Распределение внедренных ионов

При ионном легировании первичным процессом является проникновение ускоренных ионов в вещество и их торможение до тепловых скоростей. Установившееся в результате этого распределение внедренных атомов примеси по глубине называют профилем торможения. Окончательное распределение примесных атомов, в которое часто вносят вклад диффузионные процессы, а также распределение носителей тока не всегда совпадают с профилем торможения.

Основными характеристиками профиля торможения примесных атомов являются средняя проекция пробега и среднеквадратичный разброс проецированных пробегов или среднее нормальное отклонение проекции пробега . По теории ЛШШ связана с полным пробегом приближенным соотношением

где M₁ - масса иона; M₂ - масса атома мишени.

Среднеквадратичное отклонение (дисперсия) проекции пробега можно вычислить по формуле

При столкновениях с атомами мишени ион отклоняется на углы, зависящие от прицельного расстояния и масс сталкивающихся частиц. Если M₁ >> M₂, то отклонения малы и ион движется почти прямолинейно, поэтому его полный пробег слабо отличается от проекции пробега . Если же M₁ £ M₂, а энергия иона не слишком велика, то траектория иона извилиста и значительно меньше .

Распределение проекций пробегов считается гауссовым. Поскольку рассматривается проекция пробега на направление движения ионов до их столкновения и остановки в мишени, то это распределение совпадает с распределением внедренных ионов по глубине пластины.

Профиль торможения имеет вид гауссовой кривой и распределение внедренных ионов в единице объема мишени можно записать следующим образом:

, (3.24)

где x - глубина от поверхности мишени; N₀ - количество легирующих ионов на единицу площади, ион/см² (3.19).