Распределения внедренных примесей с учетом эффекта каналирования. Асессоров В.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
1. Распределения ионно-имплантированных примесей
в однородных разориентированых мишенях
с учетом эффекта каналирования
При внедрении примесей в монокристаллические подложки реальные
профили распределения имеют в области глубин , бóльших чем нормальный
пробег , заметные отличия от гауссовских и Пирсон -4 распределений . Это
обусловлено такими причинами, как каналирование, междоузельная диффузия
внедренной примеси в процессе проведения ионного легирования и т. д . На
практике в большинстве случаев для повышения воспроизводимости
технологических процессов влияние этих эффектов стараются уменьшить .
В частности , каналирование существенно подавляется путем
дезориентации ионного пучка относительно кристаллографических осей с
малыми индексами или имплантацией через аморфный слой . Однако и в этом
случае концентрационный профиль в области отрицательного градиента имеет
экспоненциальный характер. Этот участок получил название
экспоненциального “хвоста” , а его наличие указывает на присутствие эффекта
каналирования (рис. 1).
Распределение ионно-имплантированных примесей в однородных
разориентированых монокристаллических мишенях с учетом эффекта
каналирования аппроксимируется в следующем виде:
>⋅
≤≤
=
′
−
−
, ,)(
,0 ),(
)(
00
0
0
RxeRN
RxxN
xN
Rx
λ
(1)
где N(x) - любое из известных распределений ; R
0
- координата точки
сопряжения заданного распределения с экспоненциальным “хвостом”, при этом
R
0
>R
m
(R
m
- координата точки максимума концентрации); λ - характерис-
тическая длина экспоненциального “хвоста”.
Анализ экспериментальных данных и численные расчеты показывают,
что в первом приближении величина λ не зависит от дозы и энергии
имплантации . Значение координаты R
0
зависит от дозы и энергии ионов и
может быть найдено из соотношения
)(
)(
0
*
RN
RN
F
m
′
′
= , (2)
которое существенно зависит только от дозы для заданной комбинации ион -
мишень. Значения λ и
F
*
для ионов бора, фосфора и мышьяка при их внедрении
в монокристаллический кремний приведены в таблице 1.
Анализ аппроксимирующего распределения (1) показывает, что доза
имплантации Q', определяемая несобственным интегралом
∫
∞
′
=
′
0
,)( dxxNQ 
                                                     4


            1. Р аспр е де л е н и я и о н н о -и м пл ан ти р о ван н ы х пр и м е се й
                  в о дн о р о дн ы х р азо р и е н ти р о ван ы х м и ше н я х
                         с уче то м эффе кта кан ал и р о ван и я

        При внед рении прим есей в м онокристаллические под лож ки реальны е
проф или распред еления им ею т в области глубин, бó льш их чем норм альны й
пробег, зам етны е отличия от гауссовских и Пирсон-4 распред елений. Э то
обусловлено таким и причинам и, какканалирование, м еж д оузельная д иф ф узия
внед ренной прим еси в процессе провед ения ионного легирования и т.д . Н а
практике в больш инстве случаев д ля повы ш ения воспроизвод им ости
тех нологических процессоввлияниеэтих эф ф ектовстараю тся ум еньш ить.
      В    частности,     каналирование сущ ественно под авляется путем
д езориентации ионного пучка относительно кристаллограф ических осей с
м алы м и инд ексам и или им плантацией через ам орф ны й слой. О д нако и в этом
случае концентрационны й проф иль в области отрицательного град иента им еет
экспоненциальны й       х арактер.    Э тот    участок      получил      название
экспоненциального “х воста”, а его наличие указы ваетна присутствие эф ф екта
каналирования (рис. 1).
      Распред еление ионно-им плантированны х       прим есей в од нород ны х
разориентированы х м онокристаллических м иш енях с учетом эф ф екта
каналирования аппроксим ируется вслед ую щ ем вид е:

                                           N ( x ),              0 ≤ x ≤ R0 ,
                               N ′( x ) =                −
                                                            x − R0                         (1)
                                            N ( R0 ) ⋅ e λ ,          x > R0 ,

гд е N(x) - лю бое из известны х распред елений; R0 - коорд ината точки
сопряж ения зад анного распред еления с экспоненциальны м “х востом”, при этом
R0 >Rm (Rm - коорд ината точки м аксим ум а концентрации); λ - х арактерис-
тическая д лина экспоненциального “х воста”.
      А нализ эксперим ентальны х д анны х и численны е расчеты показы ваю т,
что в первом приближ ении величина λ не зависит от д озы и энергии
им плантации. Значение коорд инаты R0 зависит от д озы и энергии ионов и
м ож етбы тьнайд ено из соотнош ения
                                                         N ′( Rm )
                                               F* =                ,                       (2)
                                                         N ′( R0 )
которое сущ ественно зависит только отд озы д ля зад анной ком бинации ион-
м иш ень. Значения λ и F * д ля ионов бора, ф осф ора и м ы ш ьяка при их внед рении
вм онокристаллический крем ний привед ены втаблице1.
      А нализ аппроксим ирую щ его распред еления (1) показы вает, что д оза
им плантации Q', опред еляем ая несобственны м интегралом

                                                         ∞
                                                 Q′ = ∫ N ′( x ) dx ,
                                                         0

Страницы