Исследование высокоинтенсивной имплантации ионов титана в кремний в условиях энергетического воздействия пучка на поверхность

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методы модификации поверхностного и приповерхностных слоев материалов и покрытий ионными пучками находят применение во многих областях науки и техники. Развитие методов глубокого ионного легирования приповерхностных слоев полупроводниковых материалов, а также металлов и сплавов благодаря усилению радиационно-стимулированной диффузии в условиях, когда глубокие слои облучаемого образца не подвергаются значительному температурному воздействию, представляет значительный интерес для практической реализации технологий направленного улучшения эксплуатационных свойств деталей и изделий различного назначения. Настоящая работа посвящена исследованию особенностей и закономерностей высокоинтенсивной имплантации ионов титана при плотностях тока в несколько сотен мА/см2 с одновременным энергетическим воздействием на поверхность пучка ионов длительностью менее 1 мс с плотностью мощности, достигающей нескольких десятков кВт/см2. Впервые на примере имплантации титана в кремний показано, что сочетание высокоинтенсивной имплантации ионов и энергетического воздействия пучка ионов высокой плотности мощности обеспечивает возможность роста глубины ионного легирования от долей мкм до 6 мкм за счет увеличения времени облучения от 0.5 до 60 мин.

Об авторах

А. И. Иванова

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

Д. О. Вахрушев

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

О. С. Корнева

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

А. В. Гурулев

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

В. А. Варлачев

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

Д. Д. Ефимов

Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта

Email: bai@tpu.ru
Россия, Калининград

А. А. Чернышев

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: bai@tpu.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И. Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. Москва: Энергоатомиздат, 1987. 184 с.
  2. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1990. 216 с.
  3. Быковский Ю.А., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 240 с.
  4. Челядинский А.Р., Комаров Ф.Ф. // УФН. 2003. Т. 173. № 8. С. 813. https://www.doi.org/10.1070/PU2003v046n08 ABEH001371.
  5. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах. Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 328 с.
  6. Борисов А.М., Крит Б.Л., Куликаускас В.С., Семенова Н.Л., Суминов И.В., Тихонов С.А. // Известия Томского политехнического университета. 2014. Т. 324. № 2. C. 137.
  7. Ryssel H., Ruge I. Ion implantation. Chichester: Wiley, 1986. 478 p. https://www.doi.org/10.1002/sia.740100409
  8. Williams J.S., Poate J.M., Ion Implantation and Beam Processing, 1st ed. Orlando: Academic, 1984. 432 p.
  9. Komarov F.F. // Phys.-Uspekhi. 2003. V. 46. № 12. P. 1253. https://www.doi.org/10.1070/PU2003v046n12 ABEH001286
  10. Mehrer H. Diffusion in solids: fundamentals, methods, materials, diffusion-controlled processes, 1st ed. Berlin: Springer Science & Business Media, 2007. 645 p.
  11. Valiev S.H., Pugacheva T.S., Jurabekova F.G., Lem S.A., Miyagawa Y. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1997. V. 127–128. P. 265. https://www.doi.org/10.1016/S0168-583X(96)00937-8
  12. Ho P.S. // Surf. Sci. 1978. V. 72. № 2. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/0039-6028(78)90294-7.
  13. Miotello A., Mazzoldi P. // J. Appl. Phys. 1983. V. 54. P. 4235. https://www.doi.org/10.1063/1.332527
  14. Eltoukhy A.H., Green J.E. // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. № 8. P. 4444. https://www.doi.org/10.1063/1.328265
  15. Sizmann R. // J. Nucl. Mater. 1978. V. 69–70. P. 386. https://www.doi.org/10.1016/0022-3115(78)90256-8
  16. Patent 2787564 (US). Forming semiconductive devices by ionic bombardment. / Bell Telephone Laboratories Inc., New York. Shockley W. // 1957.
  17. Poate J.M., Foti G., Jacobson D.C. Surface Modification and Alloying by Laser, Ion, and Electron Beams, 1st ed. Berlin: Springer, 2013. 414 p.
  18. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Dektjarev S.V., Sergeev O.V. // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 69. P. 810. https://www.doi.org/10.1063/1.1148585
  19. Nikolaev A.G., Oks E.M., Savkin K.P., Yushkov G.Yu., Brown I.G. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. № 2. P. 501. https://www.doi.org/10.1063/1.3655529
  20. Anders A. Handbook of Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition, 1st ed. N.Y.: John Wiley & Sons, 2000. 760 p.
  21. Widner M., Alexeff I., Jones W.D., Lonngren K.E. // Phys. Fluids. 1970. V. 13. P. 2532. https://www.doi.org/10.1063/1.1692823
  22. Anders A. // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 93. № 2–3. P. 158. https://www.doi.org/10.1016/S0257-8972(97)00037-6
  23. Wei R. // Surf. Coat. Technol. 1996. V. 83. P. 218. https://www.doi.org/10.1016/0257-8972(95)02828-5
  24. Anishchik V.M., Uglov V.V. Modification of Instrumental Materials by Ion and Plasma Beams. Minsk: Belorus. Gos. Univ., 2003. 177 p. [in Russian].
  25. Ryabchikov A.I. Ananin P.S., Dektyarev S.V., Sivin D.O., Shevelev A.E. // Vacuum. 2017. V. 143. P. 447. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2017.03.011
  26. Ryabchikov A.I. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2021. V. 49. № 9. P. 2529. https://www.doi.org/10.1109/TPS.2021.3073942.
  27. SIMNRA Computer simulation of RBS, ERDA, NRA, MEIS and PIGE by Matej Mayer [Электронный ресурс]. https://mam.home.ipp.mpg.de/Download.html. Дата обращения: 14.11.2022.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».