(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出する半導体装置のシミュレーション方法において、
前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルである
ことを特徴とする半導体装置のシミュレーション方法。
【請求項２】
前記関数型モデルは、半導体基板内におけるポアソン方程式ならびにキャリアの実効移動度とキャリアの局所移動度の関係式により導出される微積分方程式からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置のシミュレーション方法。
【請求項３】
前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分の局所のキャリア濃度に対する依存項及び局所の不純物濃度に対する依存項の両者を初等関数により簡略化して、前記関数型モデルの特性を近似的に表現してなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置のシミュレーション方法。
【請求項４】
前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分の局所のキャリア濃度に対する依存項あるいは局所の不純物濃度に対する依存項のうち一方を、初等関数により簡略化して前記関数型モデルの特性を近似的に表現し、他方を予め算出された値としてテーブル化してなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置のシミュレーション方法。
【請求項５】
前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分をμｃ、局所のキャリア濃度をｃ、局所の不純物濃度をＮｓｕｂ、Ｃｘ，αｘをパラメータとすると、
【数１】
0003943771.tif 000005
で示す関数式によりμｃを算出する
ことを特徴とする請求項３記載の半導体装置のシミュレーション方法。
【請求項６】
半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、
キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出し、算出結果を半導体装置の設計、製造工程で使用する半導体装置のシミュレーション方法を用いた半導体装置の製造方法において、
前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルである
ことを特徴とする半導体装置のシミュレーション方法を用いた半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、
キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出する半導体装置のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体において、
前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルである
ことを特徴とする半導体装置のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板内における不純物分布および素子構造の情報に基づいて、キャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出する半導体装置のシミュレーション方法、この半導体装置のシミュレーション方法を用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体基板内における不純物分布および素子構造の情報に基づいて半導体装置の素子特性を模擬算出するシミュレーション方法を一般にデバイスシミュレーションと呼んでいる。このデバイスシミュレーションでは、半導体基板を含む素子構造全体をメッシュ状に分割し、それぞれの格子点におけるポアソン方程式と電流連続式といった半導体の支配方程式を解くことにより、素子内部のキャリア濃度やポテンシャル等の物理量を算出している。ここで用いられる電流連続式にはキャリアの移動度に関する項が含まれている。このため、素子特性を正しく算出するには正確なキャリア移動度のモデルが必要不可欠となっていた。上記デバイスシミュレーションに必要となるキャリア移動度は格子点におけるキャリア移動度である。以下では、この移動度をキャリアの局所移動度と呼び、素子全体の平均のキャリア移動度である実効移動度とは区別して用いる。
【０００３】
キャリアの移動度には、散乱機構の違いによるいくつかの独立な成分があることが知られている。代表的な移動度の成分としては、フォノン散乱による成分、表面散乱による成分、イオン化不純物散乱による成分の３種類が挙げられる。ここで問題として取り上げるのは、イオン化不純物散乱による成分である。イオン化不純物散乱とは、イオン化したドナーあるいはアクセプタ原子が作るクーロン場によってキャリアが散乱を受ける現象のことである。
【０００４】
キャリア移動度のイオン化不純物散乱による成分は不純物濃度とキャリア濃度に依存している。キャリア濃度への依存性はスクリーニング効果と呼ばれ、キャリア濃度の増大によって不純物の作るクーロン場が遮蔽されて散乱が減少することに由来する。スクリーニング効果はキャリアの状態によって効き方が異なる。キャリアが３次元的に自由に動き回れるバルク状態ではスクリーニングが有効に発現するが、ＭＯＳの反転層のように狭い空間にキャリアが閉じ込められているような状態では効き方が弱くなる。また、反転層ではキャリアの散乱機構を物理的に解析することが難しく、キャリアの移動度モデルの開発を困難にしていた。
【０００５】
ＭＯＳ反転層におけるキャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出する従来技術としては、文献「S.A.Mujtaba and R.W.Dutton,“Semi-Empirical Local NMOS Mobility Model for 2-D Device Simulation Incorporating Screened minority Impurity Scattering”, in Proc. NUPAD, pp.3-6,1994.」に記載されたMujtaba のモデルが知られている。このモデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度のα乗に比例し、不純物濃度のβ乗に反比例するという関数型モデルが用いられていた。この関数型モデルは、キャリアの実効移動度の実効電界に対する依存特性（ユニバーサル曲線）の再現を目的として、発見的手法により開発されたものである。
【０００６】
しかし、このモデルの問題点は、一つのパラメータセットでは広範囲の不純物濃度に対する実測を再現することができないという点である。図６は上記Mujtaba のモデルを用いたユニバーサル曲線のシミュレーション（計算）例と実測を示す図である。図６において、不純物濃度が１６乗から１７乗程度の場合にはシミュレーションと実測とがほぼ一致しているが、不純物濃度が１８乗程度になるとシミュレーションは実測を全く再現していない。不純物濃度が１８乗という条件は、クォーターサブミクロン世代の半導体素子で一般的に見られる条件である。
【０００７】
したがって、クォーターサブミクロン世代における微細素子の特性を上記従来モデルを用いたシミュレーション方法で模擬算出するには、パラメータの実測への合わせ込み作業を頻繁に実施する必要があった。また、素子構造によって不純物濃度が様々な値を取り得るような半導体製造条件の下では、全ての素子の特性を統一的に精度良く算出するパラメータセットを求めることは不可能であった。
【発明が解決しようとする課題】
デバイスシミュレーションによる素子特性予測の精度の良否は、半導体製造条件の決定や回路構造の設計等、半導体開発のあらゆる場面に関わっている。したがって、デバイスシミュレーションに用いる移動度モデルの性能は半導体の開発コストと開発期間を大きく左右する要因の一つであると言える。
【０００８】
一方、上記説明した、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出する従来のモデルは、半導体装置のシュリンクが進み不純物濃度が高まった場合には実測との間に大きなズレが生じ、十分な性能を備えていなかった。このため、半導体装置の開発に多くの手間や時間ならびにコストがかかり、半導体装置の開発効率を高めることが困難になるといった不具合を招いていた。
【０００９】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広範囲な不純物濃度に対して、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルの性能を高め、半導体装置の開発効率を向上させた半導体装置のシミュレーション方法、半導体装置のシミュレーション方法を用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、課題を解決する第１の手段は、半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出する半導体装置のシミュレーション方法において、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルであることを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、前記第１の手段において、前記関数型モデルは、半導体基板内におけるポアソン方程式ならびにキャリアの実効移動度とキャリアの局所移動度の関係式により導出される微積分方程式からなることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、前記第１の手段において、前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分の局所のキャリア濃度に対する依存項及び局所の不純物濃度に対する依存項の両者を初等関数により簡略化して、前記関数型モデルの特性を近似的に表現してなることを特徴とする。
【００１３】
第代４の手段は、前記第１の手段において、前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分の局所のキャリア濃度に対する依存項あるいは局所の不純物濃度に対する依存項のうち一方を、初等関数により簡略化して前記関数型モデルの特性を近似的に表現し、他方を予め算出された値としてテーブル化してなることを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、前記第３の手段において、前記関数型モデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分をμｃ 、局所のキャリア濃度をｃ、局所の不純物濃度をＮＳＵＢ、Ｃｘ，αｘ をパラメータとすると、
【数２】
0003943771.tif 000002
で示す関数式によりμｃ を算出することを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出し、算出結果を半導体装置の設計、製造工程で使用する半導体装置のシミュレーション方法を用いた半導体装置の製造方法において、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルであることを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出する半導体装置のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体において、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現する関係を元に導き出された関数型モデルであって、しかも、前記キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分が、局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている関数型モデルであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１はこの発明の一実施形態に係る半導体装置のシミュレーション方法により半導体装置のシミュレーションを実行するシミュレーション装置（デバイスシミュレーション装置）の構成を示す図である。
【００１９】
図１において、デバイスシミュレーション装置１は、半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出するシミュレーション方法を用いて半導体装置をシミュレーションするものであり、この装置１で用いられるキャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度ならびに局所の不純物濃度との物理的な関係を表し、更にキャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという関係を表現した関数型モデルとしたことを特徴とする。このデバイスシミュレーション装置１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２と、半導体装置の電気的特性を模擬算出する処理制御部３と、算出結果を出力する出力部４と、半導体素子の特性の解析に必要な所定のデータなどを格納したデータ記憶部５と、上記シミュレーション方法を装置１で実行するシミュレーションプログラムなどを格納したプログラム記憶部６とを備えて構成され、処理制御部３は端子電圧または電流条件を設定する電圧／電流設定手段７と、素子特性計算手段８ならびに移動度算出手段９を備えて構成されており、プロセスシミュレーションで得られた半導体装置の不純物分布と素子構造等の情報を入力し、入力した情報に対して印加電圧、電流などの電気的な境界条件を設定して素子の電気的特性を模擬算出する機能を有し、さらに、模擬算出された結果得られる半導体素子内の電位、電界、電流分布や電子、正孔などのキャリア分布、あるいは電流−電圧特性などを出力表示する機能を有している。
【００２０】
素子特性計算手段８は、半導体素子中のポアソン方程式、電子電流連続式と正孔電流連続式を連立一次方程式に変換して解き、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、サイリスタなどの半導体装置中の電子や正孔のふるまいを計算する機能を備えている。移動度算出手段９は、素子特性計算手段８により計算されて得られた素子特性の結果を用いて、局所の電界、局所のキャリア濃度、不純物濃度の関数としてのキャリアの局所移動度の値を算出する機能を備えている。
【００２１】
図２は図１に示すデバイスシミュレーション装置（デバイスシミュレータ）の外観を示す図である。図２において、このデバイスシミュレータの本体は、フロッピーディスク装置１１および光ディスク装置１２を具備している。フロッピーディスク装置１１に対してはフロッピーディスク１３を、光ディスク装置１２に対してはＣＤ−ＲＯＭ１４をその挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記憶媒体に格納された、デバイスシミュレータを機能させるに必要なプログラムをシステム内にインストールすることができる。また、所定のドライブ装置１５を接続することにより、例えばゲームパック等に利用されている半導体メモリとしてのＲＯＭ１６や、磁気テープとしてのカセットテープ１７等を用いることもできる。
【００２２】
次に、図１に示す移動度算出手段９におけるキャリアの局所移動度の算出方法について説明する。本発明におけるキャリアの移動度モデルの特徴は、局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度および局所の不純物濃度に対する依存特性を表現するモデルとして、以下の性質を有する関数型を用いていることである。
【００２３】
（１）キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が、平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実を再現している。
【００２４】
（２）上記（１）の実験事実を元に導き出され、局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度および不純物濃度との物理的な関係に対して適合する方程式およびパラメータから成っている。
【００２５】
（３）移動度の高速な算出に適している。
【００２６】
図３は実測に基づくキャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分（縦軸）と平均のキャリア濃度（横軸）および平均の不純物濃度との関係を示す図である。同図から、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分は、平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実が得られる。キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を表現するモデルは少なくともこの実験事実を再現する能力を持っていなければならない。
【００２７】
このキャリアの実効移動度に関する実験事実からは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度および不純物濃度との物理的な関係を導出することができる。その導出手順と実行例を以下に説明する。
【００２８】
キャリアの実効移動度は、局所のキャリア濃度とキャリアの局所移動度の積を半導体表面から深さ方向へ積分した値を平均のキャリア濃度で除した値として定義される。この定義式と、キャリア濃度および不純物濃度を同時に考慮した半導体基板中でのポアソン方程式を連立させて解析的に解く。これにより、平均の電界、平均のキャリア濃度、平均の不純物濃度の関数であるキャリアの実効移動度のモデル式を用いて、局所の電界、局所のキャリア濃度、不純物濃度の関数としての局所移動度の値を算出する方程式が導出される。以下に示す方程式は、上述するようにして導出されたキャリアの局所移動度を算出する方程式であり、半導体基板内におけるポアソン方程式ならびにキャリアの実効移動度とキャリアの局所移動度の関係式により導出された微積分方程式である。
【００２９】
【数３】
0003943771.tif 000003
ここで、μは局所移動度、Ｅｙ は局所の電界、ｃは局所のキャリア濃度、
ＮＳＵＢ は不純物濃度、μｅｆｆ は実効移動度、Ｅ０ は反転層下端の電界（バルクでは零）、ｙは基板表面からの深さをそれぞれ表している。
【００３０】
図４は上記第１式と実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという実験事実に基づいて算出された、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分（縦軸）と局所のキャリア濃度（横軸）および不純物濃度との関係を表す図である。同図において、定性的には、局所のキャリア濃度が小さい弱反転状態では、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分は局所のキャリア濃度に比例し、局所のキャリア濃度が大きい強反転状態では、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分は局所のキャリア濃度に対して指数関数的に依存するという関係が見出される。このようなキャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分に見られる特性に適合する方程式とパラメータがモデルに備わっていれば、キャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分に関する前記実験事実の再現性は保証されることになる。
【００３１】
上記第１式の関数型モデルにおいて、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分の局所のキャリア濃度に対する依存項あるいは局所の不純物濃度に対する依存項のうち少なくとも一方を、初等関数により簡略化して微積分方程式の特性を近似的に表現することが可能である。そこで、図４に示す局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度および不純物濃度との関係に対して、移動度の高速な算出を可能とする近似解を与え得る解析的な関数型としては、例えば前記依存項の両者を初等関数により簡略化した以下に示す式が挙げられる。
【００３２】
【数４】
0003943771.tif 000004
ここで、μｃ は局所移動度のイオン化不純物散乱による成分、ｃは局所のキャリア濃度、ＮＳＵＢ は不純物濃度、Ｃｘ、αｘ（ｘ＝１，２）はパラメータをそれぞれ表している。この第２式を用いて算出したＭＯＳ反転層におけるユニバーサル曲線を図５に示す。この図５に示すユニバーサル曲線と図６に示す従来のユニバーサル曲線とを比較すると、図５に示すこの実施形態における関数型のモデルは、図６に示す従来モデルの場合に比べて、不純物濃度が１６乗〜１８乗の広い範囲において、実測値と計算（シミュレーション）値が高い精度で一致していることが分かる。
【００３３】
上記第２式の関数型モデルにおいて、キャリア濃度あるいは不純物濃度のいずれか一方を初等関数により簡略化し、他方を数値としてテーブル化するようにしてもよい。例えば、上記第２式において不純物濃度の寄与をテーブル化すれば、μｃ を表す式のみで前記第１式に対して解析的に近似解を与えることが可能となり、これにより、正確かつ迅速に近似解を算出することができる。
【００３４】
このように、この実施形態におけるキャリアの移動度モデルでは、局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するための方程式とパラメータが、実効移動度のイオン化不純物散乱による成分に関する実験事実を元に導出されて、局所移動度のイオン化不純物散乱による移動度と局所のキャリア濃度および不純物濃度との物理的な関係を表す微積分方程式を用いることにより、一つのパラメータセットだけで広範囲の不純物濃度におけるキャリアの実効移動度を正確に再現することができる。更に、上記微積分方程式を近似的な解析式で置き換えることにより、より少ない計算量で移動度を正確に計算できる。これにより、半導体素子の特性を迅速かつ正確に模擬算出することが可能となり、半導体装置の開発効率の大きな向上が望める。
【００３５】
このような半導体装置のシミュレーション方法は、キャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出し、算出結果を半導体装置の製造条件の決定や回路構造の設計等の半導体装置の開発、設計、製造工程の様々な場面で使用する半導体装置の製造方法において用いることにより、半導体装置の開発、製造に大きく貢献することができる。
【００３６】
また、この実施形態の半導体装置のシミュレーション方法をデバイスシミュレータで実行するプログラム、すなわち半導体基板内における不純物濃度分布及び素子構造の情報を入力し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルを含むキャリアの移動度モデルを用いて半導体装置の素子特性を模擬算出し、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するモデルは、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度ならびに局所の不純物濃度との物理的な関係を表し、更にキャリアの実効移動度のイオン化不純物散乱による成分が平均のキャリア濃度のべき乗に比例し、かつ平均の不純物濃度のべき乗に反比例するという関係を表現した関数型モデルであるシミュレーションプログラムは、図２に示す例えばフロッピーディスク１３、ＣＤ−ＲＯＭ１４、半導体メモリとしてのＲＯＭ１６、磁気テープとしてのカセットテープ１７等の記録媒体に記録保存することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、キャリアの局所移動度のイオン化不純物散乱による成分を算出するために、実効移動度のイオン化不純物散乱による成分に関する実験事実を元に導出された関数型モデルを使用しているので、１つのパラメータセットだけで広範囲の不純物濃度における実効移動度を正確に再現することができる。更に、上記関数型モデルを近似することにより、より少ない計算量でキャリア移動度を正確に計算できる。これにより、半導体素子の特性を迅速にかつ正確に模擬算出することが可能になり、半導体装置の開発効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置のシミュレーション方法を用いたデバイスシミュレーション装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すデバイスシミュレーション装置の外観構成を示す図である。
【図３】実測した実効移動度のイオン化不純物散乱による成分と平均のキャリア濃度および不純物濃度との関係を示す図である。
【図４】局所移動度のイオン化不純物散乱による成分と局所のキャリア濃度および不純物濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明の移動度モデルを用いたユニバーサル曲線の計算結果と実測を示す図である。
【図６】従来の移動度モデルを用いたユニバーサル曲線の計算結果と実測を示す図である。
【符号の説明】
１  デバイスシミュレーション装置
２  入力部
３  処理制御部
４  出力部
５  データ記憶部
６  プログラム記憶部
７  電圧／電流設定手段
８  素子特性計算手段
９  移動度算出手段
１１  フロッピーディスク装置
１２  光ディスク装置
１３  フロッピーディスク
１４  ＣＤ−ＲＯＭ
１５  ドライブ装置
１６  ＲＯＭ
１７  カセットテープ
【図１】
0003943771.tif 000006
【図２】
0003943771.tif 000007
【図３】
0003943771.tif 000008
【図４】
0003943771.tif 000009
【図５】
0003943771.tif 000010
【図６】
0003943771.tif 000011