ФОМНЭ 7дз

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра микро- и наноэлектроники

ОТЧЕТ

по домашнему заданию №7

по дисциплине «Физические основы микро и наноэлектроники»

Тема: Катодное (ионное) распыление.

Вариант 3

Студент гр. 0182 ______________ Бронников Д. Д.

Преподаватель ______________ Рассадина А. А.

Санкт-Петербург

2021

Рассчитать зависимость максимальной энергии Е_макс, которая может быть передана ионом нейтральному атому, от энергии налетающего иона для соответствующей пары ион – мишень. Диапазон энергий 30 эВ – 120 кэВ. Шкала логарифмическая.

Рассчитать значение угла падения ионов a_max, при котором наблюдается максимальный коэффициент распыления материала К_рmax, для той же пары ион – мишень и значений энергии ионов Е.

Ион	Мишень	Е
Ar	Cu	30 эВ

M1= 39,95 г/моль M2=63,54 г/моль

где a - радиус экранирования ядра орбитальными электронами;

- N₀ =1 атомная плотность распыляемого материала, (число атомов материала в единице объёма);

- Z1=18, Z2=29 атомные номера иона и атома мишени;

E_R - энергия связи электрона в атоме водорода, =13,5 эВ

a₀ – первый боровский радиус атома водорода = 0,529*10^-10

a=1.1*10^-12 a_max=1,57рад= 89.95 град

Выводы.

Если при столкновении атому мишени массой передается энергия, превосходящая энергию связи атомов в решетке Еmax, он покидает свое равновесное положение, превращаясь в первично смещенный атом. Смещенный атом, в свою очередь, сталкивается с окружающими атомами решетки, производя вторичные смещения, и т. д. Это процесс длится до тех пор, пока энергия атома не уменьшится до уровня, ниже которого передача энергии, большей Еmax, становится невозможной. Зависимость энергий E и Emax оказалась линейной.

При угле падения a длина пробега ионов, а следовательно, и число столкновений в этом поверхностном слое будут в 1/cos a раз больше. Значение угла падения ионов amax, при котором наблюдается максимальный коэффициент распыления материала Smax, зависит от энергии ионов.