Силицидизация – процесс, вообще говоря, еще более сложный с точки зрения моделирования, чем окисление.

Силицидизация – процесс, вообще говоря, еще более сложный с точки зрения моделирования, чем окисление. В окислении участвуют две твердых фазы кремний и окисел, соответственно, моделируется два слоя переменной толщины. В процессе силицидизации участвуют три слоя: кремний, силицид и силицидообразующий металл. Считается также, что процессе окисления диффундируют только частицы окислителя, а диффузией кремния в окисел можно пренебречь. При силицидизации кремний является активно диффундирующей компонентой, также, как и металл, и подвижных границ в этой задаче уже не две, а три.

В связи с высокой сложностью задачи в тех случаях, когда высокая точность не обязательна, используется  параметрическая модель, суть которой заключается в введении нового слоя силицида в местах протекания реакции металл – кремний. Рост силицида не моделируется, а сразу устанавливается его конечная толщина, оцениваемая по модифицированному уравнению Дила – Гроува. Толщина металла остается неизменной, слой силицида углубляется в кремний. Такая довольно грубая модель бывает полезна, если параметры операции не являются существенными, а важен сам факт появления нового слоя с определенными свойствами.

Двумерное моделирование силицидизации начинается с генерации начального слоя силицида (в DIOS начальная толщина силицида по умолчанию 2 нм) на всех границах, по которым имеется контакт силицидообразующего металла и кремния в любом виде. Наиболее точная модель учитывает две составляющие роста силицида:

1.               растворение кремния в силициде, диффузия частиц кремния через силицид к границе с металлом и реакция на этой границе кремния и металла с образованием силицида.

2.               растворение металла в силициде, диффузия металла через силицид к границе с кремнием, взаимодействие металла с кремнием на этой границе с образованием силицида.

Для расчета в обоих случаях используется уравнение непрерывности при условии движущихся границ, включающее сумму диффузионного и конвективного потоков:

,

где N – концентрация диффундирующих частиц (кремния или металла),  — диффузионный поток,   — скорость изменения объема слоя. Граничные условия задаются следующим образом:

         для частиц кремния на границе кремний – силицид реакция растворения, на границе силицид  — металл  — химическая реакция образования силицида;

         для частиц металла – реакции растворения и образования силицида меняются местами (границами).

Для точного моделирования необходимо также учитывать возникающие в структуре механические напряжения.

 


 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector