硅中硼离子注入的带电缺陷动力学模拟

作者：李鹏迪; 刘俊; 郑淇蓉; 张传国; 李永钢^*; 张永胜; 赵高峰^*; 曾雉

来源：计算物理, 2021, 38(03): 361-370.

DOI：10.19596/j.cnki.1001-246x.8245

• 硅
• 硼离子注入
• 带电缺陷
• 动力学模型

为准确描述硼离子注入硅后缺陷/杂质的动力学物理过程,获得硼浓度空间分布及其演化行为,构建一个跨尺度带电缺陷动力学模型,考虑离子注入缺陷的产生及其演化的多种微观过程,包括缺陷电荷态和带电缺陷间的反应、硼—自间隙团簇(BICs)演化以及缺陷与载流子相互作用等物理过程。模拟得到与实验一致的硼浓度深度分布。结果表明:BICs对硼浓度的深度分布起主要作用,而间隙硼(BI)导致硼浓度分布向深处扩展;计及缺陷的不同电荷态修正自间隙(I)和硼间隙(BI)的扩散系数,从而更准确地描述硼浓度分布。模型揭示了硼离子注入硅发生的物理过程和微观机理,证明BICs和缺陷真实的电荷态是描述硼浓度分布的重要因素,为半导体器件制造与研发提供理论指导。

• 单位
  中国科学院固体物理研究所; 河南大学; 物理与电子学院; 中国科学技术大学