[Ion Implantation] Ion Stopping Power

Ion stopping power에 대해 기술하시오.

 

이온 에너지 감소에는 1)Nuclei Stopping Power, 2)Electronic Stopping Power 가 영향을 준다.

 

 

Nuclei Stopping Power는 이온이 핵과 상호작용 하는 것이다. 이온이 에너지를 잃는 만큼 웨이퍼가 그 데미지를 얻는다. 에너지가 클수록 반발력에 의한 각도가 줄어든다.

 

Electronic Stopping Power는 Non-Local 상황에선이온이 전자의 바다를 지나며 정전기적 인력이 발생하는 것이다. Local 상황에선 이온이 내부 전자에 에너지와 moment를 전달한다.

질량 상관없이 에너지에 의존한다.(1/2제곱에 비례)

 

질량이 큰 ion일수록 energy loss가 크다.

As, P와 같은 무거운 원자는 표면에서부터 nuclei stopping power > Electronic Stopping power 이기에 표면부터 Si 결정이 깨짐

B는 10kev이하에서 Nu>elec 이기에 내부에서 Si 결정 깨짐

 

 

Ion Stopping의 순간에 thermal spike에 의해 주변이 녹는다. vacancy와 interstitial 결함이 발생한다.

Heavy 이온의 경우 표면쪽에 disorder cluster가 발생하고, Light 이온의 경우 좀 더 안쪽에 damaged region이 발생한다.

Low dose의 경우 defect가 individual region으로 발생하고 high dose의 경우 amorphous layer 형태로 발생한다.