Ионная имплантация

Ионная имплантация — это внедрение ионов химических элементов бомбардировкой поверхности пучками соответствующих ускоренных ионов в вакууме. Она обеспечивает повышение микротвердости и выносливости в несколько раз. [c.34]

Концентрация вводимой примеси при использовании таких традиционных термодинамических равновесных методов легирования, как, например, диффузия, не превышает некоторого предела, определяемого растворимостью. В то же время методом ионной имплантации можно ввести в полупроводник практически неограниченное количество примесных атомов. Таким образом, представляется возможным реализовать второй путь, т. е. получить примесную проводимость за счет, введения большой концентрации доноров (или акцепторов). Нам удалось без предварительного снижения плот-366 [c.366]

Маскирующие свойства пленок ЗЮа определяются коэффициентами диффузии основных донорных и акцепторных примесей в кремнии и его оксиде. Необходимо учитывать, что приводимые в литературе данные являются весьма приблизительными, так как коэффициенты диффузии существенно зависят как от условий получения пленки, так и от режима диффузии. Такие технологические операции, как загонка или осаждение легирующей примеси ионной имплантацией, химической диффузией и т. д., приводят к образованию источника легирующей примеси на поверхности оксидной пленки или вблизи нее. Чтобы легирующая примесь не диффундировала через оксидную пленку в маскированных областях и не достигала поверхности кремния, необходимо при последующей высокотемпературной обработке проводить диффузию этой примеси в оксид более [c.44]

Таким образом, краткое рассмотрение процессов, происходящих при взаимодействии ускоренных ионов с веществом, показывает, что технологические возможности ионных пучков велики. Разработка технологии ионной имплантации должна базироваться на количественном описании физических процессов взаимодействия ускоренных частиц с твердым телом на основе фундаментальных законов физики, и в первую очередь закона сохранения энергии. Несмотря на совместное действие упругих ядерных и неупругих электронных взаимодействий, можно рассматривать отдельно упругие и неупругие взаимодействия, считая их независимыми. Наиболее важным с практической точки зрения в механизме взаимодействия ускоренных ионов с металлическим твердым телом является глубина их проникновения. [c.169]

Расчетные зависимости средних пробегов ионов меди и молибдена, полученные по выражению (6.8), приведены на рис. 6.8. Расчеты показывают, что в рабочем диапазоне энергий (50-70 кэВ) ионы меди имеют средний проективный пробег без учета неупругих потерь на 60% больше, чем пробег ионов молибдена. При назначении технологических режимов ионной имплантации важно знать зависимость [c.170]

Результаты анализа формы рентгеновских линий - рефлексов a-Fe исходных и подвергнутых ионной имплантации образцов трех марок сталей - дают представление о механизмах структурной модификации и упрочнения тонких поверхностных слоев. Как видно из данных [c.172]

Комаров Ф Ф Ионная имплантация в металлы. М. Металлургия, 1990. 216 с. [c.274]

При сравнении электрохимического поведения сплавов системы Fe- r, полученных объемным легированием и ионной имплантацией, установлено соответствие между дозами ионного легирования хромом и содержанием хрома в железе и показано, что доза 5 10 нон/см при ионном легировании железа хромом соответствует электрохимическому поведению объемно-легированного сплава с 4,9 % Сг, а доза 2 10 ион/см - поведению сплавов, содержащих более 13 % Сг. [c.74]

Ионная имплантация — процесс получения тонких покрытий из сплавов посредством ионной бомбардировки поверхности металла в вакууме. Такие покрытия, например из Ti, В, Сг или Y, получайт специально для придания изделиям стойкости к износу и высокотемпературному окислению [2]. [c.231]

К настоя1щему времени существуют три основные группы методов получения аморфных материалов а) нанесение на подложку путем распыления (испарение в вакууме, напыление, электролитическое осаждение, осаждение в разряде и т. д.) 6) быстрое охлаждение расплава (превращение капли или тонкой струи расплава в пленку или ленту и охлаждение за счет теплообмена с металлической подложкой, раздробление жидкого металла газовой струей и охлаждение образовавшейся массы в газовом потоке, жидкой среде или на твердой поверхности, вытягивание микропровода в стеклянной оболочке, расплавление поверхности лазерным или электронным пучком и охлаждение за счет теплообмена с нерасплавленной частью материала и т. д.) в) ионная имплантация. [c.274]

Диэлектрические материалы применяют в микроэлектронике в качестве изоляционных покрытий и масок при диф( )узии и ионной имплантации, герметизирующих покрытий легированных пленок, предотвращающих выход легирующих элементов, герметизирующих слоев, защищающих поверхности приборов от внещних воздействий, для диффузии примесей из слоев легированных оксидов, а также для геттерирования примесей и дефектов. Наиболее перспективны для этих целей оксид и нитрид кремния, а также имеющие более узкое применение оксинитрид кремния и некоторые стекла. [c.39]

Если интенсивная разработка метода ионной имплантап,ии для полупроводников велас , уже в начале 60-х годов, то первые исследования ионной имплантации материалов триботехнического назначения были [c.164]

Новым перспективным направлением ионно-лучевого модифицирования материалов является облучение вгисокоинтснсивными импульснь/-ми пучками ионов. В ряде лабораторий мира [83, 84] в последние годы была показана высокая эффективность использования мощных импульсных ионных пучков (МИП) для направленной модификации физи-ко-механических и химических свойств металлов и сплавов. Обычно используют ионные пучки с длительностью импульса порядка 10-100 не, энергией ионов 100-500 кэВ, плотностью тока j = 50-250 А/см и плотностью энергии 1-5 Дж/см-. В отличие от традиционной ионной имплантации при обработке МИП роль легирования весьма мала, так как доля легированной примеси меньше на три порядка (доза ионов ион/см ) и не превышает нескольких сотых процента. [c.168]

Анализ дислокационных структур, формирующихся в пригюверх-ностном слое при ионной имплантации, показывает, что фактически с помощью пластической деформации в пригюверхностном слое толщиной до 100 мкм происходит релаксация напряжений от легируемого в результате внедрения ионов поверхностного слоя толщиной не более нескольких долей микрометра [85]. Такие ма[ ряжения являются резул ,-татом действия статических и динамических наггряженнй. Пр[тро.(а напряжений весьма сложна, теоретически экспериментально вопрос о [c.174]

Увеличение дозы облучения (кривые 3, 4) вызывает полное снятие сжимающих и появление растягивающих напряжений с максимумом на глубине 0,25 мкм. С умен1)1иением глубины слоя растягивающие напряжения уменьшаются, переходя в напряжения сжатия в самых тонких слоях. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что ионная имплантация инициирует развитие процессов релаксации остаточных напряжений в тонком поверхностном слое, при этом на глубине 0,25 мкм появляются растягивающие напряжения. Однако при увеличении дозы облучения растягивающие напряжения исчезают, а сжимающие в слое до 1,5 мкм вновь возрастают, достигая примерно исходной величины. Релаксация напряжений связана с пластической деформацией, которая вызывается ионной имплантацией в приповерхностном слое титановых сплавов. Этот вывод согласуется с результатами электронно-микроскопических исследований дислокационных структур а-же-леза, формирующихся в приповерхностном слое при ионной имплантации и в пластически деформированных образцах, показывающих полное тождество таких структур f85]. При этом установлено также увеличение плотности дислокаций с увеличением дозы имплантируемых ионов, что может служить косвенным объяснением увеличения сжимающих напряжении, наблюдав1пегося при исследовании имплантированных образцов титановых сплавов при максимальной дозе облучения. [c.181]

Количественные оценки влияния ионной имплантации стальных образцов на скорость изнашивания сопряженных образцов из полимерного композиционного материала на основе ПТФЭ при трении без смазки получены при скорости скольжения 1 м/с и давлении 3 МПа. Зависимости скорости изнашивания от энергии ионов для контртел из стали 45 (кривые 1. 2., ) и стали 12Х18Н10Т при имплантации ионами Мо" , Ti" , В+ показаны на рис. 7.10. Наибольший эффект снижения скорости изнашивания наблюдается при имплантации ионами молибдена при энергии ионов 40-60 кэВ. Дальнейшее увеличение энергии ионов сопровождается снижением скорости изнашивания со значительно меньшей интенсивностью. [c.215]

Эффективность применения ионной имплантации для модификации стальных контртел металлоиолимерных трибосистем сохраняется при трении в среде осушенного инертного газа гелия. При трении полимерных образцов по контртелам из стали 12Х18Н10Т, имплантированным ионами Мо , получено снижение скорости изнашивания в 2-2,5 раза и коэффициента трения на 40-50% [20). [c.215]

Влияние ионной имплантации титановых контртел на триботехни-ческие характеристики металлополимериых пар трения исследовали при тех же режимах трения (3 МПа и 1 м/с). Контртела из сплавов ВТ6 и ОТ4 имплантировали ионами Си" с энергией от 10 до 80 кэВ. Зависимости скорости изнапп1вания и коэффициента трения от энергии ионов (рис. 7.11) для названных сплавов имеют одинаковый характер. При увеличении энергии ионов до 25-40 кэВ наблюдается резкое, в 2-2,5 раза, снижение скорости изнашивания. [c.216]

Реализация комбинированного модифицирования инструментальных твердых сплавов слаботочными ионными пучками в режиме ионной имплантации [132] направлена на решение задачи повышения стойкости твердосгглавного режущего инструмента при обработке жаропрочных титановых сплавов на чистовых и получистовых режимах резания. В этих условиях основными причинами изнашивания твердых сплавов являются интенсивные физико-химические процессы адгезионного и диффузионного характера. Поэтому снижение интенсивности изнашивания инструментального материала в данных условиях может быть обеспечено путем управления интенсивностью указанных процессов [c.226]

Учитывая состав твердого сплава и диаграммы растворимостей (рис. 7.18), в определенной степени возможно прогнозировать новые соединения, образующиеся в результате ионной имплантации. Из представленной на рис. 7.18 диаграммы растворимости [133] следует, что монокарбиды Zr , М0 дС, ТаС и субкарбиды ТэгС, М02С полностью растворимы в равновесном состоянии. Вместе с тем возможно образование фаз Mo-W- и Ta-W- , характеризуюи ихся высокой твердостью и износостойкостью [133]. Эти факторы подтверждают то обстоятельство, что имплантация вольфрамокобальтового твердого сплава комбинированными ионными пучками составов Zr+-Mo+-Zr+ и Та -Мо+-Та+ способствует гомогенизации его приповерхностных слоев, повышая тем самым прочностные свойства материала. [c.227]

Для ионной имплантации (импульсно-периодические, непрерывные газометаллические пучки ионов) целесообразно при выборе химического состава ионных пучков исходить из возможности образования в поверхностных слоях инструментальных твердых сплавов твердых мелкодисперсных химических соединений (нитридов, боридов, силицидов и т.д.) и твердых растворов внедрения. Исходя из этих соображений, выгодно использовать многокомпонентные катоды (из TiBi, TiN и др.). Необходимая доза ионов (2-5) 10 ион/см , энергия ионов Е = 30 0 кэВ. [c.243]

Повышение качества модифицированных поверхностных слоев требует создания специальных установок, позволяющих реализовать технологический процесс нанесения многослойных ионно-вакуумных покрытий в едином вакуумном цикле [169]. В этом случае модификация материалов путем нанесения многослойных покрытий с регулируемой адгезией осуществляется методами конденсации ионной бомбардировкой, магнетронного распыления и ионной имплантации. На основе метода ионной имплантации получили развитие способы многоэлементной импульсно-периодической имплантации, высококонцентрационной имплантации и ионно-лучевого перемешивания [167]. [c.262]

Для реализации технологии упрочняющей обработки материалов комбинированными ионными пучками необходимо специальное оборудование, предусматривающее расположение нескольких катодов в вакуумной камере. В этом случае последовательность технологического процесса упрочнения аналогична техпроцессу ионной имплантации, приведенному в разделе 8.2. Отличие состоит в периодическом или последовательном включении в течение цикла ионно-лучевой обработки того или иного катода. При этом возможно использование комгю-зиционных катодов, что позволяет модифицировать поверхность многокомпонентными ионными пучками. [c.266]

Для решения этой задачи большое значение приобретает разработка оптимальных методов поверхностного легирования, таких, как термодиффузионная обработка, электроискровое легирование, ионная имплантация, электронно-лучевая обработка, которые позволяют обрабатывать поверхности, непосредственно соприкасающиеся с рабочими средами, расширяют возможности и эффективность использования катодных покрытий. Перспективным методом поверхностного легирования металлов и сплавов является ионная имплантация. Она позволяет регулировать толщину легированного слоя, концентрацию вводимых компонентов, их распределение по глубине за счет изменения энергии и рпзы внедрения. Толщина имплантированного слоя в зависимости от энергии может составлять от 0,1 до 3 мкм. Изменение коррозионной стойкости после ионной имплантаций происходит за счет обеспечивания пассивного состояния при имплантации металлами, разупрочнения структуры, приводящего к повышению сродства поверхности к кислороду, изменения дефект-но сти решетки. При этом важно, что для повышения защитных свойств вводимый элемент может образовывать с защищаемым металлом или сплавом метастабильный твердый раствор внедрения или замещения в широком диапазоне концентраций. [c.73]

Ионное легирование зависит от природы легирующих элементов. Так, имплантация инертных газов практически не оказывает влияния на электрохимическое поведение основного металла, за исключением того, что процесс ионной имплантации может приводить к загрубению обраба-тьшаемой поверхности, утолщению воздушной окисной пленки на железе. [c.73]

Имеются экспериментальные подтверждения положительного влияния на способность железа к пассивации ионного легирования титаном и кремнием. Ионная имплантация этих элементов при дозах легирования от 0,1 до 1 10 ион/см , энергии 500 кэВ и температуре подложки от 293 до 453 К обеспечивала максимальную концентращю имплантированного элемента на уровне 20 %. При таком содержании титана или кремния в поверхностно-легированном железе резко уменьшается плотность тока пассивации в 0,5 М растворе СН3СООН + СНзСООЫа при pH = 5,0 и температуре 298 К. С увеличением числа циклов вольтамперометрии уменьшается различие в электрохимическом поведении чистого железа и железа, поверхностно легированного этими элементами, а после 42 циклов это различие в их поведении практически отсутствует. [c.74]

Коррозия и борьба с ней (1989) -- [ c.231 ]

Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы (1986) -- [ c.330 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.386 , c.523 ]

Машиностроение энциклопедия ТомIII-3 Технология изготовления деталей машин РазделIII Технология производства машин (2002) -- [ c.414 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...