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.