Легирование тонких слоев твердого тела пучком ионов

Понятие, сущность и назначение ионной имплантации, преимущества и недостатки. Схема установки и характеристика процесса структурообразования. Определение дефектов при легировании и способы их устранения. Физические ограничения имплантационного метода.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 04.05.2015
Размер файла 4,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Общее понятие ионной имплантации

2. Сущность и назначение ионной имплантации

3. Основные параметры ионной имплантации

4. Схема установки

5. Основные характеристики ионной имплантации

6. Дефекты при ионном легировании и способы их устранения

7. Ионное каналирование

8. Образование радиационных дефектов

Список литературы

Введение

Ионной имплантацией принято называть легирование тонких приповерхностных слоев твердого тела путем облучения поверхности пучком ионов, ускоренных до энергии 104-106 эВ. Первые публикации по этой тематике датированы началом 60-х годов и речь тогда шла о легировании полупроводников.

Универсальность ионной имплантации (и по виду легирующего вещества, и по виду легируемого материала) на начальном периоде “малых доз” позволяла не ограничивать себя ни физическими, ни экономическими соображениями и пытаться применить ее всюду, где есть твердое тело и необходимость как-то изменить свойства его поверхностного слоя. На фоне колоссального расширения фронта работ до поры до времени можно было не замечать отдельных неудач в применении ионной имплантации к тем или иным системам и тут же переходить к другим задачам. Позже, когда бум “Имплантация может все!” сменился более углубленным и серьезным анализом, начали проясняться некоторые физические ограничения имплантационного метода. Этот процесс начался, когда, с одной стороны, стали пытаться для получения тех же результатов пробовать другие, альтернативные методы, а с другой стороны, началась “гибридизация” имплантационной методики с традиционными технологиями.

Переход имплантационной технологии из лабораторий в промышленность ввел в действие мощный экономический фактор оценки - производительность и стоимость операции.

1. Общее понятие ионной имплантации

Ионная имплантация - метод легирования поверхностных слоев, заключающийся в обработке поверхности потоком высокоэнергетичных ионов и внедрении их в объеме материала.

Процессы ионной имплантации были использованы впервые для моделирования процессов, протекающих в твердых телах при их радиационной обработке.

Было установлено, что в результате внедрения одного иона тяжелых элементов в поверхностный слой число дефектов в 106 раз больше по сравнению с числом дефектов, образующихся в результате воздействия одного нейтрона.

Следовательно, используя обработку поверхности ионами, можно в 106 раз снизить дозу облучения для получения такого же эффекта, значительно интенсифицировать процессы генерации радиационных повреждений и сократить, таким образом, продолжительность исследований по выбору радиационно-стойких материалов.

Ионная имплантация характеризуется следующими основными преимуществами:

1) отсутствие термодинамических ограничений по составу образующихся в поверхностных слоях сплавов и химических соединений. Используя ионную имплантацию, принципиально возможно получение систем сложного состава с любым сочетанием компонентов;

2) при ионной имплантации формируются неравновесные метастабильные структуры, которые в ряде случаев имеют уникальные физико-механические свойства.

Данная особенность обусловлена тем, что процессы структурообразования протекают в условиях очень быстрого охлаждения (скорость охлаждения может достигать значений ~106 К/c);

3) универсальность и гибкость процесса; методом ионной имплантации удается получить слои с необходимым профилем концентраций легирующих элементов, структурным состоянием. Часто для регулирования характера распределения имплантированных атомов в поверхностном слое используется дополнительная термообработка;

4) высокая чистота процесса (процесс осуществляется в высоком вакууме); высокая автоматизация; широкие возможности в управлении ионным пучком, возможность локальной обработки;

5) возможность осуществления процесса при различных условиях и режимах, в том числе и при относительно низкой температуре поверхности;

6) возможность создания поверхностных слоев с высокими физико-механическими свойствами, которые трудно или даже невозможно получить другими методами обработки.

К основным недостаткам процесса ионной имплантации можно отнести:

1) образование в поверхностных слоях высокой концентрации дефектов. При высокой дозе облучения образуются даже аморфные слои. Для устранения дефектности проводят термическую обработку, в частности, кратковременный отжиг при температуре 400…700 0С;

2) относительно сложное технологическое оборудование и низкая производительность процесса обработки.пучок ион имплантация поверхность

2. Сущность и назначение ионной имплантации

Ионная имплантация - это процесс, в котором практически любой элемент может быть внедрен в приповерхностную область любого твердого тела - мишени, помещенной в вакуумную камеру, посредством пучка высокоскоростных ионов с энергией до нескольких мегаэлектронвольт.

Имплантируемые ионы внедряются в материал мишени на глубину от 0,01 до 1 мкм, формируя в ней особое структурно-фазовое состояние. Толщина слоя зависит от энергии и от массы ионов и от массы атомов мишени.

Так как технология имплантационного модифицирования позволяет внедрить в поверхность заданное количество практически любого химического элемента на заданную глубину, то таким образом можно сплавлять металлы, которые в расплавленном состоянии не смешиваются, или легировать одно вещество другим в пропорциях, которые невозможно достичь даже при использовании высоких температур.

Следовательно, оказалось возможным создавать композиционные системы с уникальными структурами и свойствами, существенно отличными от свойств основной массы детали.

Как объект атомно-физических исследований ионная имплантация впервые сформировалась в начале 60-х годов. Это стало возможным благодаря достижениям в области изучения ядерных взаимодействий; основным оборудованием для ионного легирования является ускоритель.

Энергия ионов может изменяться (в зависимости от свойств материалов комбинации ион - мишень) от нескольких килоэлектронвольт (кэВ) до нескольких мегаэлектронвольт (МэВ). Введение импланта в основную решетку поверхности изделия возможно без “соблюдения” законов термодинамики, определяющих равновесные процессы, например, диффузию и растворимость.

Ионная имплантация приводит к значительному изменению свойств поверхности по глубине:

- слой с измененной дислокационной структурой до 100 мкм.

Успешное применение ионной имплантации определяется главным образом возможностью предсказания и управления электрическими и механическими свойствами формируемых элементов при заданных условиях имплантирования.

Наиболее распространенным применением ИИ в технологии формирования СБИС является процесс ионного легирования кремния. Часто приходится проводить имплантацию атомов в подложку, которая покрыта одним или несколькими слоями различных материалов.

Существование многослойной структуры способно вызвать резкие перепады в профиле легирования на границе отдельных слоев. За счет столкновения ионов с атомами приповерхностных слоев последние могут быть выбиты в более глубокие области легируемого материала. Такие "осколочные эффекты" способны вызвать ухудшение электрических характеристик готовых приборов.

Общая траектория движения иона называется длиной пробега R, а расстояние, проходимое внедряемым ионом до остановки в направлении, перпендикулярном к поверхности мишени, проецированной длиной пробега Rp.

3. Основные параметры ионной имплантации

имплантационный структурообразование легирование

Процесс ионной имплантации и состояние модифицированных слоев характеризуются следующими основными параметрами, изменение которых оказывает определяющее влияние на свойства обрабатываемых поверхностей:

1) Распределение внедренных атомов по толщине. Оно зависит от энергии ионов, природы материала подложки, температуры поверхности. Для регулирования профиля распределения плотности легирующих атомов, как уже отмечалось, используется дополнительная термообработка.

2) Максимальная допустимая доза легирования - количество ионов, внедренных на единице поверхности обрабатываемой детали. Как правило, эта доза находится в пределах D = 1016…1018 ион/см2.

3) Параметры, характеризующие взаимодействие ионов с атомами поверхностного слоя (скорость образования дефектов, характер и структура образующихся химических соединений и т. д.).

4) Параметры, определяющие изменения структуры и свойств легированных слоев в зависимости от дозы облучения, плотности радиационных дефектов и т.д.

Основной характеристикой степени обработки при ионной имплантации является распределение имплантированных ионов по толщине поверхностного слоя.

При взаимодействии иона с поверхностью в процессе многократных столкновений с атомами мишени происходит передача кинетической энергии, и в итоге ион, внедрившийся на некоторое расстояние от поверхности, теряет эту энергию полностью.

Для характеристики этого процесса используют следующие параметры: пробег иона R - это путь, который проходит ион до полной потери кинетической энергии (на основании экспериментальных данных этот параметр определить сложно); проекцию пробега иона Rx - расстояние, на которое внедрился ион от поверхности (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Схема взаимодействия иона с атомами мишени

4. Схема установки

Установка состоит из следующих основных блоков: источника ионов, экстрактора ионов (устройства, вытягивающего ионы из источника и ускоряющего их), сепаратора ионов (устройства, «отфильтровывающего» ненужные ионы), ускорителя ионов, системы электростатического отклонения, системы сканирования пучка, приемного устройства, где монтируется обрабатываемая деталь (мишень).

Ионы создаются в специальной камере с ускорителем путем ионизации газообразных, жидких или твердых исходных веществ.

В случае, если ионизируемое вещество - в виде газа (например, аргон или углерод в виде углекислого газа), то последний непосредственно вводится в камеру.

Электроны испускаемые нитью накала и ускоренные в электрическом поле, соударяются с атомами введенного газа; в результате атомы газа теряют свои электроны, газ ионизируется и образуется плазма.

Если необходима имплантация летучими элементами, такими как, например, олово, то последний расплавляют в печи; при испарении атомы вещества проникают в камеру, где ионизируются ускоренными электронами.

Для нелетучих веществ в камеру помещают пластинчатый образец из этого вещества. В этой же камере ионизируют газ (например, аргон). При отрицательном заряде пластины к последней притягиваются положительные ионы газа; при столкновении из пластины выбирается часть атомов вещества. Эти атомы вещества ионизируются быстрыми электронами.

Полученная таким образом плазма вытягивается из камеры электрическим полем.

В большинстве случаев ионные пучки разделяют по классам («очищают»); при этом сепарация осуществляется непосредственно после вытягивания ионов из источника в магнитном поле, отклоняющем ионы на определенный угол.

Ненужные ионы (более легкие и тяжелые) отклоняются соответственно на больший или меньший углы по сравнению с углами выбранных ионов и отсеиваются.

Очищенный пучок ионов фокусируется и затем в ускорителе разгоняется до требуемой энергии. Далее ионы направляются в приемную камеру, где установлена мишень.

Однородность бомбардирования поверхности мишени достигается сканированием, для чего на выходе из ускорителя создается система сканирования (система отклонения пучка). В зависимости от сложности обрабатываемой поверхности в приемной камере может быть размещено приспособление, осуществляющее поворот детали. Дозу имплантации определяют с помощью интегратора тока.

Для расширения технологических возможностей и повышения производительности работы установки важным является простота перестройки ионного источника на другой сорт ионов; для этогог применяется несколько входных газовых вентилей или вакуумных шлюзов для перегрузки твердых веществ.

Для промышленных установок большое внимание уделяется приемной камере. При создании таких камер надо учитывать необходимость вариьирования температурой, ориентацией, размерами деталей; необходимо учитывать также частоту смены мишеней, однородность имплантации и надежность в эксплуатации.

Важным элементом конструкции всей имплантационной установки является ее вакуумная система. Для получения качественных имплантированных слоев и для надежной работы всех узлов установки необходимо иметь высокий вакуум - 10-4?10-5 Па.

5. Основные характеристики ионной имплантации

Формально ионной имплантацией следовало бы называть облучение поверхности твердого тела атомами или атомарными ионами с энергией не менее 5-10 энергий связи атома в решетке облучаемой мишени (тогда до остановки ион или атом пройдет не менее 2-3 межатомных расстояний, т.е. внедрится, “имплантируется” в объем мишени).

Будем, однако, по традиции термином “ионная имплантация” называть здесь более узкий диапазон энергий - от 5-10 кэВ до 50-100 кэВ (это связано и с историей развития метода, и с особенностями оборудования, на котором реализуется облучение, да и с тем, что для других энергий ионов уже практикуются иные наименования процесса).

И с самого начала сложилась такая ситуация, что исследователи ионной имплантации декларировали (имея на это достаточно оснований) следующий ряд достоинств легирования методом ионной имплантации (или имплантационного легирования):

1. Возможность вводить (имплантировать) любую примесь, любой элемент Таблицы Менделеева.

2. Возможность легировать любой материал.

3. Возможность вводить примесь в любой концентрации независимо от ее растворимости в материале подложки.

4. Возможность вводить примесь при любой температуре подложки, от гелиевых температур до температуры плавления включительно.

5. Возможность работать с легирующими веществами технической чистоты и даже с их химическими соединениями (тоже любой чистоты).

6. Изотопная чистота легирующего ионного пучка (т.е. возможность легировать не только исключительно данным элементом, но и исключительно данным изотопом этого элемента).

7. Легкость локального легирования (с помощью хотя бы элементарного механического маскирования).

8. Малая толщина легированного слоя (менее микрона).

9. Большие градиенты концентрации примеси по глубине слоя, недостижимые при традиционных методах с неизбежным диффузионным размыванием границы.

10. Легкость контроля и полной автоматизации технологического процесса.

11. Совместимость с планарной технологией микроэлектроники.

Исследование этих эффектов позволило добиться значительных успехов в использовании ионной имплантации для решения научных задач по целому ряду направлений, как фундаментальных, так и прикладных.

Основные области науки, где ионная имплантация стала мощным инструментом исследований, перечислены в Таблице 2, а в Таблице 3 показано, какие из физических эффектов ионной имплантации являются ключевыми при использовании в каждой из этих областей науки.

Разнообразие технологических приемов, используемых при ионной имплантации, позволяет в широких пределах изменять химический состав и структуру слоев.

Основной особенностью ионной имплантации является то, что после её проведения практически не изменяются размеры детали и её можно применять после чистовой прецизионной обработки.

После ионной имплантации в поверхностном слое образуются напряжения сжатия, которые снижают тенденцию к возникновению и развитию трещин в поверхностных слоях, что также способствует повышению эксплуатационных свойств обработанных изделий.

При имплантации ионов азота и углерода в поверхностных слоях образуются карбиды и нитриды металлов, значительно повышающие твердость и износостойкость деталей.

Одним из эффективных применений ионной имплантации является использование ее для получения антифрикционной керамики.

Если необработанная керамика имеет коэффициент трения fтр=0,3...0,6, то после ионной имплантации -fтр=0,05...0,1.

Для повышения сопротивления усталости рекомендуются следующие режимы ионной имплантации: доза облучения D=1017ион/см2, энергия ионов Е=100...200 кэВ, температура поверхности 200 0С.

Наибольшее распространение ионная имплантация получила при обработке режущего инструмента. Ее проведение позволяет повысить износостойкость в десятки раз.

В Западной Европе 20...25 % выпускаемых пресс-форм подвергаются ионной имплантации.

Обработка ионами азота и углерода ножей для резки резины, ленточных пил, винтов вертолетов, ответственных узлов реактивных двигателей позволяет повысить их долговечность в 10…80 раз.

Таблица 1. Основные физические эффекты, сопровождающие ионную имплантацию

Индекс эффекта

Наименование физического эффекта

1

Химическое легирование

2

Нарушение кристаллической структуры материала мишени

2.1

Нарушение стехиометрии материала мишени

3

Радиационное стимулирование процессов

3.1

Стимулирование дефектообразующей радиацией

3.2

Стимулирование неразрушающей радиацией

3.3

Постимплантационное стимулирование

4

Геттерирование дефектов и подвижных примесей

5

Механические напряжения

6

Образование макроскопических дефектных структур

7

Фазовые переходы

8

Диффузионные эффекты

8.1

Диффузионное перераспределение примеси

8.2

Диффузия дефектов

Таблица 2. Перечень основных научных направлений, где используется ионная имплантация

Индекс направления

Наименование области науки

1

Физика взаимодействия быстрых атомных частиц с твердым телом

1.1

Физика движения быстрых частиц в твердом теле

1.2

Физика дефектообразования в твердом теле

2

Физика твердого тела

2.1

Физика фазовых переходов

2.2

Исследование радиационно-стимулированных процессов

3

Физика, химия и механика поверхности

3.1

Катализ

3.2

Внешняя электронная эмиссия

3.3

Коррозионная стойкость, пассивация

3.4

Физика усталости материалов

3.5

Износостойкость

3.6

Антифрикционные свойства поверхности

4

Физика полупроводников

4.1

Физика p-n-перехода

4.2

Физика сильнолегированных слоев полупроводника

4.3

Физика полупроводниковых приборных структур

Таблица 3. Роль различных физических эффектов ионной имплантации в работах по научным направлениям, перечисленным в Таблице 2

Индекс физэффекта имплантации

Индекс научного направления

1.1

1.2

2.1

2.2

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

4.1

4.2

4.3

1

-

-

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

2

+

+

+

-

+

+

+

+

+

3.1

-

+

+

+

+

+

-

-

-

-

3.2

-

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.3

-

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

-

+

+

+

+

-

+

-

-

+

-

+

5

-

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

-

-

6

+

+

-

-

-

-

-

+

+

-

-

-

+

7

-

+

+

+

+

+

+

-

+

+

+

-

-

8.1

-

-

+

-

+

+

+

-

+

+

+

+

+

8.2

-

+

+

+

-

-

-

+

-

-

+

+

+

Анализируя содержимое Таблицы 3, нетрудно усмотреть, что в большинстве задач при использовании ионной имплантации практически “работает” лишь малая часть того набора физических эффектов, которые определяют результат имплантационного легирования.

Этот факт наводит на мысль, что можно для тех же целей использовать другие процессы и методики, или более простые, или более дешевые, или более производительные, или просто более доступные в конкретной ситуации.

И наконец, следует отметить, что существуют методики, обладающие, кроме перечисленных в Таблице 1 свойств, еще и другими свойствами, полезными применительно к некоторым конкретным задачам.

Примечания к Таблице 3:

1. Индексы физических эффектов и научных направлений соответствуют обозначениям в Таблицах 1 и 2, соответственно.

2. Знаком “+” отмечены эффекты, играющие значительную роль при работе по данному научному направлению, знаком “-” - не играющие никакой роли; отсутствие знака означает отсутствие надежной информации по данному вопросу.

Таким образом, есть смысл просмотреть основные альтернативные процессы, в тех или иных вариантах применявшиеся как для физических исследований, так и для промышленных технологий.

Ориентировочный перечень этих процессов или методик приведен в Таблице 4 (автор не претендует ни на полноту списка, который и так слишком велик, ни на строгость классификации).

Таблица 4. Перечень основных технологических процессов (методик), применимых для решения задач

Примечания к Таблицам 4 :

1. Методики группы 3 индексируются в порядке строк матрицы (например, 3А2В4С1 означает «энергетическое воздействие лазерным лучом длительностью» с, причем слой в течение всего процесса остается в твердой фазе”).

2. Знак “Х” условно означает весь набор альтернативных методик по данной строке.

3. Диффузионное легирование “приписано” к группе 2 условно, т.к. в отличие от всех остальных методик этой группы здесь не наносится внешний слой, а происходит легирование поверхностного слоя подложки.

4. Методики 4 относятся к “гибридным” методикам, сочетающим и нанесение пленки (группа 2), и независимую энергетическую ее обработку (группа 3).

Каждая из методик Таблиц 4 и 4 а, естественно, обладает своим комплектом физических эффектов, сопутствующих процессу. Поскольку задачей настоящей работы является сравнение альтернативных методик с ионной имплантацией, в качестве базового выберем комплект физэффектов, перечисленных в Таблице 1, и посмотрим, какие из них и в какой мере реализуются в альтернативных методиках. Результат этого анализа представлен в Таблице 5.

Таблица 5. Сравнительная роль различных физических эффектов для различных методик, перечисленных в Таблице 4

Обозначения в Табл. 5:

0 - эффект отсутствует или пренебрежимо мал,

1 - эффект заметно слабее, чем при ионной имплантации,

2 - эффект по величине такой же, как и при имплантации,

3 - эффект выражен сильнее, чем при ионной имплантации,

4 - эффект выражен за пределами параметров процесса, характерных для ионной имплантации, пустая клетка - надежная информация отсутствует.

6. Дефекты при ионном легировании и способы их устранения

Сталкиваясь с электронами и ядрами мишени, ионы легирующего вещества на некоторой глубине теряют энергию и останавливаются. Если известны тип и энергия ионов и свойства обрабатываемого материала, то глубина проникновения (или длина пробега) может быть вычислена. Для пучков с типичными энергиями от 10 до 500 кэВ величина пробега достигает одного мкм.

Как уже указывалось, вследствие влияния большого числа факторов, эпюра распределения внедренного вещества в поверхность близка по форме гауссовскому распределению (рис. 6.1). Внедрение ионов в кристаллическую решетку обрабатываемого материала приводит к появлению дефектов структуры (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Распределение ионов легирующего вещества (1) и дефектов кристаллической решетки (2) по глубине модифицированного поверхностного слоя.

Выбитые из узлов решетки атомы вещества приводят к образованию вакансий и дефектов структуры в виде внедренных межузельных атомов. Эти же дефекты возникают при застревании между узлами решетки ионов. Скопление таких дефектов образует дислокации и целые дислокационные скопления (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Модель изменения кристаллического строения вещества и химического состава подложки при бомбардировке ее ускоренными ионами: 1 - атомы подложки; 2 - ионы имплантируемого вещества;3 - образующиеся вакансии; 4 - пути движения иона; 5 - атом подложки, застрявший в межузельном пространстве; 6 - пути движения выбитых атомов из узлов решетки; 7 - атом мишени, удаляемый распылением с поверхности

Общая разупорядоченность кристаллического строения (вплоть до перехода вещества в аморфное состояние) решетки при ионной бомбардировке называется радиационным повреждением. Исследования показывают, что радиационные повреждения могут изменить в положительную сторону механические, электрические и другие свойства металла поверхностного слоя, но могут и снижать эксплуатационные свойства деталей.

В последнем случае делается отжиг; температурная активация ускоряет перестройку атомов, что приводит к более высокой термодинамической стабильности упорядоченной кристаллической решетки.

Для изменения эпюры распределения имплантированных атомов по глубине поверхностного слоя применяют варьирование энергии ионного пучка и числа ионов, попадающих в мишень, как это показано на рисунке 6.

Пунктирными линиями показаны эпюры распределения ионов азота, имплантированного в железо пучками различных энергий; при этом каждая последующая обработка выполняется пучком большей энергии. Результирующая концентрация ионов имплантированного вещества получается достаточно однородной при некоторой толщине слоя.

Рис. 6.3. Эпюры распределения концентрации ионов азота, имплантированного в железо пучками различных энергий

7. Ионное каналирование

Эффект каналирования наблюдается при попадании иона в свободное пространство между рядами атомов. Как только ион попадает в это пространство, на него начинают действовать потенциальные силы атомных рядов, направляющие его в центр канала. В результате этого ион продвигается на значительные расстояния.

Такой ион постепенно теряет энергию за счет слабых скользящих столкновений со стенками канала и, в конце концов, покидает эту область. Расстояние, проходимое ионом в канале, может в несколько раз превышать длину пробега иона в аморфной мишени.

Эффект каналирования характеризуется наличием "хвостов" концентрации атомов, выявляемых с помощью метода масспектрометрии вторичных ионов и "хвостов" концентрации свободных носителей зарядов, обнаруживаемых при проведении электрических измерений.

Попытки устранения эффекта каналирования путем ориентации кремниевой монокристаллической подложки в наиболее плотно упакованных направлениях сводят его к минимуму, но не исключают полностью.

Были сделаны попытки практического использования эффекта каналирования при имплантации примеси на большую глубину. Однако в этом случае значительно затруднены управление профилем распределения имплантируемой примеси и получение воспроизводимых результатов из-за очень высоких требований к точности разориентации ионного пучка относительно основных кристаллографических направлений в подложке.

8. Образование радиационных дефектов

При внедрении ионов в кремниевую кристаллическую подложку они подвергаются электронным и ядерным столкновениям, однако, только ядерные взаимодействия приводят к смещению атомов кремния. Легкие и тяжелые ионы производят качественно различное "дерево радиационных дефектов".

Легкие ионы при внедрении в мишень первоначально испытывают в основном электронное торможение. На профиле распределения смещенных атомов по глубине подложки существует скрытый максимум концентрации. При внедрении тяжелых ионов они сразу начинают сильно тормозиться атомами кремния.Тяжелые ионы смещают большое количество атомов мишени из узлов кристаллической решетки вблизи поверхности подложки. На окончательном профиле распределение плотности радиационных дефектов, который повторяет распределение длин пробега выбитых атомов кремния, существует широкий скрытый пик. Сложная структура различных типов дефектов вдоль траектории движения иона вызвана распределением смещенных атомов кремния.

Вводимые в процессе ионной имплантации дефекты состоят из вакансий и дивакансий. При нагреве мишени пучком ионов в процессе имплантации до температуры выше 500 С будут образовываться дислокации.

Список литературы

1. Матюхин С.И. Ионная имплантация как метод внедрения атомных частиц в углеродные наноструктуры // Тез. докл. Междунар. конф. «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. - Кисловодск, Россия, 2002, с. 77.

2. Рожков В.В., Матюхин С.И. Использование каналирования для ионной имплантации атомных частиц в углеродные наноструктуры // Труды XV Междунар. конф. по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению. - Алушта, Украина, 2002, с.277.

3. Вавилов В.С., Челядинский А.Р., Ионная имплантация примесей в монокристаллы кремния: эффективность метода и радиационные нарушения. // УФН. 1995. Т.165. №3. С.347.

4. Матюхин С.И. Стохастическая теория каналирования быстрых частиц в монокристаллах. // Дис… канд. ф.-м. наук, Москва, 1997.

5. А.И. Курносов, В. В. Юдин «Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем».

6. Камаров Ф. Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Наука и техника, 1980. -164 с.

7. Мухин В.С., Шустер Л.Ш. « Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов», 1987, 217 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Физические особенности процесса ионного легирования. Анализ влияния технологических параметров на процесс ионной имплантации, распределение внедренных примесных атомов, радиационные дефекты. Схема устройства для ионной имплантации, методы моделирования.

    реферат [17,2 K], добавлен 25.12.2009

  • Сравнительный анализ методов поверхностного модифицирования. Физические основы процесса имплантации газов в металлы и сплавы. Определение ядерного и электронного торможения иона в материал подложки. Расчет пробегов ионов и концентрационных напряжений.

    дипломная работа [6,0 M], добавлен 02.09.2010

  • Характеристика, электронная и кристаллическая структура, физические и технологические свойства металла, формы нахождения в рудах, способы получения, применение. Примеси в платине и их влияние на свойства. Легирование и термическая обработка ее сплавов.

    курсовая работа [425,0 K], добавлен 14.03.2015

  • Обзор современного оборудования для получения тонких пленок. Материалы и конструкции магнетронов для ионного распыления тонких пленок. Назначение, конструктивные элементы рабочей камеры установки "Оратория-5". Основные неисправности, методы их устранения.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.03.2013

  • Назначение и конструктивно-технологическая характеристика корпуса водяного насоса. Характер дефектов и способы их устранения. Схема технологического процесса восстановления, маршрутная карта, режимы восстановления. Оформление технологической документации.

    контрольная работа [29,0 K], добавлен 27.04.2010

  • Определение реакций опор твердого тела, реакций опор и сил в стержнях плоской фермы. Равновесие сил с учетом сцепления. Определение положения центра тяжести тела. Определение скорости и ускорения материальной точки по заданным уравнениям ее движения.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 05.11.2011

  • История плазменной сварки, ее сущность и физические основы. Общая схема и технологические особенности плазменной сварки, Область применения, необходимое оборудование для производства сварочных швов. Преимущества и недостатки этого метода сварки.

    реферат [307,5 K], добавлен 14.09.2015

  • Основные этапы изготовления одежды. Способы соединения деталей. Разновидности дефектов, механизм их появления и методы устранения. Технологические дефекты транспортировки и хранения готовых швейных изделий. Дефекты моделирования и способы их устранения.

    курсовая работа [67,7 K], добавлен 19.11.2013

  • Методы напыления и физические основы нанесения тонких пленок, основные требования и системы оборудования для нанесения тонких плёнок, элементы вакуумных систем и устройство вакуумных камер для получения тонких плёнок. Экономическое обоснование проекта.

    дипломная работа [4,2 M], добавлен 01.03.2008

  • Назначение, условия работы и краткая характеристика детали "барабан тормозной передний", карта технических требований. Способы и схемы устранения дефектов. План технологических операций и табель оборудования. Нормирование токарной и наплавочной операции.

    курсовая работа [34,9 K], добавлен 02.05.2015

  • Молекулярно-лучевая эпитаксия как эпитаксиальный рост в условиях сверхвысокого вакуума. Характеристика видов электронных микроскопов, анализ сфер применения. Рассмотрение составных частей установки ионной имплантации. Особенности электронной литографии.

    реферат [1,0 M], добавлен 06.05.2014

  • Просеивание как особенность процесса калибровки. Классификация оборудования в зависимости от геометрической формы поверхности сетки, материала и метода очистки. Сита из натурального шёлка, их преимущества и недостатки. Расчёт мукопросеивательных машин.

    презентация [1,1 M], добавлен 22.10.2013

  • Анализ существующей методики получения поверхностного слоя методом электроискрового легирования, которая не учитывает образование слоя на начальном этапе. Зависимость переноса массы от плотности анода и катода. Образование первичного и вторичного слоя.

    статья [684,1 K], добавлен 21.04.2014

  • Сущность процесса и технология диффузионной сварки. Способы образования сварного шва. Схемы диффузионной сварки. Оборудование и вакуумные установки для осуществления диффузионной сварки. Преимущества и недостатки данной сварки, области ее применения.

    презентация [2,3 M], добавлен 16.12.2016

  • Назначение, преимущества и недостатки газовой сварки. Виды сварочного пламени. Характеристика материалов и оборудования, используемых для нее. Требования, предъявляемые к ее качеству и методы контроля наружных и внутренних дефектов сварных соединений.

    реферат [1,7 M], добавлен 20.05.2014

  • Параметры, этапы проектирования, целесообразность и сущность типовой технологии литья в песчаные формы. Характеристика способов изготовления отливок и виды оборудования. Особенности термообработки отливок, определение их дефектов и способы устранения.

    презентация [1,3 M], добавлен 18.10.2013

  • Соответствие математических моделей твердого тела свойствам реальных машиностроительных материалов. Вывод условия равновесия для осесимметричного напряженного состояния. Распределение напряжений в зоне контакта при осадке полосы неограниченной длины.

    контрольная работа [1,7 M], добавлен 13.01.2016

  • Принцип работы дорожного катка. Повышение скорости движения. Критический анализ конструкции машин. Назначение, устройство и принцип работы ремонтируемого узла. Схема технологического процесса комплексного восстановления детали. Способ устранения дефекта.

    дипломная работа [12,7 M], добавлен 21.06.2011

  • Характеристика и описание, служебное назначение и основные технические показатели редуктора. Обеспечение и выбор метода достижения качества. Выбор вида и формы организации процесса сборки и разработка операционного технологического процесса схемы.

    курсовая работа [348,8 K], добавлен 16.05.2011

  • Признаки классификации выпарных аппаратов. Уравнения материального баланса простого выпаривания. Технологическая схема, преимущества и недостатки прямоточной и противоточной многокорпусных выпарных установок. Расчёт выпарного аппарата по корпусам.

    курсовая работа [712,8 K], добавлен 27.11.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.