硅层中杂质原子的辐照增强扩散
材料科学
2014-10-24 v1
摘要
对高温硅衬底中注入高能质子过程中以及含扩散质的氢等离子体处理过程中的磷辐照增强扩散进行了建模。所得结果表明，辐照增强扩散是通过“杂质原子-硅自间隙原子”对的形成、迁移和解离发生的，这些对与替位溶解的杂质原子以及由外部辐照产生的非平衡点缺陷处于局部热力学平衡。所得的非平衡硅自间隙原子的平均迁移长度从质子能量为 140 keV 时的 0.19 微米分别降至 110 keV 和 80 keV 能量下的 0.09 和 0.08 微米。平均迁移长度随质子能量的降低可能是由于硅自间隙原子与表面产生的空位或与磷注入区形成的缺陷的相互作用。基于对扩散机制，对由于辐照增强扩散而在薄硅层中可能形成的杂质分布形态进行了理论研究。结果表明，在等离子体处理过程中，均匀掺杂的硅层会发生耗尽，但在硅-绝缘体界面处除外，该处会形成一个具有高杂质浓度的狭窄区域。计算结果清楚地表明，有必要进一步研究基于辐照增强扩散的各种掺杂工艺，特别是等离子体掺杂工艺，以开发一种在局部半导体区域形成严格指定杂质分布的廉价方法。
引用
@article{arxiv.1410.6195,
title = {Radiation-enhanced diffusion of impurity atoms in silicon layers},
author = {O. I. Velichko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.6195},
year = {2014}
}
备注
17 pages, 6 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1407.3407