Проникновение атомов Be, Ni, Mo в Be, Al, Zr, Si и алмазные подложки при облучении системы «тонкая плёнка-подложка» полиэнергетическим ионным пучком Ar со средней энергией 9,4 кэВ - Статья

Проникновение атомов Be, Ni, Mo В Be, Al, Zr, Si и алмазные подложки при облучении системы «тонкая пленка-подложка» полиэнергетическим ионным пучком Ar со средней энергией 9,4 КЭВ Московский Инженерно Физический Институт (Государственный Университет), 115409, Москва, Каширское ш., 31, (095)323-9210, (095)324-3165,Проникновение чужеродных атомов (Be, Ni) в Be, Al, Zr поликристаллов подложки и монокристаллов алмаза была исследована посредством бомбардировки ионами Ar образцов с термически испаряемой пленкой 30-50 нм. Напыление проводилось с помощью широкого энергетического спектра пучка ионов Ar со средней энергией 9,4 КЭВ до дозы Ф= l?l016 - 1019 ион/см2. Распределение имплантированных атомов в цели измерялось путем спектрометрии Резерфордовского обратного рассеяния (RBS) ионов H и He с начальной энергией 1,6 МЭВ, а также вторичной ионной масс-спектрометрией (SIMS).Современные технологии легирования материалов пучками ионов в основном связаны с использованием непрерывного потока иона с узким спектром энергии и сходство их формы с распределением Гаусса [1-4]. Мы пытаемся исследовать изменения в распределении примесей (Be, Ni) по глубине - С(х) - для некоторых материалов (Be,Al,Zr - поликристалл подложки, Si (110) и природный алмаз - монокристалл подложки) по отношению к плотности энергии (дозе) полиэнергетического ионного пучка аргона. Облучение проводилось с помощью прибора который дает ионный пучок с гауссовым распределением энергии пучка ионов аргона в диапазоне энергий E = 4 ... Ионы аргона непосредственно имплантируется в мишени из Be, Al, Si, алмаза и атомов Be, Ni, которые были включены из распыленных пленок на подложках из Al, Zr и Si, природных алмазов. Профиль распределения внедренных атомов по глубиной определяется двумя методами: вторичных ионов (Ar и O ) масс-спектрометрии (SIMS) с ионной энергией Е = 4,6 КЭВ с помощью устройства PHI-600 и Резерфордовского обратного рассеяния (RBS) быстрых ионов (Н и Не ) с начальной энергией E = 1,6 МЭВ.В таблице представлены основные результаты экспериментов по исследованию динамики атомов проникновения Ar, Be, Ni в Be, Al, Si, Zr, и алмаз при бомбардировке образцов полиэнергетическим пучком иона Ar с различными флюенсами. Сравнение экспериментально полученных данных, касающиеся диапазонов пучков ионов Ar в Be, Al и Si с расчетными данными для этих диапазонов (RP) для моноэнергетических пучков (представленные, например, в работе, 6) показывает, что в случае облучения полиэнергетическим пучком Ar , проникновение атомов Ar можно наблюдать на значительно больших глубинах Rp. Как видно на рис.5 величина проникновения ионов Ar - (где является средним значением из С (х) - С (х)с, С (х) является экспериментальным профилем распределения атомов, С(х)с является расчетным профилем распределения атомов для полиэнергетического луча) в Al, Si, Be линейно возрастает с флюенсом, как и в работах [3,4]. Атомы Ве и Ni проникают в Al, Si, и базовые слои алмаза до глубин, превышающих диапазон первично выбитого атома. Анализ максимального проникновения атомов пленки (результаты представлены на рис.6) показывает, что глубина проникновение атома увеличивается также с увеличением отношения радиуса имплантированного атома (гі) к радиусу атома подложки (rm).Облучение полиэнергетическим пучком ионов Ar показали проникновение атомов аргона до глубины в 3..