6.3 Optimierung der LDD-Struktur



next up previous contents
Next: 6.3.1 Variation der Spacer-Länge Up: 6 Unterdrückung heißer Ladungsträger Previous: 6.2 Allgemeine Optimierungsrichtlinien

6.3 Optimierung der LDD-Struktur

In einer konkreten Entwicklungsaufgabe (in enger Zusammenarbeit mit einem industriellen Partner) wurde ein bestehender Doppel-Metall-, Doppel-Polysilizium-Prozeß mit nominaler Gate-Länge (zumeist auf skaliert) für eine Betriebsspannung von umgestaltet. Der nur für Betriebsspannung ausgelegte Ausgangsprozeß verwendet eine DDD-Struktur für Source und Drain. Durch möglichst geringfügige Veränderung des Prozeßablaufes soll die zu erwartende Bauelementlebensdauer auch bei Gleichspannungsbeanspruchung mindestens Jahre betragen.

Die für zu lösenden Probleme der Unterdrückung heißer Ladungsträger sind mit jenen bei heutigen, in Produktion befindlichen Spitzentechnologien, etwa oder durchaus vergleichbar - die Methode zur Problemlösung ebenso. Es soll eine LDD-Struktur dimensioniert und optimiert werden.

Da die äußere Source-Drain-Implantation durch die erforderliche hohe Grenzflächendotierungskonzentration für eine niederohmige Kontaktierung sowie durch die geforderte Sperrschichttiefe festgelegt ist und die thermische Nachbehandlung auch auf den -Kanal-Transistor abgestimmt sein muß, verbleiben noch drei Prozeßparameter zur Optimierung der LDD-Struktur:

  1. Spacer-Länge,
  2. LDD-Implantationsenergie,
  3. LDD-Implantationsdosis.

Die Publikationen genau darüber sind zahlreich: Die Optimierung der Spacer-Länge wird in [Toy84] [Iza87a] [Iza87b] [Yos87] behandelt. Die Optimierung von Dosis und Energie der LDD-Implantation ist Gegenstand der Untersuchungen in [Toy84] [Kat84] [Hsu84] [Iza87a] [Iza87b] [Ham87] [Web88] [Jai88]. Auf die laterale Diffusion des Source/Drain- () und LDD- () Überganges wird in [Cha87] [May87] [Iza87a] [Iza87b] [Yos87] [San89b] eingegangen.

Für die CMOS-Entwicklung mittels Simulation werden die drei oben genannten Prozeßparameter innerhalb sinnvoller Bereichsgrenzen variiert. Der maximale Substratstrom bei soll unter der Randbedingung einer möglichst hohen Stromtreiberfähigkeit des Transistors (Drainstrom bei ) minimiert werden. Dabei dient als Indikator für die Bauelementlebensdauer. Auf den genaueren Zusammenhang zwischen Substratstrom und Lebensdauer wird in Abschnitt 6.6 eingegangen.





Martin Stiftinger
Mon Oct 17 21:16:53 MET 1994