25. Особенности роста пленок.

Различают 2 этапа роста окисной пленки в атмосфере кислорода:начальный этап при низкой температуре и диффузионнный этап (высокотемпературное окисление).

Начальный этапобразования пленки связан с процессом перехода электронов от поверхностных атомов кристалла к адсорби­рованным на этой поверхности атомам кислорода. Со стороны крис­талла возникает слой положительных ионов (слой, обедненный элект­ронами), а со стороны газа - слой отрицательных ионов. В этом двойном слое появляется сильное электрическое поле, которое вызы­вает направленное к внешней поверхности пленки движение положи­тельно заряженных атомов основного вещества (катионов). Катионы кристалла на поверхности пленки связываются с отрицательно заряженными ато­мами кислорода (анионами) и достраивают следующий слой пленки. На пленке вновь адсорбируются атомы кислорода, к которым из кристалла благодаря туннельному эффекту поступают электроны.

Начальная стадия форми­рования окисной пленки прекращается при достижении толщины пленки порядка десятка атомных слоев, что вызвано резким спадом вероят­ности туннельного эффекта.

В отличие от первого этапа второй этапокисления полностью определяется процессами диффузии. При высокой температуре проис­ходит процесс диффузионного перемещения либо атомов окисляемого вещества и электронов к поверхности раздела «окисел-газ», либо атомов кисло­рода в объем основного вещества. Соответственно реакция окисления протекает либо на границе раздела «окисел-газ», либо на границе раздела «окисел - окисляемое вещество». В каждом конкретном случае проявляется тот или иной процесс диффузионного перемещения либо их сочетание.

10. Процессы взаимодействия ионов с веществом.

Падающий ион может обратно рассеиваться атомом или группой атомов бомбардируемого образца (1).

Импульс иона может быть достаточно велик для того, чтобы сместить поверхностный атом из положения, где он слабо связан с кристаллической структурой образца, в положение, где связь оказывается сильнее (2).

Этот процесс называется атомной дислокацией. Ионы с более высокими энергиями могут вызыватьвнутренние дислокациив толще образца (3).

Если соударяющиеся с поверхностью образца ионы передают настолько большой импульс, что полностью освобождают от связей один или несколько атомов, происходит физическое распыление(4).

Ионы могут проникать в кристаллическую решетку и захватываться там, израсходовав свою энергию (ионная имплантация)(5).

В результате химических реакций ионов с поверхностными атомами на поверхности образуются новые химические соединения, причем самый верхний слой атомов может оказаться в газообразном состоянии и испариться (химическое распыление)(6).

Бомбардирующие положительные ионы в результате процессса оже-нейтрализации могут приобретать на поверхности электроны и отражаться от нее в виде нейтральных атомов (7).

Ионы могут оказаться связанными с поверхностью образца (адсорбированными) (8).

При ионной бомбардировке металлических поверхностей в определенных условиях возможно возникновение вторичной электронной змиссии(9).

Наконец, если поверхностные атомы возбуждаются до ионизированных состояний и покидают образец, имеет место вторичная ионная эмиссия(10).