49. Анизотропия диффузии.

Чем выше плотность материала, тем меньше постоянная решетки и тем меньше коэффициент диффузии. Даже для кубических решеток эффективное значение постоянной решетки будет различно, следовательно, будут различаться и коэффициенты диффузии для различных кристаллографических направлений

50. Влияние структурных дефектов на коэффициент диф-ии.

С увеличением кол-ва дефектов структуры, увеличивается кол-во незаполненных каналов, по которым и происходит диф-я, т.е. образуются «протоптанные дорожки». В дальнейшем же уже в нутрии кристалла. Происходит перераспределение примеси, путём диф-ии в сторону отдефектного канала. Т.е. коэф-т диф увеличивается.

51. Трубчатая диф-я.

Увеличение количества дислокаций увеличивает D, т.е. сущ-ют как бы каналы. Предполагается, что диф-я протекает по своеобразным каналам вдоль линии дислокации – трубчатая диф-я. После проникновения дифузианта вглубь кристалла происходит перераспределение атомов примеси по сторонам этого канала, происходит боковая диф-я.

5 2. Диф-я в поликристаллах. В этом случае она происходит по границам зёрен, где сосредоточено максимальное кол-во дефектов.

53. Сущность двухэтапного осущ-я термодиф-ии.

Разделение процесса на две стадии позволяет более тщательно управлять диф-ей(загонка и разгонка). 1-й на пов-и кр. создаётся относительно тонкий слой примеси – загонка. На 2-й ст-ии кристалл нагревается в атмосфере, не содержащей примеси. Происходит перераспределение примеси на большую глубину - разгонка.

54. Термодиффузия с применением лазерного излучения

Монохроматичность, синфазность, направленность все это особенности лаз. излучения. Процесс лазерного излучения включает две стадии

55. Недостатки термодиффузии

1. Высокая T.

2. Длительное время процесса.

3. Возможность повторной диффузии.

4. Зона примеси, ранее сформированная, может расширяться при повторных нагревах.

56. Ионная имплантация. Сущность и особенность.

ИИ – применяется для внедрения ионов легирующих примесей в слои ПП на различные заданные глубины.

П ри ионном легировании заряженные частицы примеси ускоряются до высоких энергии и бомбардируя поверхность подложки внедряются в кристаллическую решетку этой подложки, изменяя ее электрофизические, оптические и др. параметры.

(+) – достигается высокая точность глубины проникновения легирующей примеси. Высокая однородность распределения примеси при высокой воспроизводимости результатов.

(-) –ионы высоких энергий, попадая внутрь крист. реш. пластины, выбивают атомы из ее узлов. Для устранения таких дефектов применяют отжиг при Т = 1000….1200 град. С.

58. Мех-зм взаимодействия ионов с веществом.

При взаимод. ионов с ве-вом происходит потеря энергии ионов.

1. Электронное торможение: быстрый ион взаимодействует с электронами атомов кристалл. решетки в результате чего возникает возбуждение или ионизация атомов кристалла. Т. к. плотность e в вещ-ве мишени высока, то такие столкновения многочисленны, при этом ион теряет энергию и назыв. электронным торможением. При этом первоначальная траектория ионов почти не меняется.

2. Ядерное торможение. Взаимод. происходит м/у экранируемыми зарядами ядер первичного иона и атомами мишени. Частота этих соударений ниже, чем при взаимод. чем с e.

3. Обменное торможение. Первоначальная траектория ионов меняется, происходит рассеивание ионов в вещ-ве. Кроме того происх. смещение атомов из своего неравномер-го положения. Также вклад с в энергию потери дает обмен заряда м/у движ. e и атомами мишени.

dE/dx=(dE/dx)я+(dE/dx)э+(dE/dx)обм.

Общее: ионы бомбардируют пластину ПП, в результате чего внедряются (имплантируются) в нее, создавая определенное распределение концентрации примеси в приповерхностном слое. Очевидно, что глубина проникновения легирующей примеси зависит от энергии и типа бомбардирующих ионов, атомной и крист. структуры мишени.

59. Распределение концентрации примесей по глубине при ионной имплантации и термодиффузии.

N(x)=Nmax*exp(-((x-ΔRx)^2/2ΔRx^2))

60. Механизм потерь ионов при ядерном торможении

Ядерное торможение. Взаимод. происходит м/у экранируемыми зарядами ядер первичного иона и атомами мишени. Частота этих соударений ниже чем при взаимод. чем с e.

dE/dx=(dE/dx)я.

61. Как потери ионов зависят от их энергий

Потери энергии осуществляются в основном за счет ядерных взаимод. если Ei<A(кЭв) и электронным торможением, если Ei>A. A - атомный вес иона.

Зависимость потерь энергии от энергии ионов.

62. Механизм потерь энергии ионов при электронном торможении.

При электронном торможении быстрый ион взаимодействует с электронами атомов кристаллической решетки, в результате чего возникает возбуждение или ионизация атома, а т.к. плотность электронов в веществе мишени высока, то такие столкновения многочисленны, при этом ионы теряют энергию. Траектория движения не меняется.

63. Сущность метода легирования ионной имплантацией(ИИ).

При ИИ заряженные частицы примесей ускоряются до высоких энергий и бомбардируют поверхность подложки, внедряются в кристаллическую решетку подложки, изменяя её электрофизические, оптические и другие параметры.

65. Как влияют ядерный и электронный характеры торможения ионов на их траектории?

При ядерном торможении траектория движения меняется, происходит рассеивание ионов и смещение атомов из своего первоначального положения. При электронном торможении траектория движения не меняется.

66. Траекторный и проективный пробеги ионов.

Траекторный пробег R - истинный пробег иона в веществе равный длине пройденного пути в веществе.

Проективный пробег R_x – проекция траекторного пробега на линию первоначального движения. Величина R_x используется для оценки глубины проникновения ионов в толщу материала.

64. Основные процессы взаимодействия ионов с веществом.

	1. Отражение ионов от поверхности(процесс обратного рассеивания). Если отражение иона происходит с частичной потерей E, то его называют неупругим.
	2. Импульс иона может быть достаточно велик для того, чтобы сместить поверхностный атом из положения, где он слабо связан с кристаллической решеткой в положение, где связь оказывается сильнее (Поверхностная атомная миграция).
	3. Ионы с более высокой энергией могут вызвать внутренние дислокации в толще образца
	4. Если ионы, соударяющиеся с поверхностью образца, передают настолько большой импульс, что полностью освобождают от связи 1 или несколько атомов, то происходит физическое распыление материала образца (Ионное распыление).
	5. Ионы могут проникать в кристаллическую решетку и встраиваться в нее, израсходовав свою энергию.
	6. В результате хим. Реакции иона с атомами поверхности образуется новое вещество АВ, которое может оказаться в газообразном состоянии и может испариться (Ионно-плазменное травление).
	7. Ионы могут оказаться связанными с поверхностью образца, т.е. адсорбироваться.
	8.При ионной бомбардировке образцов возможно возникновение вторичной электронной эммисии ( гамма-процессы).
	9. Под действием ионной бомбардировки поверхностные атомы возбуждаются до ионизированных атомов и покидают поверхность (Вторичная ионная эммисия).