i
О
X
О
1лотность ионного тока. Толщина слоя, распыл╦нного за 1 с, равна р/р, где р ≈ плотность мишени,
И. т. используется для выявления структуры поверхности, дефектов, деформированных участков. И. т, применяется также для создания многоострийной поверхности (см. Автоэлектронкая эмиссия, Ионный проектор], для профилирования при послойном анализе состава раз л. слоев методами оже-спектроскопии, для избирательного удаления вещества через маски при создании элементов микроэлектроники (см. Микролитография).
Лит.: Распыление твердых тел ионной бомбардировкой, в. 2, пер. с англ., под ред. Р. Бериша, М., 1У86.
Л. И. Прапявичус f Ю. И. Дуд&иис.
ИОНКО-ЗВУКОВЙЕ КОЛЕБАНИЯ -^ низкочастотные акустич. продольные волны, распространяющиеся в плазме с независящей от частоты скоростью
где Z ≈ заряд, JW,- ≈ масса ионов, Те и Т,- ≈ темп-ры электронов и иолов, уе и у,- ≈ отношение уд, теилоем-костсй. электрогтного и ионного газов,
И.-з. к. слабо затухают лишь в случае бссстолшю-вителыюй (частота колебаний много больше частоты столкновений) и неизитормичоской (7'г>?',-) плаймы. При выполнении этих условий инерция среды определяется ионами, а упругая возвращающая сила ≈ давлением электронного газа. Если условие 71е>71,' не выполнено (напр., Те^Т^ изотериич. плазма), то волна но распространяется вследствие сильного Ландау затухания.
Наличие магн. поля но оказывает влияния на распространение И.- з. к. вдоль пего, однако искажает их в случае «косого» (иод углом к полю) .распространения, порождая два типа мапштозвуковых волн (ускоренные и замедленные). См. также ст. Волны в плазме, Плазма
II ЛИТ. 1ФИ НИХ. . J7. Л. Трубников.
И01ШО-ИОН11ЛЯ ЭМИССИЯ (вторичная ионная эмиссия) ≈ испускание ионов конденсированной средой при бомбардировке ее ионами. В результате передачи частицам кынетич. энергии и импульса от первичных бомбардирующих ионов происходит распыление (см. Ионная бомбардировка). Ионизации распыл╦нных час^ тиц происходит в процессе или после вылета в результате электронного обмена (см. ниже). При И,- и. э. могут быть выбиты как отрицательные, так и положит, ионы, в основном и в возбужд╦нном состояниях. В пучке вторичных ионов присутствуют многозарлдные ионы и ионы соединений (напр., при бомбардировке А1 ионами Аг+ в атмосфере 02 вылетают ионы А120з~? Al,[0m). Кол-во многозарядных ионов раст╦т с энергией £и бомбардирующих ионов (напр., при бомбардировке W ионами Ar ^ с энергией <?0=150 кэВ оно достигает 10%). Наблюдаются также заряж. сконления из многих атомов (кластерные ионы), напр. Wjk; число таких
ионов, как правило, ие-
, велико, <5Ю+(*Ю2)
Si
Si8+(*l02)
(*ю*)
р, мы рт.сг.
И.- и, э. характеризуется коэф. И.- и. э. S^i равным отношению потока вторичных ионов данного типа к потоку первичных ионов. Присутствие в камере или
Рис. 1. Выход вторичных ишюи (и относительных единицах) из Si при Сюмбарди-ропке ионами Аг+ с анергией 4 кэВ в ваиисимости от давлении ;» кислорода.
200
па поверхности дл.-отрицат. газа, напр. 02, повышает S '∙ нанеси, порядков (рис. 1} (для эмиссии мпогозаряд-пых ионов и кластеров зависимость S"~ от давления 02
более сложная); присутствие эл.- положит, газа (Gs) увеличивает эмиссию отрицат. ионов.
И.-и. э. зависит от энергии первичных: ионов £<, и начинается с нек-рой пороговой энергии порядка неск. десятков аВ. С увеличением £0 коэф. S+ возрастает. При бомбардировке Si ионами Аг; возрастание #о от 2 до 8 кэВ приводит к увеличению па порядок выхода однозарядных ионов материала миик-пп и к увеличению более чом на 3 порядка выхода много-зарядных ионов (Si2 r,
Si3 + ; рис. 2}. В этом ^;n/c J ат/ион диапазоне энергий S + раст╦т быстрее, чом коэф. распыления S, достигает максимума и начинает падать с увеличением £0, как и S.
С возрастанием угла Ф падения ионов (отсчитываемого от нормали к поверхности) S + увеличивается. Для
10'
10'
ю-
Рис. 2. Выход вторичных ионол кз Si в зависимости от энергии £0 бомбардирующих ионов Аг +.
Ш
0,1
10
15
20
монокристаллич. мтпттешт зависимость немонотонна: эмиссия минимальна, 'когда направленно падения поттов совпадает с направленном нп;жонпдексных кристаллографии, осей. Ко^ф. S '' раст╦т с увеличенном массы бомбардирующих ионов (для эледн'нтов, химически активных по отношению к веществу мпшенп, это правило нарушаотся). S ' является немонотонно убывающей ф~цией ат. номера материала мишени (рис.. 3). Коэф. S* увеличивается с уменьшением энергии ионизации атомов мишени и сложным образом зависит
S * ИОН/ИОН
ID-
Рис. 3. Записимость коэффициента ИиШЮ-ИОННОЙ ЭМИССИИ
от атомного номера Z2 материала мишони при бомбардировке ионами Аг + с энергией 3 1сэВ.
10
10
"О
∙А1
'Mo Hf..Re
Pt'
20 40
GO SO IQO I
от тсмп-ры мишени Г. При невысоких темп-pax Д' + меняется за сч╦т разложения соединений, содержащих ионы материала мишени и очистки поверхности. Начиная с некоторых температур, когда поверхность уже очищена, S + не зависит от Т. При температурах фазовых переходов S+ испытывает существенный изменения.
Энергетич. спектр положит, вторичных ионов имеет максимум при энергиях 8 порядка неск. эВ и «хвост» в сторону больших энергий (рис. 4). Для кластерных ионов спектр сужается и сдвигается в сторону меньших энергий. Энергетич. спектр отрицат. ионов более широк и смещ╦н в сторону больших энергии. Пространств, распределение вторичных ионов похоже на распределение распыл╦нных нейтральных частиц и зависит гл. обр. .от энергии и углов падения бомбардирующих ионов и структуры мишени. Для пол и кристаллов, бомбардируемых нормально падающими ионами с энергией порядка неск. кэВ, пространств, распределение близко к изотропному. При наклонном падении первичных ионов (с анергией леек. кэВ) И.-л, э. максимальна вблизи зеркального угла. Из монокристал-
