Механизмы образования вторичных ионов кремния и меди при облучении ионами инертных газов

• Автор: Матулевич, Юрий Тадеушевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Основные закономерности вторичной ионной эмиссии
(обзор литературы)
1.1. Физические основы явления
1.2. Экспериментальные методы
1.3. Модели формирования вторичных ионов
1.3.1. Модель разрыва связи
1.3.2. Кинетическая модель
1.3.3. Электронно-обменная модель
Глава 2. Экспериментальная установка
2.1. Модуль формирования первичного ионного пучка
2.2. Энергоанализатор
2.3. Квадрупольный масс-спектрометр 46 Глава 3. Исследование энергетических спектров вторичных ионов
кремния и меди
3.1 Исследование энергетических спектров вторичных ионов кремния п- и р- типа
3.1.1. Методика проведения эксперимента
3.1.2. Результаты и обсуждение
3.2. Влияние разогрева образца на энергетические спектры вторичных ионов меди
3.3. Исследование энергетических спектров вторичных ионов поликристалла меди
3.3.1. Результаты и обсуждение 63 Глава 4. Исследование эмиссии высокоэнергетичных вторичных
ионов меди и кинетической вторичной эмиссии кремния
4.1.Исследование эмиссии высокоэнергетичных частиц при
бомбардировке Си (110) ионами инертных газов
4.1.1. Введение
4.1.2. Методика эксперимента
4.1.3. Экспериментальные результаты
4.1.4. Компьютерное моделирование
. 4.2.Вклад кинетического механизма в эмиссию вторичных ионов кремния
4.2.1. Методика эксперимента
4.2.2. Результаты и обсуждение
Заключение
Литература

Введение.
В последнее время широкое распространение получили вторично-эмиссионные методы анализа свойств поверхности твердого тела. Интерес к поверхности связан с ее большой ролью в целом ряде отраслей науки и техники, таких как микроэлектроника, материаловедение, создание пленочных покрытий и т.д. Одним из наиболее распространенных аналитических методов диагностики поверхности является вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС). Широкое использование ВИМС в микроэлектронике, материаловедении, и в целом ряде других отраслей науки и техники связано с уникальными свойствами этого метода, обеспечивающего превосходную относительную (до 10‘9) и абсолютную (10‘2° г) чувствительность при определении элементного состава поверхности твердого тела. ВИМС позволяет регистрировать все элементы, включая водород, а также проводить послойный анализ поверхности. В основе ВИМС лежит явление эмиссии ионов материала мишени при бомбардировке поверхности ускоренными ионами, получившее название “вторичная ионная эмиссия” (ВИЭ).
Отсутствие в настоящее время развитой теории ВИЭ и ряд других обстоятельств затрудняют получение количественных результатов с помощью ВИМС без применения эталонов. Поэтому

А(г)= А0 е'т
(10)

где у'1- это характерная длина затухания (у =0.5-1.5 А); А0 -начальная ширина атомного уровня; £а изменяется с ъ согласно
потенциалу изображения и химической силе системы.
В общем случае Р может быть вычислена численным интегрированием (8) и (9). Аналитические выражения для Р были получены только в нескольких предельных случаях. Если еа
изменяется быстро с расстоянием г и пересекает уровень Ферми 8р
на расстоянии го под большим углом, то Р имеет
экспоненциальную зависимость как от А(гд), так и от
перпендикулярной составляющей скорости у1:
Вероятность ионизации зависит от нормальной составляющей скорости ух, потому что она определяет количество времени, которое распыляемый атом проводит в области взаимодействия. Модель электронного туннелирования очень полезна в объяснении многих общих тенденций ВИЗ из металлов.
Для учета электронных возбуждений в каскаде столкновений Шроубеком была предложена другая модель [12-14], по которой
выражение для Р+ имеет вид
Р+= ехр[ -2-Д(г0)/-у- у1 ]

ИЛИ Р+= ехр[ - У0-/ У± ]
(12.)
Р+= ехр[ - |еа (г )|/ Те ]
(13)