Randbedingungen für die Simulation

Zur Berechnung einer Punktantwort läßt man die Dotieratome mit den selben Initialwerten an einem Ort starten. Wichtig in diesem Zusammenhang ist die möglichst exakte Nachbildung der Implantationsbedingungen. So kann z.B. eine nur wenige Nanometer dicke Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche die Verteilung des Dotierstoffes im Wafer maßgeblich beeinflussen [Par91, Mor95] (siehe Abbildung 6.1). Es genügen nur einige wenige nukleare Kollisionen mit den Silizium- bzw. Sauerstoffatomen, um Bor- und Phosphorionen merkbar abzulenken. Ein Streukegel entsteht, der durch dickere Oxidschichten bzw. geringere Implantationsenergien verbreitert wird.

  
Abbildung 6.1: Wenn der Wafer nicht gekippt wird, zeigt das Channeling eine starke Abhaengigkeit von der Staerke der Oxides. Es wurden 35keV-Bor-Ionen durch eine 5nm bzw. 40nm dicke -Schicht in (100) Silizum implantiert. Die durchgezogenen Linien repraesentieren das Histogramm der Monte Carlo\ Simulation, die punktierten Linien und die Symbole kennzeichnen die experimentellen Daten.

Für die nachstehenden Simulationen gelten generell folgende Bedingungen:

• es werden Modelle für kristallines Silizium verwendet,
• es wird sowohl ein ein- als auch ein zweidimensionales Dotierstoff- und Interstitial-Profil berechnet,
• das (100) Silizium ist mit einer Oxidschicht der genannten Stärke bedeckt,
• der angegebene Kippwinkel ist auf die [100]-Richtung bezogen,
• der Wafer wird während der Implantation nicht gedreht,
• das Implantationsfenster ist 10nm breit und
• die transiente Gitterschädigung wird berücksichtigt.

Die folgenden Beispiele demonstrieren, daß die Ergebnisse von Monte Carlo\ Simulationen sehr gut mit gemessenen SIMS Profilen übereinstimmen, wenn unter anderem auf ein gut kalibiriertes Electronic stopping power Modell geachtet wird. Es werden die am häufigsten in der Halbleiterindustrie eingesetzten Ionenarten (Bor, , Phosphor und Arsen) in einem repräsentaiven Energiebereich untersucht. An Hand von z.B.\ Bor läßt sich zeigen, daß mit einem Parametersatz Implantationsenergien zwischen einigen keV und einigen hundert keV abgedeckt werden können.