Monitoring of phosphorus cross-contamination in ion implantation of arsenic by spreading resistance

Abstract

Při využívaní iontového implantátora pro různé prvky (bór, fosfor, arzén, antimon) může docházet ke kontaminaci nežádoucím prvkem. Zvláštní pozornost je potřebné věnovat zabránění fosforové kontaminaci při implantaci arzénu a antimonu. Uvedená metoda na monitorování úrovně fosforové kontaminace při arzénové implantaci je alternativou k SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry). Tato metoda kombinuje využití simulace a metody odporu šíření SRP (spreading resistance profiling) k určování fosforové kontaminace při arzénové implantaci po difuzním procesu. Monitorování bylo uskutečněno pro vysokodávkovou implantaci arzénu. Pomocí programu SUPREM byl vytvořen teoretický model, který umožňuje určit vliv různých dávek fosforové kontaminace v arzénové implantaci. Tento model byl následně validován pomocí SIMS a SRP měření. Uveden je vliv různých úrovní fosforové kontaminace (až po 1014 cm-2 dávky fosforu) na profil volných nosičů náboje který byl pozorován při provoze iontového implantátora. Taktéž je uveden konverzní graf, pomocí kterého lze z hloubky p-n přechodu měřeného metodou SRP určit dávku kontaminace fosforem. Experimentální výsledky ukázaly dobrou shodu mezi SIMS daty a navrhovanou SRP metodou. Tato SRP metoda může být použitá pro detekci dávek fosforu až po 1012 cm-2 a představuje levnější metodu na kontrolu fosforové kontaminace v arzénové implantaci než SIMS.