Презентация на тему "Модель ионной имплантации"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Модель ионной имплантации

• 
  Слайд 2
  

  Профиль распределения ионно-импантированной примеси в Si или SiO2 можно представить в виде симметричной гауссианыс двумя моментами: проективным пробегом, Rp, и стандартным отклонением, p, вычисляемыми из теории Линдхарда-Шарфа-Шиотта (ЛШШ) [20]. Это простейший способ. Однако экспериментальные распределения многих ионов, таких, как B или As, являются асимметричными. Следовательно, необходимо использовать моменты более высоких порядков, чтобы построить реальные профили распределений имплантированных ионов. В работе [21] показано, что достаточно ввести третий центральный момент, чтобы обеспечить необходимую информацию для построения точных распределений, когда асимметрия несущественна (меньше, чем стандартное отклонение). В некоторых случаях распределение имплантированных ионов может быть представлено с помощью двух полугауссиан, каждая со своим значением стандартного отклонения, 1 и 2, сшитыми в точке модального пробега Rm, как показано на рис.1.1. Такое приближение применяется в программе SUPREM II для определения профиля ионно-имплантированных примесей, за исключением бора, для которого используется распределение PEARSON IV.

• 
  Слайд 3
  

  Рис.1.1. Представление профилей имплантированных примесей в виде двух полугауссиан

• 
  Слайд 4
  

  Для сшивки распределения в виде двух полугауссиан обе кривые определяются выражениями:

  C1 (y)= Cmaxexp [-(y-Rm)2 /2σ12] 0 yRm; C2 (y)= Cmax exp [-(y-Rm)2 /2σ22] Rmy.

• 
  Слайд 5
  

  В программе SUPREM II значения Rm, 1 и 2 получаются из алгоритма, описанного в работе [22], в котором используются Rp, p и третий момент, Sk(skewness – скошенность) – параметр, характеризующий асимметрию профиля. Эти три величины получаются путем интерполяции табличных параметров имплантации примесей в Si или SiO2 [22].

• 
  Слайд 6
  

  Модальный Rmи проективный Rp пробеги, стандартное отклонение s и среднеквадратичный пробег (страгглинг) связаны посредством соотношений

  Rm= RP + 0.8(∆Rp1 - ∆Rp2); ∆Rp = σ; σ2=

• 
  Слайд 7
  

  Для построения профиля распределения концентрации ионно-имплантиро-ванной примеси, кроме энергии имплантации, следует задать и дозу. Нормализованная доза имплантации определяется из выражения

• 
  Слайд 8

  Максимальное значение концентрации Сy и доза Q связаны соотношением

• 
  Слайд 9
  

  При имплантации через SiO2 следует использовать оба значения 1 и 2 и Rm для обеих (SiO2 - Si) областей концентрационного профиля. Поскольку энергетические потери в SiO2 ненамного отличаются от потерь в Si, модальный пробег в Si изменяется с целью учета этой разницы посредством аппроксимации:

• 
  Слайд 10

  R|mSi = RmSi + (1-RPsi/RPox)Zox

  где Zox - толщина SiO2; R/mSi и RmSi - исправленные и неисправленные значения модального пробега в Si; RpSi и Rpox - проективные пробеги в Si и SiO2 соответственно. Небольшой разрыв в профиле на разделе SiO2 / Si получается вследствие использования такого приближения.

• 
  Слайд 11

  Профиль имплантированного бора.

  В работе [23] показано, что профиль имплантированного бора может быть описан с помощью распределения PEARSON IV. В этой работе экспериментально определен и четвертый момент 2. Несмотря на то, что такое приближение хорошо описывает профиль распределения бора от поверхности до расстояния, немного ниже максимума концентрации, экспериментальный профиль отличается от модельного “хвостом”, обусловленным рассеянием ионов бора вдоль направления каналирования (рис.1.2).

• 
  Слайд 12
  

  В программе SUPREM II распределение PEARSON IV для имплантационного профиля бора на основе экспериментальных данных [24-26] модифицировано посредством добавлением экспоненциального хвоста с фиксированной характеристической длиной (0.45 мкм), независимой от энергии, дозы и кристаллографической ориентации поверхности. Хвост сшивается со стандартным распределением PEARSON IV в том месте, где концентрация бора падает на 50% от ее значения в максимуме. Очевидно, после добавления хвоста следует произвести перенормировку распределения на дозу имплантируемых ионов. Типичные результирующие профили для такой модификации показаны на рис.1.2.

• 
  Слайд 13
  

  Рис.1.2. Профили распределения бора, имплантированного в кремниевую подложку с ориентациями и и с различными энергиями имплантации. Моделируемый профиль описывается с помощью функции PEARSON IV и экспоненциального “хвоста”

  C, cm-3 1020 1019 1018 1017 0.00.20.40.6y, мкм

• 
  Слайд 14

  Стандартное распределение PEARSON IV вычисляется следующим образом

  где

• 
  Слайд 15
  

  Константа C0 определяется из нормировки на дозу имплантации

• 
  Слайд 16
  

  КОНЕЦ