Моделирование перераспределения точечных и линейных дефектов в GaAs при локальном воздействии ионами

ВЕСТНИК
УДМУРТСКОГО
УНИВЕРСИТЕТА

ФИЗИКА
2005. №4

УДК 537.9

П. Н. Крылов, А. А. Лебедева

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ
И ЛИНЕЙНЫХ ДЕФЕКТОВ В GaAs ПРИ ЛОКАЛЬНОМ
ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНАМИ

С помощью численного моделирования исследован процесс генерации перераспределения точечных и линейных дефектов вблизи планарной границы
“облученная–необлученная области” при локальном воздействии ионами низких энергий на пластину монокристаллического арсенида галлия.

Ключевые слова: ионная обработка, точечные дефекты, упругие напряжения,
пластическая деформация, моделирование.

Введение

Процесс облучения ионами низких энергий играет важную роль в технологии изготовления полупроводниковых элементов. Экспериментальные
работы [1, 2, 8] показывают, что даже при низкоэнергетическом ионном
облучении полупроводников происходит накопление и перераспределение
радиационных и других видов дефектов на расстояниях, существенно превосходящих глубину пробега имплантированных ионов. В результате возникает изменение физических свойств всего материала, что требует комплексного учета кинетики формирования дефектной структуры. Исследования данного вопроса в основном являются экспериментальными и не
дают полного представления о процессах, происходящих при ионной обработке, поскольку являются динамическими и должны рассматриваться в
зависимости от времени.
В данной работе рассматривается компьютерное моделирование влияния процесса ионного облучения ионами низких энергий на структурные
свойства арсенида галлия с помощью модели, предложенной в [9].

1. Формулировка модели

Поскольку толщина пластины d намного меньше ее ширины, рассмотрим двумерную постановку задачи и сформулируем ее основные моменты.
Будем полагать, что пластина находится в вакууме и половина пластины облучается однородным ионным пучком. Выделим поперечное сечение
пластины, перпендикулярное границе между облучаемой и необлучаемой
поверхностями (см. рис. 1). Выберем ось x параллельно поверхности пластины так, чтобы точка x = 0 находилась на границе областей ( x < 0 —
облучаемая, x>0 — необлучаемая поверхности). Ось z направим вглубь