Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 21, Numéro 1, janvier 1986
Page(s) 35 - 44
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198600210103500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 21, 35-44 (1986)
DOI: 10.1051/rphysap:0198600210103500

Présentation du logiciel de simulation bidimensionnelle de technologie silicium - MOBIDIC

D. Collard1, I. Desoutter2, M. Lobet3 et J.N. Decarpigny1

1  I.S.E.N., Institut Supérieur d'Electronique du Nord, 3, rue François Baës, 59046 Lille Cedex, France
2  Matra-Harris Semiconducteurs, B.P. n° 942, 44075 Nantes Cedex, France
3  Laboratoire de Microélectronique, Bât. Maxwell, 3, Place du Levant, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgique


Abstract
A two dimensional process simulator, MOBIDIC, has been developed. This program allows the simulation of ion implantation through arbitrary masks and the resolution of the diffusion equations taking account of the interaction between impurities under inert or oxidizing ambient. For boron and arsenic, the diffusion model includes electric field, charged vacancies and clustering effects. The phosphorus diffusion is based upon Fair's model. The two dimensional oxide growth is given by an analytical formula, the diffusion equations being solved in an evolutive domain. The program uses the finite element method, the temporal equations being solved by an incomplete implicit scheme. The results of the process simulations can be introduced in the device simulator MINIMOS to determine the electrical behaviour of the components. This process-device connection is presented in the case of a 6-microns n-MOS technology.


Résumé
Un programme de simulation bidimensionnelle de technologie silicium, MOBIDIC, a été développé. Ce programme permet la simulation de l'implantation ionique à travers un masque quelconque et la résolution des équations du couplage entre impuretés sous ambiance inerte ou oxydante. Pour le bore et l'arsenic, le modèle de diffusion inclut l'effet du champ électrique, des lacunes chargées et la formation d'agglomérats. La diffusion du phosphore est basée sur le modèle de Fair. La croissance bidimensionnelle d'oxyde est donnée par une loi analytique les équations de diffusion sont alors intégrées dans un domaine à géométrie variable. Le programme utilise la méthode des éléments finis, les équations temporelles étant résolues par un schéma implicite incomplet. Les résultats de la simulation de technologie peuvent être introduits dans le simulateur de dispositif MINIMOS afin de déterminer le comportement électrique des structures actives. Ce couplage technologie/dispositif est présenté dans le cas d'une technologie n-MOS 6 microns.

PACS
6170T - Doping and implantation of impurities.
6630J - Diffusion, migration, and displacement of impurities in solids.
8160C - Surface treatment and degradation in semiconductor technology.
2520C - Elemental semiconductors.
2550B - Semiconductor doping.
2550E - Surface treatment semiconductor technology.

Key words
diffusion in solids -- elemental semiconductors -- oxidation -- semiconductor technology -- silicon -- vacancies crystal -- two dimensional Si process simulator -- P diffusion -- Si process simulator -- B -- As -- MOBIDIC -- ion implantation -- diffusion equations -- impurities -- charged vacancies -- clustering effects -- oxide growth -- evolutive domain -- finite element method -- 6 microns n MOS