实现亚纳米深度分辨率能量(EXLIE) SIMS

最新的半导体芯片制造和进一步缩小CMOS器件的规模，将结深度限制在10nm范围以下，剖面陡度为1-2nm / 10年。在这样的尺度下，SIMS技术可以用来监测掺杂剂的深度分布，前提是SIMS剖面的深度分辨率可以超过每十年1nm。

模拟人生工具面临的挑战

这只能通过使用极低能量的初级离子轰击来实现:也就是说，必须使用比目前使用的(300-500 eV)低得多的能量。在SIMS中实现极低冲击能量(EXLIE)溅射条件有两个主要限制:

1. 当冲击能量低于250eV时，溅射产额显著下降;
2. SIMS仪器已被优化为能量为> 300eV的工作环境，因此，它们的主离子柱在较低的冲击能量下不能提供高电流密度，只有极低的溅射率(~0.1nm/mn)可用。

图1所示。利用O2+主波束不同的冲击能量，在Si衬底中植入BF, 2.2keV的近表面硼深度剖面

最近在SC Ultra和IMS Wf的Cs+和O2+离子源上的创新，提高了极低冲击能量下的初级束流密度，从而使Cs+和O2+在150eV时的溅射速率均达到1nm/min。

极低冲击能量的好处

瞬态溅射过程(溅射率和离子产额变化)随冲击能量的增加而减小。图1所示的数据显示了在三种不同的O2+能量:500、250和150eV下测量的Si样品中BF2 2keV植入的数据。当冲击能量为150eV时，得到了更真实的近表面轮廓形状(高斯形状)。

精确的超浅深度剖面

显示了在EXLIE条件下记录的深度剖面，用于选择B, P和As在Si浅种植体中。
值得注意的是，即使在极低的冲击能量下，也可以实现超过50年的剖面动态范围，数据表明，使用极低的冲击能量并不影响感兴趣的元素的动态范围。必须强调的是，EXLIE的使用并不能消除SiO2和Si之间的基体效应。由于硅氧化层总是存在于硅的表面，其厚度与掺杂剂植入的深度相比不可忽略，精确的轮廓量化仍然需要专用的数据缩减算法。

图2。用150eV Cs+一次束分析了500eV P植入物在Si中的磷深度分布

使用极低冲击能(EXLIE)溅射条件和适当算法量化的注入B、P和As剖面的结果已经成功地与HR-RBS和ERDA剖面进行了比较。

图3。用150eV O2+主束分析2.2keV硼植入硅

图4。用150eV Cs+一次束分析了Si中as4kev植入体的砷深度剖面

该信息已从CAMECA SAS提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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