Предпочтение отдается рассмотрению фундаментальных аспектов воздействия пучков ускоренных ионов на вещество, определяющихся их корпускулярной природой и являющихся общими как для непрерывных, так и для импульсных ионных пучков. Различия, связанные с макроскопическими параметрами ионных пучков (как концентрированных потоков энергии), обусловливающие при высоких плотностях мощности (>107 Вт/см2) интенсивное гидродинамическое и тепловое воздействие, будут интересовать нас в меньшей степени. Для учета роли этих эффектов могут быть использованы результаты теоретического и экспериментального исследования воздействия на вещество мощных лазеров [7].
1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТОДА
Подробный исторический обзор первых работ по ионной имплантации (самые первые из них появились в середине этого столетия) дан в книге Г.Риссела и И.Руге (H.Ryssel, I.Ruge) [8].
Впервые было замечено Р.Олом (R.Ohl, 1952) и В.Кассинсом (W.Cussins, 1956), что ионная бомбардировка приводит к изменению свойств полупроводниковых контактов, так что в некоторых случаях удавалось уменьшить обратный ток диода. Первый патент на технику ионной имплантации был получен В.Шокли (W.Shockley) в 1957 году. В этом патенте было отмечено, что после ионной имплантации необходим отжиг материала (выдержка при повышенных температурах) для стимулирования диффузионных процессов с целью "залечивания" радиационных дефектов (на уровне отдельных атомов), снижающих эффект позитивного воздействия на свойства.
С тех пор количество работ по ионной имплантации постоянно увеличивается. Найдены уникальные приложения метода в самых различных областях техники. Так, еще в 1962 г. были созданы первые детекторы ядерных излучений посредством имплантации фосфора в кремний. В Массачусетсе уже в 1963 г. были начаты исследования по созданию солнечных батарей методом ионной имплантации.
Параллельно с развитием экспериментальных исследований в работах Линдхарда, Шарфа и Шиотта (J.Lindhard, М.Scharff, H.E.Schiott) на основе результатов, полученных ранее Нильсом Бором (N.Bohr), была построена теория распределения пробегов ионов в твердых телах.
Существенный вклад в разработку новых ионно-лучевых технологий внесли такие зарубежные ядерные центры, как лаборатория ядерных исследований Чок-Ривер, Ок-Риджская национальная лаборатория (США), научно-исследовательский атомный центр в Хэруэлле (Великобритания).
Примерно в те же годы исследования в области ионной имплантации были начаты в бывшем СССР, независимо от зарубежных. Последние так же, как и отечественные, долгое время были засекречены. Первоначально исследования проводились в Институте атомной энергии им.И.В.Курчатова (в настоящее время Российский Научный Центр "Курчатовский институт"), Горьковском университете, Ленинградском физико-техническом институте, а также в Новосибирске. Среди российских специалистов у истоков ионно-лучевой технологии стояли такие крупные ученые и инженеры-технологи, как В.М.Гусев, М.И.Гусева, М.М.Бредов, П.В.Павлов, Д.И.Тетельбаум, В.С.Вавилов, Ю.П.Докучаев, В.А.Стружинский, В.А.Cимонов, И.А.Аброян, О.Б.Фирсов, Л.С.Смирнов, Н.Н.Герасименко. Принципиально важные научные результаты и технические решения, принадлежащие этим исследователям, широко используется научными лабораториями и промышленными предприятиями как в России, так и за рубежом.
Начиная с 1967 года проведено большое число международных конференций, сначала только по полупроводниковым, а затем и по другим достаточно многочисленным ионно-лучевым технологиям.
Серьезным вниманием ученых пользуются проводимые один раз в два года чередующиеся между собой конференции по фундаментальным и прикладным вопросам ионно-лучевой обработки материалов: Поверхностная модификация металлов ионными пучками (Surface Modification of Metals by Ion Beams – SMMIB) и Ионно-лучевая модификация материалов (Ion Beam Modification of materials – IBMM). Проводится и целый ряд конференций, посвященных физике генерации пучков заряженных частиц и конкретным достижениям в области создания импульсных и непрерывных источников ионов и электронов с самыми различными параметрами (энергией, плотностью тока, сечением пучка и т.д.).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.