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:
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.