Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

46
Различают несколько механизмов вторичной ионной эмиссии – пря-
мая (химическая) эмиссия и внутренняя кинетическая эмиссия. Прямая
эмиссия имеет место, например, в ионных кристаллах хлоридов натрия и
калия, оксидов металлов и т. д. Принцип относительно прост: бомбарди-
ровка поверхности вызывает эмиссию ионов, которые уже имеются в объ-
екте, а электроны, которые могли бы
нейтрализовать заряд вторичных ио-
нов, не испускаются. В этом случае очень высок выход ионизации, кото-
рый представляет собой отношение числа вторичных ионов к общему чис-
лу выбитых частиц (ионов и нейтральных атомов вместе взятых). Он мо-
жет составлять десятки процентов. Например, для KCl он равен 93%, для
Al
2
O
3
– примерно 50%.
В случае металлов и полупроводников прямая ионная эмиссия мало-
вероятна. Для таких объектов предложен механизм, называемый внутрен-
ней кинетической эмиссией. Первичный ион приводит в движение атомы
объекта, между которыми возможны неупругие соударения. В этом случае
часть энергии переходит в кинетическую и будет способствовать выходу
атомов из объекта, а другая
часть может пойти на изменение электронной
структуры атома. В частности, может быть выбит электрон с внешней или
внутренней оболочек атома. Если электрон выбит из внешней оболочки,
что соответствует переходу электрона из валентной зоны в зону проводи-
мости, то за счет процессов рекомбинации атом вновь становится электро-
нейтральным. Причем рекомбинация происходит
достаточно быстро и
данный атом покидает поверхность объекта в нейтральном состоянии.
Если же электрон в атоме выбивается из внутренних оболочек, то си-
туация несколько иная. В этом случае образовавшийся ион также нейтра-
лизуется, но это происходит за счет присоединения к нему электрона из
зоны проводимости к внешней оболочке. Атом становится
нейтральным,
но электронная структура его несколько деформирована. По истечении не-
которого времени она должна принять обычную, присущую для данного
атома, структуру, т. е. срелаксировать. Если время, за которое такой атом
покидает поверхность, меньше времени релаксации, то в вакууме (вне по-
верхности) этот лишний электрон может оторваться от атома и последний
превратится
в положительно заряженный ион. Выход ионизации при таком
механизме составляет от 0,1 до 1%.

Страницы