确定离子分布的快速预测方法

专利名称：确定离子分布的快速预测方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的确定离子分布的方法，该方法以蒙特卡洛方法的原理为基础，改进了传统的离子注入预测流程，大幅度地提高了预测结果的精度和可靠性，缩短了预测时间，提高了后续工艺处理的精度。
背景技术：
目前集成电路的特征尺寸不断缩小，预计到2010年前后就可以达到50纳米。超浅结的形成是超深亚微米器件的关键技术之一。尽管现在正在研究多种形成浅结的方法，但离子注入作为一种成熟的集成电路的关键工艺，依然具有其不可替代的价值。
离子注入过程中，预测离子的分布是比较基础和重要的环节之一。为了得到理想的离子分布，人们通过改变工艺参数采用预测方法得到理想的离子分布。由此选择工艺参数的方法大大减少时间和经费。精确的离子分布对于后续的工艺流程起着至关重要的作用。通常说来，在离子注入中预测离子分布的方法有两种第一，通过解析公式获得。人们提出一个解析公式，在此公式中有很多参数未定。通过大量的实验数据，拟合出这些参数。这些参数并不是全局不变的，而是随着实验条件发生改变。目前采用的公式通常是双Pearson分布。这种方法的优点是获得离子分布的时间很短，并且比较精确；缺点是实验数据往往不能覆盖所有的实验条件。比如在大角度的注入，或者考虑区域比较复杂，多离子注入等条件下。特别是在超低能注入，实验数据本身有着很大的系统误差的情况下，离子分布不够精确。此外，这种方法对于理解离子注入的物理机制毫无帮助。无法获得缺陷分布。
第二，利用原子级的方法获得。所谓原子级的方法就是模拟注入离子的真实运动，跟踪离子直至离子停止或者离开预先设定的区域。这是最为准确和最贴近真实情况的预测方法。由于人们很难直接观察真实离子的运动状况，通过这种方法可以深入了解离子在注入过程中的各种物理过程，对于工艺的改进起着至关重要的作用。通过这种方法，人们可以得到任意条件下的离子分布，缺陷损伤的分布。这些分布对于后续退火的预测至关重要。但是，和解析模型相比，其预测时间大大增加。因此，如何在保持精度的条件下，减少预测时间，是人们主要的研究方向。
通常原子级的预测方法有蒙特卡洛方法和分子动力学两种方法。在蒙特卡洛方法中，把离子和靶原子的相互作用看成一个随机过程，利用随机数对离子散射后的状态进行选择。蒙特卡洛方法是建立在BCA理论的基础上的。另外一种原子级的预测方法是分子动力学的方法。通过计算入射周围靶原子对它的相互作用，从而得到离子在任何时候的运动状态，完全重现真实的离子运动状况。和蒙特卡洛方法相比，它更为精确，但是所需要花费的时间更多。
在实际的预测中，蒙特卡洛方法得到了广泛地应用。比起解析模型，它所能应用的工艺条件广泛，能够提供诸如杂质和损伤的精确分布。同时其速度比起分子动力学方法大大减少，能够满足实际的需要。
在蒙特卡洛预测过程中，离子和靶原子的相互作用是通过一个随机过程实现的。因此需要利用随机数来确定散射后离子的状态。这样就给最终的结果引入了不确定性。最终的离子分布曲线不会是光滑的而是带有一定的统计涨落。
为了减少统计涨落，保证精度，传统的办法是进行大量重复实验。通过增加实验次数，实现统计量的相应增大，然后取平均。曲线上的某点的精度和落在该点附近的离子数目有关的。而曲线的尾部离子数目要远远小于峰值的离子数。为了得到比较精确的尾部，就需要大大增加总的实验次数。这会使得预测的时间大大增加。
下面简单介绍蒙特卡洛离子注入预测的基本过程。从物理原理来说，注入的离子通过和靶原子的核和电子相互作用，逐步损失能量，最后停在靶材料中的某个位置。
传统的离子注入流程。流程见图1。
(c.1)确定离子的初始条件包括能量、速度和位置。开始跟踪离子。
(c.2)和靶原子发生核散射。离子的原子核和靶原子的原子核发生弹性碰撞，蒙特卡洛方法采用传统的BCA理论建立模型。其基本假设是和离子发生碰撞的靶原子每次只有一个。这样可以采用传统的二体碰撞理论处理碰撞事件。图2演示了核散射过程。
(c.3)计算散射后离子的速度。
在BCA理论中，散射过程除了和离子的初始能量和动量有关外，还和碰撞参数b密切相关。这里，碰撞参数b的定义为假定两个离子不发生碰撞所能到达的最小距离。图2给出了b的定义。在蒙特卡洛非晶离子注入的过程中，碰撞参数b为一个随机变量，计算公式为b=RrandπNdens2/3,----(1)]]>这里，Rrand是0和1之间均匀分布的随机数。Ndens是靶材料的原子密度。定义bmax=1πNdens2/3.]]>根据(1)，b在0和bmax之间变化。
(c.4)计算自由飞行和电子能量损失。
(c.5)判定离子能量是否小于一个阈值Ed。这里Ed被称为移位阈能。如果满足，则离子被认为已经停止；否则，转移到(c.2)。
(c.6)记录当前离子的停止位置。
(c.7)判定已跟踪的离子数是否达到预先设定的值N0。N0越大，最终结果的精确度就越高，但是所花费的时间就越长。如果不满足，转移到(c.1)；如果满足，转到(c.8)。
(c.8)总结所有离子的停止位置，计算得到离子数目随着入射深度的变化曲线即离子分布曲线。
图3为能量为160kev，剂量为1e15，夹角和方位角为0的砷注入到硅中的分布曲线，它是离子分布的典型形状。
离子分布曲线是通过计算到达给定区域的离子数得到的。在某些区域离子的浓度很低，可能比其他部分低2个数量级，这样的区域被称为稀有事件区域。这意味着，当其他的区域到达100个离子，而稀有事件区域则只能到达一个离子。同时注意到，曲线的统计涨落满足σ(N)N=1N----(2)]]>这样直接的后果是，当其他区域到达足够多的离子统计涨落很小的情况下，稀有事件区域仍然离子数仍很少，曲线在这里不能达到足够的精度。
在图3中，在离子分布曲线的头部和尾部，被矩形所围出的区域就可称为稀有事件区域。很明显地看到，曲线在这个区域统计涨落明显要大于其他的区域。对于更大的深度(＞0.3um)，离子到达这个区域的概率更低，可以说，几乎没有离子到达那个区域。在传统的蒙特卡洛计算中，通常采用增加总离子数N0的办法来减少统计涨落使得更多的离子到达稀有事件区域或者更深位置。但是增加的离子绝大多数还是停留在非稀有区的位置，这会使预测时间大大增加的同时，最终的结果并不一定有很大的改善。
为了减少离子分布特别是尾部的统计涨落，Beardmore等人使用了分裂方法(SMSplitting Method即REA)。其分裂方法的基本内容是通过不考虑级联碰撞的办法跟踪单个离子的注入，被跟踪的离子在靶材料中遵循物理学中各种力的作用发生运动。当运动离子到达分离层位置，离子发生分裂。分裂后的离子同原先的离子具有相同的物理属性(如质量、速度、能量等)，同时他们的统计属性(权重)被均分。当所有分裂后的离子停下来的时候，统计各个深度的停留离子数目，进行加权计算，并根据注入浓度换算出最终的射程分布。图4给出这种分裂方法的基本原理。
在Beardmore的方法中，分裂层必须正确地设定，否则可能会在非稀有事件区产生大量的离子；此外，每一个分裂的离子都需要被跟踪直到最终停止。

发明内容
本发明的目的是在预测时间和离子数目保持不变的前提下，增加蒙特卡洛方法的预测精度，减少统计涨落。特别是在非晶材料中，靶原子的排列保持各向同性。没有剂量损伤对后续注入离子的影响，针对这种特性，设计了一种更为简单有效的流程。与此同时，尽量保持原来的流程和数据结构，不增加预测过程的复杂程度。
本发明的MC-AIPA基于分裂的思想但是分裂的机制完全不同。其基本思想是“强迫”离子运动到统计稀有区的位置，从而在不增加离子总数的前提下，大大提高离子分布的精度。并且考虑了非晶介质的特殊性，增加了一些节约时间的方法，从而总的计算时间没有改变。和其他分裂方法不同点体现在●每个离子分裂成两个虚离子，这两个虚离子的权重和能量并不相同。只需要跟踪一个离子，不需要跟踪所有分裂出来的离子。
●在每次发生原子核散射的时候都发生分裂，不需要设定分裂层。分裂次数会大大增加，从而提高计算精度。
●不需要考虑分裂深度，同时只需要跟踪一个离子。
●采用了一些特殊的方法，例如建立低能注入结果的数据库，把散射数据列表，从而大大减少了预测的时间。
本发明的预测方法精度一般提高3个数量级，同时总的时间和没有分裂的方法相比相当。而通常的带分裂的方法一般提高精度为30倍左右。


图1是传统的蒙特卡洛离子注入计算流程图2是入射离子和靶原子之间的原子核散射过程。
图3是能量160kev，剂量为1e15，入射夹角为0度的砷注入硅的蒙特卡洛计算分布曲线。矩形所包围的为稀有事件区域。
图4是传统分裂方法原理图5.1是MC-AIPA主流程。
图5.2是MC-AIPA离子分裂流程图。
图6是MC-AIPA的离子分裂过程。
图7是通过数据库LERPD计算低能虚离子的停止位置的流程图。
图8是传统蒙特卡洛方法和MC-AIPA方法预测As-aSi-160kev-1e14-t0r0注入到硅中的离子分布曲线比较。
图9是传统蒙特卡洛方法和MC-AIPA方法预测As-aSi-100kev-1e14-t0r0注入到硅中的离子分布曲线比较。
具体实施例方式
图5.1给出了本发明的方法的主流程图，它和传统的方法有很大的不同。图5.2给出了运动离子的分裂过程。这里我们采用了一个分裂的规则去决定各个分裂虚离子的权重因子。
这个分裂的规则的基本思想是一个运动的离子在一次碰撞中有不同的几率损失不同的能量，这是一个随机过程。我们预先设定一个分裂能量阈值Es。这样，离子分裂遵循这样的规则，一部分分裂成能量大于Es，另外一部分小于Es。相应分裂后两部分的权重因子在程序中计算得到。在过去的分裂方法中，程序要跟踪分裂后的所有虚离子的运动。而在本发明的方法中，不需要跟踪低能虚离子运动。利用一个事先计算好的数据库LERPD可以很容易地得到低能虚离子的停止位置。高能虚离子继续运动碰撞和分裂直到离子的权重小于一个预设值(例如1e-6)或者能量小于Es。
(1)MC-MIPA的主流程。
在本发明的方法中，分裂步骤为(s.1)确定分裂能量Es。显然根据定义Es必须小于离子能量，同时这个能量在整个预测过程中保持不变。根据经验，Es一般选择在初始能量的十分之一左右。确定分裂能量后载入对应的文件。这个文件包含在数据库中LERPD中，在执行主流程之前建立。
(s.2)设定离子的初始条件包括速度、位置、权重。初始速度由离子注入的能量和入射角确定。初始权重设为1。
(s.3)和靶材料原子发生核散射。
(s.4)分裂离子，给分裂出的虚离子设定不同的分裂权重。
(s.4.a)计算和分裂能量Es对应的碰撞参数bs，满足当b＜bs，碰撞虚离子能量小于Es，而当b＞bs，碰撞后离子的能量大于Es。通过求解BCA的核散射方程可以很容易地确定bs。特别在本发明的方法中，我们建立了能量损失和碰撞参数的对应关系的文件，通过查表和插值的方法，可以迅速获得相应的bs。图6显示出分裂的过程。其中小的虚圆周给出bs的定义。
(s.4.b)一个离子分裂成两个虚离子。一个虚离子的碰撞参数大于bs，这意味着该虚离子能量在碰撞后仍然大于Es，如图6中浅灰色的轨迹所示；另一个虚离子的碰撞参数小于bs，这意味着该虚离子的能量在碰撞后小于Es，如图6中深灰色的轨迹所示。
(s.4.c)分别计算两个虚离子的权重。对于能量较高的虚离子，E＞Eswn=πbmax2-πbs2πbmax2w0----(3)]]>对于能量较低的虚离子，E＜Esw1=πbs2πbmax2w0,----(4)]]>这里w0是发生核散射前的离子权重。这个权重因子随着不断的分裂会越来越小。
(s.4.d)通过数据库LERPD中的RPDE计算低能虚离子的停止位置。在本发明的方法中，不需要跟踪低能虚离子的运动过程。
(s.4.e)记录低能虚离子的权重和停止位置。
(s.4.f)更新高能虚离子的权重，设定新的权重因子为w0＝wh。
(s.5)计算发生碰撞的碰撞参数。因为此时离子的权重为高能虚离子的权重，所以碰撞后离子能量应该大于Es，同时意味着碰撞参数b应该大于bs。公式(1)需要修正为b=Rrand(bmax2-bs2)+bs2----(5)]]>这样，b被自动限制在bs和bmax之间。
(s.6)根据BCA散射理论，计算散射离子的速度。此时离子的能量应该在Es和E0之间。
(s.7)对新的离子进行自由飞行和电子能损的计算。
(s.8)判断此时离子能量是否大于Es。如果是，转到步骤(s.9)；否则转到步骤(s.10)。
(s.9)判断此时离子的权重是否大于一个预设值wa。如果是转到步骤(s.3)；如果不是，转到步骤(s.11)。这里，wa是一个很小的数。如果离子的权重小于wa意味着当前离子的权重已经非常小了，它对最终的离子分布的贡献可以忽略不计。
(s.10)通过数据库LERPD中的RPUE计算离子的停止位置。此时离子的能量基本上等于Es，所以采用RPUE。记录离子的权重和停止位置。转到步骤(s.12)。
(s.11)舍弃当前的离子。
(s.12)判定计算的离子数目是否达到预设值N0。如果没有，转到步骤(s.2)；否则转到步骤(s.13)。N0越大，最后离子分布曲线的精度就越高，但是所花的计算时间就会越长。
(s.13)通过总结所有离子的停止位置和相应的权重得到最终的离子分布曲线。
(2)LERPD数据库的建立。
LERPD(Low Energy Rest Position Database)用于前述的步骤(s.4.d)和(s.10)。由于在这个方法中分裂次数远大于传统的方法，如果采用跟踪所有分裂离子的办法，计算时间仍然会很长。通过数据库，人们可以很容易地得到能量小于Es虚离子的停止位置，大大缩短了实际计算时间。这个数据库包含了两种类型的字数据库一种称为固定能量停止位置数据库简称为RPUE(Rest Positions set of ion with Uniform Energy)；另外一种是分布能量停止位置数据库称为RPDE(Rest Positions set ofion with Distribution Energy varying from Esmto Es)，这里Esm是当入射能量为Es时，离子发生散射后的最小能量。数据库在执行主流程前建立，完成后就不需要重新计算，它们可以被反复地应用。当正式的程序运行后，只需要在开始阶段从数据库中导入相应的文件即可。对于每个数据库，他们都是由不同的文件组成。这些文件对应着不同的分裂能量Es。理论上讲，每一个Es文件都可用于大于注入能量大于该能量的预测过程中。
采用数据库的基本思想是对于对于非晶材料而言，只需要考虑材料的密度和构成元素。而具体的晶体结构则不需要考虑。这样对如离子注入而言，材料是各向同性的。而且材料的各个不同部分对于离子而言都是完全相同的。这就有可能把已经计算得到的离子注入的结果“拷贝”到其他的部分。对于能量较高(E0＞Es)的离子注入，经过一定的能损及当离子能量减弱到Es时，其运动历程和入射能量为Es的完全相同。这样，如果我们事先建立了离子在能量小于Es运动的数据库，然后高能离子由于一定能损当能量减弱到Es后把已经算好的结果直接加以应用，就能使此后离子的核散射，电子能损，以及自由飞行的计算可以省略，从而达到大大减少计算时间的目的。
建立RPUE的方法和传统的蒙特卡洛离子注入的预测流程大致相同。但是在设定初始条件和边界条件时有些差异1)初始注入能量为Es。
2)注入的夹角和方位角都设定为0。
3)设定注入的离子数目。不需要考虑剂量效应。
4)不再设定注入的边界条件。即，该非晶材料为无限大。
5)离子的初始位置为(0，0，0)。
6)记录各个离子的停止位置。
在3)中，总离子数目不要太少，优选地采用为20000个。在执行主流程时，离子的停止位置将会从中随机选择。数目太少不利于保持随机性。但是如果数目太大会导致导入该文件时时间过长。
建立RPDE的步骤和RPUE基本相同，唯一的区别是初始能量的选择。
1)选择离子的初始能量。这个能量要介于Esm和Es之间。
E＝(Es-Esm)/ND+Esm(6)这里，ND是预先设定的进行RPDE计算的能量数目。我们这里采用等间隔的方法目的是减少查找的时间。Esm是当入射能量为Es时离子发生散射后的最小能量，对应的碰撞参数b＝0。
2)记录每个离子的能量和停止位置。
3)将离子能量按照从高到低的顺序排列。然后把所有离子的能量和相应的停止位置写入到文件中。
(3)从LERPD数据库中抽取低能虚离子的停止位置的方法。
对于步骤(s.4.d)，图6给出获得离子能量小于Es的停止位置的流程图。
(d.1)计算低能虚离子的碰撞参数b1。根据前面对分裂能量的定义，b1满足b1=Rrandbs2----(7)]]>这里bs是和分裂能量对应的碰撞距离。
(d.2)根据BCA散射理论，计算散射离子的速度。此时离子的能量E1应该在小于Es。
(d.3)根据散射前离子的速度方向，计算离子的实际速度方向。这里需要采用坐标变换。
(d.4)根据离子能量E1在RPDE搜索到与此能量对应的停止位置。一般说来能量和数据库中的不可能完全相同，只需要找到最相近的即可。
(d.5)根据当前离子的位置和速度通过坐标变换把数据库中停止位置转换成真实的位置。由于在数据库中的停止位置的获得，是局限于特殊注入条件下(参看前面RPDE和RPUE)的计算结果，而实际的离子速度和位置则是任意的，所以必须进行相应的数学变换。坐标变换公式可以从数学手册上获得。
(d.6)记录离子的最终停止位置和权重。
注意对于主流程的步骤(s.10)，采用的RPUE的数据库。
通过使用MC-AIPA预测离子分布的方法，离子注入的射程分布可以被精确地得到。
和传统的蒙特卡洛方法相比可以清楚地看出图8图9，曲线的头部和尾部伸展了很长的距离。在传统的蒙特卡洛方法中，由于这两个区域是统计稀有区，离子到达此区域的几率非常小，而通过MC-AIPA方法就有足够多的离子可以到达，从而提高了计算精度。和其他的分裂方法比，即使不在统计稀有区，曲线精度也获得了很大的改善，统计涨落从整体上大大减少。总体说来，使用相同的CPU时间，精度能够提高大致3个数量级。而如果不采用分裂方法，要达到此精度利用公式(2)需要增加离子数106倍。而普通的分裂方法提高精度约为30倍。
通过该方法，能够在相同注入离子数的情况下，大大延伸了缺陷尾部的长度，提高离子浓度在稀有区的精度，使得后续处理精度由此得以提高。
下面给出使用MC-AIPA预测方法进行能量为160kev的砷以剂量1e14夹角和方位角均为0注入到硅中的离子分布预测的实施具体方案1)为砷的注入建立数据库LERPD。
1.1)确定分裂能量为0.5kev，1kev，5kev，10kev，20kev，50kev。
1.2)为每个能量建立数据库RPUE。
1.2.1)选定能量为0.5kev。
1.2.2)初始能量和选定能量取为一致，入射夹角和方位角为0。不设定剂量。
1.2.3)总离子数为20000。
1.2.4)靶材料为硅，不设定边界条件。
1.2.5)入射的初始位置为(0，0，0)。
1.2.6)按照以上条件进行离子注入。跟踪该离子，直至该离子停止。
1.2.7)纪录每个离子的停止位置到一个文件，比如名称为As-RPUE-0.5kev.dat。
1.2.8)重复(1.2.2)到(1.2.7)直到完成跟踪20000个砷离子。
1.2.9)按照(1.1)确定的分裂能量，修改(1.2.1)的初始能量为1、5，10、20和50kev重新进行(1.2.1)～(1.2.8)，最后形成的文件为As-RPUE-0.5kev.dat、As-RPUE-1kev.dat、As-RPUE-5kev.dat、As-RPUE-10kev.dat、As-RPUE-20kev.dat和As-RPUE-50kev.dat。
1.3)为每个能量建立数据库RPDE。
1.3.1)选定能量为0.5kev。
1.3.2)计算对应于0.5kev的碰撞后最小能量Esm。
1.3.3)初始能量在0.5kev和Esm之间均匀选择。所划分的间隔数为总离子的数目，这里是20000。
1.3.4)入射夹角和方位角为0。不设定剂量。
1.3.5)总离子数为20000。
1.3.6)靶材料为硅，不设定边界条件。
1.3.7)入射的初始位置为(0，0，0)。
1.3.8)按照以上条件进行离子注入。跟踪该离子，直至该离子停止。
1.3.9)纪录每一个离子的能量和停止位置到两个数组，例如E和R。
1.3.10)重复(1.3.3)～(1.3.9)直到已跟踪的离子数达到事先设定值20000。
1.3.11)将0.5kev和对应的Esm写入文件。同时还要写入离子综数。然后把能量和对应的停止位置依次写入。此时的能量是由高到低排列。例如As-RUDP-0.5kev.dat。
1.3.12)修改(1.3.1)中选定能量为(1.1)中的1，5，10，20，50kev重复(1.3.2)～(1.3.11)。这样最终形成为文件为As-RUDP-0.5kev.dat、As-RPDE-1kev.dat、As-RPDE-5kev.dat、As-RPDE-10kev.dat、As-RPDE-20kev.dat和As-RPDE-50kev.dat。
这样最终形成的LERPD数据库包括RPUE和RPDE两个字数据库，分别包括5个数据文件。这种数据库只需要建立一次。他们能够适用于0.5kev到1000kev的砷注入到硅的预测实验中。
2)主流程砷注入到硅中。
此时的条件采用预先设定的实验条件。
2.1)确定砷的能量为160kev，入射夹角和方位角均为0。
2.2)注入砷的剂量为1e14。
2.3)设定注入离子数为20000。根据砷的剂量和注入离子数确定注入的窗口。
2.4)衬底材料为硅。注入的区域为半空间。即硅只占一半的空间。
2.5)设定分裂能量。分裂能量只能取(1.1)中设定的几个值中的一个。由于砷的能量为160kev，按照分裂能量大致为原能量的1/10，分裂能量可以取为10kev或20kev。这里，我们选择10kev。
2.6)载入LERPD数据库中和10kev对应的数据文件，对于RPUE选择As-RPUE-10kev.dat，对于RPDE选择As-RPDE-10kev.dat。
2.7)设定Ns。在计算低能分裂部分的停止位置时，Ns用于界定RPUE和RPDE数据库的使用。这里，我们设定Ns为5000。
2.8)设定舍弃离子的权重wa。我们这里设定为10-6。
2.9)按照以上条件进行离子注入计算，跟踪当前的离子。离子每发生一次核散射就分裂一次。离子每次均分裂成高能(E＞Es)和低能(E＜Es)虚离子。对于低能虚离子，利用事先计算得到的数据库进行停止位置的计算，记录停止位置和权重；对于高能虚离子，重新赋予权重，继续跟踪，进行核散射的计算，然后进行电子能损和自由飞行的计算。由于除了核能损，还有电子能损机制，离子有可能在下次发生碰撞能量小于Es，此时直接利用数据库计算得到最终的停止位置。当离子的权重小于wa或者离开我们预先设定的区域，舍弃当前的离子。按照(2.1)的条件注入新的离子。
2.10)当已跟踪的离子数达到预设值(2.3)20000后，跟踪离子的计算完成。总结所有离子的停止位置，根据其权重得到离子分布曲线。
图8给出最终的计算结果。灰线是没有分裂方法的传统蒙特卡洛计算方法。黑线是MC-AIPA的结果。传统的方法采用的离子数也是20000个。计算时间分别为205s and 248s。MC-AIPA略长。很容易看到通过MC-AIPA方法，精度提高3个数量级。而为了到达这样的精度，采用传统的方法CPU时间要增加106倍。
图9给出了另外一个例子。注入的砷的能量为100kev，其他条件相同。分裂能量仍然为10kev。数据库采用上一个条件计算得到的结果。这样CPU时间对于传统的蒙特卡洛方法和MC-AIPA分别为136s和177s。图中显示通过MC-AIPA精度同样提高了大约3个数量级。
权利要求
1.一种预测离子注入中的离子分布的方法，包括以下步骤初始化离子、靶原子材料，并输入和分裂、散射相关的数据文件；在离子的运动过程中，使能量高于预定的离子分裂能量Es的离子分裂成两个虚离子；重复上述离子分裂的步骤，计算体系中所有虚离子的停止位置，得到最终的离子分布，其中，对离子的分裂进行控制，使得更多的离子在高能的条件下运动，从而有更多的离子进入统计稀有区。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在离子分裂的步骤中，使离子每次分裂成两个离子，其中一个离子的能量高于Es，而另外一个离子的能量低于Es。
3.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤计算分裂成高能离子的概率并赋予其新的权重，继续跟踪该离子并进行进一步的分裂。
4.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤计算分裂成低能离子的概率得到它的权重，并计算其停止位置。
5.如权利要求4所述的方法，其中，对于能量小于Es的虚离子，利用事先得到的数据库抽取其停止位置。
6.如权利要求1所述的方法，其中，按照以下步骤进行离子的分裂计算分裂碰撞距离bs；基于bs使离子分裂成两个虚离子；分别计算虚离子的权重因子。
7.如权利要求5所述的方法，其中，该方法运用于非晶材料中。
8.如权利要求7所述的方法，其中计算特定条件下离子的运动，并将计算结果储存在所述数据库中；在计算其他离子的运动过程中，当条件满足预定的条件时，针对当前的计算条件，经过一定的变换，从所述数据库中直接抽取当前计算结果。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述的特定条件包括能量和周围环境。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述的计算结果包括离子的停留位置、运行轨迹等各种和离子运动相关的参数。
全文摘要
本发明公布了一种预测离子注入中的离子分布的方法，包括以下步骤初始化离子、靶原子材料，并输入和分裂、散射相关的数据文件；在离子的运动过程中，使能量高于离子分裂能量E
文档编号G01N30/00GK1661368SQ20041000318
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月26日 优先权日2004年2月26日
发明者张进宇, 施小康, 铃木邦广, 冈秀树 申请人:富士通株式会社