圖形內(nèi)正電荷積累效應(yīng)對多晶硅刻蝕圖形影響的研究畢業(yè)論文答辯

1、圖形內(nèi)正電荷積累效應(yīng)對 多晶硅刻蝕圖形影響的研究,指導老師：楊靖,答辯人：張云峰,主要內(nèi)容,集成電路自60年代問世以來，有了十分迅速的發(fā)展。其集成度以每年25%的速度增長，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，對半導體單元器件的性能要求越來越高，也為制造工藝提出了更高的要求。集成電路工藝和器件的計算機模擬是集成電路開發(fā)和生產(chǎn)的必需技術(shù)，很大程度的減少成本，縮短開發(fā)周期。工藝器件的細微化、工藝的高成本使得計算機模擬在今后會越來越重要。,現(xiàn)狀,在目

2、前等離子刻蝕的研究中，主要集中在入射離子的種類、角度分布以及動量分布等方面，而對正電荷積累產(chǎn)生的影響的研究報道很少。在本論文中，通過建立仿真模型，參考實際工藝中的參數(shù)，對多個參數(shù)控制，進行仿真模擬，以獲得正電荷積累效應(yīng)對多晶硅刻蝕圖形的影響的深入了解。,,,,1.物理化學基礎(chǔ),實驗步驟,仿真模型,仿真過程,仿真結(jié)果,反應(yīng)過程,Si的刻蝕原理,【其中： (S)表示反應(yīng)表面，(g)表示氣體】,,2.設(shè)計方案,反應(yīng)過程,仿真模型,仿真過程,

3、仿真結(jié)果,實驗步驟,,3.仿真模型,反應(yīng)過程,實驗步驟,仿真模型,仿真過程,仿真結(jié)果,原子尺度單元模型，把刻蝕表面分割成微小的單元，每個單元內(nèi)包含1個襯底原子，通過對入射反應(yīng)粒子的通量（大小和角度）在反應(yīng)面各單元的計算，判明粒子在表面的吸附、堆積、脫離等種種反應(yīng)，計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為除去或添加微小單元。 Si原子位于單元的中央，中性活性種Cl原子和一個單元內(nèi)Si原子發(fā)生吸附反應(yīng)，1個單元最多可以吸附4個Cl原子,,4.仿真

4、過程,反應(yīng)過程,實驗步驟,仿真模型,仿真過程,仿真結(jié)果,（1）一定數(shù)量的活性種離子入射；（2）判斷離子的運動軌跡以及是否到達Si單元格中；（3）對到達了Si單元格中的離子計數(shù)，當一個Si吸附 4個離子時脫離；（4）脫離后Si單元格減少，反映到刻蝕圖形中。,,,5.仿真結(jié)果分析,反應(yīng)過程,實驗步驟,仿真模型,仿真過程,仿真結(jié)果,當離子垂直入射，則刻蝕的效率非常高，主要是對刻蝕圖形的控制會達到理想的效果，可以刻蝕出想要的溝道。,

5、,當考慮入射離子的角度分布以及通量分布，仿真更接近與實際工藝，入射離子的角度分布近似于正態(tài)分布，通量隨著R(入射能量和熱運動能量之比)的減小而變小，刻蝕出的圖形相對于之前的更加復(fù)雜，但是考慮了刻蝕反應(yīng)中各種反應(yīng)系數(shù)，包括物理碰撞和化學反應(yīng)之后，刻蝕的效率增大，于溝道兩側(cè)的刻蝕更加嚴重。,,考慮了正電荷積累效應(yīng)之后，我們可以直觀的看到：正電荷積累的越多，刻蝕的溝道越膨脹，表明對兩側(cè)多晶硅的刻蝕更嚴重，電荷的積累過多時，會嚴重影響了所生產(chǎn)的

6、器件的性能，所以在實際工藝中就必須采取另外的方法或者經(jīng)驗控制來減少這一現(xiàn)象帶來的影響。,,,在下一階段的工作中，準備做以下兩方面的研究：1.通過優(yōu)化仿真參數(shù)，包括入射離子的種類、仿真環(huán)境等，對多晶硅刻蝕進行更詳細的研究。2.優(yōu)化碰撞模型，通過考慮原子之間的作用力以及在空間中的運動規(guī)律來讓仿真結(jié)果更接近于實際工藝，解決在本次仿真中存在的不足之處。,,致謝 這篇論文中的工作是在我的導師楊靖老師的悉心指導下完成的。楊