ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионная имплантация из "Физикохимия неорганических полимерных и композиционных материалов" Ионная имплантация (ИИ)—способ изменения составов поверхностных слоев твердого вещества путем внедрения ускоренных в электростатическом поле ионизированных атомов или молекул [24, 56, 58, 288]. Энергия ионам сообщается в специальных камерах с ускорителями электронов. Имплантируемые атомы труднолетучих веществ предварительно переводятся в плазменное состояние (ионизируются) за счет положительно заряженных ионов плазмы (Ы+, Аг+ и др.). [c.221] Области. применения ионной имплантации — модификация химических, механических и оптических свойств твердых тел образование новых соединений на поверхности (например, Si имплантацией углерода в кремний) обеспечение электрохимической пассивации изготовление световодов с матрицей из Si02, GaAs и др. [c.222] Для проведения ионной имплантации обычно используют ионные ускорители с энергией 200—300 кэВ. Ионный ток при этом лежит в диапазоне от нескольких микроамперов до десятков миллиамперов. Имплантируемые атомы ионизируются в любом агрегатном состоянии, легче всего в газообразном (углерод из СОг, кремний из Si U и т. д.). [c.222] Результаты проведения этого процесса идентифицируются по изменению электропроводимости тто глубине концентрации примесей распределению их радиационных эффектов. [c.222] Ниже будут кратко рассмотрены некоторые области применения метода ионной имплантации. [c.222] Концентрация имплантированного бора в кремнии достигает а,— — 10 ат/мкм . Величина поверхностной концентрации внедренного алюминия составляет 0 =10 ат/нм . Алюминирование поверхности кремния иногда применяют для изготовления омических контактов. [c.223] Внедрение атомов Аб в сурьму успешно используется в производстве интегральных схем. Электрическая активность внедренного Аз достигается уже при 800—900 °С при 05=30 ат/нм=. При дозах облучения около 2 ат/нм после отжига при 600 °С и последующем охлаждении при 25 °С все внедренные атомы занимают узлы решетки в процессе эпитаксиальной рекристаллизации разупорядоченного слоя. [c.223] Хорошие результаты получены и при внедрении атомов серы. Имплантацию атомов 5 проводят для легирования определенных областей, для выделения структур и создания селективно проводящих областей. [c.223] Для улучшения коррозионной стойкости и создания сверхпроводящих слоев в металлы внедряются ионы А1, У, В1, 1п при 05== (100—500) ат/нм . [c.223] Ионное азотирование. Промышленное применение нашел способ азотирования в тлеюш,ем разряде [124], используемый для создания многофазных антикоррозионных систем в поверхностном слое изделия из сплавов железа. Твердость поверхности достигает 10—15 ГПа преимущественно за счет образования дислокаций и высокодисперсного слоя из нитридов -Ре4Ы и е-РеК в слое толщиной до 30 мкм. Следующий слой глубиной до 0,3—3 мм является диффузионным. Он состоит из зерен остаточного аустенита (твердый раствор а-Ре—С), нитридов, карбидов железа. По твердости и износостойкости слой является промежуточным между матрицей (Ре) и поверхностным слоем. Из-за легкого разрушения оксидного слоя ионное азотирование протекает гораздо быстрее обычного диффузионного. [c.223] При изготовлении биполярных и металлоксидных полупроводниковых интегральных схем термически выращиваемая пленка активируется фосфором (4—8%) [295]. [c.223] Атомы фосфора в сплаве 5109—Р распределяются равномерно вплоть до глубины слоя 900 нм. Следует отметить, что при имплантации фосфора его содержание возрастает от 2 до 20% только до глубины слоя 60 нм, а затем равномерно снижается до 2% вплоть до глубины слоя 120 нм. [c.223] В кремний могут быть внедрены также ионы 51+, ВР2+, В1+, Аз+, 5Ь+. При этом образуются либо аморфные слои либо слои без дефектов. [c.223] Были исследованы [316] механические характеристики пленок нитридов Ti, ZrN, нанесенные на сталь ионным осаждением, проведенным в атмосфере Ar+Nz при давлении 0,6 Па. Более износостойкими оказались покрытия TiNi и TiAlNO. [c.224] Вернуться к основной статье