模化し、テーブルの取り扱いが困難にな
るとともに、テーブルの数値データを記憶するメモリも
大規模化するという不具合を招いていた。
In such a method, when the number of injection parameters and distribution parameters increases, the size of the parameter table becomes large, the handling of the table becomes difficult, and the memory for storing the numerical data of the table becomes large. Had the disadvantage of becoming

【0016】一方、半導体基板上に積層された各種の膜
を介して半導体基板にイオンが注入される場合には、こ
れらの各種膜を考慮したパラメータテーブルを用意する
必要があった。しかしながら、上記膜には酸化膜以外に
も種々のものが有り、これら全てを網羅してパラメータ
テーブルを作成するということは、極めて非現実的であ
った。
On the other hand, when ions are implanted into a semiconductor substrate through various films stacked on the semiconductor substrate, it is necessary to prepare a parameter table in consideration of these various films. However, there are various types of films other than oxide films, and it is extremely impractical to create a parameter table covering all of them.

【0017】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、注入パラメー
タから分布パラメータを求めるパラメータテーブルの規
模を縮小化し、又は種々の膜を介して半導体基板にイオ
ンを注入する際の分布パラメータの設定を容易にしたイ
オン注入シミュレーション方法、イオン注入シミュレー
ション装置及びイオン注入シミュレーションプログラム
を記録した記録媒体を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce the scale of a parameter table for obtaining a distribution parameter from an implantation parameter, or to reduce the size of a semiconductor substrate through various films. The present invention provides an ion implantation simulation method, an ion implantation simulation apparatus, and a recording medium on which an ion implantation simulation program is recorded, which facilitates setting of distribution parameters when ions are implanted into a semiconductor device.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、非晶質膜を介して単結晶質
の半導体基板にイオンを注入した際に、前記半導体基板
中の注入イオン分布を、前記半導体基板中にランダムに
散乱した粒子による第1の分布とチャネリングによる粒
子の第2の分布との和で表される分布関数の重ね合わせ
として求め、前記分布関数の複数の分布パラメータは、
少なくとも注入エネルギーと非晶質膜厚とを含む注入パ
ラメータに依存しているものとするイオン注入シミュレ
ーション方法において、イオンの注入条件を決める前記
複数の注入パラメータに基づいて第1のパラメータテー
ブルを参照し、該第1のパラメータテーブルから前記分
布関数における第1の分布と第2の分布の分配率を求め
る第1のステップと、前記第1のステップで求められた
分配率と注入エネルギーとに基づいて第2のパラメータ
テーブルを参照し、該第2のパラメータテーブルから前
記複数の分布パラメータを求める第2のステップを有す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate via an amorphous film, the ion-implantation of the semiconductor substrate is prevented. Is obtained as a superposition of a distribution function represented by the sum of a first distribution of particles randomly scattered in the semiconductor substrate and a second distribution of particles by channeling. The distribution parameter of
In an ion implantation simulation method that depends on an implantation parameter including at least an implantation energy and an amorphous film thickness, a first parameter table is referred to based on the plurality of implantation parameters that determine ion implantation conditions. A first step of obtaining a distribution rate of a first distribution and a second distribution in the distribution function from the first parameter table; and a distribution rate and an implantation energy obtained in the first step. A second step of referring to a second parameter table and obtaining the plurality of distribution parameters from the second parameter table.

【0019】請求項2記載の発明は、非晶質膜を介して
単結晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、前記半
導体基板中の注入イオン分布を、前記半導体基板中にラ
ンダムに散乱した粒子による第1の分布とチャネリング
による粒子の第2の分布との和で表される分布関数の重
ね合わせとしてシミュレーションし、前記分布関数の複
数の分布パラメータは、少なくとも注入エネルギーと非
晶質膜厚とを含む注入パラメータに依存しているものと
するイオン注入シミュレーション装置において、イオン
の注入条件を決める前記複数の注入パラメータから前記
分布関数における第1の分布と第2の分布の分配率を求
める第1のパラメータテーブルと、前記第1のパラメー
タテーブルで求められた分配率と注入エネルギーとから
前記複数の分布パラメータを求める第2のパラメータテ
ーブルを備え、前記第1のパラメータテーブルを参照し
て前記複数の注入パラメータから前記分布関数における
第1の分布と第2の分布の分配率を求め、前記第2のパ
ラメータテーブルを参照して分配率と注入エネルギーと
から前記複数の分布パラメータを求めて前記分布関数の
演算を行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate is randomly scattered in the semiconductor substrate. Simulation as a superposition of a distribution function represented by the sum of a first distribution of particles obtained and a second distribution of particles by channeling, wherein a plurality of distribution parameters of the distribution function are at least implantation energy and amorphous film. In an ion implantation simulation apparatus that depends on implantation parameters including thickness, a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function is obtained from the plurality of implantation parameters that determine ion implantation conditions. The plurality of distribution parameters are obtained from a first parameter table and the distribution rate and the implantation energy obtained in the first parameter table. A second parameter table for obtaining a meter, wherein a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function is obtained from the plurality of injection parameters with reference to the first parameter table; The method is characterized in that the plurality of distribution parameters are obtained from the distribution ratio and the implantation energy with reference to a parameter table to calculate the distribution function.

【0020】請求項3記載の発明は、非晶質膜を介して
単結晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、前記半
導体基板中の注入イオン分布を、前記半導体基板中にラ
ンダムに散乱した粒子による第1の分布とチャネリング
による粒子の第2の分布との和で表される分布関数の重
ね合わせとしてシミュレーション装置にシミュレーショ
ンさせ、前記分布関数の複数の分布パラメータは、少な
くとも注入エネルギーと非晶質膜厚とを含む注入パラメ
ータに依存しているものとするイオン注入シミュレーシ
ョンプログラムを記録した記録媒体において、イオンの
注入条件を決める前記複数の注入パラメータに基づいて
第1のパラメータテーブルを参照し、該第1のパラメー
タテーブルから前記分布関数における第1の分布と第2
の分布の分配率を求める第1のステップと、前記第1の
ステップで求められた分配率と注入エネルギーとに基づ
いて第2のパラメータテーブルを参照し、該第2のパラ
メータテーブルから前記複数の分布パラメータを求める
第2のステップを前記シミュレーション装置に実行させ
るプログラムが記録されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, when ions are implanted into a single crystalline semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate is randomly scattered in the semiconductor substrate. The simulation apparatus simulates as a superposition of a distribution function represented by the sum of the first distribution of the particles obtained and the second distribution of the particles by channeling. In a recording medium on which an ion implantation simulation program is assumed to be dependent on an implantation parameter including a crystalline film thickness, a first parameter table is referred to based on the plurality of implantation parameters that determine ion implantation conditions. A first distribution and a second distribution in the distribution function from the first parameter table.
And a second parameter table based on the distribution rate and the implantation energy determined in the first step, and the plurality of parameters are referred to from the second parameter table. A program for causing the simulation apparatus to execute a second step of obtaining a distribution parameter is recorded.

【0021】請求項4記載の発明は、第1の非晶質膜を
介して単結晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、
複数の分布パラメータを有する分布関数の重ね合わせに
より前記半導体基板中の注入イオン分布をシミュレーシ
ョンするイオン注入シミュレーション方法において、前
記第1の非晶質膜に代えて、(第1の非晶質膜の膜厚)
×(第2の非晶質膜の平均飛程)/(第1の非晶質膜の
平均飛程)で得られる膜厚の第2の非晶質膜があるもの
として前記半導体基板中の平均飛程以外の前記分布パラ
メータを求めることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate via the first amorphous film,
In the ion implantation simulation method for simulating the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate by superimposing a distribution function having a plurality of distribution parameters, (in the first amorphous film, Film thickness)
× (average range of the second amorphous film) / (average range of the first amorphous film) The distribution parameters other than the average range are obtained.

【0022】請求項5記載の発明は、厚さT1,T2,
…,Tnの非晶質物質D1,D2,…,Dnが積層され
た多層膜を介して単結晶質の半導体基板にイオンを注入
した際に、複数の分布パラメータを有する分布関数の重
ね合わせにより前記半導体基板中の注入イオン分布をシ
ミュレーションするイオン注入シミュレーション方法に
おいて、前記半導体基板の表面には、表面厚さが
According to a fifth aspect of the present invention, the thicknesses T1, T2,
When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn of Tn are stacked, a distribution function having a plurality of distribution parameters is superimposed. In the ion implantation simulation method for simulating the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate, the surface of the semiconductor substrate may have a surface thickness.

【数9】 で表される非晶質物質Aがあるとして、半導体基板中の
平均飛程以外の前記分布パラメータを求めることを特徴
とする。
(Equation 9) The distribution parameter other than the average range in the semiconductor substrate is determined assuming that there is an amorphous substance A represented by the following formula.

【0023】請求項6記載の発明は、第1の非晶質膜を
介して単結晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、
複数の分布パラメータを有する分布関数の重ね合わせに
より前記半導体基板中の注入イオン分布をシミュレーシ
ョンするイオン注入シミュレーション装置において、
(第1の非晶質膜の膜厚)×(第2の非晶質膜の平均飛
程)/(第1の非晶質膜の平均飛程)を演算する演算手
段を備え、前記第1の非晶質膜に代えて、前記演算手段
で得られた膜厚の第2の非晶質膜があるものとして前記
半導体基板中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求
めることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate via the first amorphous film,
An ion implantation simulation apparatus that simulates an implanted ion distribution in the semiconductor substrate by superimposing a distribution function having a plurality of distribution parameters,
A calculating means for calculating (film thickness of the first amorphous film) × (average range of the second amorphous film) / (average range of the first amorphous film); Determining the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate, assuming that there is a second amorphous film having a film thickness obtained by the arithmetic means in place of the first amorphous film. I do.

【0024】請求項7記載の発明は、厚さT1,T2,
…,Tnの非晶質物質D1,D2,…,Dnが積層され
た多層膜を介して単結晶質の半導体基板にイオンを注入
した際に、複数の分布パラメータを有する分布関数の重
ね合わせにより前記半導体基板中の注入イオン分布をシ
ミュレーションするイオン注入シミュレーション装置に
おいて、
According to a seventh aspect of the present invention, the thicknesses T1, T2,
When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn of Tn are stacked, a distribution function having a plurality of distribution parameters is superimposed. In an ion implantation simulation apparatus for simulating the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate,

【数10】 を演算する演算手段を備え、前記半導体基板の表面に
は、前記演算手段により求められた厚さの非晶質物質A
があるとして、前記半導体基板中の平均飛程以外の前記
分布パラメータを求めることを特徴とする。
(Equation 10) And an amorphous material A having a thickness determined by the arithmetic means is provided on the surface of the semiconductor substrate.
And determining the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate.

【0025】請求項8記載の発明は、第1の非晶質膜を
介して単結晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、
複数の分布パラメータを有する分布関数の重ね合わせに
より前記半導体基板中の注入イオン分布をシミュレーシ
ョン装置にシミュレーションさせるイオン注入シミュレ
ーションプログラムを記録した記録媒体において、(第
1の非晶質膜の膜厚)×(第2の非晶質膜の平均飛程)
/(第1の非晶質膜の平均飛程)を演算するステップ
と、前記第1の非晶質膜に代えて、前記ステップで得ら
れた膜厚の第2の非晶質膜があるものとして前記半導体
基板中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求めるス
テップを前記シミュレーション装置に実行させるプログ
ラムが記録されていることを特徴とする。
According to the present invention, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through the first amorphous film,
In a recording medium on which an ion implantation simulation program for causing a simulation apparatus to simulate the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate by superimposing distribution functions having a plurality of distribution parameters, (film thickness of first amorphous film) × (Average range of the second amorphous film)
/ (Average range of the first amorphous film); and a second amorphous film having the thickness obtained in the step is provided in place of the first amorphous film. A program for causing the simulation device to execute a step of obtaining the distribution parameter other than the average range in the semiconductor substrate is recorded.

【0026】請求項9記載の発明は、厚さT1,T2,
…,Tnの非晶質物質D1,D2,…, Dnが積層さ
れた多層膜を介して単結晶質の半導体基板にイオンを注
入した際に、複数の分布パラメータを有する分布関数の
重ね合わせにより前記半導体基板中の注入イオン分布を
シミュレーション装置にシミュレーションさせるイオン
注入シミュレーションプログラムを記録した記録媒体に
おいて、
According to a ninth aspect of the present invention, the thicknesses T1, T2,
When ions are implanted into a monocrystalline semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn of Tn are stacked, a distribution function having a plurality of distribution parameters is superimposed. In a recording medium recording an ion implantation simulation program for causing a simulation device to simulate the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate,

【数11】 を演算するステップと、前記半導体基板の表面には、前
記ステップにより求められた厚さの非晶質物質Aがある
として、前記半導体基板中の平均飛程以外の前記分布パ
ラメータを求めるステップを前記シミュレーション装置
に実行させるプログラムが記録されていることを特徴と
する。
[Equation 11] And calculating the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate, assuming that the surface of the semiconductor substrate has an amorphous substance A having a thickness determined in the step. A program to be executed by the simulation device is recorded.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の一
実施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は請求項1記載の発明の一実施形態に
係るイオン注入シミュレーション方法の処理フローを示
すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow of an ion implantation simulation method according to an embodiment of the present invention.

【0029】この実施形態は、非晶質膜を介して単結晶
質の半導体基板にイオンを注入した際に、半導体基板中
の注入イオン分布を、半導体基板中にランダムに散乱し
た粒子による第1の分布とチャネリングによる粒子の第
2の分布との和で表される分布関数の例えばピアソン関
数の重ね合わせとして求め、分布関数の複数の分布パラ
メータは、少なくとも注入エネルギーと非晶質膜厚とを
含む注入パラメータに依存しているものとするイオン注
入シミュレーション方法において、イオンの注入条件を
決める複数の注入パラメータに基づいて第1のパラメー
タテーブルを参照し、第1のパラメータテーブルから分
布関数における第1の分布と第2の分布の分配率を求め
るステップと、先のステップで求められた分配率と注入
エネルギーとに基づいて第2のパラメータテーブルを参
照し、第2のパラメータテーブルから複数の分布パラメ
ータを求めるステップを有することを特徴とする。
In this embodiment, when ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is changed by the first randomly dispersed particles in the semiconductor substrate. And a distribution function represented by a sum of a second distribution of particles by channeling, for example, obtained by superimposing a Pearson function. A plurality of distribution parameters of the distribution function are obtained by determining at least the implantation energy and the amorphous film thickness. In the ion implantation simulation method that depends on the implantation parameters including the first parameter table, the first parameter table is referred to based on a plurality of implantation parameters that determine ion implantation conditions. Obtaining the distribution ratio of the second distribution and the distribution of the second distribution, and based on the distribution ratio and the implantation energy obtained in the previous step. There refers to the second parameter table, characterized by having a step of obtaining a plurality of distribution parameters from the second parameter table.

【0030】また、このような処理を実現するシミュレ
ーション装置は、非晶質膜を介して単結晶質の半導体基
板にイオンを注入した際に、半導体基板中の注入イオン
分布を、前記半導体基板中にランダムに散乱した粒子に
よる第1の分布とチャネリングによる粒子の第2の分布
との和で表される分布関数の重ね合わせとしてシミュレ
ーションし、分布関数の複数の分布パラメータは、少な
くとも注入エネルギーと非晶質膜厚とを含む注入パラメ
ータに依存しているものとするイオン注入シミュレーシ
ョン装置において、イオンの注入条件を決める複数の注
入パラメータから前記分布関数における第1の分布と第
2の分布の分配率を求める第1のパラメータテーブル
と、第1のパラメータテーブルで求められた分配率と注
入エネルギーとから複数の分布パラメータを求める第2
のパラメータテーブルを備え、第1のパラメータテーブ
ルを参照して複数の注入パラメータから前記分布関数に
おける第1の分布と第2の分布の分配率を求め、第2の
パラメータテーブルを参照して分配率と注入エネルギー
とから複数の分布パラメータを求めて分布関数の演算を
行うことを特徴とし、例えばプログラムを実行するため
の各種処理を行い制御中枢となるCPUと、キーボー
ド、マウス、ライトペン、又はフレキシブルディスク装
置等の入力装置と、メモリ装置やディスク装置等の外部
記憶装置と、ディスプレイ装置、プリンタ装置等の出力
装置等を備えた通常のコンピュータシステムを備えて構
築される。なお、CPUは以下の処理を記述するコンピ
ュータ言語等の処理を行う演算部と、前記処理の命令を
記憶する主記憶部を備えている。
Further, the simulation apparatus for realizing such a process, when ions are implanted into a single crystalline semiconductor substrate through an amorphous film, changes the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate. Is simulated as a superposition of a distribution function represented by a sum of a first distribution of particles randomly scattered and a second distribution of particles by channeling, and a plurality of distribution parameters of the distribution function are at least injection energy and non- In an ion implantation simulation apparatus, which depends on an implantation parameter including a crystalline film thickness, a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function is determined from a plurality of implantation parameters that determine ion implantation conditions. From the first parameter table for obtaining the distribution ratio and the implantation energy obtained from the first parameter table. Second determining a distribution parameter number
The distribution ratio of the first distribution and the second distribution in the distribution function is obtained from a plurality of injection parameters with reference to the first parameter table, and the distribution ratio is determined with reference to the second parameter table. It is characterized by calculating a plurality of distribution parameters from the injection energy and calculating the distribution function. For example, a CPU serving as a control center performing various processes for executing a program, and a keyboard, a mouse, a light pen, or a flexible It is configured to include a normal computer system including an input device such as a disk device, an external storage device such as a memory device and a disk device, and an output device such as a display device and a printer device. Note that the CPU includes an arithmetic unit that performs processing in a computer language or the like that describes the following processing, and a main storage unit that stores instructions for the processing.

【0031】また、上述したイオン注入シミュレーショ
ン方法を上記シミュレーション装置において実現するた
めのプログラムは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、プログラムを実行してコンピュータを制御しながら
上述したイオン注入シミュレーション方法を実現するこ
とができる。ここで、記録媒体とは、メモリ装置、磁気
ディスク装置、光ディスク装置等、プログラムを記録し
てコンピュータが読み取ることができる装置が含まれ
る。
A program for realizing the above-described ion implantation simulation method in the above-described simulation apparatus can be stored in a recording medium. This recording medium is read by a computer system, and the above-described ion implantation simulation method can be realized while controlling a computer by executing a program. Here, the recording medium includes a device that records a program and can be read by a computer, such as a memory device, a magnetic disk device, and an optical disk device.

【0032】本発明の主たる特徴は、図1に示す処理フ
ローのうち、「注入条件から分布パラメータを決める」
処理ステップS3の部分にあるが、シミュレーション全
体を通した動作を(100)のシリコン結晶基板の表面
に厚さTOXの酸化膜が形成されているターゲットに注入
エネルギーE、注入角θ,ψ、注入量Qでイオン注入す
る場合を一実施形態として説明する。
The main feature of the present invention is that "determining distribution parameters from injection conditions" in the processing flow shown in FIG.
Although the portion of the process step S3, the operation through the entire simulation (100) of the silicon target injection energy E oxide film is formed of thickness T OX on the crystal surface of the substrate, injection angle theta, [psi, A case where ions are implanted at an implantation amount Q will be described as one embodiment.

【0033】図1において、まず、ステップS1の「タ
ーゲット…」では、イオン注入工程の前で形成されたタ
ーゲット構造と、イオン注入条件を読み込む。ここで
は、ターゲット構造は(100)のシリコン結晶基板の
表面に厚さTOXの酸化膜が積層形成されていることと、
イオン注入条件を参照できるようになっていればよい。
この後、注入濃度を計算していくが、本実施形態のよう
に解析モデルでは層毎に計算していく方が効率がよい
し、表面側の層から計算していく方が効率がよい。ま
た、本実施形態では、多層膜に解析モデルを適用する手
法として、例えば文献「H,Ryssel,J.Lorenz and K.Hoff
mann,Appl.Phys.,A41,201(1986).」に記載されているra
nge scaling法を用いている。
In FIG. 1, first, in step S1, “target...” Reads the target structure formed before the ion implantation step and the ion implantation conditions. Here, the target structure is that an oxide film having a thickness T OX is formed on the surface of the (100) silicon crystal substrate,
What is necessary is just to be able to refer to the ion implantation conditions.
Thereafter, the injection concentration is calculated. In the analysis model, as in the present embodiment, it is more efficient to calculate for each layer, and it is more efficient to calculate from the surface side layer. Further, in the present embodiment, as a method of applying an analysis model to a multilayer film, for example, a document “H, Ryssel, J. Lorenz and K. Hoff
mann, Appl. Phys., A41, 201 (1986). ''
The nge scaling method is used.

【0034】次に、ステップS2の「最表面層…」で
は、最表面層を計算する設定をする。この操作は、表面
第2層以降と同じ手続きで計算できるようにするための
もので、表面第1層への注入密度Q1を注入密度Qに設
定し、表面第1層より上の層(この実施形態では実際に
は存在しないが便宜的に設定)の有効厚を零に設定する
だけでよい。
Next, in the "outermost surface layer ..." of step S2, the setting for calculating the outermost surface layer is made. This operation is performed so that the calculation can be performed by the same procedure as that of the second layer on the surface and thereafter. The injection density Q1 for the first layer on the surface is set to the injection density Q, and the layer above the first layer on the surface (this In the embodiment, the effective thickness which does not actually exist but is set for convenience only needs to be set to zero.

【0035】次に、ステップS3の「注入条件から…」
は、イオン注入条件から分布パラメータを設定する。第
1層は、非晶質である酸化膜なので、分布関数は1つの
Pearson関数で表すことができ、分布パラメータは、
P,σ,γ,βの4つである。また、非晶質中の分布
形状は注入エネルギーEのみに依存するとして良いの
で、パラメータテーブルは小さい。このステップS3以
降は、この実施形態ではもう一度呼び出される。
Next, "from the injection condition ..." in step S3.
Sets the distribution parameters from the ion implantation conditions. Since the first layer is an amorphous oxide film, the distribution function is one.
It can be expressed by a Pearson function, and the distribution parameter is
R P , σ, γ, and β. Further, since the distribution shape in the amorphous may depend only on the implantation energy E, the parameter table is small. Step S3 and subsequent steps are called again in this embodiment.

【0036】次に、ステップS4の「分布パラメータと
…」では、先のステップS3で求めた分布パラメータの
Pearson 関数を用いて、表面第1層内の濃度分布の計算
をする。このとき、第1層の最表面から同じ物質で無限
遠の深さまで濃度を積分した値が注入量と等しくなる、
Next, in step S4, "with distribution parameters ...", the distribution parameters obtained in step S3 are determined.
Using the Pearson function, the concentration distribution in the first layer on the surface is calculated. At this time, the value obtained by integrating the concentration from the outermost surface of the first layer to the infinite depth with the same substance becomes equal to the injection amount.

【数12】 ように規格化を行なう。(Equation 12) Is standardized as follows.

【0037】次に、ステップS5の「下層は…」では、
下層があるので、ステップS6の「下層以深の…」で
は、ターゲット全体への注入量から計算した第1層中へ
の注入量を引く。
Next, in the "lower layer ..." of step S5,
Since there is a lower layer, in step S6 “below the lower layer...”, The amount of implantation into the first layer calculated from the amount of implantation into the entire target is subtracted.

【0038】[0038]

【数13】 また、第1層の有効厚Teff1を計算する。有効厚
は、層の厚さをその層における注入分布のRp(前述し
た平均値)で割った無次元量で、Teff1は、 Teff1=第1層の厚さ/第1層中のRp として求める。そして、以降第2層を計算することにし
て、再びステップS3の「注入条件…」で注入条件から
分布パラメータを決定する。第2層は結晶シリコンなの
で、分布パラメータは、注入エネルギーE、注入角θ,
ψ、注入量Q、表面酸化膜厚TOXを参照して求める。従
来技術による決定スキームにおけるパラメータテーブル
は図3に示すものであったが、本実施形態では図2に示
すパラメータテーブルを使用する。
(Equation 13) Further, the effective thickness Teff1 of the first layer is calculated. The effective thickness is a dimensionless quantity obtained by dividing the thickness of the layer by the Rp (the above-mentioned average value) of the injection distribution in the layer, and Teff1 is obtained as Teff1 = thickness of the first layer / Rp in the first layer. . Thereafter, the second layer is calculated, and the distribution parameter is determined from the injection conditions again in “injection conditions...” In step S3. Since the second layer is crystalline silicon, the distribution parameters are implantation energy E, implantation angle θ,
求 め る, the injection amount Q, and the surface oxide film thickness T OX are determined with reference to the thickness. The parameter table in the decision scheme according to the prior art is shown in FIG. 3, but in the present embodiment, the parameter table shown in FIG. 2 is used.

【0039】まず、図2に示す第1のパラメータテーブ
ルPT1において、5つの注入条件パラメータE,θ,
ψ,Q,TOXに基づいて2つのPearson関数の分配率r
を求める。分配率rを決定し、次に他の分布パラメータ
pR,σR,γR,βpCC,γC,βCは、注入エネルギ
ーEと第1のパラメータテーブルPT1から得られた分
配率rに基づいて第2のパラメータテーブルPT2から
求める。すなわち、5つの注入条件パラメータE,θ,
ψ,Q,TOX に依存する分布パラメータは2つのPears
on関数の分配率を決めるrだけとして、他の分布パラメ
ータRpR,σR,γR,βpCC,γC,βC は、注入エ
ネルギーEと分配率rに依存するものとする。このよう
な依存関係を採用しても、図3に示すパラメータテーブ
ルを採用した従来の依存関係と比べて分布パラメータの
相違は、実用上問題となるほど大きなものとはならない
ことがシミュレーションにより確認されている。なお、
テーブル値からの補間方法については従来と同様であ
る。
First, in the first parameter table PT1 shown in FIG. 2, five injection condition parameters E, θ,
Distribution ratio r of two Pearson functions based on ψ, Q, T OX
Ask for. The distribution ratio r is determined, and then the other distribution parameters R pR , σ R , γ R , β pC , σ C , γ C , β C are the distribution energies obtained from the implantation energy E and the first parameter table PT1. It is determined from the second parameter table PT2 based on the rate r. That is, five injection condition parameters E, θ,
The distribution parameter depending on, Q, T OX is two Pears
The other distribution parameters R pR , σ R , γ R , β pC , σ C , γ C , and β C are assumed to depend on the implantation energy E and the distribution ratio r, with only r determining the distribution ratio of the on function. . It has been confirmed by simulation that even if such a dependency is adopted, the difference in the distribution parameters is not so large as to cause a practical problem compared to the conventional dependency using the parameter table shown in FIG. I have. In addition,
The interpolation method from the table values is the same as the conventional one.

【0040】次に、ステップS3の「分布パラメータ
…」では、パラメータテーブルPT1,PT2を参照し
て先に求めた分布パラメータによる分布関数f2(z)
を用いて第2層中の濃度を計算する。このとき、通常
Next, in “distribution parameters...” In step S3, the distribution function f2 (z) based on the distribution parameters previously determined with reference to the parameter tables PT1 and PT2.
Is used to calculate the concentration in the second layer. At this time,

【数14】 f2(z)=rf2R(z)+(1−r)f2C(z) におけるzは表面が酸化膜でなくシリコンであるとした
ときの座標取りになっているので、座標変換をして以下
の式から求める。
F2 (z) = rf2R (z) + (1−r) f2C (z) Since z is a coordinate measurement when the surface is not an oxide film but silicon, coordinate conversion is performed. Then, it is obtained from the following equation.

【0041】[0041]

【数15】f2(z)=r f2R(z+Teff1−
1)×第1層のRpR)+(1−r)f2C(z+(te
ff1−1)×第2層のRpC) この例では2層しかないが、3層目の計算があるなら
ば、Teff1の代わりに、1層目の有効厚Teff1
と2層目の有効厚Teff2の和Teffを用いる。続
いて、注入量はターゲット全体への注入量から第1層へ
の注入量を引いたQ2としたのを用いて、
F2 (z) = rf2R (z + Teff1-
1) × R pR first layer) + (1-r) f2C (z + (te
FF1-1) × but only 2 layers in R pC) This example of the second layer, if there is a calculation of the third layer, in place of Teff1, effective thickness of the first layer Teff1
And the sum Teff of the effective thickness Teff2 of the second layer. Subsequently, the injection amount was set to Q2 which was obtained by subtracting the injection amount to the first layer from the injection amount to the entire target.

【数16】 となるように、規格化をする。次ぎに、ステップS5の
「下層は…」では、この例では2層のみなのでステップ
S7の「おわり」となる。
(Equation 16) It is standardized so that Next, "lower layer ..." in step S5 is "end" in step S7 because only two layers are used in this example.

【0042】以上説明した実施形態において、注入条件
パラメータから分布パラメータを求めるのに必要なパラ
メータテーブルは、先の従来技術で述べたのと同様に、
注入条件パラメータとして各10個、分配率r依存性を
表すために10個用意すると、10万800個の要素数
になる。これは、従来技術の約9分の1に当たり、使用
メモリが激減し、テーブルの取り扱いならびにメンテナ
ンスを極めて容易に行うことができる。
In the above-described embodiment, the parameter table necessary for obtaining the distribution parameter from the injection condition parameter is similar to that described in the prior art.
If ten injection condition parameters are prepared and ten injection condition parameters are used to express the distribution ratio r dependency, the number of elements becomes 100,800. This is about one-ninth of the prior art, the memory used is drastically reduced, and the handling and maintenance of the table can be performed very easily.

【0043】次に、請求項4,5,6,7,8又は9記
載の発明の一実施形態を説明する。
Next, one embodiment of the invention according to claim 4, 5, 6, 7, 8 or 9 will be described.

【0044】半導体基板の表面に酸化膜以外の膜、例え
ば窒化膜等が形成されている場合や、酸化膜と窒化膜の
多層膜が積層形成されている場合に適用されるのがこの
実施形態である。
This embodiment is applied to a case where a film other than an oxide film, for example, a nitride film or the like is formed on the surface of a semiconductor substrate, or a case where a multilayer film of an oxide film and a nitride film is laminated. It is.

【0045】シミュレーション全体のアルゴリズムは、
前記実施形態と同様であり、この実施形態の特徴とする
ところは、酸化膜厚Toxによって分布パラメータの分配
率rを決める際に、以下に示す式を用いて酸化膜以外の
膜の膜厚を酸化膜相当の膜厚TOX’に換算することにあ
る。
The algorithm of the whole simulation is
The feature of this embodiment is the same as that of the embodiment described above. When the distribution ratio r of the distribution parameter is determined by the oxide film thickness T ox , the thickness of the film other than the oxide film is determined by using the following equation. Is converted to a film thickness T OX ′ equivalent to an oxide film.

【0046】[0046]

【数17】Tox’=該当膜の厚さ×酸化膜中のRp/
該当膜中のRp さらに、上記手法を拡張して、酸化膜と窒化膜の多層膜
が半導体基板上に積層形成されている場合であっても、
以下に示す式を用いて窒化膜を酸化膜相当の膜厚に換算
することができる。
Tox '= Thickness of applicable film × Rp in oxide film /
Rp in applicable film Further, even if the above method is extended, even when a multilayer film of an oxide film and a nitride film is formed on a semiconductor substrate by lamination,
The following formula can be used to convert a nitride film into a film thickness equivalent to an oxide film.

【0047】[0047]

【数18】 これらの換算処理は、図1に示すフローチャートにおい
てステップS3で示す処理ステップで行われ、シミュレ
ーション装置においてCPUに含まれる演算手段により
実行処理される。
(Equation 18) These conversion processes are performed in the processing steps shown in step S3 in the flowchart shown in FIG. 1, and are executed by the calculation means included in the CPU in the simulation apparatus.

【0048】なお、上記実施形態にあっては、レジスト
として機能するレジスト膜も含まれ、また、酸化膜以外
の他の絶縁膜として機能する膜に統一して換算するよう
にしてもよい。
In the above embodiment, a resist film functioning as a resist is also included, and the film may function as a film functioning as an insulating film other than the oxide film.

【0049】このような実施形態にあっては、パラメー
タテーブルに登録されていない膜が半導体基板上に形成
されている場合であっても、登録されている膜に換算す
ることによりパラメータテーブルから分布パラメータを
容易に得ることができる。言い換えれば、例えば酸化膜
の注入パラメータでパラメータテーブルを作成するだけ
で、窒化膜等の他の膜にも対応できるパラメータテーブ
ルを用意する必要はなくなる。これにより、前述した実
施形態と同様の効果を得ることができる。また、半導体
基板上に種類の異なる膜を含む多層膜が積層形成されて
いる場合であっても、上述したと同様に対応することが
可能となり、同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, even when a film not registered in the parameter table is formed on the semiconductor substrate, the film is distributed from the parameter table by converting the film into the registered film. Parameters can be easily obtained. In other words, it is not necessary to prepare a parameter table that can be applied to other films such as a nitride film only by creating a parameter table based on the implantation parameters of the oxide film, for example. Thereby, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained. In addition, even when a multilayer film including different types of films is stacked on a semiconductor substrate, it is possible to cope with the above in the same manner as described above, and the same effect can be obtained.

【0050】なお、上記全ての実施形態において、分布
関数は、ピアソン関数に限ることはなく、ガウス分布、
ジョイントハーフガウシアン分布の分布関数もしくはガ
ウス分布の分布関数の重ね合わせを使用しても同様の効
果を得ることができる。
In all of the above embodiments, the distribution function is not limited to the Pearson function, but has a Gaussian distribution,
The same effect can be obtained by using the distribution function of the joint half-Gaussian distribution or the superposition of the distribution function of the Gaussian distribution.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1,2又は
3記載の発明によれば、第1のパラメータテーブルを参
照して注入パラメータにより分布関数の分配率を求め、
第2のパラメータテーブルを参照して分配率と注入エネ
ルギーとにより分布パラメータを求めるようにしたの
で、従来に比べてパラメータテーブルが縮小化され、ま
たパラメータテーブルを記憶するメモリが小型化され、
さらにパラメータテーブルの管理取り扱いが容易にな
る。
As described above, according to the first, second or third aspect of the present invention, the distribution ratio of the distribution function is obtained from the injection parameters with reference to the first parameter table.
Since the distribution parameters are obtained based on the distribution ratio and the implantation energy with reference to the second parameter table, the parameter table is reduced in size as compared with the related art, and the memory for storing the parameter table is reduced in size.
Further, management and management of the parameter table are facilitated.

【0052】請求項4,5,6,7,8又は9記載の発
明によれば、半導体基板上に形成された膜の膜厚を他の
種類の膜における膜厚相当に換算して分布パラメータを
求めるようにしたので、パラメータテーブルにない膜や
種類の異なる膜を含む多層膜であっても容易に分布パラ
メータを求めることができる。
According to the invention as defined in claim 4, 5, 6, 7, 8, or 9, the film thickness of the film formed on the semiconductor substrate is converted to the film thickness of another type of film and the distribution parameter is calculated. Is obtained, the distribution parameter can be easily obtained even for a film not in the parameter table or a multilayer film including films of different types.

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

【図1】請求項1記載の発明の一実施形態に係るイオン
注入シミュレーション方法の処理フローを示すフローチ
ャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow of an ion implantation simulation method according to an embodiment of the present invention.

【図2】第1のパラメータテーブルならびに第2のパラ
メータテーブルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first parameter table and a second parameter table.

【図3】従来のパラメータテーブルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional parameter table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PT1 第1のパラメータテーブル PT2 第2のパラメータテーブル PT1 first parameter table PT2 second parameter table

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非晶質膜を介して単結晶質の半導体基板
にイオンを注入した際に、前記半導体基板中の注入イオ
ン分布を、前記半導体基板中にランダムに散乱した粒子
による第1の分布とチャネリングによる粒子の第2の分
布との和で表される分布関数の重ね合わせとして求め、
前記分布関数の複数の分布パラメータは、少なくとも注
入エネルギーと非晶質膜厚とを含む注入パラメータに依
存しているものとするイオン注入シミュレーション方法
において、 イオンの注入条件を決める前記複数の注入パラメータに
基づいて第1のパラメータテーブルを参照し、該第1の
パラメータテーブルから前記分布関数における第1の分
布と第2の分布の分配率を求める第1のステップと、 前記第1のステップで求められた分配率と注入エネルギ
ーとに基づいて第2のパラメータテーブルを参照し、該
第2のパラメータテーブルから前記複数の分布パラメー
タを求める第2のステップを有することを特徴とするイ
オン注入シミュレーション方法。
When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is changed by a first randomly dispersed particle in the semiconductor substrate. Determined as a superposition of a distribution function represented by the sum of the distribution and the second distribution of particles by channeling,
In the ion implantation simulation method, it is assumed that the plurality of distribution parameters of the distribution function depend on implantation parameters including at least implantation energy and an amorphous film thickness. A first parameter table based on the first parameter table, and calculating a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function from the first parameter table; A second step of referring to a second parameter table based on the obtained distribution ratio and the implantation energy, and obtaining the plurality of distribution parameters from the second parameter table.
【請求項2】 非晶質膜を介して単結晶質の半導体基板
にイオンを注入した際に、前記半導体基板中の注入イオ
ン分布を、前記半導体基板中にランダムに散乱した粒子
による第1の分布とチャネリングによる粒子の第2の分
布との和で表される分布関数の重ね合わせとしてシミュ
レーションし、前記分布関数の複数の分布パラメータ
は、少なくとも注入エネルギーと非晶質膜厚とを含む注
入パラメータに依存しているものとするイオン注入シミ
ュレーション装置において、 イオンの注入条件を決める前記複数の注入パラメータか
ら前記分布関数における第1の分布と第2の分布の分配
率を求める第1のパラメータテーブルと、 前記第1のパラメータテーブルで求められた分配率と注
入エネルギーとから前記複数の分布パラメータを求める
第2のパラメータテーブルを備え、 前記第1のパラメータテーブルを参照して前記複数の注
入パラメータから前記分布関数における第1の分布と第
2の分布の分配率を求め、前記第2のパラメータテーブ
ルを参照して分配率と注入エネルギーとから前記複数の
分布パラメータを求めて前記分布関数の演算を行うこと
を特徴とするイオン注入シミュレーション装置。
2. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is changed by first scattering by particles randomly scattered in the semiconductor substrate. The simulation is performed as a superposition of a distribution function represented by a sum of a distribution and a second distribution of particles by channeling, and a plurality of distribution parameters of the distribution function include an implantation parameter including at least an implantation energy and an amorphous film thickness. A first parameter table for obtaining a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function from the plurality of implantation parameters for determining ion implantation conditions; A second step of obtaining the plurality of distribution parameters from the distribution ratio and the implantation energy obtained in the first parameter table; Comprising a parameter table, determining a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function from the plurality of injection parameters with reference to the first parameter table, and referring to the second parameter table. An ion implantation simulation apparatus, wherein the plurality of distribution parameters are obtained from a distribution ratio and an implantation energy to calculate the distribution function.
【請求項3】 非晶質膜を介して単結晶質の半導体基板
にイオンを注入した際に、前記半導体基板中の注入イオ
ン分布を、前記半導体基板中にランダムに散乱した粒子
による第1の分布とチャネリングによる粒子の第2の分
布との和で表される分布関数の重ね合わせとしてシミュ
レーション装置にシミュレーションさせ、前記分布関数
の複数の分布パラメータは、少なくとも注入エネルギー
と非晶質膜厚とを含む注入パラメータに依存しているも
のとするイオン注入シミュレーションプログラムを記録
した記録媒体において、 イオンの注入条件を決める前記複数の注入パラメータに
基づいて第1のパラメータテーブルを参照し、該第1の
パラメータテーブルから前記分布関数における第1の分
布と第2の分布の分配率を求める第1のステップと、 前記第1のステップで求められた分配率と注入エネルギ
ーとに基づいて第2のパラメータテーブルを参照し、該
第2のパラメータテーブルから前記複数の分布パラメー
タを求める第2のステップを前記シミュレーション装置
に実行させるプログラムが記録されていることを特徴と
するイオン注入シミュレーションプログラムが記録され
た記録媒体。
3. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through an amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is changed by a first randomly dispersed particle in the semiconductor substrate. The simulation is simulated as a superposition of a distribution function represented by the sum of the distribution and the second distribution of the particles by channeling, and a plurality of distribution parameters of the distribution function include at least the implantation energy and the amorphous film thickness. A recording medium storing an ion implantation simulation program which is assumed to be dependent on an implantation parameter including: a first parameter table based on the plurality of implantation parameters for determining ion implantation conditions; A first step of obtaining a distribution ratio of a first distribution and a second distribution in the distribution function from a table Referring to a second parameter table based on the distribution ratio and the implantation energy determined in the first step, and determining the plurality of distribution parameters from the second parameter table by the simulation apparatus. A recording medium on which an ion implantation simulation program is recorded.
【請求項4】 第1の非晶質膜を介して単結晶質の半導
体基板にイオンを注入した際に、複数の分布パラメータ
を有する分布関数の重ね合わせにより前記半導体基板中
の注入イオン分布をシミュレーションするイオン注入シ
ミュレーション方法において、 前記第1の非晶質膜に代えて、(第1の非晶質膜の膜
厚)×(第2の非晶質膜の平均飛程)/(第1の非晶質
膜の平均飛程)で得られる膜厚の第2の非晶質膜がある
ものとして前記半導体基板中の平均飛程以外の前記分布
パラメータを求めることを特徴とするイオン注入シミュ
レーション方法。
4. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a first amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is superimposed by superposing distribution functions having a plurality of distribution parameters. In the ion implantation simulation method for simulating, in place of the first amorphous film, (film thickness of first amorphous film) × (average range of second amorphous film) / (first amorphous film) Ion distribution simulation, wherein the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate are obtained assuming that there is a second amorphous film having a film thickness obtained by (average range of the amorphous film). Method.
【請求項5】 厚さT1,T2,…,Tnの非晶質物質
D1,D2,…,Dnが積層された多層膜を介して単結
晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、複数の分布
パラメータを有する分布関数の重ね合わせにより前記半
導体基板中の注入イオン分布をシミュレーションするイ
オン注入シミュレーション方法において、 前記半導体基板の表面には、表面厚さが 【数1】 で表される非晶質物質Aがあるとして、半導体基板中の
平均飛程以外の前記分布パラメータを求めることを特徴
とするイオン注入シミュレーション方法。
5. When ions are implanted into a single crystalline semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn having thicknesses T1, T2,. In the ion implantation simulation method for simulating the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate by superimposing a distribution function having the following distribution parameters, the surface of the semiconductor substrate has a surface thickness of Wherein the distribution parameter other than the average range in the semiconductor substrate is determined assuming that there is an amorphous substance A represented by the following formula:
【請求項6】 第1の非晶質膜を介して単結晶質の半導
体基板にイオンを注入した際に、複数の分布パラメータ
を有する分布関数の重ね合わせにより前記半導体基板中
の注入イオン分布をシミュレーションするイオン注入シ
ミュレーション装置において、 (第1の非晶質膜の膜厚)×(第2の非晶質膜の平均飛
程)/(第1の非晶質膜の平均飛程)を演算する演算手
段を備え、 前記第1の非晶質膜に代えて、前記演算手段で得られた
膜厚の第2の非晶質膜があるものとして前記半導体基板
中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求めることを
特徴とするイオン注入シミュレーション装置。
6. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a first amorphous film, the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate is superimposed by superimposing distribution functions having a plurality of distribution parameters. In the ion implantation simulation apparatus to be simulated, (the thickness of the first amorphous film) × (the average range of the second amorphous film) / (the average range of the first amorphous film) is calculated. Computing means for performing the above operation, except that there is a second amorphous film having a thickness obtained by the computing means in place of the first amorphous film. An ion implantation simulation apparatus for determining a distribution parameter.
【請求項7】 厚さT1,T2,…,Tnの非晶質物質
D1,D2,…,Dnが積層された多層膜を介して単結
晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、複数の分布
パラメータを有する分布関数の重ね合わせにより前記半
導体基板中の注入イオン分布をシミュレーションするイ
オン注入シミュレーション装置において、 【数2】 を演算する演算手段を備え、 前記半導体基板の表面には、前記演算手段により求めら
れた厚さの非晶質物質Aがあるとして、前記半導体基板
中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求めることを
特徴とするイオン注入シミュレーション装置。
7. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn having thicknesses T1, T2,. An ion implantation simulation apparatus for simulating the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate by superimposing distribution functions having the following distribution parameters: Calculating means for calculating the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate, assuming that the surface of the semiconductor substrate has an amorphous substance A having a thickness determined by the calculating means. An ion implantation simulation apparatus characterized in that:
【請求項8】 第1の非晶質膜を介して単結晶質の半導
体基板にイオンを注入した際に、複数の分布パラメータ
を有する分布関数の重ね合わせにより前記半導体基板中
の注入イオン分布をシミュレーション装置にシミュレー
ションさせるイオン注入シミュレーションプログラムを
記録した記録媒体において、 (第1の非晶質膜の膜厚)×(第2の非晶質膜の平均飛
程)/(第1の非晶質膜の平均飛程)を演算するステッ
プと、前記第1の非晶質膜に代えて、前記ステップで得
られた膜厚の第2の非晶質膜があるものとして前記半導
体基板中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求める
ステップを前記シミュレーション装置に実行させるプロ
グラムが記録されていることを特徴とするイオン注入シ
ミュレーションプログラムを記録した記録媒体。
8. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a first amorphous film, the distribution of the implanted ions in the semiconductor substrate is superimposed by superposing distribution functions having a plurality of distribution parameters. In a recording medium on which an ion implantation simulation program to be simulated by a simulation apparatus is recorded, (film thickness of first amorphous film) × (average range of second amorphous film) / (first amorphous film) Calculating the average range of the film, and assuming that there is a second amorphous film having the thickness obtained in the step in place of the first amorphous film, A recording medium recording an ion implantation simulation program, wherein a program for causing the simulation apparatus to execute the step of obtaining the distribution parameter other than the range is recorded. .
【請求項9】 厚さT1,T2,…,Tnの非晶質物質
D1,D2,…,Dnが積層された多層膜を介して単結
晶質の半導体基板にイオンを注入した際に、複数の分布
パラメータを有する分布関数の重ね合わせにより前記半
導体基板中の注入イオン分布をシミュレーション装置に
シミュレーションさせるイオン注入シミュレーションプ
ログラムを記録した記録媒体において、 【数3】 を演算するステップと、 前記半導体基板の表面には、前記ステップにより求めら
れた厚さの非晶質物質Aがあるとして、前記半導体基板
中の平均飛程以外の前記分布パラメータを求めるステッ
プを前記シミュレーション装置に実行させるプログラム
が記録されていることを特徴とするイオン注入シミュレ
ーションプログラムを記録した記録媒体。
9. When ions are implanted into a single-crystal semiconductor substrate through a multilayer film in which amorphous materials D1, D2,..., Dn having thicknesses T1, T2,. In a recording medium storing an ion implantation simulation program for causing a simulation device to simulate the distribution of implanted ions in the semiconductor substrate by superimposing distribution functions having the following distribution parameters: Calculating the distribution parameters other than the average range in the semiconductor substrate, assuming that the surface of the semiconductor substrate has an amorphous substance A having a thickness determined in the step. A recording medium on which an ion implantation simulation program is recorded, wherein a program to be executed by a simulation device is recorded.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030057171A (en) * 2001-12-28 2003-07-04 동부전자 주식회사 method for measuring ion implantation energy on a silicon wafer
JP2008198764A (en) * 2007-02-13 2008-08-28 Fujitsu Ltd Evaluation method of amorphous layer formed by ion implantation
JP2009218316A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Fujitsu Ltd Ion implantation distribution generation method
JP2010153577A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Fujitsu Ltd Ion implantation distribution generating method and simulation device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030057171A (en) * 2001-12-28 2003-07-04 동부전자 주식회사 method for measuring ion implantation energy on a silicon wafer
JP2008198764A (en) * 2007-02-13 2008-08-28 Fujitsu Ltd Evaluation method of amorphous layer formed by ion implantation
JP2009218316A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Fujitsu Ltd Ion implantation distribution generation method
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