저에너지–고에너지 인 주입 시퀀스에서 점 결함과 확장 결함의 상호작용

본 논문의 목적은 실리콘에서 인(P) 주입에 의해 생성된 확장 결함의 현상론을 연구하고, 특히 동일한 종의 선행 주입이 퍼니스 어닐링에 의해 이미 회복된 상태에서의 상호작용에 주목하는 데 있습니다. 이를 위해 두 가지 인 주입을 분석했습니다. 첫 번째 주입은 투영 범위가 110 nm로 더 얕고, 실리콘을 비정질화할 수 있을 만큼 충분히 높은 선량을 갖습니다. 두 번째 주입은 첫 번째 주입에 대한 퍼니스 어닐링 이후 수행되며, 투영 범위는 1.4 μm입니다. 더 깊은 주입에 대해서는 서로 다른 선량(1×10¹³ to 1×10¹⁴cm^-2)과 두 가지 서로 다른 어닐링 조건을 적용하여 평가했습니다. 보다 심층적으로는 투영 범위가 2.3 μm이고 선량이 약 10¹³cm^-2 수준인 세 번째 인 주입도 포함됩니다. 실리콘의 선택적 에칭, 투과전자현미경(TEM), 마이크로 광발광, 그리고 2차 이온 질량분석(SIMS)을 결합하여 주입 결함의 분석과 인 분포의 규명을 각각 수행했습니다. 두 주입을 각각 독립적으로 분석한 결과, 얕고 비정질화를 유도하는 주입에서는 예상대로 투영 범위 위치에 정렬된 전위 루프가 관찰되었습니다. 반면, 두 개의 깊은 주입을 조합한 경우에는 주입 영역(1~3 μm)에서 생성되어 수 μm에 걸쳐 증가하며 표면뿐만 아니라 웨이퍼의 더 깊은 영역(6.5 μm)까지 도달하는 스레딩 전위가 관찰되었습니다. 그러나 동일한 시편에서 얕은 주입을 먼저 수행한 후 깊은 이중 주입을 진행한 경우에는 상황이 달라집니다. 전위의 수는 증가하지만 길이는 더 짧아집니다. 특히 흥미로운 점은 결함의 성장이 주로 표면 방향으로 억제되는 반면, 깊이 방향에서 결함의 영향을 받는 영역은 대체로 유사하게 유지된다는 것입니다.