Tải bản đầy đủ (.pdf) (25 trang)

Phương pháp cấy ion

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.39 MB, 25 trang )

C
C


y ion
y ion
Lê Tuấn
Đại học Bách khoa Hà Nội
2
2
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N



i
i
C
C


y ion
y ion
Nh
Nh


ng ưu đi
ng ưu đi


m c
m c


a phương ph
a phương ph
á
á
p c
p c


y ion

y ion


Đi
Đi


u khi
u khi


n ch
n ch
í
í
nh x
nh x
á
á
c
c
li
li


u lư
u lư


ng

ng
v
v
à
à
phân b
phân b


theo chi
theo chi


u sâu
u sâu
c
c


a t
a t


p
p
ch
ch


t

t
 Có một phổ rộng để lựa chọn các vật liệu làm mặt nạ như ô xyt, chất
cảm quang, poly-Si, Si
3
H
4
, kim loại, v.v
 Không bịảnh hưởng nhiều từ các công đoạn làm sạch bề mặt phiến.
 Có độ đồng đều rất lý tưởng liều chiếu xạ theo chiều ngang – ví dụ, liều
chiếu xạ, hay lượng tạp chất, chỉ thay đổi cỡ 1 % trên suốt đường kính
của phiến Si 8” (20,32 cm).
 Có thể cấy ion qua lớp oxit hay các mặt nạ mỏng khác.


Qu
Qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh c
nh c


y ion (v
y ion (v
à
à



m
m


u sau đ
u sau đ
ó
ó
) th
) th


c hi
c hi


n
n


nhi
nhi


t đ
t đ



th
th


p hơn
p hơn
,
,
th
th


i
i
gian ng
gian ng


n
n
hơn so v
hơn so v


i công đo
i công đo


n khu
n khu

ế
ế
ch t
ch t
á
á
n.
n.
Do
đ
Do đ
ó
ó
, c
, c


y ion
y ion
í
í
t l
t l
à
à
m sai
m sai
l
l



ch phân b
ch phân b


t
t


p ch
p ch


t trong phi
t trong phi
ế
ế
n b
n b
á
á
n d
n d


n đư
n đư


c t

c t


o ra trong c
o ra trong c
á
á
c công
c công
đo
đo


n trư
n trư


c đ
c đ
ó
ó
, n
, n
ế
ế
u so s
u so s
á
á
nh v

nh v


i công đo
i công đo


n khu
n khu
ế
ế
ch t
ch t
á
á
n.
n.
Đ
Đ


tr
tr
á
á
nh khu
nh khu
ế
ế
ch

ch
t
t
á
á
n, c
n, c
ó
ó
th
th




nhanh b
nhanh b


ng tia laser hay b
ng tia laser hay b


c x
c x


h
h



ng ngo
ng ngo


i.
i.
Như
Như


c đi
c đi


m:
m:


Gây sai h
Gây sai h


ng l
ng l


n t
n t



i b
i b


m
m


t m
t m


u do s
u do s


b
b


n ph
n ph
á
á
c
c


a ch

a ch
ù
ù
m ion.
m ion.


Thi
Thi
ế
ế
t b
t b


đ
đ


t ti
t ti


n, c
n, c


ng k
ng k



nh,
nh,
đòi h
đòi h


i c
i c
á
á
c ph
c ph


c v
c v


ph
ph


tr
tr


ph
ph



c t
c t


p.
p.
3
3
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N



i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Thi
Thi
ế
ế
t b
t b


c
c


y ion
y ion
Phân t

Phân t
á
á
ch c
ch c
á
á
c ion v
c ion v
à
à




ng ion t
ng ion t


p c
p c


n thi
n thi
ế
ế
t t
t t



i đ
i đ
í
í
ch b
ch b


ng t
ng t


trư
trư


ng v
ng v
à
à
kh
kh


i lư
i lư


ng ion.

ng ion.
Một số thông số đặc trưng:
• Giá thành: ~ (3 ÷ 4) triệu USD
• Công suất: khoảng 60 phiến/giờ
• Độ chính xác điều chỉnh liều lượng: < 0,5 %
•Kích thước phiến lớn nhất hiện nay: 300 mm
• Điện thế tăng tốc: 0 ÷ 200 kV
•Liều lượng: ~ 10
11
÷ 10
16
cm
-2
• Độ đồng đều: ~ 1 % trên phiến 8 ” (20,32 cm)
4
4
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á

ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Mâm gi
Mâm gi


c
c
á
á

c phi
c phi
ế
ế
n b
n b
á
á
n d
n d


n quay, l
n quay, l


n lư
n lư


t đưa c
t đưa c
á
á
c phi
c phi
ế
ế
n v
n v

à
à
o v
o v
ù
ù
ng chi
ng chi
ế
ế
u c
u c


a ch
a ch
ù
ù
m
m
ion. N
ion. N


ng đ
ng đ


t
t



p ch
p ch


t C (
t C (
x)
x)
đư
đư


c x
c x
á
á
c đ
c đ


nh l
nh l
à
à
s
s



nguyên t
nguyên t


t
t


p ch
p ch


t trong 1
t trong 1
đơn v
đơn v


th
th


t
t
í
í
ch. Li
ch. Li



u lư
u lư


ng c
ng c


y ion
y ion
Φ
Φ
l
l
à
à
s
s


ion (nguyên t
ion (nguyên t


) t
) t


p ch
p ch



t đư
t đư


c đưa t
c đưa t


i 1
i 1
đơn v
đơn v


di
di


n t
n t
í
í
ch
ch
b
b



m
m


t phi
t phi
ế
ế
n.
n.
Φ
Φ
=
=
{[Dòng
{[Dòng
ion (A)
ion (A)
/
/
Đi
Đi


n t
n t
í
í
ch ion (C)] x Th
ch ion (C)] x Th



i gian chi
i gian chi
ế
ế
u (s)} / Di
u (s)} / Di


n t
n t
í
í
ch phi
ch phi
ế
ế
n (cm
n (cm
2
2
)
)
Thông thường,
chùm ion phải
lớn hơn đường
kính của phiến
bán dẫn.
ΔR

p
R
p
5
5
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C

C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Mô h
Mô h
ì
ì
nh
nh
6
6
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B

c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Th
Th


c hi

c hi


n bư
n bư


c c
c c


y ion trong
y ion trong
quy tr
quy tr
ì
ì
nh s
nh s


n xu
n xu


t m
t m


ch t

ch t


h
h


p.
p.
H
H
ì
ì
nh
nh


nh phân b
nh phân b


c
c
á
á
c l
c l


p pha

p pha
t
t


p theo chi
p theo chi


u sâu dư
u sâu dư


i c
i c


a s
a s


c
c


y ion.
y ion.
7
7
1/8/2006

1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti

(ti
ế
ế
p)
p)
V
V
í
í
d
d


:
:
8
8
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á

á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Mô ph
Mô ph


ng Monte Carlo phân b
ng Monte Carlo phân b



t
t


p ch
p ch


t c
t c


y ion
y ion
9
9
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á

á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Phân b
Phân b


t
t



p ch
p ch


t trong c
t trong c


y ion:
y ion:




g
g


n đ
n đ
ú
ú
ng b
ng b


c nh
c nh



t
t


phân b
phân b


Gauss
Gauss
l
l
à
à
n
n


ng đ
ng đ


C(x) c
C(x) c
á
á
c ion
c ion
t

t


p ch
p ch


t N(
t N(
x)
x)
đư
đư


c đưa v
c đưa v
à
à
o đ
o đ


sâu x trong đ
sâu x trong đ
ế
ế
b
b
á

á
n d
n d


n. C
n. C
p
p
l
l
à
à
gi
gi
á
á
tr
tr


s
s


ion t
ion t


p c

p c


c đ
c đ


i, t
i, t


p trung t
p trung t


i đ
i đ


sâu R
sâu R
p
p
.
.


R
R
p

p
đư
đư


c g
c g


i l
i l
à
à
kho
kho


ng thâm nh
ng thâm nh


p
p
c
c


a c
a c
á

á
c ion t
c ion t


p ch
p ch


t, l
t, l
à
à
đ
đ


sâu trung b
sâu trung b
ì
ì
nh m
nh m
à
à
c
c
á
á
c ion t

c ion t


p đi v
p đi v
à
à
o
o
bên trong phi
bên trong phi
ế
ế
n b
n b
á
á
n d
n d


n.
n.


Δ
Δ
R
R
p

p
l
l
à
à
đ
đ


l
l


ch chu
ch chu


n c
n c


y ion
y ion
,
,
đư
đư


c x

c x
á
á
c đ
c đ


nh như sai l
nh như sai l


ch chu
ch chu


n c
n c


a C
a C
p
p
t
t


i R
i R
p

p
.
.
dt
nqA
I
vàRCdxxC
I
t
pp
∫∫
=Φ∆==Φ

00
2)(
π
Liều lượng ion được tính theo biểu thức:
(I – dòng ion, nq – điện tích mỗi ion, A – diện tích mẫu)
10
10
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h



c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
So s
So s
á
á

nh: k
nh: k
ế
ế
t qu
t qu


th
th


c nghi
c nghi


m
m
(
(
đ
đ


) v
) v
à
à
lý thuy
lý thuy

ế
ế
t
t
(
(
đen
đen
, Monte Carlo)
, Monte Carlo)
c
c


y ion B v
y ion B v
à
à
o Si r
o Si r


t ph
t ph
ù
ù
h
h



p v
p v
à
à
tr
tr
ù
ù
ng v
ng v


i c
i c
á
á
c s
c s


li
li


u đã c
u đã c
ó
ó
đ


đ


i v
i v


i Si
i Si
11
11
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N

N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Nguyên t
Nguyên t


c l
c l


c c
c c
á
á
c ion t

c ion t


p nh
p nh


t
t


trư
trư


ng v
ng v
à
à
phân bi
phân bi


t kh
t kh


i lư
i lư



ng
ng


Trong bu
Trong bu


ng chân không, t
ng chân không, t


ngu
ngu


n ion,
n ion,




i t
i t
á
á
c d
c d



ng c
ng c


a
a
đi
đi


n trư
n trư


ng tăng t
ng tăng t


c, lu
c, lu


ng ion c
ng ion c
á
á
c lo
c lo



i kh
i kh
á
á
c nhau đ
c nhau đ


u chuy
u chuy


n
n
đ
đ


ng v
ng v


ph
ph
í
í
a đ
a đ
í

í
ch. C
ch. C


n l
n l


c ra c
c ra c
á
á
c ion t
c ion t


p ch
p ch


t th
t th
í
í
ch h
ch h


p, c

p, c
ó
ó
kh
kh


i lư
i lư


ng
ng
M
M
,
,
đi
đi


n t
n t
í
í
ch (+
ch (+
q
q
).

).


T
T


trư
trư


ng
ng
B
B
đ
đ


t vuông g
t vuông g
ó
ó
c v
c v


i v
i v



n t
n t


c c
c c
á
á
c ion. T
c ion. T


l
l


c đ
c đ
ó
ó
ng vai
ng vai
trò l
trò l


c hư
c hư



ng tâm, v
ng tâm, v
à
à
b
b


cong qu
cong qu


đ
đ


o c
o c


a c
a c
á
á
c ion th
c ion th
à
à
nh m

nh m


t
t
ph
ph


n qu
n qu


đ
đ


o tròn b
o tròn b
á
á
n k
n k
í
í
nh
nh
r
r
:

:
, v
, v


i v
i v


n t
n t


c
c
v
v
c
c


a c
a c
á
á
c ion đư
c ion đư


c x

c x
á
á
c đ
c đ


nh b
nh b


i đi
i đi


n th
n th
ế
ế
l
l


c
c
V
V
ext
ext
(

(
E
E






ng đ
ng đ


đi
đi


n trư
n trư


ng l
ng l


c):
c):


R

R
ú
ú
t ra . Gi
t ra . Gi


s
s


r
r


ng t
ng t


trư
trư


ng phân t
ng phân t
í
í
ch B khi
ch B khi
ế

ế
n ion t
n ion t


p ch
p ch


t c
t c


n thi
n thi
ế
ế
t đi
t đi
theo đ
theo đ
ú
ú
ng qu
ng qu


đ
đ



o tròn b
o tròn b
á
á
n k
n k
í
í
nh R
nh R
(
(
đ
đ


cong c
cong c


a bu
a bu


ng d
ng d


n lu

n lu


ng ion).
ng ion).


N
N
ế
ế
u m
u m


t ion kh
t ion kh
á
á
c c
c c
ó
ó
kh
kh


i lư
i lư



ng (
ng (
M
M
+
+
δ
δ
M
M
)
)
đi v
đi v
à
à
o b
o b


l
l


c th
c th
ì
ì
sau khi ra kh

sau khi ra kh


i c
i c


a ra c
a ra c


a b
a b


l
l


c
c
m
m


t kho
t kho


ng

ng
L
L
, i
, i
on đ
on đ
ó
ó
s
s


đi theo qu
đi theo qu


đ
đ


o ch
o ch


ch t
ch t


i đ

i đ
í
í
ch m
ch m


t kho
t kho


ng
ng
D
D
so v
so v


i ion (
i ion (
M
M
). Hai lo
). Hai lo


i
i
ion (

ion (
M) v
M) v
à
à
(
(
M
M
+
+
δ
δ
M
M
)
)
đư
đư


c coi l
c coi l
à
à
đã t
đã t
á
á
ch đư

ch đư


c
c
v
v


i đ
i đ


phân gi
phân gi


i t
i t


t, n
t, n
ế
ế
u
u
D
D
l

l


n hơn t
n hơn t


ng b
ng b


r
r


ng
ng
ch
ch
ù
ù
m ion v
m ion v
à
à
m
m


t n

t n


a b
a b


r
r


ng c
ng c


a ra c
a ra c


a b
a b


l
l


c
c
.

.


Đ
Đ


phân gi
phân gi


i c
i c
à
à
ng t
ng t


t, n
t, n
ế
ế
u
u
R
R
c
c
à

à
ng l
ng l


n v
n v
à
à
M
M
c
c
à
à
ng nh
ng nh


.
.






+−⋅=
φφ
δ

sincos1
2
1
R
L
M
M
R
D
12
12
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N

N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
T
T
á
á
n x
n x


c
c


a ion t

a ion t


p ch
p ch


t trên ion b
t trên ion b
á
á
n d
n d


n
n
Do cơ ch
Do cơ ch
ế
ế
hãm b
hãm b


i h
i h


t nhân nguyên t

t nhân nguyên t


liên
liên
quan tr
quan tr


c ti
c ti
ế
ế
p gi
p gi


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t v
t v
à
à
ph

ph


n lõi
n lõi
nguyên t
nguyên t


b
b
á
á
n d
n d


n trên n
n trên n
ú
ú
t m
t m


ng tinh th
ng tinh th


, nên

, nên
vai trò c
vai trò c


a t
a t
á
á
n x
n x


c
c
á
á
c ion t
c ion t


p ch
p ch


t lên c
t lên c
á
á
c ion

c ion
b
b
á
á
n d
n d


n t
n t


i c
i c
á
á
c n
c n
ú
ú
t m
t m


ng tinh th
ng tinh th


quy

quy
ế
ế
t đ
t đ


nh t
nh t


i
i
m
m


c đ
c đ


sai h
sai h


ng c
ng c


a l

a l


p b
p b
á
á
n d
n d


n g
n g


n b
n b


m
m


t
t
.
.
T
T
á

á
n x
n x


Coulomb gi
Coulomb gi


a c
a c
á
á
c ion đư
c ion đư


c xem như
c xem như
t
t
á
á
n x
n x


đ
đ
à

à
n h
n h


i
i
.
.
Á
Á
p d
p d


ng c
ng c
á
á
c đ
c đ


nh lu
nh lu


t b
t b



o to
o to
à
à
n
n
đ
đ


ng lư
ng lư


ng,
ng,
năng lư
năng lư


ng v
ng v
à
à
moment đ
moment đ


ng lư

ng lư


ng
ng
(trong
(trong
cơ h
cơ h


c c
c c


đi
đi


n), t
n), t
ì
ì
m đư
m đư


c ph
c ph



n năng
n năng




ng đư
ng đư


c truy
c truy


n cho ion b
n cho ion b
á
á
n d
n d


n
n


n
n
ó

ó
i c
i c
á
á
ch
ch
kh
kh
á
á
c,
c,
ph
ph


n năng lư
n năng lư


ng hao h
ng hao h


t c
t c


a ion t

a ion t


p ch
p ch


t sau m
t sau m


i s
i s


ki
ki


n t
n t
á
á
n x
n x


(
(
E

E
o
o


năng
năng




ng ban đ
ng ban đ


u c
u c


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t,
t,
θ

θ
v
v
à
à
φ
φ


l
l


n lư
n lư


t l
t l
à
à
c
c
á
á
c g
c g
ó
ó
c t

c t
á
á
n x
n x


c
c


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t
t
v
v
à
à
ion b
ion b
á
á
n d

n d


n):
n):






+
−=∆
θφφθ
φ
sincossincos
sin
1
2
o
EE
13
13
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h

i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
S

S


hao h
hao h


t năng lư
t năng lư


ng c
ng c


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t do cơ ch
t do cơ ch
ế
ế
hãm b
hãm b



i l
i l


p v
p v




đi
đi


n t
n t


nguyên t
nguyên t


b
b
á
á
n d
n d



n
n


G
G


i
i
Z
Z
i
i
, Z
, Z
t
t


l
l


n lư
n lư


t l

t l
à
à
nguyên t
nguyên t


s
s


c
c


a c
a c
á
á
c nguyên t
c nguyên t


t
t


p ch
p ch



t v
t v
à
à
nguyên t
nguyên t


b
b
á
á
n d
n d


n,
n,
M
M
i
i
v
v
à
à
M
M
t

t


kh
kh


i lư
i lư


ng tương
ng tương


ng c
ng c


a c
a c
á
á
c nguyên t
c nguyên t


trên,
trên,
E

E


năng lư
năng lư


ng ban đ
ng ban đ


u c
u c


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t
t
khi đi v
khi đi v
à
à
o kh

o kh


i ch
i ch


t b
t b
á
á
n d
n d


n.
n.


Ph
Ph


n năng lư
n năng lư


ng hao h
ng hao h



t S
t S
e
e
c
c


a ion t
a ion t


p trên m
p trên m


i đơn v
i đơn v


chi
chi


u d
u d
à
à
i qu

i qu


đ
đ


o trong kh
o trong kh


i b
i b
á
á
n d
n d


n
n
v
v


i h
i h


s

s


t
t


l
l


k
k
e
e
:
:
K
K
ế
ế
t qu
t qu


:
:


Quãng đư

Quãng đư


ng đi t
ng đi t


ng c
ng c


ng c
ng c


a ion t
a ion t


p ch
p ch


t sau khi đư
t sau khi đư


c c
c c



y v
y v
à
à
o b
o b
á
á
n d
n d


n:
n:


Kho
Kho


ng thâm nh
ng thâm nh


p c
p c


a c

a c
á
á
c ion t
c ion t


p ch
p ch


t: , n
t: , n


ng đ
ng đ


t
t


p:
p:


Đ
Đ



l
l


ch chu
ch chu


n: , li
n: , li


u lư
u lư


ng:
ng:
Ek
dx
dE
S
e
e
e
==
(
)
()

3/23/2
2/3
3
ti
ti
ti
ti
e
ZZ
MM
MM
ZZ
k
+
+

∫∫
+
==
0
00
)()(
E
en
R
ESES
dE
dxR
i
t

p
M
M
R
R
3
1+

p
ti
ti
p
R
MM
MM
R








+
≅∆
3
2
dt
nqA

I
vàRCdxxC
I
t
pp
∫∫
=Φ∆==Φ

00
2)(
π


















−=

2
2
)(
p
p
p
R
Rx
CxC
14
14
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N

N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
C
C
á
á
c mô h
c mô h
ì
ì
nh phân b
nh phân b


t

t


p ch
p ch


t (b
t (b


sung):
sung):


Mô h
Mô h
ì
ì
nh phân b
nh phân b


Gauss đã x
Gauss đã x
é
é
t l
t l
à

à
đơn gi
đơn gi


n v
n v
à
à
t
t


ra ph
ra ph
ù
ù
h
h


p t
p t


t v
t v


i th

i th


c nghi
c nghi


m
m


khu v
khu v


c g
c g


n c
n c


c
c
đ
đ


i. C

i. C
ó
ó
th
th


á
á
p d
p d


ng t
ng t


t cho v
t cho v


t li
t li


u vô đ
u vô đ


nh h

nh h
ì
ì
nh. Mô h
nh. Mô h
ì
ì
nh Gauss hai chi
nh Gauss hai chi


u:
u:


Mô h
Mô h
ì
ì
nh Pearson IV d
nh Pearson IV d


a trên cơ s
a trên cơ s


đ
đ



i s
i s


ph
ph


c t
c t


p v
p v


i 4 thông s
i 4 thông s


b
b


ch
ch
í
í
nh. Mô h

nh. Mô h
ì
ì
nh n
nh n
à
à
y
y
á
á
p d
p d


ng
ng
t
t


t ngay c
t ngay c


đ
đ


i v

i v


i c
i c
á
á
c khu v
c khu v


c n
c n


ng đ
ng
đ


th
th


p c
p c
á
á
c ion đư
c ion đư



c c
c c


y.
y.
Thư
Thư


ng đư
ng đư


c d
c d
ù
ù
ng như mô h
ng như mô h
ì
ì
nh
nh
phân b
phân b



m
m


c đ
c đ


nh trong c
nh trong c
á
á
c chương tr
c chương tr
ì
ì
nh mô ph
nh mô ph


ng. Th
ng. Th
í
í
ch h
ch h


p v
p v



i đ
i đ
ế
ế
đơn tinh th

đơn tinh th


.
.


Trong th
Trong th


c t
c t
ế
ế
ngư
ngư


i ta thư
i ta thư



ng hay k
ng hay k
ế
ế
t h
t h


p c
p c


hai mô h
hai mô h
ì
ì
nh Gauss v
nh Gauss v
à
à
Pearson IV, x
Pearson IV, x
á
á
c đ
c đ


nh đ

nh đ


không
không
đ
đ


i x
i x


ng c
ng c


a đư
a đư


ng phân b
ng phân b


v
v


hai ph

hai ph
í
í
a gi
a gi
á
á
tr
tr


c
c


a R
a R
p
p
(kurtosis x
(kurtosis x
á
á
c đ
c đ


nh ph
nh ph



n n
n n


ng đ
ng đ


th
th


p
p




đuôi
đuôi




c
c


a đư

a đư


ng phân b
ng phân b


:
:
)
)
()()
[]
{}
()






















+−


−⋅−+−+−=









2
102
12
2
102
2
1
2
1
2
21

4
2
tan
4
exp)(
2
bbb
bRxb
a
bbb
b
b
RxbRxbbKxf
p
b
ppo
()
dxxC )(R-x:Kurtosis
0
4
p



15
15
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ



i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế

p)
p)


nhi
nhi


t sau khi c
t sau khi c


y ion
y ion
Do va ch
Do va ch


m m
m m


nh gi
nh gi


a c
a c
á
á

c ion t
c ion t


p ch
p ch


t v
t v


i c
i c
á
á
c nguyên t
c nguyên t


Si, l
Si, l


p Si g
p Si g


n b
n b



m
m


t
t
(~ R
(~ R
P
P
) b
) b


bi
bi
ế
ế
n đ
n đ


i c
i c


u tr
u tr

ú
ú
c, th
c, th


m ch
m ch
í
í


tr
tr


ng th
ng th
á
á
i vô đ
i vô đ


nh h
nh h
ì
ì
nh.
nh.

Đ
Đ


th
th


: m
: m


t đ
t đ


sai h
sai h


ng
ng
khi c
khi c


y As v
y As v
à
à

o Si
o Si


100 kV.
100 kV.
Qu
Qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh
nh


nhi
nhi


t thư
t thư


ng
ng
đư
đư



c ti
c ti
ế
ế
n h
n h
à
à
nh trong 30 ph
nh trong 30 ph
ú
ú
t,
t,


nhi
nhi


t đ
t đ


c
c



600
600


1000
1000
º
º
C,
C,
trong môi trư
trong môi trư


ng kh
ng kh
í
í
trơ
trơ
.
.
M
M


c đ
c đ
í
í

ch:
ch:


T
T
á
á
i k
i k
ế
ế
t tinh
t tinh
v
v
ù
ù
ng nhi
ng nhi


u sai
u sai
h
h


ng, ph
ng, ph



c h
c h


i l
i l


i c
i c


u
u
tr
tr
ú
ú
c tinh th
c tinh th


b
b
á
á
n d
n d



n.
n.


Khi
Khi
ế
ế
n cho c
n cho c
á
á
c ion t
c ion t


p ti
p ti
ế
ế
p
p
t
t


c khu
c khu

ế
ế
ch t
ch t
á
á
n v
n v
à
à
th
th
ế
ế
ch
ch


v
v
à
à
o c
o c
á
á
c n
c n
ú
ú

t khuy
t khuy
ế
ế
t
t
c
c


a m
a m


ng tinh th
ng tinh th


b
b
á
á
n d
n d


n.
n.
Tăng chi
Tăng chi



u d
u d
à
à
y l
y l


p khu
p khu
ế
ế
ch t
ch t
á
á
n.
n.
16
16
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h



c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Bi
Bi



n ph
n ph
á
á
p gi
p gi


m sai h
m sai h


ng do c
ng do c


y ion
y ion
Tinh thể Si lý tưởng nhìn theo
hướng <110>. Theo trục <110> các
ion ít va chạm nhất với các nguyên
tử bán dẫn – do đó, cơ chế hãm
chủ yếu do lớp vỏ điện tử.
Mô tả sự tạo thành các sai hỏng:
a) Do các ion nhẹ, năng lượng
cao. Vùng sai hỏng nằm sâu.
b) Do các ion nặng, năng lượng
thấp. Vùng sai hỏng nằm

nông.
a) Cấy ion qua lớp ôxit vô định
hình
b) Định hướng chùm ion sao cho
lệch 5 – 7º so với các trục tinh
thể chính của đế bán dẫn
c) Cấy ion qua lớp sai hỏng nặng
tạo từ trước do cấy các ion nặng
Si hoặc Ge. Cần các máy cấy
ion đắt tiền cho ion nặng.
17
17
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à

N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
M
M


t n
t n


d
d
ù
ù

ng trong c
ng trong c


y ion
y ion
C
C
ó
ó
th
th


d
d
ù
ù
ng nhi
ng nhi


u lo
u lo


i v
i v



t li
t li


u đ
u đ


l
l
à
à
m m
m m


t n
t n


c
c


y ion.
y ion.
M
M



t n
t n


chia l
chia l
à
à
m hai lo
m hai lo


i: i) ch
i: i) ch


n ho
n ho
à
à
n to
n to
à
à
n (
n (


99,99 %)
99,99 %)

c
c
á
á
c ion đ
c ion đ


c
c


y ion theo di
y ion theo di


n t
n t
í
í
ch l
ch l


a ch
a ch


n; ii) ch
n; ii) ch



n
n
không ho
không ho
à
à
n to
n to
à
à
n
n
-
-
đ
đ


c
c


y ion t
y ion t


o l
o l



p t
p t


p nông hay gi
p nông hay gi


m
m
thi
thi


u đ
u đ


sai h
sai h


ng tinh th
ng tinh th


c
c



a m
a m


u.
u.


Li
Li


u lư
u lư


ng Q
ng Q
d
d
ion đư
ion đư


c c
c c



y
y


đ
đ


sâu
sâu
d,
d,
(Q
(Q


trên b
trên b


m
m


t):
t):


H
H



s
s


truy
truy


n qua T trong trư
n qua T trong trư


ng h
ng h


p ch
p ch


n ho
n ho
à
à
n to
n to
à
à

n
n
ph
ph


i nh
i nh


hơn
hơn
10
10
-
-
4
4
, t
, t


đ
đ
ó
ó
t
t
í
í

nh đư
nh đư


c chi
c chi


u d
u d
à
à
y
y
d
d
t
t


i
i
thi
thi


u c
u c



a m
a m


t n
t n


ch
ch


n:
dx
R
Rx
R
Q
Q
d
p
p
p
d























=
2
2
exp
2
π
n:
pp
u
p
p
d
RuRdtìmvàothayutìm
u

e
R
Rd
erfc
S
T
∆+=⇒⇒
<⇒≈










=≡


2
;10
2
1
2
2
1
2
4

2
π
18
18
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C



y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
T
T


o chuy
o chuy


n ti
n ti
ế
ế
p p
p p
-
-
n b
n b



ng c
ng c


y ion c
y ion c


c b
c b


C
C


y ion c
y ion c


c b
c b


v
v
à
à
o c
o c

á
á
c di
c di


n t
n t
í
í
ch đư
ch đư


c l
c l


a ch
a ch


n, v
n, v


i t
i t



p ch
p ch


t kh
t kh
á
á
c lo
c lo


i
i
d
d


n v
n v


i t
i t


p ch
p ch



t đã c
t đã c
ó
ó
s
s


n trong đ
n trong đ
ế
ế
,
,
đ
đ


t
t


o c
o c
á
á
c chuy
c chuy



n ti
n ti
ế
ế
p p
p p
-
-
n c
n c


a c
a c
á
á
c linh
c linh
ki
ki


n trong m
n trong m


ch t
ch t



h
h


p.
p.


Yêu c
Yêu c


u đ
u đ


i v
i v


i v
i v
ù
ù
ng đư
ng đư


c ch
c ch



n b
n b


ng m
ng m


t n
t n


: C
: C
á
á
c ion t
c ion t


p l
p l


t qua không
t qua không
đư
đư



c t
c t


o n
o n


ng đ
ng đ


qu
qu
á
á
1/10 n
1/10 n


ng đ
ng đ


t
t



p C
p C
B
B
c
c


a đ
a đ
ế
ế
,
,
đ
đ


không l
không l
à
à
m
m


nh
nh





ng t
ng t


i đ
i đ
ế
ế
. Chi
. Chi


u d
u d
à
à
y t
y t


i thi
i thi


u c
u c



a m
a m


t n
t n


SiO
SiO
2
2
th
th


a mãn yêu c
a mãn yêu c


u l
u l
à
à
:
:


Chi
Chi



u sâu luy
u sâu luy


n kim c
n kim c


a l
a l


p t
p t


p c
p c


y ion (m
y ion (m


t ph
t ph



n c
n c


a chuy
a chuy


n ti
n ti
ế
ế
p p
p p
-
-
n):
n):
(Ch
(Ch
ú
ú
ý: c
ý: c


hai nghi
hai nghi



m đ
m đ


u đ
u đ
ú
ú
ng, ph
ng, ph


thu
thu


c v
c v
à
à
o chi
o chi


u sâu c
u sâu c


y ion)
y ion)

19
19
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C



y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
T
T


o l
o l


p pha t
p pha t


p đ
p đ


ng đ
ng đ


u b
u b



ng c
ng c


y ion nhi
y ion nhi


u l
u l


n liên ti
n liên ti
ế
ế
p
p
20
20
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h



c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
C
C



y ion theo g
y ion theo g
ó
ó
c nghiêng
c nghiêng
Đ
Đ


ch
ch
ế
ế
t
t


o c
o c
á
á
c linh ki
c linh ki


n cơ b
n cơ b



n k
n k
í
í
ch thư
ch thư


c nh
c nh


c
c


n thi
n thi
ế
ế
t ph
t ph


i kh
i kh



ng ch
ng ch
ế
ế
phân b
phân b


t
t


p theo chi
p theo chi


u th
u th


ng g
ng g
ó
ó
c v
c v


i b
i b



m
m


t đ
t đ
ế
ế
v
v
à
à
t
t


o c
o c
á
á
c l
c l


p pha t
p pha t



p nông dư
p nông dư


i 100 nm.
i 100 nm.
Tuy nhiên, c
Tuy nhiên, c


n ch
n ch
ú
ú
ý t
ý t


i hi
i hi


n tư
n tư


ng
ng



che b
che b
ó
ó
ng
ng


(h
(h
ì
ì
nh v
nh v


), t
), t


o nên c
o nên c
á
á
c đi
c đi


n tr
n tr



ph
ph


trong m
trong m


ch v
ch v
à
à
l
l
à
à
m l
m l


ch
ch


nh tô pô c
nh tô pô c
á
á

c v
c v
ù
ù
ng linh ki
ng linh ki


n. V
n. V
í
í
d
d


, n
, n
ế
ế
u ch
u ch
ù
ù
m ion l
m ion l


ch
ch

7
7
º
º
kh
kh


i phương ph
i phương ph
á
á
p tuy
p tuy
ế
ế
n, chi
n, chi


u cao m
u cao m


t n
t n


0,5
0,5

µ
µ
m, v
m, v
ù
ù
ng b
ng b
ó
ó
ng (shadow area)
ng (shadow area)
c
c
ó
ó
k
k
í
í
ch th
ư
ch thư


c 61 nm.
c 61 nm.
21
21
1/8/2006

1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti

(ti
ế
ế
p)
p)
L
L


p chôn SIMNI v
p chôn SIMNI v
à
à
SIMOX
SIMOX
M
M


c đ
c đ
í
í
ch
ch
: T
: T


o

o
l
l


p đ
p đ


m c
m c
á
á
ch đi
ch đi


n
n
ch
ch


ng hi
ng hi


n tư
n tư



ng ký sinh c
ng ký sinh c


a c
a c
á
á
c transistor n
c transistor n
-
-
pn hay p
pn hay p
-
-
n
n
-
-
p v
p v


i đ
i đ
ế
ế
theo chi

theo chi


u th
u th


ng đ
ng đ


ng.
ng.
L
L


i
i
í
í
ch
ch
: Nâng cao
: Nâng cao
m
m


c đ

c đ


t
t


h
h


p
p
,
,
tăng
tăng
t
t


c đ
c đ


v
v
à
à
kh

kh


năng d
năng d


n nhi
n nhi


t
t
c
c


a IC.
a IC.
Ngư
Ngư


i ta d
i ta d
ù
ù
ng c
ng c
á

á
c m
c m
á
á
y c
y c


y ion năng lư
y ion n
ăng lư


ng cao đ
ng cao đ


c
c


y N
y N
+
+
ho
ho



c O
c O
+
+
v
v
à
à
o sâu
o sâu
trong đ
trong đ
ế
ế
b
b
á
á
n d
n d


n, t
n, t


o th
o th
à
à

nh l
nh l


p đi
p đi


n môi Si
n môi Si
3
3
N
N
4
4
(SIMNI
(SIMNI


S
S
eparration
eparration
I
I
mplanted
mplanted
NI
NI

tride) ho
tride) ho


c SiO
c SiO
2
2
(SIMOX
(SIMOX


S
S
eparration
eparration
I
I
mplanted
mplanted
Ox
Ox
ygen) bên
ygen) bên




i v
i v

ù
ù
ng t
ng t
í
í
ch
ch
c
c


c (v
c (v
ù
ù
ng ch
ng ch


a c
a c
á
á
c linh ki
c linh ki


n) c
n) c



a IC.
a IC.
Công ngh
Công ngh


SIMOX hi
SIMOX hi


n nay đư
n nay đư


c d
c d
ù
ù
ng ph
ng ph


bi
bi
ế
ế
n hơn
n hơn

. C
. C
á
á
c ion O
c ion O
+
+
đư
đư


c gia t
c gia t


c
c
b
b


i đi
i đi


n th
n th
ế
ế

150
150


300
300
kV,
kV,
đư
đư


c c
c c


y v
y v
à
à
o phi
o phi
ế
ế
n Si v
n Si v


i li
i li



u lư
u lư


ng 2.10
ng 2.10
18
18
cm
cm
-
-
2
2
, th
, th


i
i
gian c
gian c


y r
y r



t d
t d
à
à
i.
i.
Đi
Đi


u ki
u ki


n c
n c


n thi
n thi
ế
ế
t l
t l
à
à
trong khi c
trong khi c



y
y
m
m


u ph
u ph


i đư
i đư


c gi
c gi




nhi
nhi


t đ
t đ





400
400
º
º
C
C
đ
đ


sau n
sau n
à
à
y l
y l


p Si g
p Si g


n b
n b


m
m



t d
t d


t
t
á
á
i k
i k
ế
ế
t tinh khi
t tinh khi


nhi
nhi


t v
t v
à
à
v
v
ì
ì
l
l



p chôn
p chôn
SiO
SiO
2
2
ch
ch


h
h
ì
ì
nh th
nh th
à
à
nh khi c
nh khi c
ó
ó
đ
đ


n
n



ng đ
ng đ


O
O
+
+


n đ
n đ


nh trong m
nh trong m


t kho
t kho


ng đ
ng đ
á
á
ng k
ng k



theo
theo
chi
chi


u sâu c
u sâu c


a m
a m


u.
u.
Qu
Qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh
nh



nhi
nhi


t sau khi c
t sau khi c


y k
y k
é
é
o d
o d
à
à
i 2
i 2


3 gi
3 gi


,
,


nhi
nhi



t đ
t đ


1300
1300


1
1
400
400
º
º
C, v
C, v


i
i
l
l


p
p
á
á

o b
o b


o v
o v


SiO
SiO
2
2
ho
ho


c Si
c Si
3
3
N
N
4
4
đư
đư


c ph
c ph



lên b
lên b


m
m


t m
t m


u. Trong qu
u. Trong qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh n
nh n
à
à
y,
y,
l
l



p chôn SiO
p chôn SiO
2
2
đư
đư


c t
c t


o th
o th
à
à
nh,
nh,
đ
đ


ng th
ng th


i v
i v



i qu
i qu
á
á
tr
tr
ì
ì
nh t
nh t
á
á
i k
i k
ế
ế
t tinh, gi
t tinh, gi


m thi
m thi


u c
u c
á
á

c
c
sai h
sai h


ng tinh th
ng tinh th




l
l


p t
p t
í
í
ch c
ch c


c g
c g


n b
n b



m
m


t, v
t, v
à
à
h
h


n ch
n ch
ế
ế
c
c
á
á
c
c


nh hư
nh hư



ng c
ng c


a c
a c
á
á
c
c
donor nhi
donor nhi


t O
t O
2
2
-
-
.
.
22
22
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ



i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)



nh minh h
nh minh h


a
a
23
23
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N



i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
Đi
Đi


u ch
u ch


nh đi
nh đi


n
n

á
á
p ngư
p ngư


ng c
ng c


a MOSFET
a MOSFET


M
M


t lư
t lư


ng kh
ng kh


ng ch
ng ch
ế
ế

ch
ch


t ch
t ch


c
c
á
á
c ion t
c ion t


p ch
p ch


t đư
t đư


c c
c c


y qua l
y qua l



p ô xit c
p ô xit c


c c
c c


a.
a.
C
C
á
á
c ion đ
c ion đ
ó
ó
kh
kh
ó
ó
đi qua l
đi qua l


p ô xit d
p ô xit d

à
à
y hơn
y hơn
(h
(h
ì
ì
nh a) nên ch
nh a) nên ch


t
t


p trung t
p trung t


i v
i v
ù
ù
ng kênh.
ng kênh.
Đi
Đi



n
n
á
á
p ngư
p ngư


ng bi
ng bi
ế
ế
n đ
n đ


i g
i g


n tuy
n tuy
ế
ế
n t
n t
í
í
nh v
nh v



i li
i li


u lư
u lư


ng ion
ng ion
đư
đư


c c
c c


y.
y.


T
T


o l
o l



p poly
p poly
-
-
Si l
Si l
à
à
m c
m c


c c
c c


a, r
a, r


i t
i t


y b
y b



l
l


p ô xit quanh c
p ô xit quanh c


c c
c c


a,
a,
ta đư
ta đư


c c
c c
á
á
c
c
v
v
ù
ù
ng ngu
ng ngu



n v
n v
à
à
m
m
á
á
ng, v
ng, v
à
à
cu
cu


i c
i c
ù
ù
ng l
ng l
à
à
c
c



u tr
u tr
ú
ú
c transistor MOS c
c transistor MOS c
ó
ó
đi
đi


n
n
á
á
p
p
ngư
ngư


ng đã đư
ng đã đư


c đi
c đi



u ch
u ch


nh (h
nh (h
ì
ì
nh b).
nh b).
24
24
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h


c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à

N
N


i
i
C
C


y ion
y ion
(ti
(ti
ế
ế
p)
p)
(Thêm)
(Thêm)
25
25
1/8/2006
1/8/2006
Đ
Đ


i h
i h



c B
c B
á
á
ch khoa H
ch khoa H
à
à
N
N


i
i
C
C
á
á
m ơn đã theo dõi
m ơn đã theo dõi
!!!
!!!
Mọi góp ý, bổ sung xin gửi đến:
Dr. Le Tuan
Hanoi University of Technology
Institute of Engineering Physics
Dept. of Electronic Materials
2

nd
Floor, C9 Building
1 Dai Co Viet Str., Hanoi, Vietnam
Mobile: 0912 560 536
E-mail:

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×