强束流离子注入形成SOI结构时的温升效应的计算

本文考虑了瞬态的热传导过程,用有限差分方法计算了恒流、脉冲、扫描三种离子注入形成SOI结构时的温升效应。计算结果表明,当能量大于150keV和注入剂量率超过1×10~(15)/cm~2·s时,对于一般的散热系统来说(传热系数H≈2×10~(-2)W/cm~2K),温升效应将是严重的。恒流、脉冲、扫描三种注入方式比较起来,以扫描注入的温升和温度波动为最严重,恒流注入为最低。目前,在低束流情况下,大多采用热靶(400—700℃)来制造 SIMOX或SIMNI材料,本文的计算结果指出,当剂量率超过8×10~(14)/cm~2·s时,晶片温度将超过1000K(H取2×10~(-2)W/cm~2K),这时将没有必要再用热靶,用室温靶就能满足温度要求。本文给出的理论计算方法对其它材料(如金属、陶瓷等)仍可应用。