Электронное торможение ионов
Коэффициент kе является относительно слабой функцией параметров Z1, Z2, M1 и М2
Характерные особенности ядерного и электронного торможения
Универсальная потеря энергии, обусловленная ядерным торможением, не зависит отZ1, Z2, M1, M2 или N. В общем случае она относительно мала при высокой энергии ионов. При средних энергиях ионов она повышается, а для самых низких энергий ионов опять уменьшается.
Зависимость потери энергии за счет электронного торможения носит монотонный характер.
Зависимости Rp ионов B, P и As от величины энергии в кремнии и SiO2
Зависимости рассеяния ΔRp и ΔRp от энергии ионов B, P и As
Распределение пробегов ионов
На практике для оценки профилей легирования используют Гауссово распределение в приближении двух параметров:
Сs – поверхностная плотность внедренных ионов, определяемая дозой облучения:
q – элементарный заряд, l – кратность ионизации
Распределение Пирсона
Дает наиболее точное описание профилей распределения имплантированных ионов.
Учитывает четыре параметра: Rp, ΔRp, а также несимметричность γ и затухание β.
Сравнительные результаты расчетов эксперимента
14. Каналирование примеси при ионной имплантации. Коэффициент использования примеси. Радиационные дефекты. Послеимплантационный отжиг.
Эффект каналированияЗаключается в беспрепятственном проникновении ионов по каналам, образуемым плоскостями кристаллической решетки.
Проекция структуры кремния на плоскость (110)
Движение иона вдоль канала
Ион нацелен на лобовой удар с атомом мишени, однако на него действует вся цепочка атомов. В результате столкновения не происходит. Ион меняет траекторию и движется между цепочками атомов на значительное расстояние. Он постепенно теряет энергию за счет слабых скользящих столкновений со стенками канала и в конце концов покидает канал.
Распределение примеси при каналировании
1 – распределение при умеренных дозах легирования;
2 – распределение при больших дозах легирования.
Критический угол
Существует критический угол ψ при превышении которого прохождение атомов по каналу прекращается:
d – расстояние между соседними атомами в ряду
Радиационные повреждения
В результате столкновений иона с кристаллической решеткой он передает энергию атомам и смещает их. При этом атом можетоказаться в междоузельном положении, т.е. возникают точечные дефекты, которые могут переходить в линейные и даже в объемные. При дозах более 1016 см-2 наблюдаетсяПоявление аморфизированных областей.
Дефекты, образованные при ионной имплантации называют радиационными.
Коэффициент использования примеси
Ион в процессе внедрения в твердое тело может остановиться в любом месте(узле или междоузлии). Поэтому число носителей заряда будет меньше, чем число внедренных ионов. Данное несоответствие характеризуется коэффициентом использования примеси:
np – концентрация дырок в инверсном слое;
CD – концентрация доноров в исходной структуре;
СА – концентрация введенной примеси.