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 LI Pengdi;LIU Jun;ZHENG Qirong;ZHANG Chuanguo;LI Yonggang;ZHANG Yongsheng;ZHAO Gaofeng;ZENG Zhi

作者机构：河南大学物理与电子学院计算材料研究所河南开封475004 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学科学岛分院安徽合肥230031 

出 版 物：《计算物理》 (Chinese Journal of Computational Physics)

年 卷 期：2021年第38卷第3期

页      面：361-370页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：科学挑战项目(TZ2018004) 国家自然科学基金(11975018,11775254和11534012) 国家磁约束核聚变能发展研究专项课题(2018YEF0308100) 中国科学院青年创新促进会会员项目(2016386) 河南省高校科技创新人才支持计划(15HASTIT015)资助 

主　　题：硅 硼离子注入 带电缺陷 动力学模型 

摘      要：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。