Теоретические исследования процесса ионной имплантации

Теоретические исследования процесса ионной имплантации заключаются в исследовании и расчете потерь энергии ионом при столкновении с атомами и электронами твердого тела на всем пути движения иона в кристалле, что необходимо для определения глубины внедрения ионов и их распределения по глубине. Существенное значение имеет также учет тех изменений и разрушений в кристалле, которые сопровождают процесс имплантации.

Механизмы торможения ионов. Столкновение быстрых заряженных частиц с твердым телом сопровождается рядом процессов, которые замедляют их и одновременно вызывают повреждения в мишени. К ним относятся:

1.      неупругие столкновения со связанными электронами;

2.      упругие столкновения с ядрами атомов, приводящие к частичной передаче кинетической энергии иона атомам;

3.      неупругие столкновения с ядрами, вызывающие тормозное излучение, ядерные реакции или возбуждение ядер.

Первые два механизма определяют не менее 90% потерь энергии, т.е. являются основными механизмами торможения.

При высоких энергиях ионов преобладает электронное торможение – неупругие столкновения со связанными электронами.

При низких энергиях имеет место электронное торможение и ядерное торможение – упругие столкновения с атомами, приводящие к частичной передаче кинетической энергии атомам.

Количественно эти механизмы характеризуются тормозной способностью – удельной потерей энергии атомом. На рисунке 2.1 схематично показана энергетическая зависимость электронного и ядерного торможения. Характеристические энергии Е1, Е2, Е3 для некоторых ионов в кремнии приведены в таблице 2.1.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector