Восходящая диффузия примеси при ионном облучении нагретого кремния: численное моделирование

Г. А. Качурин, Г. В. Гадияк, В. И. Шатров, И. Е. Тысченко

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск

Аннотация: Наблюдаемое экспериментально стягивание примесных атомов в пики при ионном облучении нагретого кремния (восходящая диффузия) промоделировано численно на ЭВМ. Подвижным компонентом считалась пара примесный атом$-$дефект, имеющая энергию связи $E_{B}$, а атомы примеси в узлах решетки считались неподвижными. Вероятность образования пар была пропорциональна квазистационарной концентрации генерируемых облучением точечных дефектов с максимумом, соответствующим $R_{d}$-максимуму выделения ионами упругих потерь. Система уравнений непрерывности учитывала диффузию пар, дефектов и взаимодействие примеси с дефектами. Решение линеаризованных уравнений осуществлялось методом исключения Гаусса для ленточных матриц. Показано, что модель приводит к перераспределению примеси под облучением от изначально равномерного к системе из двух пиков, разделенных минимумом концентрации на глубине $R_{d}$. Концентрация ионов примеси в пиках превышает исходную, а их величина и положение являются функциями диффузионных длин пар и дефектов. Рассмотрен также асимметричный случай, когда диффузионные длины по обе стороны от $R_{d}$ не одинаковы. Результаты моделирования количественно и качественно соответствуют экспериментам, причем варьируемые численные параметры находятся в физически обоснованных интервалах значений.

Поступила в редакцию: 28.05.1992
Принята в печать: 08.06.1992