|
|
a^l≈k (k ≈ коэф. отражения). В пренебрежении диффузией
Л'.
п
(7)
где /v.s≈а«0/Л ≈ концеитрация примеси у поверхности
в установившемся режиме. Ф-ла (7) получена в предположении постоянства £0 в процессе И. п, и равенства вероятностей распыления атомов матрицы и имплан-тированных частиц. Если 5<а, концентрация имплан-тированных атомов будет монотонно расти с увеличением дозы ионов.
Наиб, широко И. и. применяется для легирования полу проводников с щмыо создания р ≈ «-переходов, гетеропереходов, кизкоомных контактов. И. и. позволяет вводить примеси при низкой темп-ре, в том числе примеси с малым коэф. диффузии, создавать пересыщенные тв╦рдые растворы. И. и. обеспечивает точную дозировку вводимой примеси, высокую чистоту (сепарация пучка ишнш по массам), локальность, а также возможность-управ л опия процессом с помощью элсктрнч. и магн. полей. Для устранения образующихся при И. и. ра-диац. дефектов и перевода внедр╦нных атомов в регулярные положения используют высокотемпературный прогрев. Для создания р≈n-переходов не требуется больших доз облучения. Так, при бомбардировке S1
ионами Р+ с энергией £0 = 50 кэВ, Ллр≈60 нм, ДЯпр≈ ≈2(i ни, и ужо при доне 1015 см~2 ср. концентрация примеси в имплантпрованноы слое толщиной 4 АЛ up достигает 1020 см~3, т. е. практически предельной концентрации, используемой в технологии.
И. и. в металлы применяют с целью повышения их твердости, износоустойчивости, коррозионной стойкости, создания катализаторов, изменения коэф. тре-
ния и т. п. Для этого требуются дозы
≈ 101
й
ионов
2
на см, при к-рых ужо заметно распыление приповерх-ностного слоя. При больших дозах, когда концентрация внедр╦нной примеси сравнима с н0, возможно образование новых соединений {ионный спите з).
Ионная бомбардировка позволяет вводить примесь вс т'олько из пучка, но и из пл╦нки, предварительно нанесенной на поверхность мишени (имплантация атомов отдачи и ионное перемешивание).
Бомбардировка ионами с энергией 10 ≈ 200 эВ, когда
S < 1 , а /?пр ^0,1 ≈ 1 нм , сопровождается наращиванием имплантируемого материала. Пл╦нки, полученные ионным осаждением, имеют высокую плотность и хорошую адгезию К подложке,
Лит..1 М (? и е р Д ж.; Э Р и к с о н Л.. Д э D и с Д ж., Ионное легирование полупроводников, пор, с англ., М., 1973; Зорин Е. II. t П а п л о в П. В., Т е т е л ь и а у и Д . И., Ионное легирование полупроводников, М., 1 975; Ионная имплантация в пол упроиодш-нш п другие материалы. Сб. ст., прр, с англ., под ред. В, С. Вавилова, М., 1980; A G р о я н И. А., Андронов А, Н,, Титов A, H.t Физичгские основы электронной п ионной технологии, М,, 1984, И. А. Аброян,
ИОННАЯ СВЯЗЬ (электровалентная связь) ≈ химическая связь, обусловленная переносом валентных электронов с одного атома на другой с образованием положит. и отрнцат. ионов п эл.-статич. взаимодействием между ними. Характерна для соединений металлов с типичными неметаллами, напр, для молекулы ионного кристалла NaCl.
В действительности чисто И. с. не существует, можно говорить лишь о степени нонности связи, о е╦ ионном характере. Между сближающимися ионами противоположного знака действует не только электростатич. притяжение, но и обменное отталкивание (см. Обменное взаимодействие}. Кроме того, при сближении ионов избыточный заряд отрицат. иона перемещается к положительному, что приводит к ослаблению эл.-статич, взаимодействия и к уменьшению полной энергии системы. Оценка степени иошшсти хим. связи в разл. молекулах и молекулярных кристаллах ≈ одна из задач квантовой химии. в. Г. Дашевский, ИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА (Т1/)≈ условный параметр, характеризующий ср. кинетич. энергию хаотич. движе-
ионов в плазме. Удобно применять его в тех случаях, когда ф-цин распределения ионов по скоростям близка к максвслловской. Значение Т,- в плазме большей частью заметно отличается от электронной темп-ры Те (подробнее см. Температуры компонент плазмы).
ИОННАЯ ЭМИССИЯ ≈ испускание положит, и отрицат. ионов поверхностью конденсированной среды под воздействием к.-л. инициирующего возбуждения. Происходит в результате получения атомами или молекулами эмиттера энергии, достаточной для преодоления сил, удерживающих их на поверхности, ц приобретения заряда. Нагревание материала и тепловое испарение его частиц обусловливают термо ионную эмис-С И Ю (см. такжо Поверхностная, ионизация,}. При ЭТОМ испускаются только однократно заряженные ионы. Электрич, поля напряж╦нностью ~107 В/см у поверхности вызывают т. п. полевую ионную эмиссию. При этом образуются однозарядные и многозарядпые положит, поны. Облучение материала фотонами или электронами может сопровождаться удалением частиц с поверхности, часть к-рых испускается в виде ионов (фо-тонно-ионная и электронно-ионная эмиссия), Бомбардировка поверхности ускоренными ионами или атомами приводит к выбиванию частиц из поверхностного слоя (см. Ионно-ионная, эмиссия, Распыление, Ионная бомбардировка}.
И. э. широко используется для создания ионных источников^ а также для диагностики поверхности и приповерхностного слон твердого тела.
Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н, И., Поверхностная ионизация, М., 1969; Методы анализа поверхностей > пер. с англ., под ред. А. Зандерны, М,. 1979. П. Н. Петров.
ИОННОЕ ТРАВЛЕНИЕ ≈ удаление вещества с поверхности тв╦рдого тела под действием ионной бомбардировки. Процесс И. т. зависит от интенсивности пучка, вида, энергии и угла падения ионов, а также от материала и состояния мишени. В процессе И. т, вследствие распыления, дефектообразования, имплантации ионов и атомов отдачи меняются элементный состав и структура поверхности: происходит обогащение поверхности огтредел. элементом, кристаллизация или
Рис. 1,
Рис. 2.
аморфизация поверхностного слоя. Изменение поверхностного рельефа при И. т. включает неск. стадий; 1) возникновение дефектов (вакансий, межузелъных атомов, дислокаций}^ 2) появление микросконич. не-однородностей размерами 10 ≈ 100 нм [ямки травления, конич. или пирамидальные выступы (рис. 1,2) границы з╦рен]; 3) образование неоднородностей макроскогшч* размеров порядка долей мкм.
Скорость И. т. в единицах массы вещества, уносимого с единичной площадки, определяется соотношением:
мк .
UI О
X X
О
где М ≈ ат. масса вещества мишени, К ≈ коэф. распы- , Лй ления, ./V ≈ число Авогадро, Ze ≈ заряд иона, / ≈ 199
