Миграция атомов в поверхностных слоях при ионно-лучевой обработке твердых тел

• Автор: Серба, Павел Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 233 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 МОДЕЛИРОВАНИЕ МИГРАЦИИ АТОМОВ В УСЛОВИЯХ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ

1.1 Механизмы миграции атомов и процессе упругих столкновений с налетающими ионами .

1.2 Уравнение переноса при баллистическом механизме миграции

1.3 Методы решения задач переноса

2 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКА

НАЛЕТАЮЩИХ ИОНОВ, КАСКАДНЫХ АТОМОВ И СМЕЩЕННЫХ АТОМОВ ОТДАЧИ ПО ГЛУБИНЕ

2.1 Энергетический спектр потока ускоренных ионов
2.2 Каскадные процессы при ионно-лучевой обработке материалов
2.3 Моделирование функции атомного смещения методами Монте-Карло и молекулярной динамики
2.4 Распределение пробегов ионов при имплантации в многокомпонентные мишени с неоднородным составом
3 КИНЕТИКА МИГРАЦИИ АТОМОВ, СТИМУЛИРОВАННОЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ УСКОРЕННЫХ ИОНОВ НА МАТЕРИАЛЫ
3.1 Соотношения для расчета коэффициентов сноса
и диффузии
3.2 Зависимость коэффициентов диффузии и сноса
от режимов облучения
СОДЕРЖАНИЕ
3.3 Функция атомного смещения
3.4 Миграция атомов отдачи при воздействии пучков низкоэнергстичсских ионов
4 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
АТОМОВ ПРИ ИОННО-ЛУЧЕВОЙ
ОБРАБОТКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
4.1 Легирование полупроводников методом атомов отдачи
4.2 Процессы ионного перемешивания при ионнолучевой обработке двухслойных структур
4.3 Релаксация решетки при ионно-лучевом
перемешивании
4.4 Рост иитерметаллидов при ионно-лучевом перемешивании
4.5 Ионно-ассистированное осаждение пленок
4.G Искажение профилей распределения атомов при
измерении методом вторичной ионной масс-спсктрометрии
4.7 Влияние зависимости коэффициента диффузии
от глубины на профили распределения
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Литература

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
с - относительная концентрация атомов (с = N/N7)',
£> - коэффициент диффузии;
Е - энергия налетающих частиц; е - заряд электрона;
/ - статистическая функция распределения частиц;
I - интенсивность облучения;
/г - постоянная Планка;
Н = - приведенная постоянная Планка;
кв - постоянная Больцмана;
Ь(х,£) - функция атомного смещения; т,- - атомная масса (индекс 1 относится к налетающим ионам, 2 - к атомам материала мишени, 3 - к атомам примеси);
N - концентрация атомов (Лг£ - концентрация собственных атомов кристалла);
Я - средний пробег ускоренных частиц;
Т - энергия атомов отдачи;
Ь - время;
V - скорость дрейфа;
¥(Е,х, П) - функция распределения налетающих частиц по энергиям, глубине х и направлениям П;
^ - атомный номер;
5 - дельта-функция; с - сечение взаимодействия;
Е = Лг£,/^сг - транспортное сечение взаимодйстпия;
Ф - доза облучения;
[А, В} = - Е, (^-Д - |^) - скобки Пуассона
Глава

параметров этой функции в настоящее время хорошо известны [90], [91].
Используя функцию Грина, представим решение уравнения (1. 20) в виде

Мг,у,{) = //$ J{h,fl)G{r,vr',v',t-тdтdv'dr', (1. 28)
О V' т'
где 1 - время облучения. Функцию распределения
атомов примеси представим в виде суммы равновесной и неравновесной составляющих
/з(г,«,0 = /о(г,и) + Д/(г,М)- (1- 29)
Причем доля атомов примеси, находящихся в равновесии, превышает долю атомов, находящихся в движении
//о(г> «)еФ >> IЛ/(г, и, £)с?г». (1.30)

При больших отклонениях от равновесия справедливо неравенство
/ц/о(г,г>)с£в << Iу А/(г,ц,<)йи. (1. 31)

Проинтегрируем (1. 28) но скоростям н с учетом (1. 29)
и соотношений для сечений взаимодействия
<7ъ(ЕТ) = спз(у, у) = IIV(у, щ|0,г/',)с?щ, (1. 32)
<*Пз{Е) = (тпа{у) = /1 УУ(0,у,г?,у7,)с1у'<1у',, (1.33)
V' и'.