一种预测半导体中掺杂剂注入分布的高效分子动力学方案
材料科学
2009-10-31 v1 化学物理
计算物理
摘要
我们提出了一种高效的分子动力学方案，用于计算注入到IV族合金及III-V闪锌矿结构材料中的掺杂剂浓度分布。我们的程序结合了降低计算开销的方法，以及一种稀有事件算法，以在掺杂剂浓度变化数个数量级时给出统计精度。该代码使用分子动力学（MD）模型，而非TRIM和Marlowe等注入模拟器中使用的二体碰撞近似（BCA）来描述离子-靶相互作用。原子间相互作用由“多体”势与屏蔽库仑势的组合描述。非弹性能量损失用Firsov模型考虑，电子阻止用Brandt-Kitagawa模型描述，该模型包含整个方案的单一可调参数。因此，该程序易于以最少调参扩展到新的离子-靶组合，并在宽范围的注入能量和角度下具有预测能力。该方案特别适用于计算由低能、大角度注入产生的分布，以及需要在最少实验验证下具备预测能力的情形。我们给出了使用我们的代码计算晶体硅、硅-锗混合物和砷化镓中掺杂剂浓度分布及二维“点响应”分布的例子。我们可以在五个数量级上预测<100>和<110>沟道以及非沟道注入在高达数百keV能量下的实验分布。
引用
@article{arxiv.cond-mat/9901338,
title = {An Efficient Molecular Dynamics Scheme for Predicting Dopant Implant Profiles in Semiconductors},
author = {Keith M. Beardmore and Niels Gronbech-Jensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9901338},
year = {2009}
}
备注
10 pages, 7 figures. Proceedings of COSIRES98. Accepted for publication in Nucl. Instrum. and Meth. B. See http://bifrost.lanl.gov/~reed/