Введение к работе
';. ; '['"'-
S'l^ll-yLLАктуальность темы. Ионная технология в современных условиях является быстро развивающимся направлением науки и техники, позволяющим радикально наменять физические, химические и биологические свойства конденсированного вещества. Практическиа интерес связан с необходимостью выяснять причины ухудшения одних свойств вещества и возможностью борьбы с атими изменениями, с определением положительного воздействия ИОННОГО пучка на другие свойства, с возможностью с помощьы аффектов, происходящих при имплантации, все более глубоко и всесторонне исследовать структуру и свойства твердих тел.
Наибольшие достижения ионной имплантации связаны с; технологией производства микроэлектроники. Все большее практическое применение получает имплантация в металлы. Для этих целей используют большие дози. В связи с исследованием в области создания термоядерных реакторов, практическиа интерес представляет моделирование взаимодействия заряженных частиц со стенками реактора.
Экспериментальные методы исследований позволяют определять результаты воздействия облучения, профили внедренной примеси, радаационньа дефектов только для каадого конкретного случая и не охватывают все задачи, которые ставит развитие технологии, к тому же эти методы чрезвычайно трудоемкие. .
Таким образом, возрастает необходимость не только с большей точностью теоретически предсказывать результаты имплантации в каждом конкретном случае с учетом всех происходящих процессов, но и в создании комплексных методов моделирования всего технологического процесса, в связи с широким использованием ЭВМ на производстве, применения АСУ ГП.
Наиболее перспективным для расчета ианно-шплантациоиных профилей внедряемой примеси радиационных дефектов, выделенной в электронную и атомную подсистемы энергии при сложных режимах имплантации ( большие дозы, полиннергетический пучок, облучение пучком различных частиц, многослойные среды, среда со сложным распределением компонент и др.) является численный эксперимент на основе моделирования методом Монте-Карло (ММК).
Цель работы. В задачу работы входило создание комплекса высокоэффективных программ моделирования процессов ионной имплантации как для исследования основных закономерностей
элементарных процессов при прохождении заряженных частиц в твердом, теле, так и практических расчетов ионно-имплантационных іі]»фшіей. Разработка методик статистической обработки результатов различных экспериментов, в том числа и численных. Создание справочных таблиц параметров ионно-имплантационных профилен.
Научная новизна, С помощью мощного современного метода Монте-Карло изучены пространственные, энергетические , угловые распределения и зависимости для имплантированных примесей <ИП), первично выбитых атомов (ПВА)«радиационных дефектов . (РД), выделенной -энергии (ВЭ). Проведены расчеты и всесторонние исследования двумерных ионно - имплантационных профилей. Гассчитаны интегральные характеристики исследованных ионно -имплантационных профилей. Разработаны методики расчета- для параметров функция распределения по моментам для сложных структур и двумерных профилей. Созданы таблицы и база данных параметров №1 для 488 комбинации ион - мишень. Получена аналитическая зависимость для расчета профилей предельных доз ИЛ с учетом распыления поверхности и радиационяо стимулированной диффузии (РСД). Предложен комбинированный метод расчета для случая сложных режимов имплантации, основанный на статистических закономерностях . определения интегральных параметров при моделировании ММК, методиках восстановления профилей по моментам и использовании конечных интегральных преобразования для учета эффектов диффузионного перераспределения ччплзлтировзнной примеси.
Практическая ценность. Разработанный пакет программ может быть использован в научных" исследованиях для прогнозирования результатов радиационной обработки ионными и электронными пучками, а также для проверки адекватности расчетов о помощью других методов. Кроме того, паяет программ и созданная по рееультатам расчетов база данных могут быть использованы как программное обеспечение АСУ ІП по определению режимов для создания необходимых объемных полупроводниковых структур. Созданный па базе пакета, демонстрационный пакет программ моделирования технологиеских процессов ионного леп'рования внедрен в Киевском политехническом институте на кафедре теоретической электропики в качестве лабораторных работ по курсу "Приборы твердотельной электроники". Предложенные нj годики шстроетая профилей могут быть использованы для
обработки экспериментальных и теоретических данных, йззультаты, приведенные на графиках и в таблицах, могут бить использованы как справочный материал и для создания оаз данных.
Основные положения, выносимые на защиту : 1 > результаты численных экспериментов по изучению и расчетам пространственных энергетических, угловых распределения и зависимостей для имплантированной примеси, радиационных дефектов, первично выбитых атоиов, выделенной в атомную и электронную подсистемы энергии;
2) методика расчета параметров функций распределения для слоя и
слоистых систем;
-
результаты расчета и методики построения двумерных профилей и параметров двумерных функций распределения;
-
разработанный комбинированный метод расчета сложных режимов имплантации;
5> аналитические зависимости диффузионного перераспределения имплантируемой примеси.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены "и обсуждены на VII Всесоюзное конференции по взаимодействию атомных частиц с твердим телом ( Минск, 1S84 ), конференции молодых ученых, посвященной 160-летию Киевского госуниверситета < Киев, 1984 ), на Всесоюзной конференции "Ионно - лучевзя модификация материалов" ( 2 доклада, Черноголовка, 1987 ), на XVIII Всесоюзном совещании по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами < Москва, 1988), на 28 Всесоюзном семинаре по моделированию на ЭВМ радиационных и других дефектов в кристаллах ( Ташкент, 1988 ), на Международной конференции по ионной имплантации ( Польша, Люблин, 1983 ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работТ
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и б глав, выводов, спипка осноиноа использованной литературы и приложений. Ее объем составляет 183 страниц. Работа изложена на 142 страницах, содержит 28 рисунков, в таблиц, библиографический список из 200 наименований, 3 приложения на 36 страницах.
