Способ легирования материалов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (31) 631433 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23.05.75 (21) 2 144436/25 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (43) Опубликовано25.06.78.Бюллетень №23 (46) Дата опубликования описания 25.05.78

Н 01 Ь 21/26

Государственный номнтет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК

62 1.384(088.8) Ш. Ш. Ибрагимов и В. Ф. Реутов (72) Авторы изобретения

Институт ядерной физики АН Казахской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ состоит в сложности изготовления клиньев калиброванных тонких фопьг.

Известен также способ пегирования матеоиалов путем внедрения ионов под непрерывно меняющимся углом падения к плоскости образца (31. В этом случае образец является как бы поглощающим фильтром, что искпючаег основной недостаток первого способа рав» номерного легирования и в значитепьнрй cr пени упрощает конструкцию мишени.: При цик лическом изменении угла наклона облучаемой поверхности образца в интервале от 0 до 7/2 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 бомбардирующих частиц приводит к изме ению числа частиц, падающих на его поверх ность, а следовательно, и концентрации пеги»

У рующего элемента. Сложная зависимость вре» мени облучения от угла BDBopora т для получения равномерного легирования по длине пробега требует регулирования скорости по»

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для облучения объектов с целью внедрения в них трудворастворимых элементов.

Как для практических, так и для научных л целей необходимо обеспечить равномерное распределение внедряемых ионов по дпине их пробега в материале. При обычных условиях облучения материалов заряженными частицами (постоянная энергия частиц, неподвижная lO мишень) эона ионного легирования образует ся в конце пробега ионов 11).

С целью получения равномерного насыщения (легирования) материала необходимо обео лечить условия для соответствующего переме- щения зоны легирования or поверхности облучаемого образца до глубины, определяемой длиной пробега используемых заряженных чаотиц данной энергии в материале. йф

Известен способ равномерного легирования путем изменения энергии заряженных частиц (2gc помошью поглошающих фильтров, например. в виде клина ипи набора тонких (1е.0 мкм) фопьг. Недостаток этого способа 25

«» ,:4,. Ъ .;:;1 ",, .. А (5l) М. Кл. - :

531433 ворога образца с использованием ЗВМ, что в значительной степени усложняет методику облучения и является основным ее недосгат ком, Целью изобретения является упрощение сПособа и обеспечение равномерного легирования.

Цепь достигается тем, что энергию ионов устанавливают таким образом, чтобы длина пробега ионов была равна толщине облучаемого образца, а образец равномерно вращают вокруг оси, перпендикулярной направлению пучка ионов. М

Необходимыми требоьаниями для реализации равномерного ионного легирования являю ся: равномерность потока заряженных частиц по сечению падающего пучка и "омывание" пучком частиц поверхности обпучаемого образца.

Первое требование обеспечивает равномерность облучения всей площади образца и достигается соответствующей расфокусировкой пучка. Дпя достижения приемлемой равномерности (5-10 %) необходимо, чтобы сечение пучка превышало в три-четыре раза площадь

Облучаемого образца.

Второе требование обеспечивает непрерывное прохождение образца под различными угЙами по отношению к падающему пучку заряженных частиц. При повороте образца на угол1(накопление частиц происходит на глубине Х Кос©вФв слое толщиной Ь ЬрСОЬЯ где Яр» пробег частиц, Ьр- величина, опре-. деляемая среднеквадра тичным о ткл онением длины пробегов. В остальном объеме образца накопления частиц в этот момент не про- 3> исходит. При изменении угла Ч от 0 до И/2 глубина проникновения бомбардирующих чаотиц в матеРиал изменЯегсЯ or Ир+ Ь„до О, г.е. накопление легирующих ионов происходит по всей толщине образца, 40

Если при аналогичных условиях облучать этот же образец с другой стороны, то на глубине Мр, вследствие суперпозиции функций распределения, концентрация легирующих ионов будет, как показывает расчет, практически постоянной.

На чертеже показано распределение конЦентрации внедренных ионов по глубине образца после процесса легирования.

Чтобы исключить краевой (поверхностный) эффект неравномерности насыщения, необходимо выбирать толщину образца равной р .

ПеРиодическое облучение обРазца с двУх сторон можно Легко осуществить, закрепив его на непрерывно вращающемся валу электродви,га Гюля °

Гаким образом, предложенный способ равномерного ионного легирования материалов прост в исполнении, при его реализации не требуется применения дорогостоящей 3BN для управления скоростью вращения электродвигателя.

Ф ормупа из обретения

Способ легирования материалов путем внедрения ионов иод непрерывно меняющимся углом падениякплоскости образца, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения равномерного легирования, энергию ионов устанавливают так, чтобы длина пробега ионов была равна толщине облу чаемого образца, а образец вращают вокруг оси, перпендикулярной направлению пучка

НоНоВО

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Мейер Дж. и др. Ионное легирование полупроводников. М., 1973, с. 15-16.

2.3.Ф/.1хlог1 И АЕЯГ-Я 5704, 196В.

3. Патент США М 3.496.029, кл. 1481 5, 1970.

53i433

Rprgp

Составитель Ю. Милютин

Редактор П. Горькова Техред М. Петко . Корректор И. Гоксич

Заказ 3294/3 Тираж 960 ITодписн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4