Диффузия бора.

При исследовании влияния окисления на диффузию бора можно не учитывать вакансионной составляющей диффузии, т.к. для бора преобладающим механизмом диффузии при окислении является взаимодействие с междоузлиями.

Порядок выполнения рабочего задания.

1. Ознакомиться с описанием.

2. Создать командный файл, моделирующий распределение мышьяка: а) - после загонки и отжига, и б) - после имплантации и отжига.

а) Задать подложку (бор с концентрацией 1e15 см^-3). Провести загонку мышьяка в течении 1 часа с концентрацией:

1e20 см^-3 - для 1 варианта;

1.5e20 см^-3 - для 2 варианта;

5e20 см^-3 - для 3 варианта

при температуре 900⁰С.

Провести отжиг структуры в течении 20 минут при температуре 800⁰С. Вывести графики распределения примесей: полной концентрации мышьяка (astot), активной концентрации мышьяка (asactiv), кластеризованной части мышьяка (asclust). Определить величины максимальных концентраций мышьяка для каждого графика.

б) Задать подложку. Провести имплантацию мышьяка с дозой:

1e15 см^-3 - для 1 варианта;

4e15 см^-3 - для 2 варианта;

7e15 см^-3 - для 3 варианта

и энергией 40 кэВ. Имплантацию проводить через слой окисла толщиной 0.02 мкм. Для создания окисла воспользуйтесь командой: mask(material=oxide,thick=0.02um). После имплантации (перед отжигом) удалите окисел, воспользовавшись командой: etch(material=oxide).

Провести отжиг структуры аналогично пункту а). Вывести графики и определить соответствующие значения максимальных концентраций (см. пункт а)).

1. По аналогии с пунктами 2а) и 2б) провести моделирование распределения бора а) - после загонки и отжига и б) - после имплантации и отжига. В качестве подложки взять фосфор с концентрацией 1e15 см^-3.

При моделировании диффузии бора использовать модель pairdiffusion, для этого перед командой отжига необходимо вставить команду: diff:(moddiff=pairdiffusion). Значения для максимальных концентраций для btot, bactive и bclust занести в отчет.

1. Провести моделирование распределения фосфора по выбору: а) после имплантации и отжига или б) после загонки и отжига. Режимы взять те же, что и для мышьяка.По графику определить значение максимальной концентрации фосфора.

   1. Провести моделирование процесса разактивации мышьяка за счет образования пар мышьяк-вакансия по следующему маршруту:

1) Задать подложку (бор с концентрацией 1e16 см^-3)

2) Провести имплантацию мышьяка с дозой:

1e15 см^-3 – для 1 варианта;

5e15 см^-3 – для 2 варианта;

1e16 см^-3 – для 3 варианта

и энергией 60 кэВ.

Для увеличения точности расчета рекомендуется задать следующие параметры для адаптации сетки: maxtrl=7 – задает предельное число треугольников, на которое может разбиваться область на каждом шаге адаптации сетки (по умолчанию maxtrl=4), refinegradient= -7 – параметр, управляющий адаптацией сетки по градиенту концентрации (по умолчанию refinegradient= -4). Эти параметры задаются c помощью параметра control в команде replace следующим образом: replace(control(maxtrl=7, refinegradient=-7)). Имплантацию проводить через слой окисла толщиной 8 нм.

3) Провести отжиг структуры в течении 10 секунд при температуре 1050⁰С. При моделировании отжига мышьяка воспользоваться моделью pairdiffusion.

4. Вывести графики распределения: общей концентрации мышьяка после имплантации, общей концентрации мышьяка после отжига, активной концентрации мышьяка после отжига, концентрации пар положительно заряженный ион мышьяка - отрицательно заряженная вакансия (as+v-) после отжига. Для каждого распределения определить максимальную концентрацию мышьяка.

   6. Провести моделирование процесса ускоренной диффузии бора в окисляющей среде по следующему маршруту:

1. Задать подложку (фосфор с концентрацией 1e15 см^-3).

2. Провести имплантацию бора с дозами:

1e15 см^-3 – для 1 варианта;

5e15 см^-3 – для 2 варианта;

1e16 см^-3 – для 3 варианта

и энергией 40 кэВ.

3) Провести отжиг структуры в течении 1 часа при температуре 1050⁰С: а) – в инертной среде, б) – в атмосфере кислорода.

4. Вывести профили распределения бора после имплантации, после отжига в инертной среде и после отжига в окисляющей среде. Для каждого профиля определить глубину p-n перехода. Занести результаты в отчет.