Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ Развитие электронной техники требует создания тонких и сверхтонких многослойных полупроводниковых структур со строго заданными свойствами. В настоящее время самой эффективной технологией создания таких структур является ионная имплантация. Для релаксации дефектов, внесенных в материал в процессе имплантации, используется постимплантационный отжиг, который является обязательной операцией и в ходе которого большая часть готовых пластин теряется из-за сложности экспериментального подбора оптимальных температурных режимов. Поскольку прямой контроль распределения температуры по пластине практически нереализуем, задача математического моделирования занимает основное место в решении этой проблемы.
Применение вычислительного эксперимента позволяет значительно снизить себестоимость продукции за счет повышения выхода годных структур, уменьшения энергозатрат.
туитЬ РАБОТЫ Целью диссертационной работы являлось создание, подробное изучение и экспериментальная проверка математических моделей, описывающих распределение темпера-гур в полупроводниковых пластинах, и разработка на их основе оптимальных режимов управления технологическим процессом постимплантационного отжига. Для достижения этой цели ре-иены следующие задачи:
-
Выбрана модель распределения дефектов после ионной имплантации.
-
Построена и аналитически исследована модель диффузии для оценки времени процесса юстимплантационного отжига дефектов, приобретенных в процессе имплантации.
-
Построена и исследована численными методами модель отжига полупроводниковых ггруктур на примере антимонида индия после имплантации ионами бериллия.
-
Выбран и обоснован критерий оптимизации для управления процессом отжига.
-
Рассчитаны оптимальные параметры управления технологическим процессом на основе юстроенных математических моделей и выбранного критерия оптимизации управляющих пара-іетров.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ Основные научные результаты диссертации :
построена и исследована численными методами математическая модель процесса отжи
га полупроводниковых структур после ионной имплантации с учетом технологических
особенностей процесса;
построена система моделей, с использованием математических методов, для анализа
сех стадий обработки структуры;
найдены оптимальные режимы проведения процесса постимплантационного отжига,
зволяющие повысить выход годных структур вдвое.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Применение разработанных математических моделей позволяет, используя минимальное число технологических экспериментов, найти оптимальные режимы отжига, что дает возможность получить требуемый температурный режим без перегрева краев образца, существенно снизить энергозатраты на единицу продукции, стабилизировать электрофизические параметры материала, и тем самым, повысить выход годной продукции.
-
Системы моделей, позволяющих учитывать особенности конкретного технологического процесса постимплантационного отжига и предшествующих ему стадий.
-
Результаты исследования численными методами моделей, описывающих процесс постимплантационного отжига с учетом граничных условий, соответствующих реальным процессам.
3.Программный имитатор для численного исследования поведения полупроводниковых образцов различной структуры под воздействием тепловых импульсов широкого спектра.
4.Способ выбора оптимальных параметров управления технологическим процессом импульсного отжига в программном режиме.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения и результат работы обсуждались на конференции Международной тешіофизической школы "Повышение эффективности теплофизических исследований технологических процессов промышленного производства и метрологического обеспечения" (г. Тамбов, 1995г.),на научно-технической конференции"Микроэлектроника и информатика" секция "Материалы, компоненты и оборудование микроэлектроники" и секция "Физика, технология и проектирование изделий микро- и наноэлектроники" (г. Москва, МИЭТ, 1996г.), на б-ом Международном совещании "Радиационная физика твердого тела" (г. Севастополь, 1996г.)
Разработанные в соавторстве программы переданы в Государственный фонд алгоритмов и программ.
ПУБЛИКАЦИИ Основное содержание диссертации изложено в б опубликованных статьях и 3 в ОФАП программах.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.