Лабы по ТМиЭЭТ / ЛР3 Ионное распыление Вариант 2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ФЭТ

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Технология материалов и элементов электронной техники»

Тема: Ионное распыление

Студенты гр.
Преподаватель		Мишнёв М.А.

Санкт-Петербург

202X

Цель работы

Компьютерное моделирование процесса ионного распыления, сравнение полученных данных с теоретическими зависимостями.

Обработка результатов

Таблица 1. Результаты

Y	7,6	8,09	7,99	7,28	7,46	6,83	6,55	5,23
E, кэВ	10	20	30	40	50	100	150	200
Y	5,59	4,69	4,48	4,41	4	3,8	3,74	3,6
E, кэВ	300	400	500	600	700	800	900	1000

Рис. 1. График коэффициента распыления от энергии ионов

По графику E_пор ≈ 10 эВ

Построим теоретическую зависимость коэффициента распыления.

Рис. 2. Теоретическая зависимость коэффициента распыления от энергии ионов

Рис. 3. Значение пороговой энергии на теоретическом графике

Рис. 4. Зависимость потерь энергии в мишени от энергии иона

Рис. 5. Пример отображения пробега ионов Ar в Ag в программе SRIM

Выводы

В ходе выполнения этой лабораторной работы были получены значения коэффициента распыления. Эти значения были отображены на графике для удобного сравнения с теоретической зависимостью. Вычисленная теоретическая зависимость довольно точно совпадает со значениями эксперимента.

Зависимость коэффициента распыления имеет максимум. При больших энергиях ионы аргона пролетают через приповерхностный слой, на них действует только электронное торможение, что видно также и по рисунку 4. При этом ионы летят по прямолинейной траектории, практически не отклоняясь, что видно по рисунку 5. Постепенно ионы теряют энергию, электронное торможение ослабевает, в силу вступает ядерное торможение. В результате такого торможения может быть выбит атом мишени, но из-за довольно большой глубины пробега ионов аргона атомы мишени не выходят из мишени. Энергия тратится внутри мишени, эффективного распыления нет. Если же в мишень запускать ионы с меньшей энергией, можно дойти до того значения, где будет наблюдаться максимум ядерного торможения. При таком значении энергии при столкновении с атомами мишени на поверхности будет эффективным распыление атомов мишени. При максимуме ядерного торможения (около 50 кэВ) наблюдается максимум коэффициента распыления.