업데이트 된 Implant 도핑

device

#1

Webinar: A Single Model, Single Environment Modulator Design Flow를 참여해보고 DEVICE에 Implant 도핑이 업데이트 된 사실을 알게 되었습니다.

  1. 실리콘 포토닉스 광변조기를 공정할 때, Fab에서 제어하는 공정 파라미터는 보통 "peak concentration (cm^-3)"이 아니라 “dose (cm-2), energy (keV), RTA 온도, 시간” 입니다. 그래서 DEVICE의 "peak concentration"에 값을 넣기 위해서는 또 다른 계산 또는 시뮬레이션이 필요하게 되어서 Single Environment에서 디자인할 수 없게 됩니다.
    Webinar에서도 이 부분을 설명할 때, 참고자료는 “dose (cm-2)와 energy (keV)”, RTA 조건을 보여주면서 DEVICE에는 중간 과정 없이 peak concentration을 넣어서 시뮬레이션하기 때문에 이해하는 데 어려움이 있었습니다. DEVICE에서 dose와 energy, RTA 조건을 알고 있을 때 도핑 프로파일을 정확하게 모델링하는 방법이 있는지 알고 싶습니다.

  2. 도핑 프로파일은 dopant 물질에 따라서도 달라질 수 있습니다. DEVICE에서는 dopant type을 n과 p로 만 나누어서 모델링하는데… 이렇게 해도 정확하다고 할 수 있을까요? pn junction을 만들었을 때, 무거운 질량의 dopant가 아래, 가벼운 dopant가 위 쪽으로 위치하게 되는 경향이 있는데… 이런것들은 아직 반영되기 어려운 것인가요?

*저희는 기존에 DEVICE implant doping profile의 모델링이 정확하지 않아서… 다른 공정 시뮬레이션에서 doping 프로파일 데이터를 얻고…이 후 import 해서 사용하고 있습니다. 실제로 import 데이터를 이용해서 광 시뮬레이션(MODE soluition, phase shift 결과 확인)을 했을 때와 DEVICE에서 implant model을 해서 광 시뮬에이션을 했을 때, 결과는 많이 차이 났었습니다.


#3

Q1. 실제 공정에서 보편적으로 다루는 dose, energy, RTA 조건 등을 바탕으로 DEVICE 의 implant doping 에서 사용하는 파라미터를 추출하여 doping profile 을 정확하게 모델링하는 방법
A1. 아직 위와같은 parameter 변환을 해주는 tool 은 저희가 제공을 하고 있지 않습니다. 하지만, Dose, energy, RTA temperature/time 과 peak concentration, range, straggle, skewness, kurtosis 간의 관계는 실리콘의 경우 많은 연구가 되어있습니다. 따라서, Google search 등을 통해 찾아보시면 많은 reference 를 구할 수 있을 것입니다. 또한 다음의 링크와 같이 online tool을 제공하는 곳도 있습니다. 이 링크의 아래에 나와 있는 reference 도 도움이 되리라 생각합니다.
http://cleanroom.byu.edu/implantcal

Q2. 서로 다른 dopant 의 경우, 각각의 mass 차이로 인한 영향을 반영하여 implant doping modelling 이 되는 지.
A2. 서로 다른 dopant 의 경우, range, straggle 등 다양한 parameter 가 변하게 됩니다. 따라서, 원하는 dopant 의 range, straggle 등 관련 파라미터의 정확한 값을 implant doping 모델에 반영해주면 dopant 의 질량차이로 인한 doping 특성을 고려해주게 됩니다. 이는 사용자가 직접 찾아서 data 를 입력해주어야 하는 것이며, DEVICE 에서 dopant 를 지정하여 자동으로 반영할 수가 없습니다.

그리고, 다른 process simulation tool 을 사용하여 구한 implant doping profile 을 바탕으로 한 시뮬레이션 결과와 DEVICE 내의 implant doping model 을 바탕으로 한 시뮬레이션 결과 간의 차이는, DEVICE 에서 implant doping 의 파라미터 자체를 제대로 설정해주지 못했기 때문일 가능성이 높습니다. Range 와 straggle 값은 논문 등에서 쉽게 구할 수 있는데, skewness 와 kurtosis 값 등은 구하기가 쉽지는 않습니다. 근본적인 차이는, DEVICE 의 implant doping tool 은 process 를 시뮬레이션하는 것이 아니라, process 가 완료된 결과(실험 또는 시뮬레이션) 바탕으로 profile 을 수식적으로 define 해주는 것으로, dose, energy, RTA temp/time 을 입력값으로 하는 process tool 과는 차이가 있습니다. 어찌보면, DEVICE 에서는 process tool 의 결과값을 input 으로 사용한다고 볼 수 있겠습니다.