6.5 Fertigungsaspekte der LDD-Implantation



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6.5 Fertigungsaspekte der LDD-Implantation

Die maximale LDD-Implantationsenergie ist durch den zur Verfügung stehenden Implantationsapparat des industriellen Partners auf limitiert. Eine hohe Implantationsenergie ist allerdings bei herkömmlichen LDD-Technologien ungewöhnlich: Zumeist wird mit bis direkt nach dem Ätzen des Polysilizium-Gates implantiert, wobei das Gate als selbstjustierende Maske fungiert.

Für die hohe Implantationsenergie allerdings reicht die LDD-Implantation durch das dicke Polysilizium hindurch in den Kanal und verändert die Threshold-Spannung in unerwünschter Weise. Zudem gibt es durch die Kornstruktur von Polysilizium immer wieder Stellen, an denen an den Korngrenzen entlang die LDD-Dopanden bevorzugt das Polysilizium durchdringen. Es bilden sich im Kanal Zonen mit erheblich niedriger lokaler Threshold-Spannung und wirken sich in stark erhöhtem Drain-Reststrom aus. In eigens gefertigten Teststrukturen ist dieses Verhalten bis mal je Meter Transistorweite aufgetreten [Bau93a] [Bau93b]. Durch Aufwachsen von etwa Oxid auf dem Polysilizium vor der Implantation konnte diese Defektdichte auf bis gedrückt werden, diese Werte sind aber immer noch unakzeptabel hoch.

In einem ungewöhnlichen Ansatz konnte das Problem der Kanalkontamination durch die Hochenergie-LDD-Implantation vollständig gelöst werden [Bau93b]: Der die Gate-Geometrie bestimmende Photolack von etwa Restdicke auf dem Polysilizium wird nicht wie sonst nach dem Gate-Ätzen entfernt, sondern als selbstjustierende Implantationsmaske verwendet. An dieser Stelle des Prozeßablaufs sind allerdings die Source/Drain-Gebiete des -Kanal-Transistors nicht abgedeckt, weshalb eine zusätzliche -Kanal-LDD-Implantation (Bor mit ) zur Kompensation eingeführt werden muß. Dies bedingt einen zusätzlichen Maskenschritt, eröffnet aber einen neuen Freiheitsgrad in der Optimierung der Drainstrom-Treiberfähigkeit des -Kanal-Transistors.



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