Ion Implantation
Precise Doping Control
Ion Implantation 공정 소개
이온주입은 현대 CMOS 공정에서 도핑 제어의 사실상 표준입니다. 확산은 온도와 시간에 의존하지만, 이온주입은 가속 에너지(keV)와 도즈(ions/cm²)라는 두 개의 파라미터로 도펀트 분포를 결정론적으로 정의할 수 있어 미세 소자 공정에 적합합니다. 단점은 이온이 실리콘 격자를 망가뜨린다는 것 — 그래서 항상 RTA 어닐링이 짝꿍처럼 따라옵니다. 이 시뮬레이터는 이온 에너지·도즈·입사각·이온 종을 바꾸면 비정(Rp)과 산란(ΔRp)이 어떻게 움직이는지, 어닐링 온도·시간이 결정 손상을 어디까지 회복시키는지를 동시에 보여주도록 만들어졌습니다.
Overview
Study ion implantation processes including range calculations, dose control, and the effects of energy on dopant distribution.
What it demonstrates
- Range and straggle calculation
- Dose-energy relationships
- Damage and annealing
Interactive Demo: Ion Implantation Simulator
Explore ion implantation process with real-time visualization. Adjust parameters to see concentration profiles and wafer cross-section structure.
Ion Beam System Diagram
Parameters
Calculated Values
7° Tilt: Standard implant angle to prevent channeling effect where ions travel deep along crystal channels.
Concentration Profile
Wafer Cross-Section
Key Concepts
Energy → Depth
Higher energy = deeper penetration (Rp). Adjust energy to control junction depth.
Dose → Concentration
Dose controls total dopant count. Peak concentration scales with dose.
Gaussian Profile
C(x) = (Φ/√2πΔRp) × exp[-(x-Rp)²/2ΔRp²]
Mass Effect
Heavier ions (As) stop faster than lighter ions (B) at same energy.
Interactive Demo: Crystal Damage & Recovery
Visualize how ion implantation damages the silicon crystal lattice and how thermal annealing repairs the damage while activating dopants.
Physics Parameters
Process Control
Usage Guide
Set ion energy, flux, and other physics parameters
Watch ions penetrate and damage the crystal lattice
Pause implantation at desired dose level
Observe lattice recovery and dopant activation
More advanced simulations and analysis tools are available under institutional access.
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