A Study on the Silicon Damages and Ultra-Low Energy Boron Ion Implantation using Classical Molecular Dynamics Simulation

고전 분자 동 역학 시뮬레이션을 이용한 실리콘 격자 손상과 극 저 에너지 붕소 이온 주입에 관한 연구

We have calculated ultra-low energy silicon-self ion implantations and silicon damages through classical molecular dynamics simulation using empirical potentials. We tested whether the recently developed Environment-Dependent Interatomic Potential(EDIP) was suitable for ultra low energy ion implantation simulation, and found that point defects formation energies were in good agreement with other theoretical calculations, but the calculated vacancy migration energy was overestimated. Most of the damages that are produced by collision cascades are concentrated into amorphous-like pockets. Also, We upgraded MDRANGE code for silicon ion implantation process simulation. We simulated ultra-low energy boron ion implantation, 200eV, 500eV, and 1000eV respectively, and calculated boron profiles with silicon substrate temperature and tilt angle. We investigated that below 1000eV, channeling effect must be considered.

극 저 에너지 실리콘 이온 주입 시뮬레이션을 통하여 실리콘 내부에서 발생하는 격자 손상에 대하여 고전분자 동역학을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 또한 최근에 개발된 EDIP 전위식이 실리콘 충돌 계산에 적합한지 여부를 분자 동역학을 사용하여 계산하였다. EDIP 전위식은 평형상태 계산에 알맞지만 충돌을 계산하는데는 적합하지 않았다. 또한 MDRANGE를 실리콘 공정에 맞도록 향상시켜 200eV, 500eV, 그리고 1000eV 에너지 붕소 이온 주입 시뮬레이션을 수행하여 실리콘 기판의 온도, 기울기 각도 및 에너지에 따른 붕소의 분포를 계산하였다. 1000eV 이하 에너지 붕소 이온 주입에서도 체널링 현상에 대한 고려가 필요하다는 것을 알 수 있었다.