Способ легирования материалов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЮПДЬСУВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 01) 53143.3(61) Дополнительное к авт. сеид.в 144436/25 явлено 23,05.7 исоединением заявки РЙ 1 0 Государственный кометеСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий 3) Приоритет 3) Опубликовано 25.06.78.Бюллетень 23 6) Дата опубликования описания 25,05,78(72) Авторы изобретения Ш, Ш. Ибрагимов и В. ф. Реут Казахской Институт ядерной физи Заявнтел 54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для облучения объектов с целью внедрения в них трудиорастворимых элементов.Как для практических, так и для научных б целей необходимо обеспечить равномерное расиредепение внедряемых ионов по дпине их пробега в материале. При обычных условиях облучения материалов заряженными частицами (постоянная энергия частиц, неподвижная О мишень) зона ионного легирования образует- ся в конце пробега ионов 11 . С целью получения равномерного насыщения (легирования) материала необходимо обео лечить условия для соответствующего переме-шения зоны легирования от поверхности облучаемого образца до глубины, определяемой длиной пробега используемых заряженных чаотиц данной энергии в материале. 20Известен способ равномерного легирования вутем изменения энергии заряженных частиц 21 с помощью поглошающих фильтров например, в виде клина ипи набора тонких (1- е.О мкм) фопьг. Недостаток этого способа 25 состоит в сложности изготовления клиньев калиброванных тонких фопьг.Известен также способ пегирования матеои алов путем внедрения ионов под непрерывно меняющимся углом падения к плоскости образца Я . В этом случае образец является как бы поглошающим фильтром, что исключает основной недостаток первого способа рав номерного легирования и в значитепьнрй сто пени упрощает конструкцию мишени.: При цик лическом изменении угла наклона облучаемой поверхности образца в интервале от 0 йод/2 по отношению к падающему пучку происходит накопление атомов бомбардирующих частиц в объеме образца, соответствующем длине пробега частиц заданной энергии. Изменение угла наклона облучаемой поверхносЕи образца относительно направления движения бомбардируюших частиц приводит к изме. тению числа частиц, падающих на его поверх ность, а следовательно, и концентрации пегируюшего элемента. Сложная зависимость вре ,мени облучения от угла поворота 9 для получения равномерного легирования по длине пробега требует регулирования скорости пбворота образца с использованием ЗВМ, чтов значительной степени усложняет методикуоблучения и является основным ее недоствком.Целью изобретения является упрощение способа и обеспечение равномерного легирования.Цепь достигается тем, что энергию ионовустанавливвют таким образом, чтобы длинапробега ионов была равна толщине облучаемого образца, а образец равномерно вращаютвокруг оси, перпендикулярной направлениюпучка ионов. МНеобходимыми требоьвниями для реализации равномерного ионного легирования являюься: равномерность потока заряженных частицпо сечению падающего пучка и "омьвание"пучком частиц поверхности обпучаемого образца.Первое требование обеспечивает равномерность облучения всей площади образца и достигается соответствующей рвсфокусировкойпучка. Дпя достижения приемлемой равномериости (5-10 %) необходимо, чтобы сечениепучка превышало в три-четыре раза площадьОбпучаемого образца.25Второе требование обеспечивает непрерывное прохождение образца под различными угЙвми по отношению к падающему пучку заряженных частиц. При повороте образца наугол 1 накопление частиц происходит нв глубине Х ЗосовФв слое толщиной Ь ЬрС 05 Ягде Яо- пробег частиц, Ьо- величина, опре-.деляемая среднеквадра тичным о ткл онениемдлины пробегов. В остальном объеме образца накопления частиц в этот момент не прь- Зисходит. При изменении угла Ф от 0 до И/2глубина проникновения бомбардирующих чаотиц в материап изменяется от Ио+ Ьдо О,г.е. накопление легирующих ионов происходитпо всей толщине образца,40Если при аналогичных условиях облучатьэтот же образец с другой стороны, то нвглубине Мр, вследствие суперпозиции функций распределения, концентрация легирующих ионов будет, как показывает расчет, практически постоянной.На чертеже показано распределение конЦентрвции внедренных ионов по глубине образца после процесса пегирования.Чтобы искпючить краевой (поверхностный) эффект неравномерности насыщения, необходимо выбирать толщину образца равной оПеРиодическое облучение обРазца с двУх сторон можно пегко осуществить, закрепив его нв непрерывно вращающемся валу электродви,гв Гюля ежоаким образом, предложенный способ равномерного ионного легирования материалов прост в исполнении, при его реализации не требуется применения дорогостоящей ЭВМ для управления скоростью вращения электродвигателя.ф ормупа иэ обретенияСпособ легирования материалов путем внедрения ионов иод непрерывно меняющимся углом падениякплоскости образца, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения равномерного легирования, энергию ионов устанавливают так, чтобы дяина пробега ионов была равна толщине облу чаемого образца, а образец вращают вокруг оси, перпендикулярной направлению пучка ионов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Мейер Дж. и др. Ионное легированиеполупроводников. М., 1973, с. 15-16,2,.Ю.ЮогМ АЕЙГ-Я 5704, 1968.3. Патент США Мо 3.496.029, кл. 1481 5, 1970.531433 0,2 Ю тдр Составитель Ю. МиТехред М. Петко тинКор едактор П, Горько ор И. окс аказ 3294 СССР ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 филиа 3 Тираж 960НИИПИ Государственногпо делам113035, Москва, ЖПодписноекомитета Совета Министобретений и открытий