模拟离子注入射程分布的软件集成系统

介绍了自主开发的基于输运理论和蒙特卡罗方法的计算离子注入射程分布的软件集成系统JTU PRII(JiaotongUniversity ProjectRangeIonImplantation) ,该系统整体上具有通用性、高效性和实用性。通用性即 :该系统具有注入离子参数库和注入零件材料库的生成和调用功能 ,能计算各种注入条件下 ,包括各种注入离子 ,各种成分和形状的靶材 ,不同注入能量、注入剂量和注入角度时注入离子在靶材中的分布 ;高效性即 :由于在关键步骤中用数值拟合公式代替了数值迭代求解 ,用固定飞行路程代替随机路程 ,使计算效率大大提高 ,计算速度大大加快 ;实用性即 :由于考虑了溅射效应和靶材成分在注入过程中的动态变化 ,加之蒙特卡罗方法的固有特性 ,使计算的前提假设更接近实际 ,计算结果更加准确。与其它著名的同类软件 ,如TRIM和SASAMAL相比 ,该软件系统界面美观 ,操作便捷 ,能动态显示中间计算结果和注入过程曲线的变化 ,可调用、计算、比较、注释、拷贝和打印各条成分分布曲线 ,计算结果与实验结果吻合得也很好。

第二十三讲 离子注入与离子辅助沉积技术

本讲主要内容:了解离子注入技术的基础理论、设备和工艺必备条件;了解各种离子源的结构及工作原理;了解半导体离子掺杂工艺与热扩散的差异;了解真空离子辅助沉积技术的原理和应用特点;了解离子辅助沉积技术与真空离子镀膜技术的各自特点和异同;了解不同离子辅助沉积工艺的原理、工艺过程及应用特点;了解真空离子辅助沉积镀膜技术的发展态势。

铒离子注入碳化硅后的射程分布和射程离散

鉴于利用离子注入技术掺杂制作光电集成器件时,离子注入半导体材料的射程分布、射程离散和横向离散对器件性能的影响,应用卢瑟福背散射技术研究将剂量为5×1015cm-2的400 keV能量的Er+离子注入6H-SiC晶体的平均投影射程、射程离散和深度分布。用SRIM2006模拟软件对能量为400 keV的Er+离子注入SiC晶体的深度分布进行了理论模拟,把理论模拟值跟测出的实验值进行比较,发现两者符合较好,从而为今后利用Er+离子注入SiC晶体掺杂制作光电集成器件提供参考依据。

铒离子注入晶体硅的射程分布和离散研究

用400 keV能量的铒离子垂直注入晶体硅(Si)样品中。利用卢瑟福背散射技术研究了能量为400 keV、剂量为5×1015ions/cm2的铒离子注入Si晶体的平均投影射程、射程离散和深度分布。测出的实验值和TRIM 98得到的理论模拟值进行了比较,发现实验值跟TRIM 98模拟计算的理论值符合较好。

离子注入聚醚砜的射程分布和能量淀积

计算了 1 5 ke V N+和 Ar+注入聚醚砜薄膜的射程分布和能量淀积分布 ,利用计算的结果说明了离子注入聚醚砜膜后 ,薄膜表面电导率增加 (增加 5个数量级 )和光吸收率增加 (最大吸收率从44%增加到 82 .5 % )

低能离子注入小麦种子胚内的射程分布

采用110keV56Fe1+离子束垂直注入小麦种胚后,将小麦沿腹面的纵沟掰开,形成剖面,将剖面水平朝上粘贴在金属铜托上,用扫描电镜在剖面上从胚表面向纵深进行点分析,测定不同深度上由Fe元素激发出的特征X射线强度,由此得到了该种离子注入小麦胚内的最大射程约5μm,最可几射程为0.935μm.并对这种低能离子注入作物种子能诱发突变的机理进行了详细讨论.

离子注入射程分布的计算机模拟系统

介绍了自主开发的基于输运理论和蒙特卡罗方法的计算离子注入射程分布的软件集成系统JTU -PRII(JiaotongUniversity -ProjectRangeIonImplantation) ,该系统整体上具有通用性、高效性和实用性 .通用性即 :该系统具有注入离子参数库和注入零件材料库的生成和调用功能 ,能计算各种注入条件下 ,包括各种注入离子 ,各种成分和形状的靶材 ,不同注入能量、注入剂量和注入角度时注入离子在靶材中的分布 ;高效性即 :由于在关键步骤中用数值拟合公式代替了数值迭代求解 ,用固定飞行路程代替随机路程 ,使计算效率大大提高 ,计算速度大大加快 ;实用性即 :由于考虑了溅射效应和靶材成分在注入过程中的动态变化 ,加之蒙特卡罗方法的固有特性 ,使计算的前提假设更接近实际 ,计算结果更加准确 .与其它著名的同类软件 ,如TRIM和SASAMAL相比 ,该软件系统界面美观 ,操作便捷 ,能动态显示中间计算结果和注入过程曲线的变化 ,可调用、计算、比较、注释、拷贝和打印各条成分分布曲线 ,计算结果与实验结果吻合得也很好 .

离子注入射程分布的Brice方程的数学推导

Brice在1970—1975年给出离子注入射程分布所满足的方程: 其中,P(E,E′,R)是初始能量为E的离子当其能量下降为E′(0≤E′<E)时射程为R的概率密度。T是离子在与晶体原子碰撞过程中的转换能量,σ_n,_e(T)是碰撞时的散射截面。δ^+(R)是Dirac函数。 Brice方程推广了LSS理论中的射程分布基本方程。

20keV钛离子注入植物种子深度浓度分布的模拟计算(英文)

通过创建植物种子靶材料模型和修正的LSS(纵向静态稳定性)理论,使用MonteCarlo方法,提出了一种离子注入植物种子近似计算方法,使用该方法计算了20 keV钛离子分别注入花生种子和彩棉种子的深度浓度分布.同时将本方法计算结果,TRIM程序计算结果,高斯拟合结果分别与实验测量结果进行了比较,本工作获得的计算结果更加接近实验值,并分析讨论了计算结果和实验结果差异的一些原因·

自由体积理论在离子注入聚对苯膜导电机理研究中的应用

采用离子注入掺杂技术 ,研究了聚对苯 (PPP)薄膜的离子束效应。当 2 0～ 70 ke V的 Ar+和 N+注入后 ,聚对苯薄膜的电导率随着剂量的增加而迅速增加。当剂量为 1× 10 1 7ions/cm2时 ,电阻率下降 7个数量级。FT- IR光谱图显示了 Ar+注入使聚对苯分子链部分 C- C和 C- H的 σ键断裂 ,从而改善了它的导电性能。通过超高阻测试仪研究了聚对苯薄膜表面电导率与温度的关系 ,从高分子自由体积理论的角度对离子注入聚对苯薄膜离子注入导电机理进行了研究。

双幂指数散射截面在离子射程分布计算中的应用

应用双幂指数散射截面求解输运方程 ,推导出离子射程分布函数矩的递推公式 ,表明双幂指数截面与传统的单幂截面一样 ,可以用来求解输运方程 .此外 ,采用 Padé逼近 ,由分布函数的矩成功地组合了分布函数 ,计算精度都达到 1 0 -8以上 ,这说明 ,在由矩组合分布函数的计算方面 ,Padé逼近可能是最佳的运算工具 .通过大量的计算发现 ,当入射离子能量比较低时 (几百电子伏特 ) ,离子注入深度要比用传统单幂截面所计算的值浅一些 ,分布范围也窄一些 ,这与作者对溅射原子出射深度以及 Frenkel-对产生计算所得的结论相符 .但当选择特征长度为深度单位时 ,用单、双截面计算的无量纲归一化离子射程分布函数相当符合 。

全离子注入NPN型偶载场效应晶体管的离子注入工艺研究

通过trim软件和高斯模型对离子注入后快速退火载流子分布进行设计 ,初步构造出离子注入的分布图像 ,通过与实验结果比较 ,进一步完善模型 .选用高斯与半高斯混合模型 ,得到了与实验结果更吻合的模拟方案 .从而找到了研制NPN型偶载场效应晶体管 (VDCFET)离子注入的最佳条件 ,并研制了性能良好的VDCFET .

锑化铟p-on-n光伏器件的离子注入设计

通过理论分析计算获得了光伏型InSb红外探测器的的优化掺杂浓度及结深。利用LSS理论估算了Be+注入InSb的射程及标准偏差,同时设计了与优化掺杂浓度及结深相对应的注入条件。实验所得典型的R0A为值4.7×103～3×103Ω·cm2,量子效率为0.65～0.7之间。实验R0A值及量子效率与理论结果基本吻合。此工作对离子注入工艺有一定的参考价值。

Ag,Cu离子注入石英玻璃光学吸收谱研究

用Mie理论和Maxwell Garnett(M G)理论对Ag,Cu单元素注入石英玻璃的吸收谱进行了模拟,得到了与实验结果一致的表面等离子体共振吸收峰.模拟结果显示,吸收峰来源于Ag和Cu注入石英玻璃后形成纳米颗粒的光吸收.假定Ag,Cu双元素注入石英玻璃后形成合金结构,M G理论模拟结果与实验吻合良好,说明形成合金结构的可能性很大.同时,用电子自由程理论对金属颗粒的介电函数进行了修正,给出了可以反映共振吸收峰的峰宽和强度随颗粒尺寸变化的模拟结果,为光开关的研究提供了一定的理论依据.

离子注入掺碘聚醚砜薄膜的红外光谱分析

测定了未注入掺碘聚醚砜(PES)膜和离子注入掺碘PES膜的红外光谱,发现两者红外光谱不同.离子注入使掺碘PES膜的C—S键和C—O键断裂,但对掺碘PES膜的苯环没有破坏作用.Ar(苯环)—O—Ar吸收峰经离子注入后向低波数位移是由于离子注入导致键断裂,挥发性物质放出和富碳层的出现,并伴随着膜的致密化,使分子间的作用力显著增大.膜结构的变化引起了膜的电学和光学性质的变化.

He^＋离子注入LiNbO3晶体波导的制备及其性能研究

本文报导了液氮温度下Ｈｅ＋离子注入ＬｉＮｂＯ３波导的制备，采用棱镜耦合法测量了波导退火前后各导模的有效折射率，计算了波导层折射率的分布和晶体中Ｈｅ＋离子的射程分布和损伤分布，二者吻合得较好。

离子注入介质中输运的数值模拟

讨论离子注入在介质中输运的数值模拟方法，采用扩散理论和交替方向隐式的 Ｄ－ Ｒ 差分法，以砷离子注入在硅单晶中输运为实例，数值模拟结果与实验结果基本相符。

用M-C方法计算低能V^+注入花生种子的深度-浓度分布

实验表明,低能重离子注入植物种子后的深度-浓度分布曲线是一个非对称高斯分布,直接用LSS理论计算该分布,与实验结果差别甚大.本文根据植物种子的结构特点,对靶材料进行了处理,并对LSS理论进行了修正,用M-C方法计算了初始能量为2 0 0 ke V的V+注入花生种子的深度-浓度分布,得到了与实验结果符合较好的分布曲线.

低能T_i^+注入棉花种子的深度-浓度分布的模拟计算

国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究,但在生物诱变机理方面却尚未有定论,其中低能离子注入植物种子的深度-浓度分布成为研究的一个焦点问题。许多人直接用LSS理论得到的TRIM程序,从理论上计算了低能重离子注入植物种子的深度-浓度的分布,却发现计算结果与实验测量结果相差甚远,于是得出LSS理论及TRIM程序不能直接用于计算离子注入非均匀、非致密、有孔道的植物种子这种特殊的靶材料的结论。针对这一研究课题,在目前尚未有更加成熟完善的理论模型和计算方法的前提下,为了便于计算,本文根据植物种子的结构特点,对靶材料棉花种子进行了处理,并对LSS理论进行了修正,用蒙特卡罗方法计算了初始能量为20keV的Ti+注入棉花种子的深度-浓度分布,得到了与实验结果符合较好的分布曲线,初步的确定了低能离子注入植物种子深度-浓度分布的一种理论计算方法。

低能N^+注入植物种子射程分布的模拟计算

伴随着离子束生物技术的广泛应用,国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究．其中关于低能离子注入植物种子诱变的物理机理,集中在离子注入的深度-浓度分布上．一些单位直接使用纵向非静态(LSS)理论和TRIM程序来计算低能离子注入植物种子的深度-浓度分布,却发现计算结果与实验测量结果相差甚远．所以在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上,在二维近似情况下,用蒙特卡罗方法分别模拟计算了200keY V+和20keY Ti+注入花生和棉花种子的射程分布,得到了与实验结果较符合的曲线．在此模型基础上,计算了同样初始条件和理论计算模型下无法从实验上测量的N+注入植物种子的射程分布,初步地为低能N+注入植物种子射程分布提供了一种理论计算方法．