|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Ионное внедрение |
 | |
Анимация
Описание
Ионное внедрение (ионное легирование, ионная имплантация) - введение примесных атомов внутрь твердого тела бомбардировкой его поверхности ускоренными ионами. Средняя глубина проникновения ионов в мишень тем больше, чем больше энергия ионов (ионы с энергиями eн»10-100 кэВ проникают на глубину 0,01-1 мкм). При бомбардировке монокристаллов глубина проникновения частиц вдоль определенных кристаллографических осей может быть во много раз больше, чем в других направлениях (каналирование частиц). При интенсивной бомбардировке ионному внедрению препятствует катодное распыление мишени, а также диффузия внедренных ионов к поверхности и их выделение с поверхности (ионная эмиссия). Существует максимально возможная концентрация внедренных ионов, которая зависит от химической природы иона в мишени, а также от температуры мишени.
Пучок положительных ионов впервые получил в 1910 г. Дж. Дж. Томсон. Он же исследовал воздействие на траекторию пучка электростатического и магнитного полей и открыл, что отклонение ионов в однородном магнитном поле обратно пропорционально их массе. Развитие техники ионных пучков тесно связано с развитием атомной физики. Наиболее важным техническим применением ионных пучков явилось ионное легирование полупроводниковых материалов, идея которого была предложена В. Шокли в 1954 г.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Ионное внедрение (элионика) используется для легирования полупроводников с целью создания р-n переходов, гетеропереходов, омических низкоомных контактов, при введении в полупроводниковые материалы дополнительных химических элементов с целью получения аномальных свойств, например, температурных зависимостей электропроводности. Ионная имплантация позволяет вводить примеси при низкой температуре, в том числе примеси с малым коэффициентом диффузии, создавать перенасыщенные твердые растворы. Ионное внедрение обеспечивает точную дозировку вводимой примеси, высокую чистоту (сепарация пучка ионов по массе), локальность, а также возможность управления процессом с помощью электрических и магнитных полей.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Ионное внедрение в монокристалл кремния ионов фосфора P+31 показано на рис. 1.
Схема получения ионно-легированного слоя в полупроводнике
Рис. 1
Обозначение:
1 - монокристалл;
2 - атомарно-молекулярный слой внедренных ионов;
3 - поток ионов.
Экспериментальное оборудование. Устройства для ионного легирования по физико-химическим данным среди электрофизических приборов занимают промежуточное положение между измерительными масс-спектрометрами и производственными электромагнитными сепараторами изотопов. Основными блоками электронно-лучевой установки являются (рис. 2): источник ионов 1, вакуумная камера 2, магнитный анализатор секторного типа 3, вакуумная система 4, блоки электрического питания 5 и приемник ионов 6. Пучок ионов обозначен цифрой 7. Источник ионов состоит из камеры, в которой производится ионизация паров легирующих элементов, экстрагирующего ионы зонда, электростатической фокусирующей линзы и ускоряющего электрода, сообщающего ионному пучку требуемую энергию.
Структурная схема ионно-лучевой установки
Рис. 2
Литература
1. Физическая энциклопедия.- М.: Советская энциклопедия, 1990.- Т.2.- С.197-199.
2. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупровлдниковых приборов.- М.: Высшая школа, 1974.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
