Simulación de la implantación iónica en semiconductores

Abstract

Uno de los procesos de la Tecnología Microelectrónica (fabricación de Circuitos Integrados) cuya finalidad principal es la impurificación precisa del material, es la implantación iónica, sin que esta sea su única utilidad. La implantación iónica consiste en la proyección contra el material (blanco) de un haz de iones (proyectiles) acelerados con suficiente energía para penetrar más allá de las capas superficiales. El sistema que realiza esta operación es el implantador iónico. Es obvio, dadas las dimensiones actuales de los dispositivos y otros elementos electrónicos que forman los circuitos integrados, que el control de la distribución de los iones que han penetrado en el material (perfiles de implantación) es imprescindible. Cómo conocer estos perfiles es uno de los temas de máximo interés en nuestros días. Como en tantos otros casos, puede accederse al resultado a través del análisis experimental de los perfiles de implantación (caracterización) o mediante modelos matemáticos de naturaleza predictiva que, actualmente, pasan forzosamente por el ordenador (simulación). Las metodologías usadas en el cálculo de perfiles por ordenador son varias: Principalmente Dinámica Molecular y Aproximación de Colisiones Binarias. La primera es de gran exactitud, pero imposible de aplicar a sistemas con un gran número de partículas y con las energías de implantación actuales por el tiempo de cálculo requerido. La Aproximación de Colisiones Binarias (BCA) no es tan exacta, pero la modelización de la trayectoria del ion en el material mediante sucesivas colisiones del mismo con un número muy reducido de átomos del blanco no es tan costosa en tiempo de cálculo y sus resultados son adecuadamente útiles a tecnólogos y diseñadores. A este tipo de simulación, a su entendimiento y su mejora, hemos dedicado nuestro trabajo.