注入温度对氧注入制成的SOI膜质量的影响

选择不同的靶温进行高能大剂量氧离子注入,并进行了高温退火。利用离子背散射技术、透射电子显微镜和掠角 x 射线衍射分析样片,发现:低温下注入能产生非晶层,退火后有多晶硅生成。提高靶温能有效地减小损伤,特别是440℃注入的样片经过退火表面硅层很接近未注入硅片。     

含Cd2+离子土壤的ESR测定

采用ESR技术对人工合成混合土和天然高岭土,以及混有Cd2+离子的人工合成混合土和天然高岭土进行了室温、低温条件下的测试分析比较.当土壤中有Cd2+离子存在时,Cd2+离子进入硅层结构中,使硅层结构缺陷更趋明显,同时土壤中的铁的ESR特征也因Cd2+离子的存在而出现变化,在低温态时有铁的精细ESR特征出现,因此这些ESR特征反映了土壤中Cd2+离子对硅层结构缺陷和铁的ESR特征的影响.     

瞬态退火中高密度缺陷对As增强扩散作用模型分析

分析了注入As在快速退火中的增强扩散效应,特别分析了注入层中缺陷生成过程所伴随的增强扩散效应。退火中引起高密度缺陷两种过程是:一反冲氧的作用;二高剂量注入As在品格中引入应力的作用。实验中发现,剂量高达2×10~(16)cm~(-2)和As通过SiO_2层注入硅时(As射程等于SiO层的厚度),注入的样品经高温退火后,As杂质剖面出现拐点。以拐点为分界划分出快扩散和慢扩散两个区域。用Boltzmann-Matano)方法计算了As在退火期间在硅中的扩散系数。用高压透射电镜观察表明,从硅表面到拐点处存在着高密度的缺陷,并且分析了缺陷在1～12s期间的发展过程。结果表明。在最初1～3s内已形成了高密度缺陷,且这种缺陷热稳定性很高,即使经1 150℃180s退火仍然存在。在此基础上分析高密度缺陷对增强扩散影响的模型。     

离子注入退火晶格恢复和电激活动力学研究

给出了As和P注入硅的电激活能与退火温度的关系.用这些结果和表示晶格去除率与退火温度的关系式,研究了损伤的晶格恢复和杂质电激活动力学,发现低剂量As注入硅,在退火过程中仅出现1～2个低的激活能.当注入剂量大于5×10~(15)cm~(-2)时,硅注入区转变成了无序层,退火过程中则出现无序层外延生长区、过渡区和电激活能区3个特征温区,并在激活能区可观察到2～3个激活能.当硅在300℃温度下注入As,注入剂量为1×10~(16)cm~(-2)时,注入层中未出现无序层,退火过程中仅有激活能区,在此区能测到3个激活能.     

硼离子注入硅瞬时退火

本文对于注硼硅瞬时退火作了较全面的研究。对退火的样品进行了离子探针分析、电子显微镜观察、霍耳测量和四探针测量,并把实验结果和一般热退火样品作了比较。结果表明,瞬时退火除了具有一般高温炉热退火的优点,如简便易行,退火均匀等,还具有晶体缺陷更少。杂质推移极小等优点。这是一种有希望的退火方法。     

二次缺陷的产生、变化及其消除

本文叙述硅器件制造过程中,硅晶体中二次缺陷形成、生长和缩小的条件。实验指出:(1)用细致的化学腐蚀方法可有效地减少表面型氧化层错。(2)采用N_2气体中退火或掺氯氧化能缩小和消除热氧化层错。(3)采用氧化前吸收、氧化前高温退火或合适的杂质扩散等方法可以防止热氧化层错的产生。本文也可简单地讨论二次缺陷的生长和缩小的机理问题.     

高剂量的~(40)Ar~+离子注入硅热退火行为的研究

用沟道—卢瑟福背散射技术(RBS)研宄了能量为50 KeV,剂量为3.8×10~(16)/cm~2和1.9×10~(16)/cm~2的~(40)Ar~+离子注入(111)硅衬底中的恒温等时热退火行为。结果表明,离子注入层中Ar 原子的扩散和释放以及非晶硅层的再结晶行为明显地依赖于~(40)Ar~+离子的注入剂量和退火温度。注入剂量为3.8×10~(16)/cm~2的样品,当退火温度为700℃时,表面层硅的密度明显减小,退火温度为750℃时,注入层中的大部分Ar 发生外扩散并从样品表面释放。注入剂量为1.9×10~(16)/cm~2的样品,退火过程中没有发现衬底硅表面密度的变化,而且当退火温度为900℃时,残留在注入层中的Ar 仍旧比较多。最后对这些现象进行了讨论和解释。     

■注入Si 的晶格应变与扩展电阻

本文用全自动化x射线衍射仪给出了As~+注入Si的x射线衍射峰分布。用Levenberg-Marguarat法模拟实验曲线,根据x射线衍射的运动学理论,在试探应变函数和多层模型的基础上,通过自编程序计算给出了As~+注入Si后晶格变随注入深度、注入剂量和退火温度的变化。同时,测量了As~+注入Si后在不同温度下的扩展电阻,将扩展电阻换算成电阻率。结果表明,离子注入引起晶体微观结构的变化——晶格应变与晶体宏观电学性质——电阻率的变化基本上一致。     

MBE-GaAs/Si的背散射沟道分析

对 MBE-GaAs/Si 进行离子注入和退火.GaAs 外延层的厚度为0.9-2.0μm.Si离子的注入能量及剂量分别为1.2-2.8MeV,l×10~(14)-7×10~(15).cm~(-2).退火采用红外瞬态退火(850℃,15s)及白光退火(1050℃,8s).背散射沟道分析采用4.2MeV~7Li.实验表明,注入结合退火是改善 GaAs 外延层晶体质量的一种有效方法.注入剂量过大,由于正化学配比遭到破坏,外延生长终止.     

椭偏光法研究离子注入层(二) 椭偏光法研究硅中离子注入层的损伤分布、增强腐蚀效应和热退火过程

本文包括三个方面:(一)比较了用剥层椭偏光法和背散射法测得的注P~ 硅中的损伤分布.实验结果表明,当注入剂量为5×10~(14)/厘米~2、10~(15)/厘米~2及10~(10)/厘米~2时,注入区形成了不同厚度的非晶层,且由椭偏光法测得的非晶层厚度及分布区域与由背散射沟道分析法测得的符合很好;在注入剂量为2×10~(14)/厘米~2的较低剂量时,未形成非晶层,从椭偏光法测得的损伤峰位置亦与背散射法所得结果一致.(二)用椭偏光法研究了注As~ 硅表面层的离子注入增强腐蚀效应.文中提出了一种较精确地测量注入层腐蚀厚度的方法,并测得注As~ (剂量为10~(15)/厘米~2)的硅注入层在温度为43℃到45℃的23%稀释HF酸中增强腐蚀速率为6.5埃/分到22埃/分.(三)用椭偏光法研究了注入10~(15)/厘米~2As~ 的硅在500℃下的热退火过程.实验证实了离子注入引起的非晶层在热退火时发生固相外延.用剥层椭偏光法测量经过热退火后的注入区,发现△和ψ值都较正常硅的低,ψ最低可达9.2°,其原因还有待进一步研究.     

离子注入硅的碘钨灯快速热退火温度计算

离子注入并通过快速热退火引发固相外延生长,退火温度及温度分布对固相外延生长的结晶速率及退火材料的性质有很大影响.利用等温模型,根据入射能流密度与辐射损失能流密度之间的平衡,得出了离子注入硅的碘钨灯快速热退火的退火温度与衬底温度以及碘钨灯功率的关系.研究结果表明:在300～1 070 K的衬底温度范围内,退火温度主要由碘钨灯功率决定,而衬底温度对其影响不大;发生固相外延生长的最大碘钨灯功率或液相熔融再结晶的理论临界碘钨灯功率为2.6 kW,与实测值基本相符.     

钕离子注入单晶硅合成硅化物的研究

用ＭＥＶＶＡ离子源将Ｎｄ离子注入到单晶硅中形成钕硅掺杂层,用ＸＲＤ分析了掺杂层的物相,用ＡＥＳ分析了掺杂层中离子的浓度分布,分析表明,在强流钕离子注入后,掺杂层中有硅化物形成,且形成相的种类随注量,束流密度及后续热处理条件的改变而变化,还对钕硅化物的形成过程进行了初步讨论。     

EVVA源离子束合成镧硅化物

用MEVVA离子源将La离子注入到单晶硅中形成掺杂层 ,用XRD ,SEM分析了掺杂层的物相和表面形貌 .分析结果表明 ,在强流离子注入后 ,掺杂层中有硅化物形成 ,且形成相的种类与注量、束流密度及后续热处理条件密切相关 .对La硅化物的形成过程进行了讨论 .     

Mo离子注入钢退火过程中的相变研究

着重研究了金属离子注入合成表面优化复合层的机理和纳米相镶嵌结构形成,探索了注入和退火过程中纳米结构和相变过程,讨论相变机制.实验中发现用较低束流密度的Mo离子注入钢明显地改变了钢表面的结构,可使钢表面晶粒细化,使阻止位错移动的晶界数量增多;可在钢表面形成Mo原子超饱和固溶体;随所用的束流密度的增加,注入时表面温度升高,注入的Mo原子将与钢中的铁原子和碳原子化合而形成纳米尺寸的析出相.这些弥散的析出相在钢表面形成了弥散强化.用低束流密度注入后经过退火,在钢表面也形成了纳米尺寸的析出相,从而增加了表面弥散强化的效果.随退火温度的增高,纳米析出相将会聚成大一些的纳米颗粒,颗粒之间互相连接而形成网状结构,这将会进一步增加表面强化效果.     

离子注入对纯铁表层结构及抗蚀性能的影响

作者对离子注入对退火后的纯铁表层结构及抗蚀性能的影响进行了试验研究。结果表明，注入硼离子或钼离子，可获得表面非晶薄层；铬、钼多元素离子注入，在非晶层下得到第二相，并有较明显的过渡层；经氮离子来混合镀硅，可获得较厚的表面非晶型的陶瓷层；采用上述离子注入工艺，可使纯铁的抗腐蚀性能显著提高，其中氮离子束混合处理有最佳的表面改性效果．     

注入电压对Ti6A14V合金离子注氧层结构的影响

采用等离子体基氧离子注入技术对Ti6A14V合金进行表面处理。注入电压选取-30和-50kV。注入层的结构用X射线光电子能谱、小掠射角X射线衍射、Raman光谱进行表征。注入样品在注氧层中均形成了以TiO_2为主的键结构,-30kV低电压注入样品的注氧层中TiO_2为非晶态,经过500℃真空退火后,TiO_2结晶形成金红石。而-50kV高注入电压则可在注氧层中直接形成粒径为nm的金红石。     

MEVVA离子源金属掺杂蓝宝石着色的研究

利用金属蒸气真空弧（ＭＥＶＶＡ）离子源将金属离子掺杂到无色人工合成蓝宝石中。研究在不同元素的注入条件下和退火过程中蓝宝石的着色情况。利用ＲＢＳ研究掺杂元素在蓝宝石表面的分布状况,ＸＲＤ分析蓝宝石金属掺杂层的物相变化,通过对金属掺杂蓝宝石的可见光吸收的测试,获得掺杂元素与蓝宝石着色的关系。     

单晶硅中离子注入及快速热退火后浓度分布模型

在考虑B，P，As离子注入单晶硅中的浓度分布模型的基础上，讨论了快速热退火对3种注入离子浓度分布的影响，提出了3种离子在快速热退火后浓度分布的修正模型，由修正后的模型得到的多次离子注入模拟结果与实验结果符合很好。     

A STUDY OF THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF NITROGEN-IMPLANTED GCr15 BEARING STEEL AND 40Cr STRUCTURAL STEEL

Friction and wear properties of nitrogen-implanted GCrI5 bearing steel and 40Cr structuralsteel were studied under different implantation conditions. It is found that physical and mechani-cal properties, as well as chemical properties of the surface layer are greatly changed by ionirradiation, such as the decrease of surface roughness, the increase of hardness accompanied withthe occurrence of compressive stress, etc.. The results of SEM and Ferro-spectroscopy show thatthese variations in surface properties closely associated with changes in the microstructure causegreat variations in friction and wear conditions, and mechanisms between implanted andunimplanted specimens. Changes in the surface microstructure with iron implantation were identi-fied by Auger electron spectroscopy, transmission electron microscopy and X-ray photoelectronspectroscopy. By means of the orthogonal experiment method, test results for each differentimplantation condition and original hardness of the materials under the same wear test conditionwere comprehensively analysed and discussed.     

DLC多层膜对9Cr18微动磨损性能的影响

采用等离子体源离子注入（PSII）技术在9Cr18不锈钢基体上制备类金刚石碳膜（DLC）多层膜，比较了该多层膜与N注入层对基体微动磨损性能的影响，结果表明，注入N后，改性层内形成了CrN,Cr2N和Fe3N等氮化物相；PSII技术能够提高9Cr18不锈钢的抗微动磨损性能，实验所制备的DLC多层膜比N注入层具有更好的抗微动磨损性，这与最外层LDC膜的高硬度和低摩擦系数有关。