[发明专利]基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法

权利要求书

1.一种基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：构建单晶硅的模型，在所述模型中的所述单晶硅表面设置真空层，采用反应力场分子动力学方法使所述单晶硅处于初始平衡状态；

步骤S2：加热所述单晶硅至反应温度，间隔预设时间，重复在随机位置将O原子向所述单晶硅表面发射，至所述单晶硅表面发生氧化反应；待所述氧化反应结束并达到平衡状态后，对所述模型退火，得到氧化层；

步骤S3：获取并评估所述氧化层的组织形态参数，若所述组织形态参数未满足预设要求，重复并优化步骤S1和步骤S2直到所述组织形态参数达到所述预设要求。

2.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S1中，所述单晶硅的模型为具有金刚石晶体结构的单晶硅方胞模型。

3.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S1中，所述单晶硅的所述初始平衡状态包括：对所述单晶硅原子位置进行优化后，弛豫到常压状态，使所述单晶硅原子的受力为零的状态。

4.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S1中，所述真空层厚度的范围为2-5nm。

5.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S2中，所述反应温度的范围为500～800K。

6.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S2中，所述预设时间的范围为5～10ps。

7.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S2中，所述发射速度的范围为1500～3000m/s，发射方向为沿逆[100]晶向的方向。

8.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S2中，所述退火温度的范围为1000～1300K。

9.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S3中，所述优化步骤S1和S2包括：优化所述步骤S2的所述反应温度、所述预设时间、所述发射方式和所述退火方式。

10.根据权利要求1所述的基于离子注入技术模拟硅表面氧化层生长的方法，其特征在于，步骤S3中，所述氧化层的组织形态参数至少包括：密度、硅氧比、缺陷类型及缺陷浓度。