7 Zusammenfassung und Ausblick

  Ziel dieser Arbeit war die Simulation der Ionenimplantation in mehrdimensionalen kristallinen Siliziumstrukturen zu verbessern. Die Komplexität heutiger ULSI Bauelemente stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Dotierungstechnik, sondern auch an die entsprechenden TCAD\ Werkzeuge.

Da sich die implantierten Ionen auf Grund von stochastischen Prozessen im Festkörper verteilen, wurde die Monte Carlo Methode als Ausgangspunkt für die Entwicklung des Simulators gewählt. Dieses Verfahren ermöglicht eine direkte Modellbildung der energetischen Wechselwirkungen zwischen den geladenen Teilchen und den Siliziumatomen und die Miteinbeziehung der Kristallgitterstuktur.

Mit der Entwicklung des Trajectory-Split Algorithmus wurde der große Rechenzeitaufwand, den konventionelle Monte Carlo Simulatoren aufweisen, erheblich verringert. Diese Strategie besitzt keinerlei Einschränkungen in Bezug auf die Dimensionalität der Bauelementestruktur und kann bei beliebigen Implantationsbedingungen eingesetzt werden.

Ein neues Amorphisierungsmodell wurde entwickelt, mit dem sich komplexe, temperaturabhängige Prozesse ohne zusätzlichen Zeitaufwand simulieren lassen. Die Ergebnisse dieser Berechnungen tragen auch zur Verbesserung von RTA Diffusionsmodellen bei.

Um den heute industriell eingesetzten Dotierungstechniken noch besser zu entsprechen, sind folgende Erweiterungen der implementierten Modelle denkbar:

1.

Die derzeit verfügbaren Modelle für die elektronische Abbremsung sind zwar physikalisch motiviert und liefern für die meisten Implantationsbedingungen sehr gute Ergebnisse, jedoch wäre ein fundamentaler Ansatz wünschenswert, um die Anzahl der Modellparameter zu verringern und den Gültigkeitsbereich auszudehnen.

2.

Für wissenschaftliche Zwecke kann es sinnvoll sein, die Follow-Each-Recoil Strategie auch im kristallinen Modell zu implementieren. Damit ließe sich das derzeit verwendete statistische Punktdefektmodell noch besser an die realen Gegebenheiten anpassen.

3.

Für die Dotierung von Kurzkanal PMOS Transistoren werden zunehmend -Implantationen eingesetzt [Zie92]. Obwohl die Fluor-Ionen auf Grund ihrer geringen relativen Atommasse (M=19) den Siliziumkristall nur moderat schädigen, erscheint die Berechnung ihrer Trajektorien zielführend, denn eine möglichst exakte Beschreibung der Fluorverteilung im Bauelement würde eine Untersuchung der Auswirkungen auf das Diffusionsverhalten des Dotierstoffes erlauben.

4.

Die Trajectory-Split Methode sollte aus Gründen der Rechenzeitreduktion in die Algorithmen für die Punkte zwei und drei mit einbezogen werden.

5.

Das Amorphisierungsmodell steht erst am Anfang seiner Entwicklung. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend, sodaß eine Erweiterung seines Gültigkeitsbereiches bezüglich Temperatur und Implantationsströmen (Dosisrateneffekt) naheliegt.

6.

Damit in Zusammenhang stehen auch Untersuchungen, die das Temperaturverhalten der Selbstausheilung während der Implantation zum Inhalt haben.

7.

Vor allem die Erweiterungen zwei, drei und sechs erhöhen spürbar die Anforderungen an die Rechenleistung des Computers. Da die Monte Carlo\ Simulation geradezu für Parallelisierung prädestiniert ist, sollte versucht werden, die Rechenlast in einem heterogenen Computernetzwerk zu verteilen.