(57)【要約】【課題】  高ドーズ量の注入条件などによるＳｉ基板の結晶構造のアモルファス化を考慮した、精度の高いイオン注入シミュレーション装置を提供する。【解決手段】  グループ作成部は、ｎ個のイオン粒子をグループＧ１、グループＧ２、・・・、グループＧｋにグループ分けをする。個別領域設定部は、初期条件計算領域１ａをグループＧ１の個別領域として設定し、イオン粒子の動きを前記計算部に計算させる。個別領域設定部は、以降順次、グループＧｉに属するイオン粒子の計算結果を示す飛程Ｒｐ、分散σＬ等に基づいてグループＧｉ＋１の個別領域を設定する。そして、個別領域設定部は、設定したグループＧｉ＋１の個別領域へグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入してイオン粒子の動きを計算部に計算させる。【選択図】        図２
2005197617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーション装置において、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けするグループ作成部と、
前記グループ作成部がグループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、
個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する個別領域設定部と、
前記個別領域が注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする計算部と
を備えたことを特徴とするイオン注入シミュレーション装置。
【請求項２】
前記イオン注入シミュレーション装置は、さらに、
初期条件により定まる計算領域を初期条件計算領域として記憶する記憶部を備え、
前記グループ作成部は、
粒子番号の順に、ｎ個のイオン粒子をｋ個（ｋ≧３）のグループを示すグループＧ１、グループＧ２、・・・、グループＧｋにグループ分けをし、
前記個別領域設定部は、
前記記憶部の記憶する初期条件計算領域をグループＧ１の個別領域として設定し設定したグループＧ１の個別領域へグループＧ１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させ、
グループＧ１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧ２の個別領域を設定し設定したグループＧ２の個別領域へグループＧ２に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させ、
順次、グループＧｉ（ただし、２≦ｉ≦ｋ−１）に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１の個別領域を設定し設定したグループＧｉ＋１の個別領域へグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させることを特徴とする請求項１記載のイオン注入シミュレーション装置装置。
【請求項３】
前記個別領域設定部は、
グループＧｊ（ただし、２≦ｊ≦ｋ）の個別領域を設定する場合に、グループＧｊ−１に属するイオン粒子がグループＧｊ−１の個別領域へ注入された場合におけるイオン粒子の注入角と、イオン粒子の入射方向の飛程と、イオン粒子の入射方向に対して垂直方向の停止位置の標準偏差とを使用して個別領域を設定することを特徴とする請求項２記載のイオン注入シミュレーション装置。
【請求項４】
前記個別領域設定部は、
グループＧｊ（ただし、２≦ｊ≦ｋ）の個別領域を設定する場合に、グループＧｊ−１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定するかどうかを判定し、設定すると判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定し、設定しないと判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域とは異なる個別領域をグループＧｊの個別領域として設定することを特徴とする請求項２または３記載のイオン注入シミュレーション装置。
【請求項５】
前記グループ作成部は、
イオン粒子の粒子数を示すｎに基づいて、グループ分けするグループ数を決定することを特徴とする請求項１または２または３または４記載のイオン注入シミュレーション装置。
【請求項６】
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーション方法において、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けする工程と、
グループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する工程と、
注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする工程と
を備えたことを特徴とするイオン注入シミュレーション方法。
【請求項７】
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーションプログラムにおいて、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けする処理と、
グループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する処理と、
注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするイオン注入シミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子のシミュレーション装置に関する。例えば、特にモンテカルロ法を用いたイオン注入シミュレーション装置、イオン注入シミュレーション方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程と電気的特性をシミュレーションする半導体ＴＣＡＤ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）シミュレーション装置においては、有限の計算領域を適切に設けて、その中で物理モデルに基づいた方程式を境界条件を設定して解き、計算領域内の構造や不純物分布、キャリヤ分布、ポテンシャル分布などを求めることにより、半導体の特性を予測するものである。
【０００３】
この半導体装置の製造工程をシミュレーションするプロセスシミュレータのうち、イオン注入工程のシミュレーションにはモンテカルロ法を用いる場合がある。モンテカルロ法をイオン注入工程のシミュレーションに適用する場合には、設定した個数の粒子を注入条件のドーズ量に応じたイオンの重みをつけて注入条件のエネルギー、角度で計算領域に入射させる。そして、設定した個数の粒子が計算領域内にあるさまざまな物質の原子と相互作用しながらエネルギーを失い、止まったとみなせる状態になるまで追跡する。あらかじめ設定した粒子数の計算結果から、注入後の不純物濃度分布や欠陥濃度分布などを計算して、次の工程の計算に移行する。
【０００４】
イオン注入工程のシミュレーションには、大きく分けると前記のモンテカルロ法と、イオン分布を解析関数で近似する分布関数法とが用いられる。一般にモンテカルロ法は分布関数法に比べて精度が高いが、さらなる精度向上の要請が高い。この点に関し、例えば、特開平６―８４８２３においては、段階的に濃度の重みを変えてモンテカルロ法により散乱試行することにより、深い位置での濃度分布を正確にシミュレーションする技術が開示されている。
【０００５】
モンテカルロ法においては、注入粒子の初期位置は、通常計算領域の空間的に一番高いところに一様乱数を用いてランダムに設定する。しかし、注入条件が斜めの場合（斜め注入の場合）には、初期位置を計算領域よりも広く取らないと、注入イオンが物質面上に到達しない部分が生じてしまう。また、斜めではなく垂直に注入する条件でも、計算領域の端では、散乱により計算領域外にこぼれ出た粒子は追跡されず、計算領域の端の濃度が減ってしまうこともある。
【０００６】
このため、モンテカルロ法を用いるイオン注入シミュレーションでは、境界条件として、粒子が計算領域の境界に到達した場合に、エネルギーを保存したまま跳ね返るようにする「反射型境界条件」を設定する場合がある。また、粒子が計算領域の境界に到達した場合に、運動量を保存したまま計算領域の反対側の端から再入射して計算を続ける「周期型境界条件」を設定する場合もある。
しかし、前記「反射型境界条件」では、注入イオンの運動方向が逆転するので適切でない場合が多い。、また、前記「周期型境界条件」では、計算領域のとり方によっては、実際に計算したいデバイス構造とは相容れない場合も多く生じる。
【０００７】
そのような場合には、次に示す「拡張型境界条件」の技術がある。すなわち、前記「反射型境界条件」、前記「周期型境界条件」に対して、「拡張型境界条件」として計算領域端の構造を計算領域外に拡張して、もともとの計算領域内に注入イオンの未到達部分がなくなるようにする。また、もともとの計算領域内から散乱によってこぼれ出る粒子を、もともとの計算領域外に拡張した領域から入ってくる粒子とバランスして、計算領域端で異常な濃度低下が起こらないようにする技術である。この「拡張型境界条件」の技術を用いる場合には、拡張する大きさを適切に決めなければならない。拡張幅が大きすぎると必要な精度で濃度分布を求めるのに計算時間がかかる。一方、拡張幅が小さすぎると計算領域端の濃度分布が不正確になる。必要な拡張サイズは注入条件によって異なるため、ある範囲の注入条件に対しては、例えば、あらかじめパラメータを用意しておいて、イオン種、エネルギーやドーズ量、注入角度、ターゲット物質によって拡張領域を求める手段もありうる。しかし、モンテカルロ法を用いるイオン注入計算では、注入に関するこれらの条件は非常に多岐にわたるため、あらかじめ拡張領域を決めるパラメータテーブルを作るのは適用範囲に限界がある。
【０００８】
また、別の方法として、実際に注入計算をして拡張幅を求めるという方法がある。これはモンテカルロ計算に用いる総粒子数ｎ個の一部を、拡張幅を求めるために利用するものである。総粒子数ｎは通常、１次元構造に対する注入計算でも１０４個程度以上を計算に用いることが多い。したがって、その計算に用いる粒子の初めの一部分ｎ０個、たとえば１００個程度（１％程度）を拡張領域を考慮せずに入射させ、停止したとみなすまで追跡計算を行う。そして、この粒子の計算結果から得られる「入射方向の飛程Ｒｐ（以下、単に飛程Ｒｐという）」や、「入射方向に垂直な方向の停止位置の標準偏差σＬ（以下、単に標準偏差σＬという）」などの統計量を求める。これらの値が、全粒子ｎ個を用いた注入計算の結果に近いものと仮定し、斜めイオン注入で解析領域に入射されるイオンを隙間無くカバーできる拡張領域を求めるとともに、散乱により解析領域端からこぼれ出る粒子の出入り量がほぼ平衡状態になるように拡張領域を定める。
【０００９】
しかし、この従来技術では、たとえば高ドーズの注入条件で、注入中にイオンによってＳｉ（シリコン）基板がアモルファス化していき、チャネリングが変化する現象を精度よくシミュレーションできない。すなわち、はじめのｎ０個の粒子で求めた飛程Ｒｐ、標準偏差σＬなどの統計量が全粒子ｎ個を用いた注入計算の計算結果から得られるものと異なってくる場合には、設定した拡張領域が適切ではなく、必要以上に大きくてもともとの計算領域中に静止する粒子の割合が減少したり、必要な大きさが拡張されずに、計算領域端で粒子がこぼれ出たような分布が得られるという不具合が生じることがあった。すなわち、たとえば高ドーズの注入条件などで、注入中にイオンによってＳｉ基板の結晶構造がアモルファス化していき、初めのいくつかの粒子で求めた統計量が全粒子ｎ個を用いた計算結果から得られるものと異なってくる場合には設定した拡張領域が適切でなく、計算結果の精度が損なわれるという問題があった。
【特許文献１】特開平６−８４８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高ドーズの注入条件などによるＳｉ基板の結晶構造のアモルファス化を考慮した精度の高いイオン注入シミュレーション装置、イオン注入シミュレーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のイオン注入シミュレーション装置は、
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーション装置において、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けするグループ作成部と、
前記グループ作成部がグループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する個別領域設定部と、
前記個別領域が注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする計算部と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記イオン注入シミュレーション装置は、さらに、
初期条件により定まる計算領域を初期条件計算領域として記憶する記憶部を備え、
前記グループ作成部は、
粒子番号の順に、ｎ個のイオン粒子をｋ個のグループを示すグループＧ１、グループＧ２、・・・、グループＧｋにグループ分けをし、
前記個別領域設定部は、
前記記憶部の記憶する初期条件計算領域をグループＧ１の個別領域として設定し設定したグループＧ１の個別領域へグループＧ１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させ、
グループＧ１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧ２の個別領域を設定し設定したグループＧ２の個別領域へグループＧ２に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させ、
順次、グループＧｉ（ただし、２≦ｉ≦ｋ−１）に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１の個別領域を設定し設定したグループＧｉ＋１の個別領域へグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを前記計算部に計算させることを特徴とする。
【００１３】
前記個別領域設定部は、
グループＧｊ（ただし、２≦ｊ≦ｋ）の個別領域を設定する場合に、グループＧｊ−１に属するイオン粒子がグループＧｊ−１の個別領域へ注入された場合におけるイオン粒子の注入角と、イオン粒子の入射方向の飛程と、イオン粒子の入射方向に対して垂直方向の停止位置の標準偏差とを使用して個別領域を設定することを特徴とする。
【００１４】
前記個別領域設定部は、
グループＧｊ（ただし、２≦ｊ≦ｋ）の個別領域を設定する場合に、グループＧｊ−１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定するかどうかを判定し、設定すると判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定し、設定しないと判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域とは異なる個別領域をグループＧｊの個別領域として設定することを特徴とする。
【００１５】
前記グループ作成部は、
イオン粒子の粒子数を示すｎに基づいて、グループ分けするグループ数を決定することを特徴とする。
【００１６】
本発明のイオン注入シミュレーション方法は、
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーション方法において、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けする工程と、
グループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する工程と、
注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のイオン注入シミュレーションプログラムは、
粒子番号が付与されたイオン粒子の動きをシミュレーションするイオン注入シミュレーションプログラムにおいて、
粒子番号により、ｎ個（ｎ≧３）のイオン粒子を少なくとも３つのグループにグループ分けする処理と、
グループ分けしたグループに対してイオン粒子の動きを計算する領域を示す計算領域を個別領域として個別に設定し、個別に設定した前記個別領域に対してイオン粒子をシミュレーションのために注入する処理と、
注入したイオン粒子の動きを計算してイオン粒子の動きをシミュレーションする処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、高ドーズ量の注入条件などによるＳｉ基板の結晶構造のアモルファス化を考慮した精度の高いイオン注入シミュレーションを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００について、図１〜図９を用いて説明する。実施の形態１は、半導体素子設計シミュレーション装置１００がモンテカルロ法を用いてイオン粒子の動きを計算する場合に、計算に用いるイオン粒子の初期位置の設定範囲とイオン粒子を追跡する領域の範囲とを計算中にダイナミックに変えて、その後の計算を行うイオン粒子に適用する実施形態である。すなわち、計算に用いるイオン粒子の初期位置の設定範囲と、イオン粒子を追跡する領域の範囲とを含むイオン粒子の動きを計算する領域（以下、計算領域という）を計算中にダイナミックに変えて、その後の計算を行う実施形態である。
【００２０】
まず、半導体素子設計シミュレーション装置１００の構成について説明する。
【００２１】
図１は、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。
【００２２】
この半導体素子設計シミュレーション装置１００は、操作者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部２０と半導体プロセスの各工程をシミュレーションする機能手段として、熱拡散工程計算部３１、イオン注入工程計算部３２、酸化工程計算部３３、堆積工程計算部３４、エッチング工程計算部３５、リソグラフィ工程計算部３６などの各計算部を備えた計算処理部３０、そして計算結果を出力する出力部４０と、入力データなどを格納する記憶部５０とから構成されている。
【００２３】
また、イオン注入工程計算部３２は、詳細は後述するが、シミュレーションの対象となるイオン粒子をいくつかのグループにグループ分けをするグループ作成部３２１、グループ作成部３２１がグループ分けしたそれぞれのグループにイオン粒子を計算する領域を示す計算領域を個別に設定する（以下、個別に設定する計算領域を個別領域という）個別領域設定部３２２、及び個別領域設定部３２２が設定した個別領域においてイオン粒子の動きを計算する計算部３２３とを備えている。
【００２４】
また、入力部２０は、例えば、図示していないキーボード、マウス、フレキシブルディスク装置などで構成される。
【００２５】
計算処理部３０および記憶部５０は、例えば、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、およびこのＣＰＵに接続された図示していないＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク装置などの記憶装置を含むコンピュータシステムで構成される。
【００２６】
また、出力部４０は、図示していないディスプレイ装置やプリンター装置などにより構成される。
【００２７】
本実施の形態１は、半導体素子の製造工程を評価するプロセスシミュレーションのうち、イオン注入工程をモンテカルロ法を用いてシミュレーションするイオン注入シミュレーションに関する実施形態である。
【００２８】
図２は、グループ作成部３２１がシミュレーションの対象となるｎ個のイオン粒子をｋ個のグループにグループ分けし、個別領域設定部３２２がそれぞれのグループに個別領域を設定する場合を説明する図である。また図３は、グループ分け、個別領域の設定、及びイオン注入計算までの過程の概略を示すフローチャートである。図２、図３を用いて、イオン粒子のグループ分け、それぞれのグループへの個別領域の設定についての概略を説明する。
【００２９】
Ｓ１０において、グループ作成部３２１は、シミュレーションの対象となるｎ個のイオン粒子をグループ分けする。図２では、グループ作成部３２１は、ｎ個のイオン粒子をｋ個のグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｉ、Ｇｉ＋１、・・・、Ｇｋに分ける。粒子数ｎ、分けるべきグループ数ｋ、及びそれぞれのグループにいくつのイオン粒子が属するか等についての粒子に関する情報は、記憶部５０が記憶している。また、ｎ個の各粒子は、粒子番号Ｉが付された状態で記憶されている。図２においては、ｎ個の粒子には粒子番号１〜ｎが付されている。グループ作成部３２１は、記憶部５０からイオン粒子の数ｎ、グループ数ｋ、及びグループに属するイオン粒子の数等を読み込み、これらに従ってグループ分けを行う。ここで、図２に示すように、グループＧ１には粒子番号Ｉが１〜ｎ０のｎ０個のイオン粒子が属するとする。
【００３０】
Ｓ２０において、個別領域設定部３２２は、グループ分けしたグループに個別領域を設定する。個別領域設定部３２２は、まずグループＧ１について個別領域を設定する。記憶部５０は、初期条件として計算領域である初期条件計算領域１ａを記憶している。グループＧ１について、個別領域設定部３２２は、初期条件として記憶部５０が記憶している初期条件計算領域１ａを読み込み、グループＧ１の個別領域として設定する。
【００３１】
Ｓ３０において、個別領域設定部３２２はグループＧ１に属するｎ０個の粒子を初期条件計算領域１ａに注入し、注入したイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させる。
【００３２】
Ｓ４０において、個別領域設定部３２２は、グループＧ２について、グループＧ１のｎ０個のイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧ２についての個別領域である、Ｇ２個別領域１ｂを設定する。そして、Ｇ２個別領域１ｂにグループＧ２に属するイオン粒子を注入してイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させる。順次、グループＧｉ（ただし、２≦ｉ≦ｋ−１）に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１のＧｉ＋１個別領域１ｅを設定し、Ｇｉ＋１個別領域１ｅへグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させる。これをグループＧｋまで行う。
【００３３】
次に、図６、図７、図８を用いて、個別領域設定部３２２が、グループＧ１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてＧ２個別領域１ｂを設定する場合について詳しく説明する。
【００３４】
イオン注入シミュレーションを実行する場合、計算開始時には、計算を行う初期条件計算領域１ａは、あらかじめユーザーが指定可能とする。例えば、ユーザーは、あらかじめ入力部２０の一例であるキーボードなどから初期条件計算領域１ａを入力する。記憶部５０は、入力された初期条件計算領域１ａを記憶する。個別領域設定部３２２は、記憶部５０から初期条件計算領域１ａを読み込んで、初期条件計算領域１ａをグループＧ１の個別別領域として設定するのは前述の通りである。
【００３５】
本実施の形態１では、簡単のため、半導体素子の２次元断面をシミュレーションの対象とするが、これは２次元に限らず、３次元構造でも、あるいは１次元構造でも扱いは同様である。ここで、図４、図５を用いて、３次元のイオン注入におけるイオン注入角の特定方法、及び「飛程Ｒｐ」について述べておく。
（１）注入角の特定について
図４を用いて３次元における注入角の特定を説明する。図４に示すように、物質面上にｘ軸、ｙ軸、及び垂直上向きにz軸を設定する。そして、図４に示すイオンの入射方向と向きが反対のベクトルＶを、原点を始点にして設定する。３次元におけるイオン注入において、z軸と前記ベクトルＶとのなす角θがｔｉｌｔ角である。また、前記ベクトルＶのｘｙ平面への射影した射影ベクトルＷとｘ軸となす角φがｒｏｔａｔｉｏｎ角である。３次元のイオン注入では、イオンの入射角をこのｔｉｌｔ角θとｒｏｔａｔｉｏｎ角φとにより特定する。
（２）「飛程Ｒｐ」について
図５を用いて「飛程Ｒｐ」について簡単に説明する。イオンの入射方向をＺ’軸方向とする。イオンの、ある典型的な静止場所（＊で示す静止位置Ｒ２）に対して、イオンは図５に示すイオンの軌跡に沿って飛行する。この場合、一般的に「飛程」とは、イオンの表面入射位置Ｒ１から前記Ｚ’軸方向に測定した深さをいう。すなわち、「飛程」は、表面入射位置Ｒ１と、イオンの静止位置Ｒ２のＺ’軸への射影座標であるＲ３との距離をいう。同じ注入条件ではイオンの位置には、ばらつきがあるので個々のイオンの飛程Ｒｐは幅をもつ。これについて統計計算を行ない標準偏差等を求めることができる。Ｚ’軸方向についての標準偏差を一般に分散ｄＲｐと呼んでいる。同様にＺ’軸に垂直方向の分散σＬ（統計計算における標準偏差）も計算でき、「横方向への広がり」あるいは、「横方向分散」と呼ばれている。
図６は、グループＧ１に属するイオン粒子を注入する初期条件計算領域１ａを示す図である。図６は、半導体素子の２次元断面を示している。座標は、水平方向をｘ軸、垂直上向きをｚ軸としている。グループＧ１に属するイオン粒子を注入する初期条件計算領域１ａとして、図６に示す計算領域がイオン注入計算前に出来上がっている。初期条件計算領域１ａは、図に示すように、ｘ軸がｘ０≦ｘ≦ｘ１の範囲であり、ｚ軸がｚ０≦ｚ≦ｚｔｏｐの範囲である。すなわち、初期条件計算領域１ａは、ｘ０≦ｘ≦ｘ１及びｚ０≦ｚ≦ｚｔｏｐとにより決定される矩形の領域である。なお、半導体素子の２次元断面には、ｐｏｌｙＳｉ（ポリシリコン）、ＳｉＯ２、及びＳｉ基板が現れている。
【００３６】
図７は、グループＧ１に属するイオン粒子を初期条件計算領域１ａに斜めから注入する様子を示す図である。
個別領域設定部３２２は、初期条件計算領域１ａに対して、グループＧ１に属するイオン粒子を上方（ｚ軸の正の方向）から指定のエネルギー、角度、ドーズ量で注入する。個別領域設定部３２２がイオン粒子を注入する場合、イオン粒子のｚ座標は、たとえば、初期条件計算領域１ａの上端であるｚ＝ｚｔｏｐなどの適当な高さだけ物質最上面から離れた位置とし、またｘ座標は、初期条件計算領域１ａの内部（ｘ０≦ｘ≦ｘ１）に一様にランダムに初期位置を選ぶ。そして、個別領域設定部３２２は、イオン粒子を指定のエネルギー、角度で注入する。
【００３７】
この際、たとえば、ｔｉｌｔ角θ（注入角の一例）を４５度とする「４５度斜めイオン注入」の場合には、ランダムに選ぶｘ座標の範囲を初期条件計算領域１ａの、ｘ０≦ｘ≦ｘ１とすると、図に示すように、「イオンが物質上面に到達しない範囲５１」ができてしまう。個別領域設定部３２２は、初期条件計算領域１ａについては、「イオンが物質上面に到達しない範囲５１」が存在するままの状態で、グループＧ１に属するイオン粒子を注入し、計算部３２３にイオン粒子の動きを計算させる。計個別領域設定部３２２は計算部３２３に、グループＧ１に属するイオン粒子についての飛程Ｒｐ（Ｇ１）、標準偏差σＬ（Ｇ１）などの統計量を計算させる。
【００３８】
次に、個別領域設定部３２２は、グループＧ２に属するイオン粒子について、グループＧ２に属するイオン粒子の計算領域として、個別にＧ２個別領域１ｂを設定する。すなわち、個別領域設定部３２２は、グループＧ２については「イオンが物質上面に到達しない範囲５１」ができてしまうことを防ぐために、次に示すように、初期条件計算領域１ａを拡張して、グループＧ２にＧ２個別領域１ｂを設定する。Ｇ２個別領域１ｂの設定について説明する。
【００３９】
図８は、Ｇ２個別領域１ｂの設定を示す図である。
まず、個別領域設定部３２２は、ｘ座標の範囲をｘ０≦ｘ≦ｘｅ１とｘｅ１まで拡張する。すなわち、ランダムに選ぶｘ座標の範囲を、図８に示すように、ｘ０≦ｘ≦ｘｅ１に拡張する。ｔｉｌｔ角度をθ（４５度に限らない）、及び物質最上面と計算領域端（ｚｔｏｐ）の間隔をｚｇａｓとすると、
Δｘｅ１＝ｘｅ１−ｘ１＝ｚｇａｓ・ｔａｎθ    （式１）
となる。ここで、０°≦θ＜９０°とする。
【００４０】
次に、個別領域設定部３２２は、ｘ座標の範囲をｘ０≦ｘ≦ｘｅ２とｘｅ２まで拡張する。すなわち、Δｘｅ１まで拡張しただけでは、図８において「側面から計算領域に注入されるイオン５２」が供給されない。そこで、個別領域設定部３２２は、次の（式２）により、さらにｘ座標の範囲をｘ０≦ｘ≦ｘｅ２とｘｅ２まで拡張する。
Δｘｅ２＝ｘｅ２−ｘｅ１＝Ｒｐ（Ｇ１）・ｃｏｓθ    （式２）
ここで、Ｒｐ（Ｇ１）は前述のように、グループＧ１に属するイオン粒子についての飛程Ｒｐである。
【００４１】
さらに、個別領域設定部３２２は、ｘ座標の範囲を、ｘｅ０≦ｘ≦ｘｅ３と拡張する。イオンは物質内部に入った後は散乱を受けるため、まっすぐ進むわけではない。進行方向に垂直な方向に標準偏差σＬを持ってばらつくと考えられる。このため、グループＧ１に属するイオン粒子についての計算により得た統計量の標準偏差σＬ（Ｇ１）を考慮する。これを用いて、個別領域設定部３２２は、さらに領域を拡張して、ｘｅ０≦ｘ≦ｘｅ３とする。ここで拡張幅を示すΔｘｅ３、Δｘｅ０は、次の（式３）、（式４）から求めるものとする。
Δｘｅ３＝ｘｅ３−ｘｅ２＝ｋ・σＬ（Ｇ１）    （式３）
Δｘｅ０＝ｘ０−ｘｅ０＝ｋ・σＬ（Ｇ１）    （式４）
ここで、ｋは適当な係数とする。したがって、個別領域設定部３２２は、Ｇ２個別領域１ｂとして、ｘｅ０≦ｘ≦ｘｅ３、及びｚ０≦ｚ≦ｚｔｏｐとにより特定される矩形領域を設定する。
【００４２】
以上の計算において、個別領域設定部３２２は、グループＧ１に属するｎ０個のイオン粒子については、拡張領域を考慮しない初期条件計算領域１ａにおいて計算部３２３に計算させている。そして、初期条件計算領域１ａに注入したグループＧ１に属するイオン粒子の動きの計算結果として統計量を示す飛程Ｒｐ（Ｇ１）、標準偏差σＬ（Ｇ１）を求めている。個別領域設定部３２２は、この飛程Ｒｐ（Ｇ１）、標準偏差σＬ（Ｇ１）を用いて、Δｘｅ２、Δｘｅ３、Δｘｅ０を算出し、Ｇ２個別領域１ｂを設定している。このようにしてグループＧ２についの個別領域が設定される。個別領域設定部３２２は、グループＧ２に属するイオン粒子をＧ２個別領域１ｂに注入し、これらのイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させる。
【００４３】
従来技術の説明で述べたように、イオンの注入が進むにつれてシリコン結晶のアモルファス化が生じるため、飛程Ｒｐ（Ｇ１）、標準偏差σＬ（Ｇ１）から求めた計算領域（Ｇ２個別領域１ｂ）をそのまま使用継続すると、計算精度が低下する。たとえば、シリコン（１００）基板を用いた場合には、４５度の斜めイオン注入は、（１１０）方向へのチャネリングが顕著となる。このため、初期条件計算領域１ａにおけるｎ０個のイオン粒子の動きの計算結果による飛程Ｒｐ（Ｇ１）、標準偏差σＬ（Ｇ１）に対して、注入が進むにつれてシリコン結晶のアモルファス化が生じ、飛程Ｒｐは次第に小さくなり、一方、標準偏差σＬは次第に大きくなっていく。このため、前記で求めたΔｘｅ２、Δｘｅ３、Δｘｅ０等によるＧ２個別領域１ｂをそのまま適用の継続をすることは、妥当性を欠き、計算精度の低下を招くこととなる。このため、初期条件計算領域１ａの後にグループＧ２についてのＧ２個別領域１ｂを設定しただけでは足りず、図２で示したように、各グループＧ３、・・、Ｇｉ等について順次、個別領域を設定する必要が生じる。
すなわち、Ｇ２個別領域１ｂの設定以降も、順次、個別領域設定部３２２はグループＧｉ（ただし、２≦ｉ≦ｋ−１）に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１の個別領域を設定し、設定したグループＧｉ＋１の個別領域へグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し、注入したイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させる過程を繰り返すことにより、シリコン結晶のアモルファス化を考慮に入れた、精度の高いシミュレーションが可能となる。
【００４４】
次に、全てのグループＧ１からＧｋに個別領域を設定して、イオン粒子ｎ個のすべてについて計算する動作を説明する。図２、図９を用いて説明する。図９は、グループＧ１からＧｋにそれぞれ個別領域を設定してイオン粒子ｎ個のすべてについて計算する過程を示すフローチャートである。
【００４５】
図２で示したように、グループ作成部３２１が、まず、ｎ個のイオン粒子をｋ個のグループであるグループＧ１からグループＧｋに分ける（ただし、ｋ≧３）。グループ作成部３２１は、ｎ個のイオン粒子に付与された１〜ｎの粒子番号の順に、ｎ個のイオン粒子をｋ個のグループに分ける。グループ作成部３２１は、例えば、たとえば総粒子数ｎの１％、あるいは１０％などを、各グループの粒子数としてグループを作成する。例示すれば、１％の場合、総粒子数が１０４個であれば１００グループにわけ、各グループの粒子数を１００個とする。これらグループ数及び各グループの粒子数は、予め記憶部５０に記憶する。あるいは、グループ作成部３２１が作成するグループ数、及び各グループの粒子数は、ユーザーが入力データとして指定してもかまわない。なお、グループ数は、アモルファス化の影響を反映できるように少なくとも３グループ以上に分けることとする。このように、前記グループ作成部３２１は、総粒子数ｎに基づいて、グループ分けするグループ数、及びグループに属する粒子数を決定する。
【００４６】
本実施の形態１では、グループＧ１についてｎ０個のイオン粒子の計算を行い、残るｎ−ｎ０個の計算を行いながら、飛程Ｒｐ、標準偏差σＬの値を適切な間隔で求めなおし、計算領域を適切な値に設定しなおして個別領域として、その後のイオン粒子の注入計算を行う。
【００４７】
粒子番号の違いにより次の４つの過程に分かれる。
（１）粒子番号Ｉがｎ０以下の場合（Ｉ≦ｎ０）。すなわち、イオン粒子がグループＧ１に属する場合である。
（２）粒子番号Ｉが「ｎ０＋１」の場合（Ｉ＝ｎ０＋１）。すなわち、イオン粒子がグループＧ２の先頭粒子１０の場合である。
（３）粒子番号Ｉが「ｎ０＋１」より大きくｎより小さい場合（ｎ０＋１＜Ｉ＜ｎ）。すなわち、イオン粒子がグループＧ２の先頭粒子１０とグループＧｋの最終粒子１９との間の粒子である場合である。
（４）粒子番号Ｉがｎの場合（Ｉ＝ｎ）。すなわち、イオン粒子が最終粒子１９の場合である。
【００４８】
まず、前記（１）の「Ｉ≦ｎ０」の場合について説明する。個別領域設定部３２２は、Ｓ１００において、注入するイオン粒子の粒子番号Ｉを確認する。粒子番号Ｉがｎ０以下の場合は、Ｓ１００からＳ１３０へ進み、これを繰り返す。Ｓ１３０では、個別領域設定部３２２は初期条件計算領域１ａに注入して計算部３２３に計算させる。したがって、グループＧ１に属するイオン粒子のｎ０個のすべては、初期条件計算領域１ａにおいて計算される。
【００４９】
次に、前記（２）の「Ｉ＝ｎ０＋１」の場合について説明する。個別領域設定部３２２は、Ｓ１００において、注入するイオン粒子の粒子番号Ｉを確認する。Ｓ１００において個別領域設定部３２２が粒子番号Ｉを「Ｉ＝ｎ０＋１」（グループＧ２の先頭粒子１０）と確認すると、Ｓ１１０へ進む。Ｓ１１０においては、前述のように、Ｒｐ（Ｇ１）、σＬ（Ｇ１）を用いてΔｘｅ２、Δｘｅ３、Δｘｅ０を算出し、Ｇ２個別領域１ｂを設定する。このＧ２個別領域１ｂを用いて、Ｓ１２０において図２に示すグループＧ２の先頭粒子１０の計算を開始する。
【００５０】
次に、前記（３）の「ｎ０＋１＜Ｉ＜ｎ」の場合について説明する。個別領域設定部３２２は、Ｓ１００において、注入するイオン粒子の粒子番号Ｉを確認する。粒子番号Ｉが「ｎ０＋１＜Ｉ＜ｎ」の場合は、Ｓ１００からＳ１４０へ進む。Ｓ１４０において、個別領域設定部３２２は、粒子番号Ｉが所定の粒子番号かどうかを確認する。ここで、「所定の粒子番号」とは、例えば、図２に示す、グループＧ３〜グループＧｋの各グループの先頭粒子１１、先頭粒子１２、先頭粒子１３、先頭粒子１４の粒子番号が該当する。なお、グループＧ２の先頭粒子１０を含まないのは、前記（２）のＳ１１０において、すでに処理されているからである。個別領域設定部３２２が、粒子番号Ｉを「所定の粒子番号」に該当しないと確認した場合は、Ｓ１２０へ進む。Ｓ１２０においては、その一つ小さい粒子番号のイオン粒子とおなじ個別計算領域で計算される。したがって、グループＧ２の先頭粒子１０からグループＧ２の最後の粒子（先頭粒子１１の一つ手前の粒子）については、Ｇ２個別領域１ｂに注入され計算される。一方、個別領域設定部３２２が、粒子番号Ｉを「所定の粒子番号」と確認した場合は、Ｓ１１０へ進む。すなわち、個別領域設定部３２２が、粒子番号Ｉを図２に示すグループＧ３の先頭粒子１１の粒子番号と確認した場合は、グループＧ２の計算結果による飛程Ｒｐ（Ｇ２）、標準偏差σＬ（Ｇ２）を用いて、前述したΔｘｅ２、Δｘｅ３、Δｘｅ０等を算出し、Ｇ３個別領域１ｃを設定する。以下順次、個別領域設定部３２２は、粒子番号がグループＧｉ＋１の先頭粒子１３の粒子番号と確認した場合は、グループＧｉの計算結果によるＲｐ（Ｇｉ）、σＬ（Ｇｉ）を用いて前述したΔｘｅ２、Δｘｅ３、Δｘｅ０等を算出し、Ｇｉ＋１個別領域１ｅを設定する。
【００５１】
最後に、前記（４）の「Ｉ＝ｎ」の場合について説明する。Ｓ１００において、個別領域設定部３２２は、粒子番号が最終粒子１９の粒子番号と確認するとＳ１５０に進みモンテカルロ計算を終了して必要な後処理を行う。その後、Ｓ１６０に進みイオン注入計算を終了する。
【００５２】
なお、上記では一つ前のグループの飛程Ｒｐ、標準偏差σＬの値を用いて、次のグループの個別領域を設定し直すようしている。しかし、個別領域設定部３２２は、飛程Ｒｐ、標準偏差σＬの値が一つ前のグループのさらに一つ前のグループについての飛程Ｒｐ、標準偏差σＬに対して、あらかじめ決めておいた割合以上に変動しているかどうかを判定し、所定の割合以上に変動していると判定した場合に限り、新たな個別領域の設定を行うことにしても良い。すなわち、個別領域設定部３２２は、グループＧｉ＋１の個別領域をグループＧｉの粒子について計算した飛程Ｒｐ（Ｇｉ）、標準偏差σＬ（Ｇｉ）を用いて設定しているが、飛程Ｒｐ（Ｇｉ）、標準偏差σＬ（Ｇｉ）がさらにもう一つ前のグループＧｉ―１についての飛程Ｒｐ（Ｇｉ−１）、標準偏差σＬ（Ｇｉ−１）に対して所定の割合以上に変動したかを判定し、変動したときに限り、グループＧｉ＋１の個別領域をグループＧｉの個別領域とは異なる個別領域として設定する。所定の割合以上に変動しない場合は、個別領域設定部３２２は、グループＧｉ＋１の個別領域として、グループＧｉの個別領域をそのまま設定する。前記割合は記憶部５０が記憶しており、個別領域設定部３２２が読み込むとする。
従って、アモルファス化によるチャネリング抑制により飛程Ｒｐ、標準偏差σＬなどの値が変化する割合は注入条件によって異なるが、あまり変化しない場合には確認だけ行い、実際変化する条件では計算領域（個別領域）を変更するという仕組みにより、適切な処理が自動的に行われることになる。
【００５３】
上記では斜めイオン注入の例を挙げたが、垂直イオン注入の場合でも計算領域端付近の濃度分布の精度を保つために拡張幅の決定には標準偏差σＬが用いられる。垂直イオン注入は微細デバイスでは不可欠の注入条件の１つとなっており、ドーズ量の比較的高い注入条件では、従来の方法では計算領域端で不純物濃度が不正確になっていたが、本実施の形態によれば、標準偏差σＬの値の変化を感知して適当な拡張領域を設けて個別領域を設定することができるので計算結果の高精度化が実現できる。
【００５４】
以上、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００は、粒子番号によりイオン粒子をグループ分けするグループ作成部３２１と、グループ作成部３２１がグループ分けしたグループに対して計算領域として個別領域を設定して個別領域にイオン粒子を注入する個別領域設定部３２２と、注入したイオン粒子を計算する計算部３２３とを備えたので、各グループごとに計算領域を設定して計算するので精度の高いシミュレーションを行なうことができる。
【００５５】
以上、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００は、個別領域設定部３２２が、逐次的に、グループＧｉに属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１の個別領域を設定し設定したグループＧｉ＋１の個別領域へグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを計算部３２３に計算させるので、直前のグループの計算結果から次のグループの計算領域を設定して計算を行なうため、精度の高いシミュレーション計算を行なうことができる。
【００５６】
以上、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００は、個別領域設定部３２２が、グループＧｊの個別領域を設定する場合に、グループＧｊ−１に属するイオン粒子がグループＧｊ−１の個別領域へ注入された場合におけるイオン粒子の注入角と、イオン粒子の入射方向の飛程と、イオン粒子の入射方向に対して垂直方向の停止位置の標準偏差とを使用して個別領域を設定するので、アモルファス化を反映した精度の高いシミュレーションを行なうことができる。
【００５７】
以上、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００は、個別領域設定部３２２が、グループＧｊの個別領域を設定する場合に、Ｇｊ−１に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定するかどうかを判定し、設定すると判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域をグループＧｊの個別領域として設定し、設定しないと判定した場合にはグループＧｊ−１の個別領域とは異なる個別領域をグループＧｊの個別領域として設定するので、効率的に計算を行なうことができる。
【００５８】
以上、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００は、グループ作成部３２１が、イオン粒子の粒子数を示すｎに基づいて、グループ分けするグループ数を決定するので計算の効率を向上するとともに、計算精度を高めることができる。
【００５９】
以上のように、実施の形態１によれば、モンテカルロ法を用いたイオン注入シミュレーションにおいて、プロファイルが必要な初期条件計算領域１ａを設定するだけで自動的に過不足なく入射イオンの初期位置とその運動を追跡する領域を装置内部で求めて設定して計算し、しかも注入に伴って変化するシリコン基板の効果も考慮に入れるため、無駄なく効率よくイオン注入計算を行うことができる。従って従来の手段に比べて短時間で高精度な結果を得ることが可能という効果がある。
【００６０】
以上のように、実施の形態１によれば、、基板のアモルファス化に従ってダイナミックに個別領域のサイズを求め、その後の注入計算に用いるため、チャネリングの顕著な注入条件でのイオン注入においてもドーズ量が高くなるにつれてチャネリングが起こりにくくなっていく場合でも、適切な拡張領域を初期条件計算領域１ａの周りに設定できるので、同じ粒子数のシミュレーションでより精度の良い結果を得ることができる。
【００６１】
以上のように、実施の形態１の半導体素子設計シミュレーション装置１００は、計算に用いる総粒子数ｎ個のうち、はじめのｎ０個による計算結果から次の計算に用いる粒子の初期位置の設定範囲と粒子を追跡する領域の範囲を求めて用い、その後定められた間隔で計算結果を見直し、必要に応じて次の計算に用いる粒子の初期位置の設定範囲と粒子を追跡する領域の範囲を設定しなおしてその後の計算を行う。
【００６２】
以上のように、実施の形態１の半導体素子設計シミュレーション装置１００は、粒子の初期位置の設定範囲と粒子を追跡する領域の範囲を求めるために、それまで計算した粒子の入射方向への飛程Ｒｐ、入射方向に垂直な方向の停止位置の標準偏差σＬ、を注入条件の角度とともに用いる。
【００６３】
実施の形態２．
図１０、図１１を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２は、前記の実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００におけるイオン注入シミュレーション計算の動作を、方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体により実施する実施形態である。
【００６４】
前記の実施の形態１においては、半導体素子設計シミュレーション装置１００における各構成要素の動作は、互いに関連しており、動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように構成要素の動作を一連の動作に置き換えることにより、方法の実施形態とすることができる。
【００６５】
図１０は、実施の形態１の半導体素子設計シミュレーション装置１００におけるグループ作成部３２１の動作、個別領域設定部３２２の動作、計算部３２３の動作を、一連の動作に置き換えて方法の実施形態としたフローチャートを示す。図１０は、図３のフローチャートに対応する。
【００６６】
Ｓ２１０では、シミュレーションの対象となるｎ個のイオン粒子をグループ分けする。図２の場合と同様に、ｎ個のイオン粒子をｋ個のグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｉ、Ｇｉ＋１、・・・、Ｇｋに分ける。
【００６７】
Ｓ２２０では、グループ分けしたグループに個別領域を設定する。まず、グループＧ１について初期条件計算領域１ａをグループＧ１の個別領域として設定する。
【００６８】
Ｓ２３０では、グループＧ１に属するｎ０個の粒子を初期条件計算領域１ａに注入してイオン粒子の動きを計算する。
【００６９】
Ｓ２４０では、次の動作を示す。すなわち、グループＧ２についてグループＧ１のｎ０個のイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧ２ついてＧ２個別領域１ｂを設定し、Ｇ２個別領域１ｂにグループＧ２に属するイオン粒子を注入してイオン粒子の動きを計算し、順次、グループＧｉ（ただし、２≦ｉ≦ｋ−１）に属するイオン粒子の動きの計算結果に基づいてグループＧｉ＋１のＧｉ＋１個別領域１ｅを設定し、Ｇｉ＋１個別領域１ｅへグループＧｉ＋１に属するイオン粒子を注入し注入したイオン粒子の動きを計算して、これをグループＧｋまで行う。このように、グループ作成部３２１、個別領域設定部３２２及び計算部３２３の一連の動作は、方法の実施形態として把握することができる。
【００７０】
また、上記各構成要素の一連の動作を、各構成要素の処理と置き換えることにより、プログラムの実施形態とすることができる。すなわち、上記Ｓ２１０〜Ｓ２４０の一連の動作を処理と置き換えることにより、プログラムの実施形態とすることができる。また、プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させることで、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態とすることができる。
【００７１】
プログラムの実施の形態及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。
【００７２】
図１１は、実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００のイオン注入シミュレーション計算における動作を、プログラムにより実行する、実施の形態２に係るコンピュータシステム２００の構成を示す。
ＣＰＵ２１０は、バス２１１を介して、磁気記憶装置２２０、モニタ２３１、キーボード２３２、マウス２３３、通信部２３４、プリンター出力部２３５、ＲＯＭ２４１、外部装置接続部２４２等が接続されている。また、磁気記憶装置２２０には、オペレーティングシステムであるＯＳ２２１、プログラム群２２２、データ群２２３が記憶されている。プリンター出力部２３５にはプリンター２３６が接続されている。また、通信部２３４はネットワーク（図示していない）と接続している。
【００７３】
プログラム群２２２は、ＣＰＵ２１０、ＯＳ２２１により実行される。また、外部装置接続部２４２には、光ディスクドライブ２４３が接続されている。イオン注入シミュレーションプログラムを記録した光ディスク２４４（プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例）、あるいは、イオン注入シミュレーションプログラムに必要なデータを記録したデータ用の光ディスク２４５を、光ディスクドライブ２４３にセットして、磁気記憶装置２２０に記憶させることができる。あるいは、イオン注入シミュレーションプログラムは、通信部２３４によりネットワークを経由して入力し、プログラム群２２２に記憶することも可能である。
【００７４】
図１の半導体素子設計シミュレーション装置１００と、図１１のコンピュータシステム２００との対応関係を説明する。
【００７５】
半導体素子設計シミュレーション装置１００の入力部２０は、コンピュータシステム２００のキーボード２３２、マウス２３３、光ディスクドライブ２４３、及び通信部２３４等が対応する。
【００７６】
また、半導体素子設計シミュレーション装置１００のイオン注入工程計算部３２の動作は、イオン注入シミュレーションプログラムにより実施させる。イオン注入シミュレーションプログラムは、コンピュータシステム２００の磁気記憶装置２２０のプログラム群２２２に記憶されている。このイオン注入シミュレーションプログラムは、光ディスク２４４から読み込まれる。あるいは、ネットワークを介して通信部２３４から読み込まれる。あるいは、磁気記憶装置２２０にあらかじめ記憶されている。あるいは、ＲＯＭ２４１にあらかじめ記憶されている。
【００７７】
半導体素子設計シミュレーション装置１００の出力部４０は、モニタ２３１、プリンター出力部２３５、プリンター２３６などが対応する。
【００７８】
半導体素子設計シミュレーション装置１００の記憶部５０は、磁気記憶装置２２０、ＲＯＭ２４１が対応する。
【００７９】
プログラムの実施の形態及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態における各処理は、プログラムで実行されるが、このプログラムは、前述のように磁気記憶装置２２０に記録されている。そして、磁気記憶装置２２０からＣＰＵ２１０に読み込まれ、ＣＰＵ２１０によって、イオン注入シミュレーションプログラムの各処理が実行される。
【００８０】
また、ソフトウェア、あるいはプログラムは、ＲＯＭ２４１に記憶されたファームウェアで実行されても構わない。あるいは、ソフトウェアとファームウェアとハードウェアの組み合わせでイオン注入シミュレーションプログラムを実現しても構わない。
【００８１】
以上、実施の形態２に係るコンピュータシステム２００は、イオン注入シミュレーションプログラムにより、イオン注入における濃度分布のシミュレーションを行う。したがって、専用装置を必要とすることなく、汎用のコンピュータシステムを用いてイオン注入シミュレーションを行うことができる。
【００８２】
以上、実施の形態２に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、イオン注入シミュレーションプログラムを記録するので、他のコンピュータシステムにイオン注入シミュレーションプログラムを容易に組み込むことができる。また、イオン注入シミュレーションプログラムの保管、管理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１に係る半導体素子設計シミュレーション装置１００の構成を示す図である。
【図２】個別領域の設定を説明する図である。
【図３】グループ分けからイオン注入計算までの概略を示すフローチャートである。
【図４】３次元におけるイオン注入角の特定方法を示す図である。
【図５】飛程について説明する図である。
【図６】初期条件計算領域１ａを示す図である。
【図７】初期条件計算領域１ａへのイオン粒子の斜め注入を示す図である。
【図８】Ｇ２個別領域１ｂの設定を示す図である。
【図９】グループＧ１からＧｋにそれぞれ個別領域を設定してイオン粒子ｎ個のすべてについて計算する過程を示すフローチャートである。
【図１０】グループ分けからイオン注入計算までの概略を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るコンピュータシステム２００の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ  初期条件計算領域、１ｂ  Ｇ２個別領域、１ｃ  Ｇ３個別領域、１ｄ  Ｇｉ個別領域、１ｅ  Ｇｉ＋１個別領域、１ｆ  Ｇｋ個別領域、１０，１１，１２，１３，１４  先頭粒子、１９  最終粒子、２０  入力部、３０  計算処理部、３１  熱拡散工程計算部、３２  イオン注入工程計算部、３３  酸化工程計算部、３４  堆積工程計算部、３５  エッチング工程計算部、３６  リソグラフィ工程計算部、４０  出力部、５０  記憶部、５１  イオンが物質上面に到達しない範囲、５２  側面から計算領域に注入されるイオン、１００  半導体素子設計シミュレーション装置、２００  コンピュータシステム、２１０  ＣＰＵ、２２０  磁気記憶装置、２２１  ＯＳ、２２２  プログラム群、２２３  データ群、２３１  モニタ、２３２  キーボード、２３３  マウス、２３４  通信部、２３５  プリンター出力部、２３６  プリンター、２４１  ＲＯＭ、２４２  外部装置接続部、２４３  光ディスクドライブ、２４４，２４５  光ディスク、３２１  グループ作成部、３２２  個別領域設定部、３２３  計算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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