ИО́ННАЯ ИМПЛАНТА́ЦИЯ

ИО́ННАЯ ИМПЛАНТА́ЦИЯ (ион­ное вне­дре­ние, ион­ное ле­ги­ро­ва­ние), вве­де­ние по­сто­рон­них ато­мов внутрь твёр­до­го те­ла при ион­ной бом­бар­ди­ров­ке его по­верх­но­сти. И. и. – один из про­цес­сов, свя­зан­ных с про­ник­но­ве­ни­ем ус­ко­рен­ных бом­бар­ди­рую­щих ио­нов в глубь ми­ше­ни. Сред­няя глу­би­на про­ник­но­ве­ния ио­нов в ми­шень уве­ли­чи­ва­ет­ся с рос­том энер­гии ио­нов (ио­ны с энер­гия­ми по­ряд­ка 10-100 кэВ про­ни­ка­ют на глу­би­ну 0,01-1 мкм). Вне­дре­ние ио­нов ста­но­вит­ся су­ще­ст­вен­ным, ес­ли их энер­гия $E>$1 кэВ. Им­план­ти­рован­ные ио­ны мо­гут вне­дрять­ся в меж­узель­ные по­ло­же­ния в ма­те­риа­ле ми­ше­ни, а так­же за­кре­п­лять­ся в уз­лах или на де­фек­тах ре­шёт­ки. При бом­бар­ди­ров­ке мо­но­кри­стал­лов глу­би­на про­ник­но­ве­ния час­тиц вдоль оп­ре­де­лён­ных кри­стал­ло­гра­фич. на­прав­ле­ний рез­ко воз­рас­та­ет. При ин­тен­сив­ной бом­бар­ди­ров­ке на И. и. влия­ет рас­пы­ле­ние ми­ше­ни, а так­же диф­фу­зия вне­дрён­ных ио­нов и их вы­де­ле­ние с по­верх­но­сти. Су­ще­ст­ву­ет мак­си­маль­но воз­мож­ная кон­цен­тра­ция вне­дрён­ных ио­нов, ко­то­рая за­ви­сит от ви­да ио­на и ми­ше­ни, а так­же от темп-ры ми­ше­ни.

И. и. наи­бо­лее ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся при вве­де­нии при­ме­сей в по­лу­про­вод­ни­ко­вые мо­но­кри­стал­лы для соз­да­ния тре­буе­мой при­мес­ной элек­тро­про­вод­но­сти по­лу­про­вод­ни­ка. И. и. по­зво­ля­ет вво­дить в по­лу­про­вод­ни­ко­вые ма­те­риа­лы точ­но до­зи­ро­ван­ные ко­ли­че­ст­ва поч­ти лю­бых хи­мич. эле­мен­тов. При этом мож­но уп­рав­лять рас­пре­де­ле­ни­ем вне­дрён­ных ио­нов по глу­би­не пу­тём из­ме­не­ния энер­гии ио­нов, ин­тен­сив­но­сти и на­прав­ле­ния ион­но­го пуч­ка от­но­си­тель­но кри­стал­ло­гра­фич. осей. И. и. по­зво­ля­ет соз­дать в по­лу­про­вод­ни­ко­вом кри­стал­ле элек­трон­но-ды­роч­ный пе­ре­ход на ма­лой глу­би­не, что уве­ли­чи­ва­ет, напр., пре­дель­ную час­то­ту тран­зи­сто­ров.

И. и. в ме­тал­лах при­ме­ня­ют с це­лью по­вы­ше­ния их твёр­до­сти, из­но­со­устой­чи­во­сти, кор­ро­зи­он­ной стой­ко­сти, соз­да­ния ка­та­ли­за­то­ров, из­ме­не­ния ко­эф. тре­ния и т. п. Для это­го тре­бу­ют­ся до­зы по­ряд­ка 10¹⁷–10¹⁸ ио­нов на 1 см², при ко­то­рых уже за­мет­но рас­пы­ле­ние по­верх­но­ст­но­го слоя.