專利名稱：離子注入過程模擬裝置和模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子注入過程模擬裝置和模擬方法，在對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬中，實現(xiàn)包含末端部分的離子注入剖面的正確內(nèi)插和外插。
在LSI和其他的半導(dǎo)體器件的制造工序中，具有這樣的工序通過離子注入技術(shù)把雜質(zhì)離子作為摻雜劑注入到半導(dǎo)體襯底中，進而經(jīng)過熱處理工序來進行擴散激活。此時的雜質(zhì)分布，使閾值電壓Vt和晶體管的ON電流以及其他的電氣特性參數(shù)發(fā)生較大的變化，這是公知的。特別是，在最近，為了通過把半導(dǎo)體器件進行小型化來達(dá)到高密度大容量化和高速化，而使得更淺的接合深度的晶體管的設(shè)計變得重要起來。即，不僅要求雜質(zhì)的峰值濃度的控制是正確的，而且還要求離子注入剖面的末端位置的控制是正確的。
為了對應(yīng)于該要求，而采用使用計算機的離子注入過程模擬。這是這樣的方法在計算機中使用預(yù)定的模型和算法來預(yù)測計算在半導(dǎo)體器件的制造中所使用的各種離子注入剖面。通過使用離子注入過程模擬就能削減用于提高半導(dǎo)體器件的元件特性的試驗制作的工序，而大大有助于設(shè)計作業(yè)的效率。
通常，在對離子注入剖面進行模擬時，當(dāng)為非晶態(tài)晶體時，使用高斯型(Gaussian)或皮爾森型(Pearson)的函數(shù)來描述離子注入剖面可以得到令人滿意的近似。此時，向半導(dǎo)體晶體襯底的離子注入，由于反映了襯底的晶體性，而產(chǎn)生依賴于襯底的晶體取向和離子的注入角度而導(dǎo)致剖面不同的現(xiàn)象即溝道效應(yīng)現(xiàn)象。該溝道現(xiàn)象表示出隨劑量值的增加而減少的傾向。這是因為在劑量值增加的同時，晶體發(fā)生非晶態(tài)化。由此，向半導(dǎo)體晶體襯底的離子注入剖面不能用單純的高斯型或皮爾森型的函數(shù)來描述，而是可以通過使用多個函數(shù)來進行描述。
使用函數(shù)來描述向半導(dǎo)體晶體襯底的離子注入剖面的模擬技術(shù)被公開在例如文獻(xiàn)“An Improved Approach tp Accurately Model Shallow BAnd BF2Implants in Silicon”(Al F.Tasch，H.Shin，and C.Park；J.Electrochem.Soc.，Vol.136，No3，March 1989，pp.810-814；The Electrochemical Society.inc.)中。在該文獻(xiàn)中記述的模擬方法比進行離子注入的雜質(zhì)的實驗剖面更正確。實驗剖面由SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)所進行的測定結(jié)果。所謂SIMS，作為這樣的方法是公知的通過在半導(dǎo)體的表面區(qū)域上照射氧離子和銫離子及其他一次離子，而產(chǎn)生二次離子，通過對該二次離子進行質(zhì)量分析，來測定雜質(zhì)分布。使用分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個皮爾森型函數(shù)來表示在實驗中所得到的離子注入剖面。當(dāng)用式子來表示其時，就能按下式(1)那樣用兩個成分之和來描述離子注入剖面N(x)N(x)＝Dmainfmain(x)+Dsubfsub(x)…(1)其中，所謂主峰值的非晶態(tài)成分函數(shù)fmain(x)和副峰值的溝道效應(yīng)成分函數(shù)fsub(x)是不依賴于劑量值的標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)，Dmain是主峰值的非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)，Dsub是副峰值的溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)。離子注入剖面N(x)的全劑量值DT可以按下式(2)那樣用非晶態(tài)成分劑量值和溝道效應(yīng)成分劑量值的各系數(shù)之和來記述DT=∫0∞N(x)dx=Dmain+Dsub----(2)]]>其中，可以使用投影范圍(the projected range)Rp、標(biāo)準(zhǔn)偏差(the standard deviation)ΔRp、偏斜度(skewness)γ和峰態(tài)(kurtosis)β這4種瞬間參數(shù)來表述所使用的皮爾森型函數(shù)。
下面參照圖6的流程圖來說明通過內(nèi)插來求出所指定的劑量的離子注入剖面的現(xiàn)有的離子注入過程模擬方法。當(dāng)參照圖6時，最初，從幾個劑量值的離子注入剖面的表數(shù)據(jù)中抽出分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的2個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍Rp、偏差ΔRp、偏斜度γ和峰態(tài)β的瞬間參數(shù)(Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù))以及非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)(步驟601)。由此，準(zhǔn)備Dual Pearson數(shù)據(jù)表。接著，從Dual Pearson數(shù)據(jù)表中選出任意的劑量值的最靠近的2點中的劑量值的參數(shù)(步驟602)。接著，在所選出的參數(shù)中，使依賴于劑量值的非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)用劑量值來進行線性內(nèi)插(步驟603)。
具體地說，首先，使用在多個劑量值點中的SIMS實驗剖面數(shù)據(jù)，來抽出函數(shù)型的參數(shù)值和主峰值中的非晶態(tài)成分劑量值與全劑量值的系數(shù)比Dmain/DT。對于硼和BF2，在上述文獻(xiàn)中記載了函數(shù)型參數(shù)和主峰值中的非晶態(tài)成分劑量值和全劑量值的系數(shù)比。
圖7是表示作為可以進行內(nèi)插的參數(shù)的劑量值依存性的圖。在圖7中，橫坐標(biāo)表示劑量值，縱坐標(biāo)表示主峰值非晶態(tài)成分劑量值比，折線表示主峰值非晶態(tài)成分劑量值比的劑量值依存性。如圖7所記載的那樣，在圖中所使用的實驗數(shù)據(jù)的劑量點不一定為五個點的程度。這樣，除此以外的劑量值中的主峰值的非晶態(tài)成分劑量和全劑量的系數(shù)比就需要與全劑量相關(guān)來進行內(nèi)插。對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插或外插的兩個點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和主峰值的非晶態(tài)成分劑量與全劑量的系數(shù)比(Dmain，a/DT，i)，(Dmain，a+1/DT，i+1)時，若通過現(xiàn)有的模擬方法來進行線性內(nèi)插，就能按下式(3)這樣來表述任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量和溝道效應(yīng)成分劑量的各系數(shù)的全劑量比(Dmain，a/DT，a)、(Dsub，a/DT，a)(Dmain,a/DT,a)=(DT,i+1-DT,a)(Dmain,i/DT,i)+(DT,a-DT,i)(Dmain,i+1/DT,i+1)(DT,i+1-DT,i)]]>(Dsub，a/DT，a)＝1-(Dmain，a/DT，a)…(3)但是，在上述現(xiàn)有的離子注入過程模擬方法中，當(dāng)兩個點的劑量值DT，i、DT，i+1(DT，i＜DT，i+1)的各自中的剖面Ni(x)和Ni+1(x)滿足Ni(x)＜Ni+1(x)的關(guān)系時，存在這樣的情況會發(fā)生與該兩點間的劑量點DT，a相關(guān)進行線性內(nèi)插的剖面Na(x)的強度和剖面Ni+1(x)的強度出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。作為一個例子，在圖8中表示出了由現(xiàn)在廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)的過程模擬器SUPREM-3所產(chǎn)生的計算結(jié)果。當(dāng)參照圖8時，按照上述現(xiàn)有的線性內(nèi)插方法，在剖面曲線CP2和CP4之間進行線性內(nèi)插的剖面Na(x)的曲線CP3在末端部與劑量更大的剖面曲線CP1、CP3交叉，即，顯示出濃度在剖面曲線CP3的情況下高于剖面曲線CP1、CP2情況下，因而產(chǎn)生了這樣缺陷。
與該結(jié)果相對，考慮這樣的方法對于作為橫軸量的劑量的對數(shù)量，通過下式(4)來進行內(nèi)插(Dmain，a/DT，a)=(logDT,i+1-logDT,a)(Dmain,i/DT,i)+(logDT,a-logDT,i)(Dmain,i+1/DT,i+1)(logDT,i+1-logDT,i)]]>(Dsub，a/DT，a)＝1-(Dmain，a/DT，a)…(4)但是，在此情況下的內(nèi)插結(jié)果雖然與圖8的情況相比進行了若干改善但仍不能克服在末端部強度發(fā)生反轉(zhuǎn)的缺陷。
如上述那樣，現(xiàn)有的離子注入過程模擬方法存在這樣的問題在例如接合深度的雜質(zhì)剖面的模擬中，在離子注入剖面的末端部分的內(nèi)插中存在缺陷，而不能得到正確的模擬結(jié)果。
本發(fā)明的目的是提供離子注入過程模擬裝置及其模擬方法，對包含末端部分的對半導(dǎo)體器件的離子注入剖面正確地進行內(nèi)插和外插。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的離子注入過程模擬裝置，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，以進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列部分?jǐn)?shù)據(jù)抽出裝置(10)，從離子注入剖面數(shù)據(jù)中取出分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍、偏差、偏斜度、峰態(tài)等各個瞬間參數(shù)以及非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)，來制作數(shù)據(jù)表(11)；內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得裝置(20)，從由上述數(shù)據(jù)抽出裝置(10)所制作的上述數(shù)據(jù)表(11)來取得用于劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插的參數(shù)；劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，在由上述內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得裝置(20)所取得的參數(shù)中，使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面，同時，在表述由使用者所指定的劑量值的上述離子注入剖面時，使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插；
模擬結(jié)果輸出裝置(40)，輸出由上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)而對劑量系數(shù)進行內(nèi)插和外插的模擬結(jié)果。
根據(jù)優(yōu)選實施例，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的兩個點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a。
根據(jù)優(yōu)選實施例，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，進一步使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
根據(jù)優(yōu)選實施例，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a在實驗地抽出的瞬間數(shù)據(jù)依賴于劑量值的情況下，進一步，對于任意的劑量值DT，a，把用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的依賴于劑量的瞬間參數(shù)分別定義為μm，i、μm，i+1，并且，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的瞬間參數(shù)μm，aμm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟從離子注入剖面數(shù)據(jù)中取出分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍、偏差、偏斜度、峰態(tài)等各個瞬間參數(shù)以及非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)，來制作數(shù)據(jù)表；從由上述數(shù)據(jù)抽出步驟所制作的上述數(shù)據(jù)表來取得用于劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插的參數(shù)；在由上述內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得步驟所取得的參數(shù)中，使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述向半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面，同時，在記述向使用者所指定的劑量值的上述離子注入剖面時，使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
根據(jù)優(yōu)選實施例，在上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟中，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i-1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a。
根據(jù)優(yōu)選實施例，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，進一步包含使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟。
根據(jù)優(yōu)選實施例，在上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟中，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmaina＝DT，a-Dsub，a；在實驗地抽出的瞬間數(shù)據(jù)依賴于劑量值的情況下，進一步，對于任意的劑量值DT，a，把用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的依賴于劑量的瞬間參數(shù)分別定義為μm，i、μm，i+1，并且，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的瞬間參數(shù)μm，aμm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述向半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面；使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
根據(jù)優(yōu)選實施例，在使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟中，對于作為內(nèi)插和外插的對象的任意的劑量值，使用該劑量值最靠近的兩點的劑量值中的上述非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，來進行與該任意的劑量值相對的溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述向半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面；使用多個劑量值中的從離子注入剖面中所抽出的瞬間參數(shù)和線性結(jié)合系數(shù)，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
根據(jù)優(yōu)選實施例，在權(quán)利要求11的離子注入過程模擬方法中，在使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟中，對于作為內(nèi)插和外插的對象的任意的劑量值，使用該劑量值的最靠近的兩點的劑量值中的依賴于劑量的上述瞬間參數(shù)，來對與該劑量值相對的瞬間參數(shù)進行內(nèi)插和外插。
本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進一步說明。在這些附圖中

圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的離子注入過程模擬裝置的構(gòu)成的方框圖；圖2是表示本實施例的離子注入過程模擬裝置的動作的方框圖；圖3是表示本實施例的離子注入剖面的內(nèi)插狀態(tài)的剖面圖；圖4是把本實施例的溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)與現(xiàn)有的內(nèi)插結(jié)果進行比較來進行表示的圖；圖5是表示本實施例的離子注入過程模擬裝置的其他動作的流程圖；圖6是表示現(xiàn)有的離子注入過程模擬的程序的流程圖；圖7是表示在現(xiàn)有的離子注入過程模擬方法中的應(yīng)該進行內(nèi)插的參數(shù)的劑量依存性的圖；圖8是表示現(xiàn)有的離子注入過程模擬方法所產(chǎn)生的離子注入剖面的內(nèi)插狀態(tài)的剖面圖。
圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的離子注入過程模擬裝置的構(gòu)成的方框圖。本實施例的離子注入過程模擬裝置是使用工作站和個人計算機以及其他的計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)的，通過控制相應(yīng)的計算機系統(tǒng)的控制程序來執(zhí)行下面說明的本實施例的功能。該控制程序是存儲在磁盤和半導(dǎo)體存儲器以及其他的存儲媒體中來提供的，通過下載到計算機系統(tǒng)的處理裝置中來實現(xiàn)本實施例的離子注入過程模擬裝置。
當(dāng)參照圖1時，本發(fā)明的離子注入過程模擬裝置包括從離子注入剖面數(shù)據(jù)50取出所需要的Dual Pearson數(shù)據(jù)而制成Dual Pearson數(shù)據(jù)表11的Dual Pearson數(shù)據(jù)抽出部10；從由Dual Pearson數(shù)據(jù)抽出部10所制成的Dual Pearson數(shù)據(jù)表11來取得用于劑量值系數(shù)的內(nèi)插(interpolate)和外插(extrapolate)的Dual Pearson參數(shù)的內(nèi)插用DualPearson數(shù)據(jù)取得部20；使用由內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部20所取得的參數(shù)來進行劑量值系數(shù)的內(nèi)插或外插的劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30；輸出對劑量系數(shù)進行內(nèi)插的模擬結(jié)果的模擬結(jié)果輸出部40。在圖1中僅記載了本實施例中的特征結(jié)構(gòu)，對其他的一般的結(jié)構(gòu)則省略其描述。
Dual Pearson數(shù)據(jù)抽出部10在模擬執(zhí)行之前預(yù)先輸入幾個劑量值的離子注入剖面數(shù)據(jù)50，來制成Dual Pearson數(shù)據(jù)表11。在Dual Pearson數(shù)據(jù)表11中存儲著分別代表溝道效應(yīng)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍Rp、偏差ΔRp、偏斜度γ、峰態(tài)β的瞬間參數(shù)(Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù))；非晶態(tài)成分劑量系數(shù)；溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)。
內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部20從Dual Pearson數(shù)據(jù)表11取得通過未圖示的指定裝置所指定的任意劑量的最靠近的2點中的劑量值的參數(shù)(下面稱為Dual Pearson參數(shù))。
劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30，在由內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部20所取得的Dual Pearson參數(shù)中，如果非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)依賴于劑量值的話，與全劑量值相關(guān)，而以下面所示的方法來對非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)進行內(nèi)插或外插。
即，劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30，首先使用分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，來通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述向半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面。接著，在記述由使用者所指定的劑量值的離子注入剖面時，使用不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插或外插。
若使用式子來表示以上動作，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式(5)來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a。
…(5)模擬結(jié)果輸出部40使用由劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30所產(chǎn)生的進行了內(nèi)插和外插的模擬結(jié)果，來制成圖3所示的剖面圖，以在顯示裝置上進行顯示或者進行打印輸出。
下面，參照圖2的流程圖來對本實施例動作進行說明。首先，DualPearson數(shù)據(jù)抽出部10從幾個劑量值的離子注入剖面數(shù)據(jù)50中抽出Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)、非晶態(tài)成分劑量系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，來制成Dual Pearson數(shù)據(jù)表11(步驟201)。
接著，內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部20從Dual Pearson數(shù)據(jù)表11取得通過未圖示的指定裝置所指定的任意劑量的最靠近的2點中的劑量值的Dual Pearson參數(shù)(步驟202)。
接著，劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30，在由內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部20所取得的Dual Pearson參數(shù)中，判斷非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)是否依賴于劑量值，如果依賴的話，與相應(yīng)劑量值相關(guān)，而通過上述方法來對非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)進行內(nèi)插或外插(步驟203)。
根據(jù)以上那樣進行的對劑量系數(shù)進行內(nèi)插和外插的離子注入剖面計算結(jié)果，通過模擬結(jié)果輸出部40來制成剖面圖并輸出。在圖3中，表示本實施例的BF2離子注入的剖面計算結(jié)果。
當(dāng)參照圖3時，對剖面曲線CP2、CP4兩種劑量之間的DT，a進行內(nèi)插的離子注入剖面Na(x)的曲線CP3遍及包括末端部的全體中，而得到不會與劑量更大的剖面曲線CP1、CP2相交叉的正確的剖面。
圖4是把溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)與現(xiàn)有的模擬進行比較來進行表示的圖。在圖4中，實線表示使用本實施例的模擬中的溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值與全劑量值的對數(shù)值的關(guān)系，虛線表示現(xiàn)有的模擬中的溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值與全劑量值的對數(shù)值的關(guān)系。當(dāng)參照圖4時，在現(xiàn)有的模擬中，如用虛線所示的那樣，出現(xiàn)凹凸，而在使用本實施例的模擬中，如用實線所示的那樣，為單調(diào)增加的特性。
如上述那樣，根據(jù)本實施例，在半導(dǎo)體器件的制造中，就能通過重要的接合深度的模擬來實現(xiàn)所要求的包含末端部分的離子注入剖面的正確的內(nèi)插。
下面對本發(fā)明的另一個實施例的離子注入過程模擬裝置進行說明。由于本實施例的構(gòu)成與圖1所示的第一實施例構(gòu)成相同，而不進行圖示。
在本實施例中，劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30，與第一實施例相同，除了與劑量值相關(guān)而對非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)進行內(nèi)插或外插之外，在Dual Pearson參數(shù)中，判斷應(yīng)進行計算的劑量值的最靠近的兩點中的劑量值的Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)是否依賴于劑量，如果依賴的話，在與劑量相關(guān)，而用下面表示的方法對該DualPearson函數(shù)的瞬間參數(shù)進行內(nèi)插或外插。
即，在所抽出的瞬間數(shù)據(jù)依賴于劑量的情況下，使上述劑量依存瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插、外插。
若用式子來表示該動作，對于任意的劑量值DT，a，把用于進行內(nèi)插或外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的依賴于劑量的Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)分別定義為μm，i、μm，i+1，由此，使用下式(6)來計算任意的劑量值DT，a中的的Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)μm，aμm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>μm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>…(6)圖5是表示本實施例的另一個動作例子的流程圖。當(dāng)參照圖5時，由劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部30所進行的步驟503之前的動作與圖3所示的動作例子的步驟203之前動作相同。此后，在Dual Pearson參數(shù)中，判斷應(yīng)進行計算的劑量值的最靠近的兩點中的劑量值的Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)是否依賴于劑量，如果依賴的話，在與劑量相關(guān)，而用下面表示的方法對該Dual Pearson函數(shù)的瞬間參數(shù)進行內(nèi)插或外插(步驟504、505)。
例如，在實驗地把砷離子注入到半導(dǎo)體晶體襯底中時，得到偏斜度γ依賴于劑量的參數(shù)。在此情況下，在現(xiàn)有的線性內(nèi)插所產(chǎn)生的劑量的內(nèi)插方法中，在末端部中存在剖面曲線發(fā)生交叉的情況，但是，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到在末端部剖面曲線不會交叉的正確的剖面。
如上述那樣，本發(fā)明由于使非晶態(tài)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值和依賴于劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插，而具有能夠正確地對包含末端部分的離子注入剖面進行內(nèi)插和外插的效果。
權(quán)利要求
1.一種離子注入過程模擬裝置，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，以進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列部分?jǐn)?shù)據(jù)抽出裝置(10)，從離子注入剖面數(shù)據(jù)中取出分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍、偏差、偏斜度、峰態(tài)等各個瞬間參數(shù)以及非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)，來制作數(shù)據(jù)表(11)；內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得裝置(20)，從由上述數(shù)據(jù)抽出裝置(10)所制作的上述數(shù)據(jù)表(11)來取得用于劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插的參數(shù)；劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，在由上述內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得裝置(20)所取得的參數(shù)中，使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面，同時，在表述由使用者所指定的劑量值的上述離子注入剖面時，使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插；模擬結(jié)果輸出裝置(40)，輸出由上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)而對劑量系數(shù)進行內(nèi)插和外插的模擬結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過程模擬裝置，其特征在于，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的兩點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過程模擬裝置，其特征在于，劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，進一步使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過程模擬裝置，其特征在于，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插裝置(30)，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的兩點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a在實驗地抽出的瞬間數(shù)據(jù)依賴于劑量值的情況下，進一步，對于任意的劑量值DT，a，把用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的依賴于劑量的瞬間參數(shù)分別定義為μm，i、μm，i+1，并且，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的瞬間參數(shù)μm，aμm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i).]]>
5.一種離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，以進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟從離子注入剖面數(shù)據(jù)中取出分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)中的投影范圍、偏差、偏斜度、峰態(tài)等各個瞬間參數(shù)以及非晶態(tài)成分劑量值系數(shù)、溝道效應(yīng)成分劑量值系數(shù)，來制作數(shù)據(jù)表；從由上述數(shù)據(jù)抽出步驟所制作的上述數(shù)據(jù)表來取得用于劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插的參數(shù)；在由上述內(nèi)插用數(shù)據(jù)取得步驟所取得的參數(shù)中，使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述向半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面，同時，在表述由使用者所指定的劑量值的上述離子注入剖面時，使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子注入過程模擬方法，其特征在于，在上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟中，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的2點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子注入過程模擬方法，其特征在于，上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，進一步包含使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子注入過程模擬方法，其特征在于，在上述劑量系數(shù)內(nèi)插/外插步驟中，對于任意的劑量值DT，a，在提供用于進行內(nèi)插和外插的兩點的劑量值DT，i、DT，i+1中的離子注入剖面的瞬間數(shù)據(jù)和非晶態(tài)成分劑量及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，i、Dsub，i、Dsub，i+1時，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)Dmain，a、Dsub，aDsub,a=(logDT,i+1-logDT,a)Dsub,i+(logDT,a-logDT,i)Dsub,i+1(logDT,i+1-logDT,i)]]>Dmain，a＝DT，a-Dsub，a；在實驗地抽出的瞬間數(shù)據(jù)依賴于劑量值的情況下，進一步，對于任意的劑量值DT，a，把用于進行內(nèi)插和外插的兩點的劑量值DT，i、DT，i+1中的依賴于劑量的瞬間參數(shù)分別定義為μm，i、μm，i+1，并且，使用下式來計算任意的劑量值DT，a中的瞬間參數(shù)μm，aμm,a=(logDT,i+1-logDT,a)μm,i+(logDT,a-logDT,i)μm,i+1(logDT,i+1-logDT,i).]]>。
9.一種離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，以進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面；使用多個劑量值中的不依賴于從離子注入剖面所抽出的劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的上述線性結(jié)合的系數(shù)，使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子注入過程模擬方法，其特征在于，在使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟中，對于作為內(nèi)插和外插的對象的任意的劑量值，使用該劑量值最靠近的兩點的劑量值中的上述非晶態(tài)成分劑量系數(shù)和溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，來進行與該任意的劑量值相對的溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插。
11.一種離子注入過程模擬方法，進行對半導(dǎo)體器件的離子注入過程模擬，以進行對離子注入剖面的必要的內(nèi)插和外插，包括下列步驟使用分別代表非晶態(tài)成分、溝道效應(yīng)成分的兩個標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)和與該兩個函數(shù)相對應(yīng)的非晶態(tài)成分劑量系數(shù)及溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)，通過該兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述半導(dǎo)體晶體襯底中的離子注入剖面；使用多個劑量值中的從離子注入剖面中所抽出的瞬間參數(shù)和線性結(jié)合系數(shù)，在實驗地抽出的瞬間參數(shù)依賴于劑量值的情況下，使依賴于上述劑量值的瞬間參數(shù)對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的離子注入過程模擬方法，其特征在于，在使上述溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插的步驟中，對于作為內(nèi)插和外插的對象的任意的劑量值，使用該劑量值的最靠近的兩點的劑量值中的依賴于劑量的上述瞬間參數(shù)，來對與該劑量值相對的瞬間參數(shù)進行內(nèi)插和外插。
全文摘要
本發(fā)明裝置包括:根據(jù)離子注入剖面數(shù)據(jù)制成Dual Pearson數(shù)據(jù)表的Dual Pearson數(shù)據(jù)抽出部;從DualPearson數(shù)據(jù)表取得用于劑量系數(shù)的內(nèi)插和外插參數(shù)的內(nèi)插用Dual Pearson數(shù)據(jù)取得部;劑量系數(shù)內(nèi)插/外插部,通過分別代表非晶態(tài)成分和溝道效應(yīng)成分的兩個函數(shù)的線性結(jié)合來表述離子注入剖面,同時,使用不依賴于劑量的瞬間參數(shù)和依賴于劑量的線性結(jié)合的系數(shù),使溝道效應(yīng)成分劑量系數(shù)的對數(shù)值對全劑量值的對數(shù)值進行內(nèi)插和外插;輸出模擬結(jié)果的模擬結(jié)果輸出部。
文檔編號G06F17/50GK1195881SQ9810046
公開日1998年10月14日 申請日期1998年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月27日
發(fā)明者麻多進, 澤畠弘一 申請人:日本電氣株式會社