Modeling of Ion Implantation and Rapid Thermal Treatments during the Formation of Active Regions of Submicron and Nanometer Silicon IС
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-4-18-23
Abstract
The physical models and numerical algorithms allowing one to accurately simulate advanced technological processes, such as low−energy ion implantation and rapid thermal processing (RTA) are presented. A software system on the basis of these models has been designed and integrated into the microelectronics device and process modeling system Silvaco ATHENA. It enables the use of models and calculation
methods alternative to those implemented in the well−known software products, mainly for solving the problems with shallow depths of doped regions
About the Authors
F. F. Komarov
A. N. Sevchenko Institute of Applied Physics Problems
Belarus
Belarus
A. F. Komarov
A. N. Sevchenko Institute of Applied Physics Problems
Belarus
Belarus
A. M. Mironov
A. N. Sevchenko Institute of Applied Physics Problems
Belarus
Belarus
G. M. Zayats
Institute of Mathematics, Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Y. V. Makarevich
A. N. Sevchenko Institute of Applied Physics Problems
Belarus
Belarus
S. A. Miskevich
A. N. Sevchenko Institute of Applied Physics Problems
Belarus
Belarus
References
1. Girginoudi, D. Studies of ultra shallow n+—p−junctions formed by low−energy As−implantation / D. Girginoudi, N. Georguolas, A. Thanailakis, E.A. Polycroniadis // Mater. Sci. and Eng. B. − 2004. − V. 114–115. − P. 381—385.
2. Solmi, S. Transient enhanced diffusion of As in Si / S. Solmi, M. Ferri, M. Bersani // J. Appl. Phys. − 2003. − V. 94, N 8. − P. 4950— 4955.
3. Ruffell, A. Annealing behavior of low−energy ion−implanted P in Si / A. Ruffell, I. V. Mitchell, P. Simpson // Ibid. − 2005. − V. 97. − P. 123518 1−6.
4. Komarov, F. F. Mechanisms of arsenic clustering in silicon / F. F. Komarov, O. I. Velichko, V. A. Dobrushkin, A. M. Mironov // Phys. Rev. − 2006. − V. 74. − P. 035205−1—035205−10.
5. Komarov, F. F. 2D modelling of the diffusion of low−energy implanted arsenic in silicon at rapid thermal annealing / F. F. Komarov, A. M. Mironov, G. M. Zayats, V. A. Tsurko, O. I. Velicko, A. F. Komarov, A. I. Belous // Vacuum. − 2007. − V. 81. − P. 1184—1187.
6. Мильчанин, О. В. Улучшение параметров мелких p+—n− переходов в кремнии путем дополнительных имплантаций ионов углерода и ступенчатых термообработок / О. В. Мильчанин, Ф. Ф. Комаров, В. И. Плебанович, П. И. Гайдук, А. Ф. Комаров // Докл. НАН Беларуси. −2007. − Т. 51, № 2. − С. 40—44.
7. Комаров, Ф. Ф. Формирование однородно легированных слоев в металлах и полупроводниках методом полиэнергетической высокодозной ионной имплантации / Ф. Ф. Комаров, А. Ф. Комаров, А. М. Миронов // Там же. − 2007. − Т. 51, № 3. − С. 52—56.
8. Komarov, F. F. Simulation of rapid thermal annealing of low−energy implanted arsenic in silicon / F. F. Komarov, A. F. Komarov, A. M. Mironov, G. M. Zayats, V. A. Tsurko, O. I. Velichko // Phys. And Chem. of Solid State. − 2007. − V. 8, N 3. − P. 494—499.
9. Mironov, A. M. Modelling of low−energy−implanted phosphorus diffusion during rapid thermal processing of the semiconductor structures / A. M. Mironov, F. F. Komarov, A. F. Komarov, V. A. Tsurko, G. M. Zayats, O. I. Velichko // Vacuum. − 2009. − V. 83. − P. S127—S130.
10. Комаров, Ф. Ф. Моделирование процесса быстрого отжига кремниевых структур, имплантированных бором и бором с углеродом / Ф. Ф. Комаров, А. Ф. Комаров, А. М. Миронов, Г. М. Заяц // Материалы Седьмой Междунар. конф. «Автоматизация проектирования дискретных систем». − Минск, 2010. − C. 370—376.
11. Буренков, А. Ф. Пространственные распределения энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах / А. Ф. Буренков, Ф. Ф. Комаров, М. А. Кумахов. − М. : Энергоатомиздат, 1985. − 245 с.
12. Hobler, G. Two−dimensional modelling of ion implantation with spatial moments / G. Hobler, E. Langer, S. Selberherr // Solid−State Electronics. − 1987. − V. 30, N 4. − P. 445—455.
13. Burenkov, A. F. Two−dimensional local ion implantation distribution / A. F. Burenkov, A. G. Kurganov, G. G. Konoplyanik // Surface Sciences. − 1989. − V. 8. − P. 52.
14. Lorenz J., Simulation of the lateral spread of implanted ions: theory. / Lorenz J., Kruger W., Barthel A. // Proc. NASECODE−VI − Boole Press, 1989. − P. 513—520.
15. Parab, K. B. Analysis of ultra−shallow doping profiles obtained by low energy ion implantation / K. B. Parab, D. H. Yang, S. J. Morris, S. Tian, A. F. Tasch, D. Kamenitsa, R. Simonton, C. Magee // J. Vac. Sci. and Techn. B. − 1996. − V. 4, N 1. − P. 260.
16. Fedotov, A.K. Set of equations for stress−mediated evolution of the nonequilibrium dopant−defect system in semiconductor crystals / A. K. Fedotov, O. I. Velichko, V. A. Dobrushkin // J. Alloys and Compounds. − 2004. − V. 382, Iss. 1–2. − P. 283—287.
17. Komarov, F.F. Numerical algorithms for modeling of diffusion of As implanted in Si at low energies and high fluences / F. F. Komarov, O. I. Velichko, A. M. Mironov, V. A. Tsurko, G. M. Zayats // Proc. SPIE. − 2006. − V. 6260. − P. 566—574.
18. Griffin, P. B. Doping and damage dose dependence of implant induced TED below the amorphization threshold / P. B. Griffin, R. F. Lever, P. A. Packan, J. D. Plummer // Appl. Phys. Lett. − 1994. − V. 64, N 10. − P. 1242.
19. Самарский, А. А. Теория разностных схем / A. A. Самарский. − М.: Наука, 1977. − 656 с.
20. Komarov, F. F. Numerical simulation of impurity diffusion at the formation of ultrashallow doped areas in semiconductors / F. F. Komarov, A. F. Komarov, A. M. Mironov, O. I. Velichko, V. A. Tsurko, G. M. Zayats // J. Nonlinear Phenomena in Complex Systems. − 2010. − V. 13, N 4. − P. 389—395.
21. Величко, О. И. Моделирование диффузии мышьяка в системе SiO2/Si при низкоэнергетической имплантации и коротком термическом отжиге / О. И. Величко, Г. М. Заяц, А. Ф. Комаров, А. М. Миронов, В. А. Цурко // Материалы VII Междунар. конф. «Взаимодействие излучений с твердым телом». − Минск (Беларусь), 2007. − C. 96—98.
22. Velichko, O. I. Modeling of the transient interstitial diffusion of implanted atoms during low−temperature annealing of silicon substrates / O. I. Velichko, A. P. Kavaliova // Physica B. − 2012. − V. 407. − P. 2176—2184.
23. Boucard, F. A. Comprehensive solution for simulating ultra−shallow junctions: From high dose/low energy implant to diffusion annealing / F. Boucard, F. Roger, I. Chakarov, V. Zhuk, M. Temkin, X. Montagner, E. Guichard, D. Mathiot // Mater. Sci. and Eng. B. − 2005. − V. 124–125. − P. 409—414.
Review
For citations:
Komarov F.F., Komarov A.F., Mironov A.M., Zayats G.M., Makarevich Y.V., Miskevich S.A. Modeling of Ion Implantation and Rapid Thermal Treatments during the Formation of Active Regions of Submicron and Nanometer Silicon IС. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2012;(4):18-23. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-4-18-23
Views:
874
Email this article 